WO2001072542A2 - Kraftfahrzeug mit automatisiertem getriebe - Google Patents

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WO2001072542A2
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    • Y10T74/2011—Shift element interlock with detent, recess, notch, or groove

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle with a drive motor, a torque transmission device, such as a clutch, with an actuation device, a transmission with a selector shaft, an actuation device and a control device, in which the actuation of the torque transmission device and / or the transmission by the control device or by an input can be carried out automatically to the control device, the actuation of the transmission being composed essentially of a first movement component, such as a selection component and a second movement component, such as a switching component, the actuation device having a first and second drive assigned to these first and second movements and on Gearbox which is a translato ⁇ sche movement and the other a rotato ⁇ sche movement
  • the movement for actuating the gearbox can be divided into two movement components such as the selection component and the switching component lt be
  • connection between the drives and the selector shaft is problematic here.
  • the invention is therefore based on the object of providing a motor vehicle with an automated manual transmission which has a reduced range of parts, is more cost-effective and, with simple means, meets the requirements for the required travel and force ratios, the switching speed, the switching time and the switching comfort.
  • the system should have a simple, compact design that is adapted to the installation space and should be easy to assemble
  • This object is achieved according to the invention in that a multi-part, for connecting the individual parts at least one axial groove for axial guidance and rotary motion transmission and at least one annular groove or an annular groove segment for rotary guidance and axial motion transmission is provided with an element for transmitting motion to the selector shaft
  • the kinematic transmission path for converting the movement of the one drive into a selection movement is a first gear stage, driven by the drive, preferably integrated in the drive, such as a worm with worm wheel, and a second second stage, for example by a spur gear and a gear rack formed gear rack.
  • the kinematic transmission path for converting the movement of the other drive into a switching movement is a first gear stage driven by the drive, preferably integrated in the drive, such as a worm with worm wheel, a switching elasticity preferably integrated in the drive, and a this downstream second gear stage, for example formed by a spur gear and a rack, comprises.
  • the multi-part element for transmitting motion to the selector shaft comprises at least one sleeve-shaped element having a toothing, a driver and a toothed rack
  • An axial relative movement is advantageously possible between the partial elements of the multi-part element for transmitting motion to the selector shaft and / or a rotational relative movement between other partial elements
  • the multi-part element advantageously enables movement to be transmitted to the
  • Switching shaft a decoupled movement transmission of dialing and switching movement on the switching shaft.
  • the driver and the sleeve-shaped element are operatively connected by means of at least one axial groove, preferably by means of three grooves and / or the driver and the rack by means of an annular groove segment, the center of which is at least in the vicinity of the axis of the sleeve-shaped element.
  • the initiation of a rotary motion over the sleeve-shaped element over a certain area is independent of the relative position of the sleeve-shaped element and driver relative to one another and / or the initiation of an axial movement over the rack over a certain area is independent of the relative position of Rack and driver possible to each other
  • the specific range in which the initiation of a rotary motion is independent of the relative position of the sleeve-shaped element and driver relative to one another preferably corresponds at least approximately to the range in which the shift shaft is axially movable and the specific range in which the initiation of an axial movement is independent of the relative position of the rack and driver to each other, at least approximately in the area in which the selector shaft is rotatably movable.
  • the driver of the multi-part element for transmitting motion to the shift shaft is advantageously connected to the shift shaft in a rotationally fixed and axially fixed manner.
  • the selection movement is transmitted via the toothed rack and the driver.
  • the switching movement is transmitted via the sleeve-shaped element and the driver.
  • the driver advantageously has corresponding springs with grooves in the sleeve-shaped element
  • the design and number of grooves or the flanks are flanked and, in accordance with the springs or flanks of the spring, are suitable for centering the driver in the sleeve-shaped element when subjected to a rotational load
  • the sleeve has an opening that extends in the longitudinal direction
  • the opening of the sleeve does not extend over the entire length.
  • the length of the opening corresponds at least approximately to the movement of the selector shaft in the direction of selection
  • the sleeve opening is produced by developing one of the grooves, the groove being further developed radially outward and the groove flanks correspondingly being further developed
  • the opening like the other grooves which are not further developed outwards, performs a guiding function for the driver when there is axial relative movement between the driver and the sleeve-shaped element
  • a spring of the driver is developed such that it extends outwards through the opening of the sleeve-shaped element Furthermore, it can be advantageous if the end region of the spring of the driver, which extends through the opening of the sleeve, terminates in the shape of a sector of a circle with a center point to the shift shaft axis.
  • An embodiment of the invention is preferred in which the end region of the spring of the driver which extends through the opening of the sleeve itself forms a spring which is rotatably seated in a corresponding groove in the toothed rack and is axially transmitting movement.
  • An embodiment of the invention is particularly preferred in which the side edges of the grooves are designed in such a way that, when a force is transmitted, the resulting force on the sleeve has a radial component which causes a load in the closing direction of the opening
  • the side edges of the grooves advantageously have the shape of an inverted involute.
  • the toothed rack is designed as a double toothed rack in the transmission path of the switching movement and has two mutually independent toothings.
  • the angle of the two toothing planes to one another and the axial spacing of the toothings enables the drive to be arranged in an arrangement that is adapted to the available installation space.
  • the toothing planes are advantageously approximately at right angles to one another.
  • FIG. 2 shows a kinematics of the selection route
  • FIG. 3 shows a kinematics of the switching path
  • FIG. 4 shows a kinematics of the actuating device
  • Figure 5 shows a sleeve of the element for transmitting motion to the selector shaft
  • FIG. 6 shows a driver of the element for transmitting motion to the selector shaft in section
  • FIG. 7 shows a double rack
  • FIG. 8a shows a rack in the transmission path of the selection movement
  • FIG. 8b shows another embodiment of a rack
  • FIG. 9 a switching elasticity
  • FIG. 10a a top part of a carrier element, top view
  • FIG. 10b a top part of a carrier element from below
  • FIG. 10c a carrier element, upper part, side view
  • Figure 11 a is a carrier element lower part top view
  • Figure 1 1 b a support element lower part from below.
  • FIG. 1 schematically shows a motor vehicle 1 with a drive train which contains a drive motor 2 designed as an internal combustion engine, a clutch 4 and a transmission 6.
  • the wheels 12 of the vehicle 1 are driven via a cardan shaft 8 and a differential 10.
  • a drive motor 2 designed as an internal combustion engine
  • a clutch 4 and a transmission 6.
  • the wheels 12 of the vehicle 1 are driven via a cardan shaft 8 and a differential 10.
  • a differential 10 can of course also be a vehicle with one or more other driven axles
  • the control device 18, 44 can be designed as a unit or in structurally and / or functionally separate sub-areas. If the control device 18, 44 is constructed and / or functionally separate sub-areas, these can be connected to one another for example via a CAN bus 54 or another electrical connection for data exchange Steuerein ⁇ chtung 18, 44 controls, for example, the automated actuation of the transmission 6 and / or the clutch 4 or the motor 2, such as the engine torque, the selection of the transmission ratio, a park position or a neutral position of the transmission or the torque that can be transmitted by the clutch.
  • the device for changing the gear ratio of the transmission comprises at least one actuator 48, 50 and a control device 44, the gear ratio being variable by activating the actuator 48, 50.
  • the clutch 4 can also be actuated automatically by means of the actuator 46.
  • Area 44 of the control device receives signals which at least represent the transmission state of clutch 4 and the transmission ratio set in transmission 6, as well as signals from a sensor 52 for the output speed and a sensor 61 on transmission ratio device 60. These signals are determined by sensors, such as by a gear detection sensor or a clutch displacement sensor.
  • Area 18 of the control device controls the internal combustion engine 2 by adjusting the throttle valve 30 and / or the injection. Signals from sensors 26 for intake manifold pressure, 24 for cooling water temperature, 28 for engine speed, 20 for the position of the throttle valve 22 and 16 for an accelerator pedal actuation 14 are received.
  • the device for changing the transmission ratio of the transmission comprises at least one actuator 48, 50, which for example comprises two electric motors, one electric motor being actuated to actuate the selection process and a second electric motor being actuated to actuate the switching operation.
  • an adjustment of at least one switching element on the side of the body is actuated by means of the electric motors along the dialing path or the switching path.
  • FIG. 2 shows a kinematics of the selection route from the drive 201 to the selector shaft 208.
  • the kinematic chain between drive 201 and selector shaft 208 has a plurality of gear ratios, so that one selects the forces and the path of the selector shaft 208 in the selection direction and the power of the drive 201 Corresponding displacement and force change takes place.
  • the arrangement of the kinematic chain further enables an arrangement of all elements belonging to the actuation device corresponding to the installation space in relation to the switching shaft 208.
  • the actuation device for actuating the actuating shaft 208 in the direction of choice is suitable for rotating the drive 201 in one direction
  • To convert the axial movement of the selector shaft 208 for this purpose there are two gear stages available
  • the drive 201 can be designed as an electric motor, for example, and has a fastening flange 202 in the figure shown.
  • a worm 203 which is part of a first gear stage, is connected to the armature shaft of the drive motor 201.
  • This worm gear is formed from the worm 203 and the worm wheel 204 Gear stage, the drive 201 drives a spur gear 205.
  • the spur gear 205 and the worm gear 204 have a common axis b, which is perpendicular to the axis a of the drive.
  • the spur gear 205 and the rack 206 form a second gear stage subordinate to the first gear stage b of the spur gear 205 or the worm gear 204 and c of the rack 206 are mutually perpendicular
  • gear stages it can also be expedient in another exemplary embodiment to use other elements and / or to use only one or more than two gear stages. Furthermore, it can be expedient if the angles and / or spacings of the axes a, b, c and / or d can be enlarged or reduced.
  • the toothed rack shown and described in detail in FIGS. 8a and the further exemplary embodiment in FIG. 8b offer a suitable possibility for this
  • the rack 206 To transmit the selection movement to the selector shaft 208 with the axis d parallel to the axis c of the rack 206, and to enable the independence of the switching movement, the rack 206, shown in more detail in FIG. 8a, has a groove 803 at its end, via which the Connection to the driver 207 is established.
  • the driver 207 has an extension which projects into the groove 803.
  • the groove and the driver are designed in such a way that they remain in engagement with one another even under relative rotation. This is particularly advantageous because when the switch is actuated of the transmission, the driver 207 and the selector shaft 208 are rotated about the axis d In the Cartesian coordinate system 212, the axis a is approximately parallel to the y-axis
  • FIGS. 10a to 11b The arrangement described for a selection actuation is arranged in or on a carrier element shown and described in detail with FIGS. 10a to 11b, which also forms a housing or a housing-like structure with subregions, which accommodates elements, in particular forming gear stages.
  • the kinematics of the switching path from the drive 301 to the switching time 309 is shown in FIG. 3.
  • the kinematic chain between drive 301 and selector shaft 309 has a plurality of gear ratios, so that a path and force conversion corresponding to the switching forces and the path of the selector shaft 308 in the switching direction and the power of the drive 301 takes place.
  • the arrangement of the kinematic chain further enables an arrangement of all the elements belonging to the transmission actuation device in relation to the selector shaft 309 corresponding to the installation space.
  • the drive 301 which is preferably designed as an electric motor, drives a worm 302, which is connected to a worm wheel 303.
  • the worm 302 is preferably received on the shaft of the electric motor and meshes the worm gear 303, the axis e of the drive 301 or the worm 302 and the axis f of the worm wheel 303 being approximately perpendicular to one another.
  • a spur gear 305 is driven via a switching elasticity 304; both elements are arranged axially with the worm wheel 303.
  • the spur gear 305 is connected to the toothing 313 of the toothed rack 306, the axis g of which is arranged at least approximately normal to the axis f and forms a second gear stage downstream of the first gear stage formed from worm 302 and worm gear 303.
  • the axis g of the rack 306 is approximately perpendicular to the axes f and e.
  • the toothing 312 of the toothed rack 306 engages with the toothed segment 310 of the sleeve 307 of the multi-part element for transmitting motion to the selector shaft 309 and thus forms a third gear stage.
  • the axes h of the control shaft 309 and e of the drive 301 to the z-axis, the axis f to the x-axis and the axis g to the y-axis are at least approximately parallel.
  • gear stages it can also be expedient in another exemplary embodiment to use other elements and / or to use only one, two or more than three gear stages. Furthermore, it can be expedient if the angles and / or distances between the axes e, f, g and / or h are increased or decreased.
  • the rack 306, described and shown in detail in FIG. 7, offers a suitable possibility for this.
  • the driver 308 is connected to the sleeve 307 in a rotationally fixed but axially movable manner.
  • the driver 308 is connected to the switching shaft 309 in an axially and rotationally fixed manner.
  • connection between the sleeve 307 and the driver 308 enables an independent rotary movement over a certain range of the axial position of the switching shaft 309, so that the switching movement can be carried out in a decoupled manner in any selected position.
  • FIGS. 10a to 11b The arrangement described for a shift actuation is arranged in or on a support element shown and described in detail with FIGS. 10a to 11b, which also forms a housing or a housing-like structure with subregions, which accommodates elements, in particular forming gear stages.
  • FIG. 9 shows the arrangement of the elements forming the switching elasticity.
  • the switching elasticity is formed by two sub-elements 904 and 905 which can be rotated relative to one another in a specific angular range, which are connected to one another in an elastic and damped manner and one of which is connected to the worm wheel 303 and the other to the spur gear 305, for example by means of teeth 907 and 908, and / or form-fitting connection.
  • Springs and dampers of the switching elasticity advantageously have characteristics such that the drive of the kinematics and the processes on the clutch are appropriately isolated, for example before the force surges caused during switching operations.
  • springs 910a, 910b, 910c and 91 Od which are connected in parallel and whose stiffnesses add up accordingly.
  • the springs have the same characteristic curves.
  • the use of springs with a linear characteristic is advantageous. If necessary, the use of progressive or degressive springs can also be advantageous
  • the present exemplary embodiment is linear, but in another exemplary embodiment it can also advantageously be path and / or frequency dependent
  • 901 shows an exemplary embodiment in plan view
  • 902 and 903 show sections AA and BB on the other side
  • the force transmission takes place via the toothing 907 to the other side element 905, which is rotatable in a certain angular range via springs 910 and is connected to the lower side element 904 in the lower side
  • Element 904 has a toothing 908 into which a gear 909 can be inserted.
  • the gear 909 can also be fixedly connected to the element 904 or be formed in one piece.
  • the ring-like element 906 is connected to the input-side element 905
  • the toothed rack 801 shown in the exemplary embodiment in FIG. 8a has a toothing 805 and a groove 803.
  • the groove 803 is here in the form of a segment of an annular groove, the center of which, in the assembled state, lies on the axis d shown in FIG. 2. It can be used for other exemplary embodiments However, it may be advantageous, for example, to adapt the entire arrangement for actuating the gear to the installation space, to modify the toothed rack. In particular, it may be advantageous to increase the distance a between the groove 803 and the center of the toothing and / or the angle ⁇ between the groove 803 and the toothing 805 or reduce and / or design the groove differently
  • a further exemplary embodiment is shown with the rack 802 in FIG. 8b.
  • the distance b between the groove 804 and the center of the toothing is increased compared to the distance a in FIG. 8a, the groove is designed as an annular groove with a center point to the rack axis, which is particularly advantageous for an attack by the driver 207 independently from the radial angular position - denoted by ⁇ in FIG. 8a - between the engagement point of the driver 207 and the toothing 806
  • the driver 207 is axially and non-rotatably connected to the control shaft 208.
  • This connection is shown as a splined shaft connection 210, but it may also be advantageous if the driver 207 and the control shaft 208 are formed in one piece or the connection is carried out in another way
  • the further developed tongue 605 engages in the groove 803 in such a way that the radial outer area 606 of the tongue 605 corresponds to the groove base 807 and the top and bottom of the tongue 605 of the driver 601 shown in FIG. 6 are on the side areas 808a and 808b Trim groove 803 for movement or power transmission
  • FIG. 4 shows the kinematics of the entire actuation of the actuator, in particular the spatial assignment of the selection and switching kinematics to one another, as is shown and described with FIGS. 2 and 3 starting from the drives 401 and 406 up to the switching shaft 412
  • Both the selection movement, generated by the drive 401, and the switching movement, generated by the drive 406, are transmitted to the switching shaft via the driver and / or the sleeve 41 1, which is not visible in this view
  • the movement of the first drive 401 is converted via a worm 402, a worm wheel 403, a spur gear 404, a rack 405 and a carrier (not visible in the present case) connected to the selector shaft 412 into an axial movement, corresponding to a selection movement, for converting the movement of the Drive 406 in a rotary movement of the shift shaft 412, corresponding to a shift movement, find a worm 407, a worm wheel 408, a spur gear 409, a rack 410 and an element consisting of a driver and a sleeve 41 1 for transmitting motion to the shift shaft use arrangement and designation the axis designations used in FIG. 4 correspond to those used in FIGS. 2 and 3
  • FIG. 10a shows an exemplary embodiment of the upper part 1001 of a carrier element in a top view.
  • the upper part 1001 of the carrier element is, for example, light by a plurality of ribs, such as 1002, and has a favorable vibration behavior, the carrier element is advantageously produced from die-cast aluminum
  • the upper part 1001 of the carrier element forms a housing with the pot-shaped regions 1008 and 1009 particularly advantageously for several gear stages; in the area 1010, a rack for transmitting the selection movement is received and guided.
  • the double rack 701 already described in detail above as part of both gear stages is guided in the bore 1003.
  • accesses 1004 and - not visible in this view - 1005 for interlocking the double rack 701 are formed.
  • a gear 305 driven by one of the drives can engage the double rack 701.
  • Bores 1006a, 1006b, 1006c and 806d for screws are provided for connecting the flange of one drive 301.
  • the intervention via access 1005 is described and illustrated in the following figures.
  • the bore 1007 as well as a further bore which is not visible here, are used to fasten and position the lower part 1 101 of the carrier element, as described and illustrated in FIGS. 9a and 9b, with the upper part 1001 or on the transmission.
  • the bore 1011 is provided for receiving a bearing and at the same time enables pressure compensation when the driver moves.
  • the axes of the cup-shaped regions 1008 and 1009 are also approximately perpendicular to one another.
  • the axis of the bore 1010 for receiving the rack 206 for selection actuation is parallel to the axis of the cup-shaped area 1009.
  • FIG. 10b shows the upper part 1020 of the carrier element from below.
  • the overall pot-shaped configuration forms a housing 1028 for the sleeve 501 and the driver 601 of the element for transmitting motion to the selector shaft.
  • the sleeve 501 is rotatably seated in the recess 1024 and, with its segment-shaped toothing 502, is in engagement with the double toothed rack 701, the opening 507 of the sleeve 501 and thus also the further developed spring 605 of the driver 601 facing the bore 1026, so that an engagement is made with the rack 206 guided in the bore 1026 for transmitting the selection movement.
  • a driven gear 404 projects into the area 1023 of the housing 1028 formed in the upper part 1020 of the carrier element through the opening 1027
  • FIG. 10c A side view of the upper part 1040 of the carrier element is shown in FIG. 10c.
  • the area of the carrier element which forms the housing for accommodating gear stages for the transmission of selection and shifting movements can be clearly seen
  • the double toothed rack 701 is guided in the bore 1041, in a pot-shaped area
  • the switching movement is transmitted from the double toothed rack 701 to the sleeve 501 of the element for transmitting movement to the selector shaft
  • Rack 206 for transmitting the selection movement is guided in the area 1042 of the carrier element, the drive takes place through the opening 1043 through which the toothing of the rack 206 is accessible.
  • the selection drive 401 is attached by means of screws fastened in the bores 1045a, 1045b and 1045c, whereby it sits tightly on the flange 1044.
  • the axis of the drive 401 is advantageous in the bore
  • FIG. 11 a shows a plan view in FIG. 11 b is the lower part 1 101 seen from below
  • the lower part 1101 of the carrier element sits with the collar 1 108 in the area 1023 of the upper part 1001, 1021 or 1041, an O-ring being provided in the groove 1 103 for sealing the connection point of the two parts for fastening or for positioning the parts with one another holes on the gearbox are 1 107
  • the carrier element is connected to the transmission in a precisely positioned manner via the collar 1 105, the selector shaft being guided in the dome 1 106, projecting through this into the upper part 1001, 1021 or 1041 of the carrier element, where the element acts to transmit the switching or selection movement
  • Holes 1 102 are provided at right angles to the selector shaft axis, which receive a switching detent.
  • a pin for guiding in a setting assigned to the selector shaft is received in hole 1 104
  • Figure 5 shows the sleeve in a three-dimensional view
  • Figure 6 shows the driver of the multi-part element for transmitting motion to the selector shaft in plan view.
  • This element consisting of the sleeve 501, the driver 601 and the rack 801 enables a decoupled transmission of the selection and switching movement to the switching shaft, the selection movement corresponding to an axial movement and the switching movement to a rotary movement of the switching shaft.
  • the transmission of the selection movement takes place exclusively via the driver 601, which, for example, can be attached to the cutting shaft with the recess 607 and secured axially, and has a spline profile 610 for the rotationally fixed connection. If a wedge profile is used, it is expedient, for example, to ensure the relative position between the driver and between the control shaft via a widened recess 609 and a tooth on the control shaft corresponding to this.
  • the selection movement is transmitted via the rack in the transmission path of the selection movement, the spring 605 engaging in a groove on the rack on the driver 601 connected to the selector shaft.
  • the driver 601 sits with its springs 602, 603 and 605 in corresponding grooves 504a, 504b and 504c of the sleeve 501 and can move axially in it during a switching movement.
  • the groove 504c is developed in such a way that an opening 507 extends axially longitudinally in the sleeve.
  • the enlarged spring 605 extends outwards through this opening 507 and can thus establish a connection to the rack in the transmission path of the selection movement.
  • the opening 507 in the present case particularly advantageously extends axially only over a partial region of the sleeve 501.
  • the grooves 504, 504b, 504c and correspondingly the springs 602, 603 and 605, and in particular their flanks 61 1, 608 and 604, are designed in such a way that when torque is transmitted, the resulting force on the sleeve is a radial component acting towards the center of the connection If there is a load, the tongue and groove connection does not bend the opening of the sleeve, but rather contracts it.
  • the configuration of the flanks 61 1 particularly advantageously brings about a large surface contact during the power transmission. For this, it is particularly advantageous if the flanks 61 1, 608 and 604 of the springs 602, 603 and 605 have the geometric shape of a so-called inverted involute.
  • this is understood to mean springs which are narrower in their radially inner regions and wider in their radial regions outer areas are wider, with the width increasing in the radial direction towards the outside on both sides or flanks in involute form.
  • tooth and gap are thus interchanged, to the extent that the area which forms the tooth for a gearwheel is present represents the gap and the area that forms the gap in a gear represents the tooth.
  • a bore 506 In the base of the sleeve there is a bore 506, which is not visible in this view, and which bears a bearing
  • the enlarged spring 605 has an outer region 606 which is formed in the form of a sector of a circle with respect to the center of the axis and which engages with the rack in the transmission path of the selection movement via a groove and thus ensures a positive fit over the entire rotational movement range of the selector shaft.
  • the outer region 606 of the spring 605 is not designed in the shape of a sector of a circle, but has a different configuration
  • FIG. 7 shows the rack 701 in the transmission path of the switching movement as a direct connecting element between the element for transmitting the movement to the switching shaft and the drive for the switching movement.
  • the basic rack body has two mutually independent toothings 702, 703. This creates a very direct connection between the drive unit and the parts to be moved realized with good adaptability to geometric boundary conditions
  • the present arrangement leaves a large number of degrees of freedom open
  • the distance d between the tooth centers is advantageously as small as possible, but in such a way that the respective engagement elements do not interfere, the angle between the two tooth planes X1, Z1 and X2, Z2, provided that the engagement elements do not interfere with each other, can be chosen between 0 and 360 °.
  • the independent arrangement of the two toothings 702 and 703 also allows the use of different toothings if necessary.
  • the same toothing is preferred for both toothings 701 and 703 , for example an involute toothing, used. Due to geometrical or other boundary conditions, however, it can also be advantageous if the toothing 702 and 703 are different.
  • a simple realization of the desired transmission ratio can be achieved via the effective radius n the engagement partners r1 and r2 of the pinion or of the toothed wheel take place.
  • the arrangement enables a particularly simple casting design of the housing, in particular with regard to the arrangement of the different housing areas due to fewer slides and directions of extension
  • the arrangement of the components can also be rotated, for example in accordance with the available installation space, in particular also about the axes a, b, c, d / h, g, f and / or e take place and / or the distances between the axes can be increased and / or reduced compared to the present example
  • the present invention is illustrated in the present case on the basis of an exemplary embodiment in a transmission in which an axial displacement of the selector shaft corresponds to a selection and a rotation of a switching movement.
  • the invention can of course also be used analogously in a transmission in which there is an axial displacement of the selector shaft a switching and a rotation corresponds to a selection movement. The functions of the respective drives are then exchanged accordingly
  • the present invention relates to the older applications DE 19734050, DE 19804214, DE 19804217, DE 19814126, DE 19928263, DE 19930869 and DE 19937544 or its Nachanmeidungen, the contents of which expressly belong to the disclosure content of the present application

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung, mit einer Betätigungseinrichtung, einem Getriebe mit einer Betätigungseinrichtung und einer Steuereinrichtung. Die Schaltwelle (412) wird von zwei Antrieben (401, 406) über ein eine Verzahnung aufweisendes hülsenförmiges Element (411), einen Mitnehmer (308) und über eine Zahnstange (405) betätigt.

Description

Kraftfahrzeug mit Getriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentubertragungseinπchtung, wie Kupplung, mit einer Betatigungseinπchtung, einem Getriebe mit einer Schaltwelle, einer Betatigungseinπchtung und einer Steuereinrichtung, bei dem die Betätigung der Drehmomentubertragungseinπchtung und/oder des Getriebes durch die Steuereinrichtung oder durch eine Eingabe an die Steuereinrichtung automatisiert durchfuhrbar ist, wobei sich die Betätigung des Getriebes im wesentlichen aus einer ersten Bewegungskomponente, wie Wahlkomponente und einer zweiten Bewegungskomponente, wie Schaltkomponente, zusammensetzt, die Getπebebetati- gungseinπchtung einen dieser ersten und zweiten Bewegung zugeordneten ersten und zweiten Antrieb aufweist und am Getriebe die eine Bewegung eine translatoπsche und die andere Bewegung eine rotatoπsche ist Die Bewegung zur Betätigung des Getriebes kann in zwei Bewegungkomponenten wie Wählkomponente und Schaltkomponente unterteilt werden
Es ist bekannt, jeder dieser Bewegungskomponenten einen eigenen Antrieb zuzuordnen. Die Bewegungen dieser beiden Antriebe werden in eine rotatoπsche und eine translatoπsche Bewegung an der Schaltwelle des Getriebes unter Wandlung der Weg- und Kraftverhaltnisse umgesetzt
Problematisch ist hier die Verbindung zwischen den Antrieben und der Schaltwelle. Die Anforderungen an den Übertraguπgsweg bezüglich Weg- und Kraftverhältnissen, Schaltgeschwindigkeit, Schaltzeit und Schaltkomfort führen zu aufwendigen Konstruktionen, die umfangreich und kostenintensiv sind und deren Montage schwierig ist
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe zu schaffen, das einen reduzierten Teileumfang aufweist, kostengünstiger ist und mit einfachen Mitteln die Anforderungen an die geforderten Weg- und Kraftverhaltnisse, die Schaltgeschwindigkeit, die Schaltzeit und den Schaltkomfort erfüllt Das System soll eine einfache, kompakte, dem Bauraum angepaßte Bauform aufweisen und einfach zu montieren sein Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß ein mehrteiliges, zur Verbindung der einzelnen Teile zumindest eine axiale Nut zur axialen Führung und rotatoπschen Bewegungsubertragung sowie zumindest eine Ringnut oder ein Ringnutsegment zur rotatoπschen Führung und axialen Bewegungsubertragung aufweisendes Element zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle vorgesehen ist
Weiterhin wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die kinematische Ubertragungsstrecke zur Umsetzung der Bewegung des einen Antriebes in eine Wählbewegung eine, vom Antrieb angetriebene, vorzugsweise in den Antrieb integrierte erste Getriebestufe, wie Schnecke mit Schneckenrad, sowie eine dieser nachgeordnete zweite, beispielsweise durch ein Stirnrad und eine Zahnstange gebildete Getriebestufe umfaßt.
Weiterhin wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die kinematische Übertragungsstrecke zur Umsetzung der Bewegung des anderen Antriebes in eine Schaltbewegung eine, vom Antrieb angetriebene, vorzugsweise in den Antrieb integrierte erste Getriebestufe, wie Schnecke mit Schneckenrad, eine vorzugsweise in den Antrieb integrierte Schaltelastizität, sowie eine dieser nachgeordnete zweite, beispielsweise durch ein Stirnrad und eine Zahnstange gebildete Getriebestufe, umfaßt.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche
In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung umfaßt das mehrteilige Element zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle zumindest ein eine Verzahnung aufweisendes, hülsenförmiges Element, einen Mitnehmer, sowie eine Zahnstange
Vorteilhaft ist zwischen den Teilelementen des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsubertragung auf die Schaltwelle eine axiale Relativbewegung und/oder zwischen anderen Teilelementen eine rotatoπsche Relativbewegung möglich Vorteilhaft ermöglicht das mehrteilige Element zur Bewegungsübertragung auf die
Schaltwelle eine entkoppelte Bewegungsübertragung von Wähl- und Schaltbewegung auf die Schaltwelle.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel stehen der Mitnehmer und das hülsenförmige Element mittels zumindest einer axialen Nut, vorzugsweise mittels drei Nuten und/oder der Mitnehmer und die Zahnstange mittels Ringnutsegment, dessen Mittelpunkt zumindest in der Nähe der Achse des hülsenförmigen Elementes liegt, in Wirkverbindung.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Einleitung einer rotatoπschen Bewegung über das hülsenförmige Element über einen bestimmten Bereich unabhängig von der Relativlage von hülsenförmigen Element und Mitnehmer zueinander und/oder die Einleitung einer axialen Bewegung über die Zahnstange über einen bestimmten Bereich unabhängig von der Relativlage von Zahnstange und Mitnehmer zueinander möglich
Der bestimmte Bereich, in dem die Einleitung einer rotatoπschen Bewegung unabhängig von der Relativlage von hülsenförmigen Element und Mitnehmer zueinander ist, entspπcht bevorzugterweise zumindest in etwa dem Bereich, in dem die Schaltwelle axial bewegbar ist und der bestimmte Bereich, in dem die Einleitung einer axialen Bewegung unabhängig von der Relativlage von Zahnstange und Mitnehmer zueinander ist, zumindest in etwa dem Bereich, in dem die Schaltwelle rotatoπsch bewegbar ist.
So ist es insbesondere möglich, in jeder Wählstellung Schaltbewegungen durchzuführen.
Vorteilhafterweise ist der Mitnehmer des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle drehfest und axial fest mit der Schaltwelle verbunden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Übertragung der Wählbewegung über die Zahnstange und den Mitnehmer. Die Übertragung der Schaltbewegung erfolgt über das hülsenförmige Element und den Mitnehmer. Vorteilhaft weist der Mitnehmer mit im hülsenförmigen Element befindlichen Nuten korrespondierende Federn auf
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausbildung und Anzahl der Nuten bzw der Nu flanken und entsprechend der Federn bzw Federflanken geeignet, den Mitnehmer bei rotatoπscher Belastung im hülsenförmigen Element zu zentrieren
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Hülse eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung auf
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Öffnung der Hülse nicht über die gesamte Lange Die Lange der Öffnung entspricht zumindest annähernd der Bewegung der Schaltwelle in Wahlrichtung
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die Hulsenoffnung durch Weiterbildung einer der Nuten erzeugt wird, wobei die Nut weiter radial nach außen weitergebildet wird und auch die Nutflanken entsprechen weitergebildet sind
In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfüllt die Öffnung, ebenso wie die nicht nach außen weitergebildeten weiteren Nuten, bei axialer Relativbewegung zwischen Mitnehmer und hulsenformigem Element eine Fuhrungsfunktion für den Mitnehmer
Durch die Öffnung im hülsenförmigen Element kann vorteilhaft eine Verbindung zwischen Mitnehmer und Zahnstange hergestellt werden
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Feder des Mitnehmers derart weitergebildet, daß sie durch die Öffnung des hülsenförmigen Elementes hindurch nach außen reicht Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der durch die Öffnung der Hülse hindurch reichende Endbereich der Feder des Mitnehmers kreissektorförmig mit Mittelpunkt zur Schaltwellenachse abschließt.
Bevorzugt wird eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Endbereich der durch die Öffnung der Hülse hindurch reichenden Feder des Mitnehmers selbst eine Feder bildet, die in einer mit ihr korrespondierenden Nut in der Zahnstange rotatoπsch beweglich und axial bewegungsübertragend einsitzt.
Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Seitenkanten der Nuten derart ausgebildet sind, daß bei einer Kraftübertragung die resultierende Kraft auf die Hülse eine Radialkomponente aufweist, die eine Belastung in Schließrichtung der Öffnung bewirkt
Vorteilhaft weisen hierzu die Seitenkanten der Nuten die Form einer umgekehrten Evolvente auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Zahnstange im Übertragungsweg der Schaltbewegung als Doppelzahnstange ausgebildet und weist zwei voneinander unabhängige Verzahnungen auf.
Besonders vorteilhaft ermöglicht der Winkel der beiden Verzahnungsebenen zueinander und der axiale Abstand der Verzahnungen eine dem vorhandenen Bauraum angepaßte Anordnung des Antriebes zur Schaltwelle. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stehen die Verzahnungsebenen vorteilhaft in etwa rechtwinklig zueinander.
Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 ein Fahrzeug mit Antriebsstrang, Getπebebetatigungseinπchtung und
Steuereinrichtung in einer schematischen Darstellung,
Figur 2 eine Kinematik der Wählstrecke,
Figur 3 eine Kinematik der Schaltstrecke,
Figur 4 eine Kinematik der Getπebebetätiguπgseinπchtung,
Figur 5 eine Hülse des Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle
Figur 6 einen Mitnehmer des Elementes zur Bewegungsubertragung auf die Schaltwelle im Schnitt,
Figur 7 eine Doppelzahnstange,
Figur 8a eine Zahnstange im Ubertragungsweg der Wählbewegung,
Figur 8b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zahnstange,
Figur 9 eine Schaltelastizität,
Figur 10a ein Trägerelement Oberteil Draufsicht,
Figur 10b ein Trägerelement Oberteil von unten,
Figur 10c ein Trägerelement Oberteil Seitenansicht,
Figur 11 a ein Trägerelement Unterteil Draufsicht und
Figur 1 1 b ein Trägerelement Unterteil von unten.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Antriebsstrang, der einen als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 2, eine Kupplung 4 und ein Getriebe 6 enthält. Über eine Kardanwelle 8 und ein Differential 10 werden die Räder 12 des Fahrzeuges 1 angetrieben Sinngemäß kann es sich selbstverständlich auch um ein Fahrzeug mit einer oder mehreren anderen angetriebenen Achsen handeln
Es ist eine Übersetzungswahleinrichtung 60, wie Wählhebel, mit Sensor 61 und eine Steuereinrichtung 18, 44 als Blockschaltbild enthalten Die Steuereinrichtung 18, 44 kann als Einheit oder in baulich und/oder funktioπell getrennten Teilbereichen ausgebildet sein Falls die Steuereinrichtung 18, 44 in baulich und/oder funktionell getrennten Teilbereichen ausgebildet ist, können diese beispielsweise über einen CAN-Bus 54 oder eine andere elektrische Verbindung zum Datenaustausch miteinander verbunden sein Die Steuereinπchtung 18, 44 steuert beispielsweise die automatisierte Betätigung des Getriebes 6 und/oder der Kupplung 4 oder des Motors 2, wie das Motormoment, die Wahl der Getriebeübersetzung, einer Parkstellung oder einer Neutralstellung des Getriebes oder das von der Kupplung übertragbare Drehmoment.
Die Einrichtung zum Andern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes umfaßt zumindest einen Aktuator 48, 50 und eine Steuereinrichtung 44, wobei die Übersetzung durch eine Ansteuerung des Aktuators 48, 50 veränderbar ist. Auch kann die Kupplung 4 mittels des Aktuators 46 automatisiert betätigt werden.
Bereich 44 der Steuereinrichtung empfängt Signale, die den Übertragungszustand der Kupplung 4 und das im Getriebe 6 eingestellte Übersetzungsverhältnis wenigstens repräsentieren, sowie Signale von einem Sensor 52 für die Abtriebsdrehzahl und einem Sensor 61 an der Übersetzungswahleinrichtung 60. Diese Signale werden von Sensoren ermittelt, wie von einem Gangerkennungssensor oder von einem Kupplungswegsensor.
Bereich 18 der Steuereinrichtung steuert den Verbrennungsmotor 2 über eine Verstellung der Drosselklappe 30 und/oder der Einspritzung. Es werden Signale von Sensoren 26 für Saugrohrdruck, 24 für Kühlwassertemperatur, 28 für Motordrehzahl, 20 für die Stellung der Drosselklappe 22 und 16 für eine Gaspedalbetätigung 14 empfangen.
Die Einrichtung zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes umfaßt zumindest einen Aktuator 48, 50, der beispielsweise zwei Elektromotoren umfaßt, wobei ein Elektromotor zur Betätigung des Wählvorganges angesteuert wird und ein zweiter Elektromotor zur Betätigung des Schaltvorganges angesteuert wird. Dazu wird mittels der Elektromotoren entlang der Wählstrecke oder der Schaltstrecke eine Verstellung zumindest eines getπebeseitigen Schaltelementes betätigt.
In Figur 2 ist eine Kinematik der Wählstrecke vom Antrieb 201 bis zur Schaltwelle 208 dargestellt. Die kinematische Kette zwischen Antrieb 201 und Schaltwelle 208 weist eine Mehrzahl von Übersetzungsstufen auf, so daß eine den Wählkräften und dem Weg der Schaltwelle 208 in Wählrichtung sowie der Leistung des Antriebes 201 entsprechende Weg- und Kraftwandluπg erfolgt Die Anordnung der kinematischen Kette ermöglicht weiterhin eine dem Bauraum entsprechende Anordnung aller zur Getπebebetatigungseinπchtung gehörenden Elemente in Bezug auf die Schaltwelle 208 Insbesondere ist die Getπebebetatigungseinπchtung zum Betatigen der Schaltwelle 208 in Wahlrichtung dazu geeignet, die Drehbewegung des Antriebes 201 in eine axiale Wahlbewegung der Schaltwelle 208 zu wandeln zu diesem Zweck sind vorliegend zwei Getriebestufen vorhanden
Der Antrieb 201 kann beispielsweise als Elektromotor ausgebildet sein und weist in der dargestellten Figur einen Befestigungsflansch 202 auf Mit der Ankerwelle des Antriebsmotors 201 verbunden ist eine Schnecke 203, die Teil einer ersten Getriebestufe ist Über diese erste, aus der Schnecke 203 und dem Schneckenrad 204 gebildete Getriebestufe, treibt der Antrieb 201 ein Stirnrad 205 an Das Stirnrad 205 und das Schneckenrad 204 haben eine gemeinsame Achse b, die senkrecht auf der Achse a des Antriebes steht Das Stirnrad 205 bildet mit der Zahnstange 206 eine der ersten Getriebestufe nachgeordnete zweite Getriebestufe Auch die Achsen b des Stirnrades 205 bzw des Schneckenrades 204 und c der Zahnstange 206 stehen aufeinander senkrecht
Zur Realisierung der Getriebestufen kann es in einem anderen Ausführungsbeispiel auch zweckmäßig sein, andere Elemente zu verwenden und/oder nur eine oder mehr als zwei Getriebestufen zu verwenden Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Winkel und/oder Abstände der Achsen a, b, c und/oder d vergrößert oder verringert werden Insbesondere bietet die in den Figuren 8a detailliert gezeigte und beschriebene Zahnstange und das weitere Ausführungsbeispiel in Figur 8b hierzu eine geeignete Möglichkeit
Zur Übertragung der Wahlbewegung auf die Schaltwelle 208 mit zur Achse c der Zahnstange 206 paralleler Achse d, und um die Unabhängigkeit der Schaltbewegung zu ermöglichen, weist die Zahnstange 206, detaillierter in Figur 8a dargestellt, an ihrem Ende eine Nut 803 auf, über die die Verbindung zum Mitnehmer 207 hergestellt wird Dazu weist der Mitnehmer 207 einen Ansatz auf, der in die Nut 803 hineinragt Die Nut und der Mitnehmer sind dabei derart ausgebildet, daß sie miteinander auch unter relativer Verdrehung in Eingriff bleiben Dies ist besonders vorteilhaft, da bei einer Schaltbetatigung des Getriebes der Mitnehmer 207 sowie die Schaltwelle 208 um die Achse d verdreht werden Im kartesischen Koordinatensystem 212 ist die Achse a in etwa parallel zu y-Achse, die
Achse b etwa parallel zur x-Achse und die Achsen c und d sind zumindest annähernd parallel zur z-Achse.
Die beschriebene Anordnung für eine Wählbetätigung ist in bzw. an einem mit den Figuren 10a bis 11 b detailliert gezeigten und beschriebenen Trägerelement angeordnet, welches mit Teilbereichen auch ein Gehäuse oder eine gehäuseartige Struktur bildet, die Elemente, insbesondere Getriebestufen bildende, aufnimmt.
Die Kinematik der Schaltstrecke vom Antrieb 301 bis zur Schaltweile 309 ist in Figur 3 dargestellt. Die kinematische Kette zwischen Antrieb 301 und Schaltwelle 309 weist eine Mehrzahl von Übersetzungsstufen auf, so daß eine den Schaltkräften und dem Weg der Schaltwelle 308 in Schaltrichtung sowie der Leistung des Antriebes 301 entsprechende Weg- und Kraftwandlung erfolgt. Die Anordnung der kinematischen Kette ermöglicht weiterhin eine dem Bauraum entsprechende Anordnung aller zur Getriebebetätigungseinrichtung gehörenden Elemente in Bezug auf die Schaltwelle 309.
Insbesondere treibt der vorzugsweise als Elektromotor ausgebildete Antrieb 301 eine Schnecke 302, die mit einem Schneckenrad 303 in Verbindung steht, an. Die Schnecke 302 ist vorzugsweise auf der Welle des Elektromotors aufgenommen und kämmt das Schneckenzahnrad 303, wobei die Achse e des Antriebes 301 bzw. der Schnecke 302 und die Achse f des Schneckenrades 303 aufeinander in etwa senkrecht stehen. Über eine Schaltelastizität 304 wird ein Stirnrad 305 angetrieben; beide Elemente sind achsgleich mit dem Schneckenrad 303 angeordnet. Das Stirnrad 305 steht mit der Verzahnung 313 der Zahnstange 306 in Verbindung, deren Achse g zumindest annähernd normal zur Achse f angeordnet ist und bildet eine der ersten, aus Schnecke 302 und Schneckenrad 303 gebildeten Getriebestufe, nachgeordnete zweite Getriebestufe.
Die Achse g der Zahnstange 306 steht in etwa senkrecht auf den Achsen f und e. Die Verzahnung 312 der Zahnstange 306 steht mit dem Zahnsegment 310 der Hülse 307 des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle 309 in Eingriff und bildet so eine drifte Getriebestufe. In einem kartesischen Koordinatensystem 311 liegen die Achsen h der Schaltwelle 309 und e des Antriebes 301 zur z-Achse, die Achse f zur x- Achse und die Achse g zur y-Achse zumindest annähernd parallel. Zur Realisierung der Getriebestufen kann es in einem anderen Ausführungsbeispiel auch zweckmäßig sein, andere Elemente zu verwenden und/oder nur eine, zwei oder mehr als drei Getriebestufen zu verwenden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Winkel und/oder Abstände der Achsen e, f, g und/oder h vergrößert oder verringert werden. Insbesondere bietet die Zahnstange 306, detailliert in Figur 7 beschrieben und gezeigt, hierzu eine geeignete Möglichkeit.
Mit der Hülse 307 drehfest aber axial beweglich verbunden ist der Mitnehmer 308. Der Mitnehmer 308 ist mit der Schaltwelle 309 axial- und drehfest verbunden.
Die Verbindung zwischen Hülse 307 und Mitnehmer 308 ermöglicht über einen gewissen Bereich der axialen Stellung der Schaltwelle 309 eine unabhängige Drehbewegung, so daß in jeder Wählstellung vor dieser entkoppelt die Schaltbewegung ausgeführt werαen kann.
Die beschriebene Anordnung für eine Schaltbetätigung ist in bzw. an einem mit den Figuren 10a bis 11b detailliert gezeigten und beschriebenen Trägerelement angeordnet, welches mit Teilbereichen auch ein Gehäuse oder eine gehäuseartige Struktur bildet, die Elemente, insbesondere Getriebestufen bildende, aufnimmt.
Figur 9 zeigt die Anordnung der die Schaltelastizität bildenden Elemente. Die Schaltelastizität wird durch zwei in einem bestimmten Winkeibereich gegeneinander verdrehbare Teilelemente 904 und 905 gebildet, die elastisch und gedämpft miteinander verbunden sind und von denen eines mit dem Schneckenrad 303 und das andere mit dem Stirnrad 305, beispielsweise mittels Verzahnungen 907 und 908, in kraft- und/oder formschlüssiger Verbindung steht. Federn und Dämpfer der Schaltelastizität weisen vorteilhaft solche Kennlinien auf, daß der Antrieb der Kinematik und den Vorgängen an der Schaltkupplung entsprechend wirksam, beispielsweise vor den bei Schaltvorgängen verursachten Kraftstößen, isoliert wird. Insbesondere sind im vorliegenden Beispiel vier Federn 910a, 910b, 910c und 91 Od vorhanden, die parallel geschaltet sind und deren Steifigkeiten sich demnach addieren. Um die gewünschte Gesamtkennlinie zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Federn gleiche Kennlinien aufweisen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es jedoch vorteilhaft sein, Federn mit unterschiedlichen Kennlinien zu verwenden. Vorteilhaft ist die Verwendung von Federn mit einer linearen Kennlinie. Falls erforderlich, kann aber auch die Verwendung progressiver oder degressiver Federn von Vorteil sein Die Dämpfung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel linear, sie kann in einem anderen Ausführungsbeispiel jedoch auch vorteilhaft weg- und/oder frequenzabhangig erfolgen
Mit 901 ist ein Ausführungsbeispiel in Draufsicht gezeigt, 902 und 903 zeigen Schnitte A-A und B-B Antπebsseitig erfolgt die Kraftübertragung über die Verzahnung 907 auf das antπebsseitige Element 905, welches über Federn 910 in einem bestimmten Winkelbereich verdrehbar mit dem abtπebsseitigen Element 904 in Verbindung steht Im abtπebsseitigen Element 904 ist eine Verzahnung 908 ausgebildet, in die ein Zahnrad 909 eingesteckt werden kann Das Zahnrad 909 kann jedoch auch mit dem Element 904 fest verbunden oder einstuckig ausgebildet sein Das ringartige Element 906 ist mit dem eingangsseitigen Element 905 verbunden
Die im Ausführungsbeispiel in Figur 8a dargestellte Zahnstange 801 , weist eine Verzahnung 805 und eine Nut 803 auf Die Nut 803 ist vorliegend als Segment einer Ringnut, deren Mittelpunkt im montierten Zustand auf der in Figur 2 dargestellten Achse d liegt, ausgebildet Es kann für andere Ausfuhrungsbeispiele jedoch vorteilhaft sein, beispielsweise um die gesamte Anordnung zur Getπebebetatigung dem Bauraum anzupassen, die Zahnstange zu modifizieren Insbesondere kann es von Vorteil sein, den Abstand a zwischen der Nut 803 und dem Verzahnungsmittelpunkt und/oder den Winkel Φ zwischen Nut 803 und Verzahnung 805 zu vergrößern oder zu verringern und/oder die Nut anders auszubilden
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist mit der Zahnstange 802 in Figur 8b dargestellt Der Abstand b zwischen Nut 804 und Verzahnungsmittelpunkt ist gegenüber dem Abstand a in Figur 8a vergrößert, die Nut ist als Ringnut mit Mittelpunkt zur Zahnstangenachse ausgebildet, was besonders vorteilhaft einen Angriff des Mitnehmers 207 unabhängig von der radialen Winkelstellung - in Figur 8a mit Φ bezeichnet - zwischen Angriffspunkt des Mitnehmers 207 und Verzahnung 806 ermöglicht
Der Mitnehmer 207 ist mit der Schaltwelle 208 axial- und drehfest verbunden Dargestellt ist diese Verbindung als Zahnwellenverbindung 210, jedoch kann es auch vorteilhaft sein, wenn der Mitnehmer 207 und die Schaltwelle 208 einstuckig ausgebildet sind oder die Verbindung auf andere Weise ausgeführt wird
Mittels einer Nut-Feder-Verbiπdung 209 zwischen der Zahnstange 206 und dem Mitnehmer 207 kann eine Bewegung axial in Schaltwellenrichtung übertragen werden Gleichzeitig wird eine unabhängige Drehbewegung der Schaltwelle 208 ermöglicht, bei der der Mitnehmer 207 in der Nut der Zahnstange gleitet
Die weitergebildete Feder 605, greift dazu derart in die Nut 803 ein, daß der radiale Außenbereich 606 der Feder 605 mit dem Nutgrund 807 korrespondiert und sich Ober- und Unterseite der Feder 605 des in Figur 6 gezeigten Mitnehmers 601 an den Seitenbereichen 808a und 808b der Nut 803 zur Bewegungs- bzw. Kraftübertragung abstutzen
Figur 4 zeigt die Kinematik der gesamten Getπebebetatigung, insbesondere ist die raumliche Zuordnung der Wähl- und Schaltkinematik zueinander, wie sie mit den Figuren 2 und 3 ausgehend von den Antrieben 401 und 406 bis zur Schaltwelle 412 gezeigt und beschrieben ist, dargestellt
Sowohl die Wahlbewegung, erzeugt durch den Antrieb 401 , als auch die Schaltbewegung, erzeugt durch den Antrieb 406, wird über den in dieser Ansicht nicht sichtbaren Mitnehmer und/oder die Hülse 41 1 auf die Schaltwelle übertragen
Die Bewegung des ersten Antriebes 401 wird über eine Schnecke 402, ein Schneckenrad 403, ein Stirnrad 404, eine Zahnstange 405 und einen vorliegend nicht sichtbaren, mit der Schaltwelle 412 verbundenen Mitnehmer in eine axiale Bewegung, entsprechend einer Wahlbewegung, gewandelt Zur Wandlung der Bewegung des Antriebes 406 in eine Drehbewegung der Schaltwelle 412, entsprechend einer Schaltbewegung, finden eine Schnecke 407, ein Schneckenrad 408, ein Stirnrad 409, eine Zahnstange 410 sowie ein aus einem Mitnehmer und einer Hülse 41 1 bestehendes Element zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle Verwendung Anordnung und Bezeichnung der in der Figur 4 verwendeten Achsbezeichnungen entsprechen den in den Figuren 2 und 3 verwendeten
In Figur 10a ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Oberteiles 1001 eines Trägerelemeπtes in Draufsicht dargestellt Das Oberteil 1001 des Tragerelement ist beispielsweise durch eine Mehrzahl von Rippen, wie 1002, leicht und ein gunstiges Schwingungsverhalten aufweisend aufweisend ausgebildet, hergestellt wird das Tragerelement vorteilhaft aus Aluminiumdruckguß Das Oberteil 1001 des Trägerelementes bildet in der vorliegenden Ausführungsform besonders vorteilhaft für mehrere Getriebestufen ein Gehäuse mit den topfförmigen Bereichen 1008 und 1009; im Bereich 1010 ist eine Zahnstange zur Übertragung der Wählbewegung aufgenommen und geführt. Die oben bereits detailliert beschriebene Doppelzahnstange 701 als Teil beider Getriebestufen ist in der Bohrung 1003 geführt. Im Oberteil 1001 des Trägerelementes sind Zugänge 1004 und - in dieser Ansicht nicht erkennbar - 1005 zur Verzahnung der Doppelzahnstange 701 gebildet. Durch den Zugang 1004 kann ein von einem der Antriebe angetriebenes Zahnrad 305 mit der Doppelzahnstange 701 in Eingriff treten. Zum Anschluß des Flansches des einen Antriebes 301 sind Bohrungen 1006a, 1006b, 1006c und 806d für Schrauben vorgesehen. Der Eingriff über den Zugang 1005 ist in den folgenden Figuren beschrieben und dargestellt.
Die Bohrung 1007, sowie eine weitere hier nicht sichtbare Bohrung, dienen zur Befestigung und Positionierung des Unterteiles 1 101 des Trägerelementes, wie es in den Figuren 9a und 9b beschrieben und dargestellt ist, mit dem Oberteil 1001 bzw. am Getriebe. Die Bohrung 1011 ist zur Aufnahme eines Lagers vorgesehen und ermöglicht zugleich einen Druckausgleich bei Bewegung des Mitnehmers.
Entsprechend dem Winkel der Verzahnungsebenen der Doppelzahnstange 701 zueinander, liegen auch die Achsen der topfförmigen Bereiche 1008 und 1009 etwa senkrecht zueinander. Die Achse der Bohrung 1010 zur Aufnahme der Zahnstange 206 zur Wählbetätigung liegt zur Achse des topfförmigen Bereiches 1009 parallel.
Figur 10b zeigt das Oberteil 1020 des Trägerelementes von unten. Neben dem Zugang 1022 zur einen Verzahnung der in der Bohrung 1021 geführten Doppeizahnstange 701 ist insbesondere der Zugang zur zweiten Verzahnung der Doppeizahnstange 701 im Detail erkennbar. Die insgesamt topfförmige Ausgestaltung bildet ein Gehäuse 1028 für die Hülse 501 und den Mitnehmer 601 des Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle. Die Hülse 501 sitzt drehbar in der Ausnehmung 1024 ein und steht dabei mit ihrer segmentförmigen Verzahnung 502 in Eingriff mit der Doppeizahnstange 701 , wobei die Öffnung 507 der Hülse 501 und somit auch die weitergebildete Feder 605 des Mitnehmers 601 der Bohrung 1026 zugewandt sind, so daß ein Eingriff zur in der Bohrung 1026 geführten Zahnstange 206 zum Übertragen der Wählbewegung hergestellt wird. Zum Antrieb der Zahnstange 206 ragt in den Bereich 1023 des im Oberteils 1020 des Tragerelementes gebildeten Gehäuses 1028 durch die Öffnung 1027 ein angetriebenes Zahnrad 404
Eine Seitenansicht des Oberteiles 1040 des Tragerelement ist in Figur 10c gezeigt Insbesondere ist deutlich der zur Aufnahme von Getriebestufen zur Wahl- und Schaltbewegungsubertragung, gehausebildende Bereich des Tragerelementes erkennbar
In der Bohrung 1041 ist die Doppeizahnstange 701 gefuhrt, in einem topfförmigen Bereich
1046 erfolgt die Schaltbewegungsubertragung von der Doppeizahnstange 701 auf die Hülse 501 des Elementes zur Bewegungsubertragung auf die Schaltwelle Die
Zahnstange 206 zum Übertragen der Wahlbewegung ist im Bereich 1042 des Tragerelementes gefuhrt, der Antrieb erfolgt durch die Öffnung 1043, durch die die Verzahnung der Zahnstange 206 zugänglich wird Der Wahlantrieb 401 ist mittels in den Bohrungen 1045a, 1045b und 1045c befestigten Schrauben angebracht, wobei er am Flansch 1044 dicht aufsitzt Die Achse des Antriebes 401 ist vorteilhaft in der Bohrung
1047 gelagert
Die Befestigung und genaue Lagefixierung des Oberteils 1001 , 1021 bzw 1041 am Getriebe und relativ zur Schaltwelle erfolgt mittels des in den Figuren 11 a und 1 1 b dargestellten Unterteils 1 101 des Tragerelementes Figur 11 a zeigt eine Draufsicht in Figur 11 b ist das Unterteil 1 101 von unten zu sehen
Mit dem Bund 1 108 sitzt das Unterteil 1101 des Tragerelementes im Bereich 1023 des Oberteils 1001 , 1021 bzw 1041 ein, wobei in der Nut 1 103 ein O-Rιng zur Abdichtung der Verbindungsstelle der beiden Teile vorgesehen ist Zur Befestigung bzw zur Positionierung der Teile untereinander bzw am Getriebe sind Bohrungen 1 107 vorhanden
Über den Bund 1 105 ist das Tragerelement positionsgenau mit dem Getriebe verbunden, wobei die Schaltwelle im Dom 1 106 gefuhrt ist, durch diesen hindurch in das Oberteil 1001 , 1021 bzw 1041 des Tragerelementes ragt, wo das Element zum Übertragen der Schalt- bzw Wahlbewegung angreift
Zur Schaltwellenachse rechtwinklig sind Bohrungen 1 102 vorgesehen, die eine Schaltrastierung aufnehmen Ein Stift zur Fuhrung in einer der Schaltwelle zugeordneten Kulisse ist in der Bohrung 1 104 aufgenommen Figur 5 zeigt die Hülse in einer dreidimensionalen Ansicht und Figur 6 zeigt den Mitnehmer des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle in Draufsicht. Dieses aus der Hülse 501 , dem Mitnehmer 601 und der Zahnstange 801 bestehende Element ermöglicht eine entkoppelte Übertragung der Wähl- und Schaltbewegung auf die Schaltwelle, wobei die Wählbewegung einer axialen und die Schaltbewegung einer rotatoπschen Bewegung der Schaitwelle entspricht.
Die Übertragung der Wählbewegung erfolgt ausschließlich über den Mitnehmer 601 , der beispielsweise mit der Ausnehmung 607 auf die Schaitwelle aufgesteckt und axial gesichert werden kann, sowie zur drehfesten Verbindung ein Keilprofil 610 aufweist. Falls ein Keilprofil verwendet wird, ist es zweckmäßig beispielsweise über eine verbreiterte Ausnehmung 609 und einen hiermit korrespondierenden Zahn an der Schaltwelle die Relativlage zwischen Mitnehmer und zwischen Schaltwelle sicherzustellen.
Die Übertragung der Wählbewegung erfolgt über die Zahnstange im Übertragungsweg der Wählbewegung, wobei die Feder 605 in eine Nut an der Zahnstange eingreift, auf den mit der Schaltwelle verbundenen Mitnehmer 601.
Der Mitnehmer 601 sitzt mit seinen Federn 602, 603 und 605 in entsprechenden Nuten 504a, 504b und 504c der Hülse 501 ein und kann sich bei einer Schaltbewegung in ihr axial bewegen. Die Nut 504c ist derart weitergebildet, daß eine sich axial längs in der Hülse erstreckende Öffnung 507 entsteht. Durch diese Öffnung 507 reicht die vergrößerte Feder 605 nach außen und kann so eine Verbindung zur Zahnstange im Übertragungsweg der Wählbewegung herstellen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es aber auch von Vorteil sein, wenn die Verbindung dadurch zustande kommt, daß ein der Zahnstange zugeordnetes Element durch die Öffnung 507 in der Hülse 501 hindurch nach innen ragt, und so eine Verbindung zum Mitnehmer 601 herstellt.
Aus Gründen der Stabilität und um eine Möglichkeit zur Lagerung der Hülse 501 zu schaffen, erstreckt sich vorliegend besonders vorteilhaft die Öffnung 507 axial nur über einen Teilbereich der Hülse 501. In einem andren Ausführungsbeispiel kann es aber auch zweckmäßig sein, wenn die Öffnung 507 sich über die gesamte Länge der Hülse 501 erstreckt.
Die Einleitung einer Kraft zur Erzeugung einer Schaltbewegung erfolgt über die Zahnstange 701 auf die Verzahnung 502 der Hülse 501 Über, durch die Federn 602, 603 und 605 sowie die Nuten 504a, 504b und 504c gebildete, formschlussige Nut-Feder- Verbindungen wird die Bewegung auf den mit der Schaltstange drehfest verbundenen Mitnehmer 601 übertragen
Die Nuten 504, 504b, 504c und entsprechend die Federn 602, 603 und 605, sowie insbesondere deren Flanken 61 1 , 608 und 604, sind derart ausgestaltet, daß bei einer Momentenübertragung die resultierende Kraft auf die Hülse eine zur Mitte der Verbindung hin wirkende Radialkomponente besitzt Bei einer Belastung wird daher über die Nut- Feder-Verbmdung die Öffnung der Hülse nicht aufgebogen, sondern zusammengezogen. Weiterhin bewirkt die Ausgestaltung der Flanken 61 1 besonders vorteilhaft eine große Flächenberührung bei der Kraftübertragung. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn die Flanken 61 1 , 608 und 604 der Federn 602, 603 und 605 die geometrische Form einer sogenannten umgekehrten Evolvente besitzen Hierunter werden vorliegend Federn verstanden, die an ihren radial weiter innen liegenden Bereichen schmaler und an ihren radial weiter außen liegenden Bereichen breiter sind, wobei die Breite in radialer Richtung nach außen an beiden Seiten bzw Flanken evolventenformig zunimmt Verglichen mit der Evolveπtenverzahnung eines Zahnrades, sind also Zahn und Lücke vertauscht, dahingehend, daß der Bereich, der bei einem Zahnrad den Zahn bildet, vorliegend die Lücke darstellt und der Bereich, der bei einem Zahnrad die Lücke bildet, den Zahn darstellt. Im Grund der Hülse ist eine - in dieser Ansicht nicht sichtbare - Bohrung 506 vorhanden, die eine Lagerung aufnimmt
Die vergrößerte Feder 605 weist einen bezüglich des Achsmittelpunktes kreissektorförmig ausgebildeten Außenbereich 606 auf, der über eine Nut mit der Zahnstange in Übertragungsweg der Wählbewegung in Eingriff steht und so einen Formschluß über den gesamten rotatoπschen Bewegungsbereich der Schaltwelle in sicherstellt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es auch zweckmäßig sein, wenn der Außenbereich 606 der Feder 605 nicht kreissektorförmig ausgebildet ist, sondern eine andere Ausgestaltung aufweist
Figur 7 zeigt die Zahnstange 701 in Ubertragungsweg der Schaltbewegung als unmittelbares Verbindungselement zwischen dem Element zur Bewegungsubertragung auf die Schaltwelle und dem Antrieb für die Schaltbewegung Der Zahnstangengrundkorper besitzt zwei voneinander unabhängige Verzahnungen 702, 703 So wird eine sehr direkte Verbindung der Antriebseinheit zu den zu bewegenden Teilen bei guter Anpaßbarkeit an geometrische Randbedingungen realisiert Die vorliegende Anordnung laßt eine Vielzahl von Freiheitsgraden offen Der Abstand d zwischen den Verzahnungsmitten wird vorteilhaft so klein wie möglich, jedoch so, daß sich die jeweiligen Eingriffselemente nicht behindern, gewählt Der Winkel zwischen den beiden Verzahnungsebenen X1 , Z1 und X2, Z2 kann, vorausgesetzt die Eingriffselemente behindern sich nicht gegenseitig, beliebig zwischen 0 und 360° gewählt werden Die unabhängige Anordnung der beiden Verzahnungen 702 und 703 ermöglicht bei Bedarf auch die Verwendung verschiedener Verzahnungen Bevorzugt wird die gleiche Verzahnung für beide Verzahnungen 701 und 703, beispielsweise eine Evolentenverzahnung, verwendet Aufgrund von geometrischen oder anderen Randbedingungen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Verzahnungen 702 und 703 verschieden sind Eine einfache Realisierung des gewünschten Übersetzungsverhältnisses kann über die wirksamen Radien der Eingriffspartner r1 und r2 des Ritzels bzw des Zahnrades erfolgen Die Anordnung ermöglicht eine besonders einfache gußtechnische Ausgestaltung des Gehäuses, insbesondere bezüglich Anordnung der verschiedenen Gehausebereiche aufgrund weniger Schieber und Auszugsrichtungen
Die vorliegend beschriebene Ausfuhrung der Erfinderischen Gedanken ist beispielhaft Bezug nehmend auf Figur 4 kann die Anordnung der Bauelemente auch, beispielsweise entsprechend dem vorhandenen Bauraum, insbesondere auch um die Achsen a, b, c, d/h, g, f und/oder e verdreht erfolgen und/oder die Abstände der Achsen können gegenüber dem vorliegenden Beispiel vergrößert und/oder verringert werden
Die vorliegende Erfindung ist vorliegend anhand eines Ausfuhrungsbeispieles bei einem Getriebe, bei dem eine axiale Verschiebung der Schaltwelle einer Wahl- und eine Drehung einer Schaltbewegung entspricht, dargestellt Sinngemäß kann die Erfindung selbstverständlich auch bei einem Getriebe zur Anwendung kommen, bei dem eine axiale Verschiebung der Schaltwelle einer Schalt- und eine Drehung einer Wahlbewegung entspricht Entsprechend vertauschen sich dann die Funktionen der jeweiligen Antriebe
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die alteren Anmeldungen DE 19734050, DE 19804214, DE 19804217, DE 19814126, DE 19928263, DE 19930869 und DE 19937544 oder deren Nachanmeidungen, deren Inhalte ausdrücklich zum Offenbaruπgsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehören
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschlage ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes Die Anmeldeπn behalt sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmaiskombination zu beanspruchen
In Uπteransprucheπ verwendete Ruckbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin, sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmaiskombinationen der ruckbezogenen Unteranspruche zu verstehen
Da die Gegenstande der Unteranspruche im Hinblick auf den Stand der Technik am Pπoπtatstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behalt die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklarungen zu machen Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenstanden der vorhergehenden Unteranspruche unabhängige Gestaltung aufweisen
Die Ausfuhrungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausfuhrungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Losung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschriften bzw Verfahrensschriftfolgen fuhren, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen

Claims

Patentansprüche
Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentubertragungseinπchtung, wie Kupplung, mit einer Betatigungseinπchtung, einem Getriebe mit zumindest einer Schaltwelle, einer Betatigungseinπchtung und einer Steuereinrichtung, wobei
- die Betätigung der Drehmomentubertragungseinπchtung und/oder des Getriebes durch die Steuereinrichtung oder durch eine Eingabe an die Steuereinrichtung automatisiert durchfuhrbar ist,
- sich die Betätigung des Getriebes im Wesentlichen aus einer ersten Bewegungskomponente, wie Wahlkomponente und einer zweiten
Bewegungskomponente, wie Schaltkomponente, zusammensetzt,
- die Getπebebetatiguπgseinπchtung einen dieser ersten und zweiten Bewegung zugeordneten ersten und zweiten Antrieb aufweist,
- am Getriebe die eine Bewegung eine translatoπsche und die andere Bewegung eine rotatoπsche ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein mehrteiliges, zur Verbindung der einzelnen Teile zumindest eine axiale Nut zur axialen Führung und rotatoπschen Bewegungsubertragung, sowie zumindest eine Ringnut oder ein Ringnutsegment zur rotatoπschen Fuhrung und axialen Bewegungsubertragung aufweisendes Element zur Bewegungsubertragung auf die
Schaltwelle vorgesehen ist
Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentubertragungseinπchtung, wie Kupplung, mit einer Betatigungsemπchtung, einem Getriebe mit zumindest einer Schaltwelle, einer Betatigungseinπchtung und einer Steuereinrichtung, wobei
- die Betätigung der Drehmomentubertragungseinπchtung und/oder des Getriebes durch die Steuereinrichtung oder durch eine Eingabe an die Steuereinrichtung automatisiert durchfuhrbar ist,
- sich die Betätigung des Getriebes im Wesentlichen aus einer ersten Bewegungskomponente, wie Wahlkomponente und einer zweiten
Bewegungskomponente, wie Schaltkomponente, zusammensetzt, - die Getπebebetatigungseinπchtung einen dieser ersten und zweiten Bewegung zugeordneten ersten und zweiten Antrieb aufweist,
- am Getriebe die eine Bewegung eine translatorische und die andere Bewegung eine rotatoπsche ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- die kinematische Ubertragungsstrecke zur Umsetzung der Bewegung des einen Antriebes in eine Wahlbewegung eine, vom Antrieb angetriebene, vorzugsweise in den Antrieb integrierte erste Getriebestufe, wie Schnecke mit Schneckenrad, sowie eine dieser nachgeordnete zweite, beispielsweise durch ein Stirnrad und eine Zahnstange gebildete Getriebestufe umfaßt
Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentubertragungseinπchtung, wie Kupplung, mit einer Betatigungseinnchtung, einem Getriebe mit zumindest einer Schaltwelle, einer Betatigungseinnchtung und einer Steuereinrichtung, wobei - die Betätigung der Drehmomentubertragungseinπchtung und/oder des Getπebes durch die Steuereinrichtung oder durch eine Eingabe an die Steuereinrichtung automatisiert durchfuhrbar ist,
- sich die Betätigung des Getriebes im Wesentlichen aus einer ersten Bewegungskomponente, wie Wahlkomponente und einer zweiten Bewegungskomponente, wie Schaltkomponente, zusammensetzt,
- die Getπebebetatigungseinπchtung einen dieser ersten und zweiten Bewegung zugeordneten ersten und zweiten Antrieb aufweist,
- am Getriebe die eine Bewegung eine translatoπsche und die andere Bewegung eine rotatoπsche ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- die kinematische Ubertragungsstrecke zur Umsetzung der Bewegung des anderen Antriebes in eine Schaltbewegung eine, vom Antrieb angetriebene, vorzugsweise in den Antrieb integrierte erste Getriebestufe, wie Schnecke mit Schneckenrad, eine vorzugsweise in den Antrieb integrierte Schaltelastizitat, sowie eine dieser nachgeordnete zweite, beispielsweise durch ein Stirnrad und eine Zahnstange gebildete Getriebestufe, umfaßt
4. Kraftfahrzeug insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mehrteilige Element zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle zumindest ein eine Verzahnung aufweisendes, hülsenförmiges Element, einen Mitnehmer, sowie eine Zahnstange umfaßt.
5. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Teilelementen des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle eine axiale Relativbewegung und/oder zwischen anderen Teilelementen eine rotatoπsche Relativbewegung möglich ist.
6. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrteilige Element zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle eine entkoppelte Bewegungsübertragung von Wähl- und Schaltbewegung auf die Schaltwelle ermöglicht.
7. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer und das hülsenförmige Element mittels zumindest einer axialen Nut, vorzugsweise mittels drei Nuten und/oder der Mitnehmer und die Zahnstange mittels Ringnutsegment, dessen Mittelpunkt zumindest in der Nähe der Achse des hülsenförmigen Elementes liegt, in Wirkverbindung stehen.
8. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung einer rotatoπschen Bewegung über das hülsenförmige Element über einen bestimmten Bereich unabhängig von der axialen Relativlage zwischen hülsenförmigen Element und Mitnehmer und/oder die Einleitung einer axialen Bewegung über die Zahnstange über einen bestimmten Bereich unabhängig von der rotatoπschen Relativlage zwischen Zahnstange und Mitnehmer möglich ist.
9. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bereich, in dem die Einleitung einer rotatoπschen Bewegung unabhängig von der Relativlage von hülsenförmigen Element und Mitnehmer zueinander ist. zumindest in etwa dem Bereich entspricht, in dem die
Schaltwelle axial bewegbar ist.
10. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bereich, in dem die Einleitung einer axialen Bewegung unabhängig von der Relativlage von Zahnstange und Mitnehmer zueinander ist, zumindest in etwa dem Bereich entspricht, in dem die Schaltwelle rotatoπsch bewegbar ist.
11. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer des mehrteiligen Elementes zur Bewegungsübertragung auf die Schaltwelle drehfest und axial fest mit der Schaltwelle verbunden ist.
12. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 2 und/oder 4-11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Wählbewegung über die Zahnstange und den Mitnehmer erfolgt.
13. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 3 und/oder 4-11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Schaltbewegung über das hülsenförmige Element und den Mitnehmer erfolgt.
14. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 4-11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer Federn aufweist, die mit im hülsenförmigen Element befindlichen Nuten korrespondieren.
15. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-11 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung und Anzahl der Nuten bzw der Nutflanken und entsprechend der Federn bzw. Federflanken geeignet sind, den Mitnehmer bei rotatoπscher Belastung im hülsenförmigen Element zu zentrieren. 16 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder
14-15, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Element eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung aufweist.
17 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung sich nicht über die gesamte Länge des hülsenförmigen Elementes erstreckt.
18 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-16. dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung sich über die gesamte Länge des hülsenförmigen Elementes erstreckt.
19 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-11 und/oder 14-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lange der Öffnung zumindest in etwa dem Wegbereich der Schaltwelle entspricht, in dem sie axial bewegbar ist.
20 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung durch Weiterbildung einer der Nuten erzeugt wird.
21. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung als zwischen zwei Nuten vorgesehen
22 Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung bei axialer Relativbewegung zwischen Mitnehmer und hülsenförmigen Element eine Führungsfunktion für den Mitnehmer erfüllt.
23. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder
14-22, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Öffnung im hülsenförmigen Element eine Verbindung zwischen Mitnehmer und Zahnstange hergestellt werden kann.
24. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-23, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Federn des Mitnehmers derart weitergebildet ist, daß sie durch die Öffnung des hülsenförmigen Elementes hindurch nach außen reicht.
25. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-24, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Öffnung der Hülse hindurch reichende Endbereich der Feder des Mitnehmers kreissektorförmig mit Mittelpunkt zur Schaltwellenachse abschließt.
26. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-25, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich der durch die Öffnung der Hülse hindurch reichenden Feder des Mitnehmers selbst eine Feder bildet, die in einer mit ihr korrespondierenden Nut in der Zahnstange rotatorisch beweglich und axial bewegungsübertragend einsitzt.
27. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder
14-26, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten der Nuten derart ausgebildet sind, daß bei einer Kraftübertragung die resultierende Kraft auf die Hülse eine
Radialkomponente aufweist, die eine Belastung in Schließrichtung der Öffnung bewirkt.
28. Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 , 4-1 1 und/oder 14-27, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten der Nuten die Form einer umgekehrten Evolvente aufweisen. Kraftfahrzeug insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zahnstange im Ubertragungsweg der Schaltbewegung als Doppeizahnstange ausgebildet ist, welche zwei voneinander unabhängige Verzahnungen aufweist
Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 3 und/oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Verzahnungsebenen zueinander und der axiale Abstand der Verzahnungen eine dem vorhandenen Bauraum angepaßte Anordnung des Antriebes zur Schaltweile ermöglicht
Kraftfahrzeug insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 3, 29 und/oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsebenen in etwa rechtwinklig zueinander stehen
Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Drehmomentubertragungseinπchtung, wie Kupplung, mit einer Betatigungseinnchtung, einem Getriebe mit einer Schaltwelle, einer Betatigungseinnchtung und einer Steuereinπchtung, wobei
- die Betätigung der Drehmomentubertragungseinπchtung und/oder des Getriebes durch die Steuereinrichtung oder durch eine Eingabe an die Steuereinrichtung automatisiert durchfuhrbar ist, - sich die Betätigung des Getriebes im wesentlichen aus einer ersten
Bewegungskomponente, wie Wahlkomponente und einer zweiten Bewegungskomponente, wie Schaltkomponente, zusammensetzt,
- die Getπebebetatigungseinπchtung einen dieser ersten und zweiten Bewegung zugeordneten ersten und zweiten Antrieb aufweist, - am Getriebe die eine Bewegung eine translatorische und die andere Bewegung eine rotatoπsche ist, gekennzeichnet durch zumindest ein Merkmal der vorliegenden Anmeldungsunterlagen
PCT/DE2001/001129 2000-03-28 2001-03-22 Kraftfahrzeug mit automatisiertem getriebe WO2001072542A2 (de)

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