CN104838178A - 用于机动车辆变速器的操纵设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操纵设备，所述操纵设备例如能够用作为用于机动车辆变速器的操纵设备，其中借助于所述操纵设备确保在换挡时的选择功能和换挡功能，并且其中这能够借助刚好一个电动机引起，并且其中所述换挡选择运动精确地并且机械简单地实现。所述实现尤其通过提供两个偏心轮来确保，所述偏心轮直接地或间接地借助于相反作用的自由轮支承。

Description

用于机动车辆变速器的操纵设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆变速器的操纵设备、一种具有这种操纵设备的机动车辆变速器装置和一种具有这种机动车辆变速器装置的机动车辆动力传动系。机动车辆变速器在此包括多个变速级，其中操纵设备包括至少一个驱动器和换挡轴，其中驱动器直接地或间接地操纵换挡轴并且换挡轴旋转地切换或选择挡位，并且能够通过直线运动选择或切换挡位。

背景技术

为了机动车辆变速器中的挡位的接合和分离通常设有操纵装置。用于传统的手动换挡变速器的已知的操纵设备通常设有换挡杆。用于挡位的接合和分离所需要的驱动能量在此基本上完全由驾驶者施加，所述驾驶者将所述驱动能量手动地导入到与换挡杆耦联的变速杆中。此外，已知操纵装置，所述操纵装置具有电动机或电动机的装置，借助于所述电动机或电动机的装置引起挡位的接合和分离。这种类型的操纵装置——在各种各样的设计方案中——已知地例如用在自动的换挡变速器(ASG)、无中断的换挡变速器(USG)、电换挡变速器(ESG)或者平行换挡变速器(PSG)或双离合变速器(DKG)中。

包括一个或多个电动机的操纵装置在最后提及类型的构造方案中也称作为致动器。致动器在此在机动车辆中通常与所谓的内部的变速器换挡机构耦联，所述内部的变速器换挡机构例如具有换挡轨道和/或换挡叉和/或滑套，并且所述致动器能够加载所述内部的变速器换挡机构。为了控制电动机，已知地设有电子控制设备。所述电子控制设备控制电动机，这通常与各种特性值、尤其是机动车辆的运行特性值、例如发动机转速或发动机力矩等相关地进行。在此，能够设有操作元件，经由所述操作元件，驾驶者能够选择各种模式(例如，向前行驶(D)、向后行驶(R)、停车(P)、换高挡(+)、换低挡(-))，电子控制设备与所述模式相关地控制电动机。

此外，已知的是，这种致动器具有：第一电动机，所述第一电动机引起选择运动；以及与此不同的第二电动机，所述第二电动机产生换挡运动。此外，已知的是，这两个电动机的输出轴或驱动轴分别经由适当的机械装置与换挡轴耦联，使得所述换挡轴能够借助于一个电动机围绕其纵轴线枢转，并且借助于这两个电动机中的另一个电动机朝向其纵轴线的方向平移地运动。换挡在此通过所述换挡轴的相应的枢转引起，并且选择在此通过换挡轴的相应的平移运动引起，或者反之亦然。

此外，申请人已经研发用于机动车辆变速器的操纵设备或致动器，所述操纵设备或致动器借助仅一个电动机足以，即其中能够借助于刚好一个电动机引起选择和换挡。该类型的示例性的构造方案在申请人的DE 10 2004 038 955中公开。

另一个操纵设备、即相应的变速器致动器也在DE 10 2010 030 148A1中公开。在此，经由具有相应的凹部的两个凸轮盘，进行变速器的凹槽或挡位选择。

现有技术中的设备的选择和换挡运动的精确性部分地受限并且机构相对复杂。

发明内容

因此本发明的目的在于，阐明一种用于操纵设备的相应的致动器原理，其中至少能够减少所述缺点。

本发明的所述目的通过根据权利要求1或权利要求9和10的相应的机动车辆变速器装置的这类操纵设备和配设有其的机动车辆动力传动系来实现。其他的、还有替选的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明，操纵设备尤其为用于具有多个变速级的机动车辆变速器的操纵设备。所述操纵设备配设有驱动器和换挡轴，其中驱动器直接地和/或间接地与换挡轴连接。换挡轴能够通过与驱动器的连接执行至少两个运动，其中通过旋转运动切换挡位并且通过直线运动能够选择挡位。等价于此，换挡轴当然也能够配设成，使得旋转地选择挡位并且通过直线运动切换挡位。驱动器在此根据本发明与两个偏心轮连接，其中第一偏心轮与换挡轴尤其连接成，使得所述连接关于换挡轴是固定的，这涉及旋转运动，这就是说，能够由第一偏心轮直接地或间接地执行换挡轴的旋转运动。此外，偏心轮和换挡轴之间的所述连接能够构成为，使得所述连接关于换挡轴可轴向运动。以所述方式，一方面，通过第一偏心轮能够触发旋转运动，尤其是周期的枢转运动，而通过其他的元件，直线运动能够相对于所述旋转运动叠加。这两个运动在此虽然能够彼此无关地切换，当然通过驱动器和两个偏心轮，连接构成为，使得始终仅产生换挡轴的旋转运动或直线运动。

此外，根据本发明，第二偏心轮与换挡轴铰接地连接。这优选能够经由万向轴进行，使得偏心轮的旋转运动转换成换挡轴的用于挡位选择的直线运动。

所述设备在此尤其能够布置成，使得其考虑到变速器的环境中的发动机空间的空间条件。

在一个尤其优选的实施方式中，驱动器旋转地或直线地作用。在此，所述驱动器能够是驱动模块的一部分并且能够以标准构件的方式与操纵设备相关联，这就是说，能够与其直接连接，使得所述驱动器与所述操纵设备相关联，尤其由所述操纵设备包括。对此，操纵设备尤其具有驱动器接口，所述驱动器接口能够接触驱动器或驱动器模块。

在另一个根据本发明的构成方案中，驱动器能够直接地旋转地或者间接地经由其他的齿轮等旋转地与至少一个偏心轮的转动轴线连接。直接地在此尤其能够表示，驱动器本身具有输出端，所述输出端与尤其两个偏心轮的转动轴线相同。驱动器替选地也能够具有两个输出端，这就是说两个输出轴，所述输出轴因此分别与刚好一个偏心轮的转动轴线相同。在此，这也是驱动器直接地旋转地接合到偏心轮上。间接的接合在此例如能够构成为，使得驱动器本身在输出轴的端部上具有齿轮，所述齿轮在偏心轮的两个转动轴线上或分别分开地在转动轴线中的一个上运行，或者与一个或两个齿轮啮合，所述齿轮本身又旋转地固定在一个或两个偏心轮的转动轴线上。

驱动器也能够间接地经由转换元件与至少一个偏心轮连接。当驱动器为直线驱动器、例如以液压驱动器的形式的直线驱动器时，优选地设置所述转换元件，由此将直线运动通过转换元件的转换转变成旋转运动。这例如能够经由齿条和与所述齿条连接的小齿轮的组合进行。

如果将间接的旋转的第一驱动器更换成替选的间接的旋转的第二驱动器，那么这能够通过下述方式进行：接合部位、即驱动器接口通过旋转地固定在偏心轮的一个或多个轴线上的齿轮形成。因此，在所述齿轮中能够啮合由驱动模块包括的并且与驱动模块的驱动器的输出轴相关联的齿轮。但是，也为了将替选的驱动模块的旋转的驱动器更换成直线的驱动器，根据本发明尤其能够提出，偏心轮本身是驱动模块的组成部分。偏心轮和驱动器之间的接触部位因此是驱动模块的组成部分进而能够容易地更换。

根据本发明，操纵设备构建成，使得驱动器的沿第一方向的运动产生挡位选择并且沿另一个方向的运动产生换挡运动。驱动器的运动方向在此能够为旋转方向、环周方向或直线方向。现在为了使一个运动方向与换挡相关联并且使另一个运动方向与选择相关联，在本发明的一个优选的改进方案中，两个偏心轮各经由自由轮支承。所述自由轮在此彼此相反地沿不同的方向阻挡地构成。以所述方式，通过驱动器的沿一个方向的运动释放一个自由轮，而另一个自由轮起阻挡的作用。因此，确保：始终仅一个偏心轮旋转地经由驱动器驱动。此外，在此，在偏心轮和换挡轴之间的连接分别构成为，使得通过相应的偏心轮的一次完全的旋转，经过换挡轴的相应的运动的至少一个周期。借助换挡轴的运动的周期例如表示挡位的接合和分离，或者挡位在换挡凸轮的一侧接合并且挡位在换挡凸轮的相反侧上同时随后接合和分离。关于选择过程，在此这例如能够表示直线运动到一个或多个换挡凸轮的相应的前部的和后部的最终位置中。

直线的最终位置由此通过直线的往复运动的类型的相应的周期性的选择运动实现，而接合和分离运动通过换挡轴的环周的往复运动产生。

为了将换挡运动经由第一偏心轮传递到换挡轴上，在本发明的一个改进方案中提出，偏心轮对此经由第一装置与换挡轴连接。第一装置在此能够包括至少一个万向轴和由齿条和小齿轮构成的组合，其中小齿轮直接地或间接地借助于齿轮经由轴齿部轴向可运动地与换挡轴连接，这就是说旋转地固定。以所述方式，在万向轴的第一子运动中，换挡轴的旋转运动转换成第一方向，并且在万向轴的运动的第二部分中，这转换成换挡轴的沿着相反方向伸展的枢转方向。因此，换挡轴的换挡运动的至少一个周期通过偏心轮的完整的转动实现。

附加地或替选地，第二偏心轮经由第二装置与换挡轴连接。以所述方式，相应地，能够借助于换挡轴引起用于选择挡位的直线运动。第二装置在此优选地包括至少一个万向轴。由此，在偏心轮的旋转运动的第一部分中，实现换挡轴的第一“去程运动”，并且在偏心轮的旋转的环绕运动的第二部分中，通过换挡轴引起沿相反方向的相应的运动。在此，相应地，通过第二偏心轮的完整的转动，也能够引起换挡轴的选择运动的至少一个完整的周期。

根据本发明，如所描述的那样，所述目的通过机动车辆变速器装置来实现，所述机动车辆变速器装置包括操纵设备，所述操纵设备具有至少一个在此描述的特征。

此外，所述目的通过具有相应的机动车辆变速器装置的机动车辆动力传动系来实现。

附图说明

在下面的附图中示出本发明的实施例，但是，本发明不局限于所述实施例并且从中能够得出其他的根据本发明的特征。附图示出：

图1示出具有间接的旋转的驱动器的操纵设备，

图2示出具有直接的旋转的驱动器的操纵设备，

图3示出具有直线的驱动器的操纵设备，以及

图4示出具有直接的旋转的驱动器的第二操纵设备。

具体实施方式

图1示出具有呈电动机3的形式的旋转的驱动器的操纵设备1。所述旋转的驱动器间接地经由齿轮4和与此啮合的齿轮5与两个偏心轮8和9的转动轴线31连接。偏心轮8和9具有自由轮6和7，偏心轮8和9支承在所述自由轮中。自由轮6和7在此相反地设置，使得始终一个自由轮起阻挡作用。两个偏心轮8和9设置在共同的转动轴线31上，使得所述偏心轮刚好也通过齿轮4和5的组合平行于电动机3或平行于所述电动机的输出轴设置。偏心轮8和9分别与万向轴18和15连接，使得偏心轮8和9的旋转运动转换成万向轴18和15的直线运动。因此，第二偏心轮9的万向轴15直接地与换挡轴16连接，使得从偏心轮9的旋转运动产生换挡轴16的直线运动28。在换挡轴16上设置有变速器17的换挡凸轮2。通过直线运动28，随后，换挡凸轮2在变速器17之内行进到在此没有示出的换挡叉轴拨块凹槽中。偏心轮9在此通过电动机3的沿第一方向的旋转运动驱动。在所述运动中，第一偏心轮8的自由轮6起阻挡作用，使得在此不传递任何运动。在电动机3的转动传感器切换时，偏心轮9的自由轮7起阻挡作用。因此，释放自由轮6，使得偏心轮8能够沿另一个方向转动。因此，偏心轮8将旋转运动传递到变速器轴18上，所述变速器轴与齿条10连接。齿条10的直线运动经由与所述齿条10有效连接的小齿轮11转换成齿轮12的旋转运动。齿轮12是锥齿轮对的一部分，所述锥齿轮对由齿轮12和14构成。齿轮14经由轴齿部13与换挡轴16连接。在换挡轴轴向运动时，所述锥齿轮14不一起移动。锥齿轮14的旋转运动经由轴齿部13转换成围绕换挡轴16的转动轴线27的旋转的往复运动。以所述方式，换挡凸轮2能够接合和/或分离挡位。所述换挡运动同样是周期性的。

图2示出本发明的一个替选的实施方式，其中电动机37设置在偏心轮8和9的相同的轴线上。从第二偏心轮9开始到换挡轴16的作用链在此与图1中的布置相同并且在此不进一步描述。相同的附图标记描述相同的元件。

电动机37、偏心轮9和自由轮7的共同的旋转轴线22的旋转产生沿自由轮7的方向的阻挡，使得如所描述的那样，产生换挡轴16的直线运动28。电动机37的沿另一个方向的转动运动经由自由轮7经由锥齿轮对20、29转变成偏心轮8的旋转，所述旋转驱动万向轴23。万向轴23与齿条24连接，使得在此如已经在图1中描述的那样，偏心轮8的旋转运动借助于齿条24造成小齿轮26的旋转的周期运动。在此处示出的示例中，小齿轮26本身经由轴齿部13与换挡轴16连接进而产生换挡凸轮2的围绕换挡轴16的转动轴线27的周期的选择运动。

图3示出一个实施例，所述实施例基本上相应于根据图1的实施例。在此，仅图1的电动机3通过以液压缸35的形式的直线的驱动器代替。在液压缸和两个偏心轮8和9的共同的转动轴线32之间的间接的连接在此借助于活塞杆36建立，所述活塞杆与齿条33连接。齿条33接合到小齿轮34中，所述小齿轮旋转地固定在两个偏心轮8、9的转动轴线32上。以所述方式，将活塞杆36的直线运动转换成小齿轮34的旋转运动进而也转换成两个偏心轮8、9的转动轴线32的旋转运动。偏心轮8、9的相应的旋转在其作用方面相应于关于图1描述的效果。

图4在其作用方式方面也相应于根据图1的实施例。在此，与图1和图3中的实施方式不同，实现以直接接合的电动机41的形式的驱动器。电动机41具有两个输出轴，所述输出轴与两个偏心轮8、9的相应的转动轴线重叠。因此，根据电动机41的转动方向，经由第一偏心轮8如在图1中示出的那样，凸轮2的换挡运动通过围绕换挡轴16的转动轴线27的往复运动实现，并且通过电动机41沿另一个方向的转动借助于偏心轮9产生换挡轴16沿直线方向28的选择运动，如已经关于图1描述的那样。

如描述的那样，以所述方式，通过提供两个相反定向地起阻挡作用的自由轮6、7和在此与其直接地或间接地连接或安装到其上的偏心轮8、9单独地通过驱动器3、37、35、41的驱动方向的切换，能够实现变速器17的凸轮2的换挡运动和选择运动。通过相应的几何形状，尤其通过小齿轮11和34或26的大小选择并且通过各个齿轮的尺寸保证，将选择运动转换成直线运动28，所述直线运动相应于变速器17的所有挡位凹槽或足以使一个换挡凸轮2或多个换挡凸轮2运动到相应的凹槽中。相应地，换挡轴16围绕转动轴线27的旋转运动足以，能够接合和分离变速器17的全部挡位。

附图标记列表：

1，25  变速器致动器

2      换挡凸轮

3      电动机

4，5   齿轮

6，7   自由轮

8，9   偏心轮

10     齿条

11     小齿轮

12，14 齿轮

13     轴齿部

15     万向轴

20，29 齿轮

21，22 转动轴线

23     万向轴

24     齿条

26     小齿轮

27     转动轴线

28     直线运动

30     变速器致动器

31，32 旋转轴线

33     齿条

34     小齿轮

35     液压缸

16     换挡轴

36     活塞杆

40     变速器致动器

41     电动机

17     变速器

18     万向轴

37     驱动器

Claims (10)

1.一种用于具有多个变速级的机动车辆变速器(17)的操纵设备，所述操纵设备具有驱动器(3，35，41)和换挡轴(16)，其中所述驱动器(3，35，41)直接地和/或间接地与所述换挡轴(16)连接，所述换挡轴能够通过旋转的和线性的运动来切换和选择挡位，

其特征在于，所述驱动器(3，35，41)与两个偏心轮(8，9)连接，其中所述第一偏心轮(8)与所述换挡轴(16)轴向能运动地且旋转固定地连接，使得通过所述第一偏心轮(8)的旋转产生所述换挡轴(16)的旋转运动、优选所述换挡轴(16)的换挡运动，并且所述第二偏心轮(9)与所述换挡轴(16)铰接地连接，使得所述偏心轮(9)的旋转运动产生所述换挡轴(16)的直线运动(28)，优选用于挡位选择。

2.根据权利要求1所述的操纵设备，其特征在于，所述驱动器(3，35，41)是旋转的或线性的驱动器，所述驱动器(3，35，41)是驱动模块的一部分并且所述操纵设备具有驱动器接口，使得所述驱动模块以标准构件的方式与所述操纵设备相关联并且能够与所述操纵设备连接。

3.根据权利要求1或2所述的操纵设备，其特征在于，所述驱动器(3，35，41)直接地旋转地与至少一个所述偏心轮(8，9)的转动轴线耦联、间接地经由齿轮旋转地与至少一个所述偏心轮(8，9)的转动轴线耦联或间接地经由用于将所述驱动器的直线运动转换成旋转运动的转换元件与至少一个所述偏心轮(8，9)的转动轴线耦联。

4.根据上述权利要求中任一项所述的操纵设备，其特征在于，所述驱动模块包括所述偏心轮(8，9)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的操纵设备，其特征在于，所述偏心轮(8，9)各安装在一个自由轮(6，7)上，所述自由轮(6，7)彼此相反地设置成沿不同方向阻挡，所述第一偏心轮(8)与所述换挡轴(16)有效连接，使得所述第一偏心轮(8)沿第一方向的旋转产生呈所述换挡轴(16)的环周的往复运动的类型的周期的旋转运动、优选换挡运动，并且所述第二偏心轮(9)与所述换挡轴(16)有效连接，使得所述第二偏心轮(9)沿与所述第一方向相反的第二方向的旋转产生呈所述换挡轴(16)的直线的往复运动的类型的周期的直线运动、优选选择运动。

6.根据权利要求5所述的操纵设备，其特征在于，所述第一偏心轮(8)经由第一装置与所述换挡轴(16)连接，并且所述第一装置包括至少一个万向轴(18)和由齿条(10)和小齿轮(11)构成的组合，其中所述小齿轮(11)直接地或间接地借助于齿轮(14)经由轴齿部(13)能轴向运动地与所述换挡轴(16)耦联，使得通过所述第一偏心轮(8)沿所述第一方向的完整的转动一圈，执行所述换挡轴(16)的换挡运动的至少一个周期。

7.根据权利要求5所述的操纵设备，其特征在于，所述第二偏心轮(9)经由第二装置与所述换挡轴(16)连接，并且所述第二装置包括至少一个万向轴(15)，使得所述第二偏心轮(9)沿第二方向的完整的转动一圈引起所述换挡轴(16)的选择运动的至少一个周期。

8.根据上述权利要求中任一项所述的操纵设备，其特征在于，所述偏心轮(8，9)具有共同的轴线或分别各自的、分开的转动轴线，并且所述驱动器(37，41)直接地与所述共同的轴线连接，或者所述驱动器(3，35)间接地经由齿轮组合(4，5)或经由万向轴(36)、齿条(33)和小齿轮(34)的组合与所述共同的轴线或至少一个分开的轴线连接。

9.一种机动车辆变速器装置，所述机动车辆变速器装置具有多个形成挡位的变速级，所述变速级能够借助属于操纵设备接合和分离，其特征在于，所述操纵设备根据上述权利要求中任一项构成。

10.一种具有根据权利要求9所述的机动车辆变速器装置的机动车辆动力传动系。