变速器致动器的集成的制作方法

1.本发明涉及一种变速器致动器、一种用于变速器致动器的传动机构、一种由变速器致动器和传动机构组成的系统、一种具有这样的系统的变速器、一种动力传动系以及一种车辆。


背景技术：

2.在车辆开发中，对结构空间的最佳利用起关键的作用。例如，如果一个组件能够更节省空间地实施，则由此节省的结构空间可以用于安装其他的组件或者可以例如将壳体移动成更紧密地围绕某些组件。
3.在变速器构造中常见的是，在变速器中设置变速器致动器以用于调整由传动级(“挡位”)体现的切换位置或以用于调整空挡位置，其中，变速器致动器为此实施调节运动，所述调节运动直接地或经由中间元件施加到切换元件上、特别是施加到换挡套筒上，由此使所述换挡套筒移动，从而调节到所期望的切换位置。在此，变速器致动器的调节运动平行于变速器轴线定向，这使得变速器致动器也基本上平行于变速器轴线延伸。在这里存在如下问题，在传动级的外型廓、即例如在变速器轴上的齿轮的外直径与变速器致动器之间存在自由的结构空间。
4.调节运动以及变速器轴线的平行的布置结构可能特别是在变速器短的情况下或在变速器具有上升的或下降的壳体几何结构的情况下在结构空间方面以及在针对振动的机械支撑方面具有缺点。


技术实现要素：

5.因此本发明的目的是，给出用于节省这种结构空间的可行方案。
6.所述目的通过各独立权利要求的技术方案来实现。有利的进一步改进方案是各从属权利要求的技术方案。
7.根据本发明设置一种用于在变速器中调整至少一个切换位置的变速器致动器，所述变速器具有至少一个变速器轴，其中，所述变速器致动器构造为用于在调节方向上实施调节运动以用于调整切换位置，其中，变速器致动器的特征定向方向相对于所述至少一个变速器轴的变速器轴线不平行地定向。
8.优选地，所述特征定向方向是变速器致动器的主延伸方向，相对于变速器致动器在其他两个空间方向上的延伸尺寸，变速器致动器的最大延伸尺寸在所述主延伸方向上延伸。如果变速器致动器例如基本上具有100mm的宽度、70mm的深度和200mm的长度，则变速器致动器的长度所延伸的延伸方向是主延伸方向或特征定向方向。备选地或附加地，特征定向方向可以是变速器致动器的调节方向。
9.因此，变速器致动器优选具有如下构造，所述构造允许变速器致动器安装在变速器中或变速器上，使得所述变速器致动器的主延伸方向和/或所述变速器致动器的调节方向不平行于变速器轴线定向。特别是，变速器致动器可以构造为用于借助于固定器件、例如
螺栓来安装。
10.优选地，变速器致动器的主延伸方向和调节方向彼此平行或彼此相同。
11.优选地，变速器致动器的特征定向方向和所述至少一个变速器轴的变速器轴线这样彼此定向，使得所述特征定向方向和所述变速器轴线以一角度相交。备选地，也可以设置有变速器致动器的特征定向方向与变速器轴线的异面直线式(windschiefe)的定向。
12.优选地，变速器致动器能液压地、气动地、电动地、磁地和/或机械地操纵。在此，调节运动优选构成为平移的。在液压操纵或气动操纵的情况下优选设置有活塞，通过液压压力或气动压力使所述活塞运动以便实施调节运动。机械操纵可以特别是通过齿条和小齿轮的组合、通过蜗轮蜗杆传动装置或通过滚珠丝杠来实现。在电动操纵或磁操纵的情况下，所需要的力通过电场或磁场产生。最后，也可以结合不同的原理。因此例如电动机可以驱动滚珠丝杠，由此机械地引起调节运动。
13.优选地，特征定向方向、特别是调节方向和/或主延伸方向基本上平行于两个传动级的外型廓的切线设置，其中，所述两个传动级优选设置在同一个变速器轴上。这样实现：变速器致动器能够与传动级的外型廓相对应地定向，从而特别是实现所期望的结构空间节省。传动级例如由齿轮级构成。传动级的最外部的尺寸可以看作是外型廓。在齿轮级的情况下，这对应于齿轮的外直径或齿顶圆直径。
14.根据本发明设置有一种传动机构，所述传动机构用于传递调节运动、特别是如上所述的变速器致动器的调节运动，所述传动机构具有第一耦联点，所述第一耦联点构造为用于与变速器致动器接触并接收所述变速器致动器的调节运动，并且所述传动机构具有第二耦联点，所述第二耦联点构造为用于与变速器的切换元件、特别是与换挡套筒接触，其中，所述传动机构构造为用于将调节运动转换成切换运动，所述切换运动在变速器中引起对切换位置的调整。由此能够有利地实现：变速器致动器的直线的调节运动不必平行于切换元件的切换运动来实现。而是现在给出了将变速器致动器在不同的定向下设置在变速器中的可行方案。然而，传动机构也可以合适地构造，以便将平行于变速器轴线定向的调节运动转换成切换运动。
15.在本技术中，术语“耦联点”特别是理解为传动机构的如下部位或元件，调节运动能够经由所述部位或元件施加到传动机构上或经由所述部位或元件能够输出切换运动。因此耦联点是接口，传动机构可以经由所述接口与变速器致动器或与切换元件接触。这些接口可以不同地构造，如更下面示例性地示出的那样。
16.优选地，传动机构具有传动元件，所述传动元件构造为用于将调节运动转换成切换运动。传动元件例如可以构造为杆或可以具有杆。
17.优选地，传动元件构造为用于引起调节运动至切换运动的传动比。在此不仅可以提供增速而且也可以提供减速。也可设想1:1的传动比，从而调节运动对应于如下运动，所述运动经过与由此引起的切换运动长度相同的路程。在减速的情况下、即在调节运动比由此引起的切换运动经过更长的路程的情况下，有利的是，与具有增速的实施方式相比，实施调节运动的变速器致动器可以设计为更小或功率更低，因为同时使经由传动机构从变速器致动器施加到切换元件上的力增大。在增速的情况下又有利的是，调节运动所经过的路程小于切换运动的路程。由此必须设置较小的用于变速器致动器或用于所述变速器致动器的调节运动的结构空间。
18.优选地，传动元件可转动地支承并且构造为用于，通过调节运动借助于转动产生切换运动。在这里，传动元件优选在位于耦联点之间的转动点中可转动地支承。因此，可以通过在转动点与相应的耦联点之间的相应距离来确定传动比，其中，如更下面所描述的那样，其他的影响、例如接触面配对或长度补偿可以进一步影响传动比。
19.转动点优选设置在变速器致动器上或集成在变速器致动器中，从而变速器致动器和传动元件形成一个整体单元，所述整体单元可以相应地简单地直接安装到变速器上，其中特别优选地，传动元件在安装时直接建立(例如通过嵌接到换挡套筒中来建立)与切换元件的机械连接。
20.传动元件可以特殊地构造为换挡拨叉，或所述传动元件除其他元件外还具有换挡拨叉。换挡拨叉优选构造为用于在第二耦联点中与切换元件连接，以便将切换运动施加到所述切换元件上。
21.优选地，传动元件构造为能平移地移动、特别是能平行于变速器轴线移动，以便引起调节运动到切换运动的转换。可以备选于或附加于传动元件的可转动的支承而提供平移的可移动性。在附加的可移动性的情况下，与可转动的支承相结合，传动元件也能够进行复杂的运动，以便将调节运动转换成切换运动。
22.优选地，传动机构具有长度补偿机构，所述长度补偿机构构造为用于，在施加调节运动时在耦联点之间实施长度补偿。因为调节运动不平行于变速器轴线定向，因此必须在耦联点之间实施长度补偿。这种长度补偿机构可以不同地构造。如果变速器致动器或切换元件在相应的耦联点中的连接借助于轴承实现(所述轴承允许在变速器致动器或切换元件与传动机构之间的转动运动)，则必须在两个耦联点之间实施长度补偿。当在耦联点中的连接不允许转动运动时，相同情况也适用。长度补偿机构优选构造为传动元件的一部分。作为轴承可以例如设置滚动轴承或滑动轴承。
23.优选地，长度补偿机构具有作用在耦联点之间的弹性的预紧。所述弹性的预紧可以优选通过弹簧产生。通过弹性的预紧优选使得长度补偿机构始终被施加力，从而传动元件始终追求在耦联点之间扩张。
24.根据本发明设置一种系统，所述系统具有如上所述的变速器致动器和如上所述的传动机构，其中，所述变速器致动器经由第一耦联点与传动机构连接以用于将调节运动施加到传动机构上。
25.如果传动机构具有能围绕转动点转动的传动元件，则所述转动点优选设置在变速器致动器上或集成到所述变速器致动器中，如上面已经说明的那样。
26.优选地，在第一耦联点中在变速器致动器与传动机构之间的连接抗扭地构造。备选地或附加地，所述连接也可以一体地构造。也就是说，在第一耦联点中，传动机构的元件(优选将切换运动传递到切换元件上的元件)和变速器致动器的实施调节运动的元件构造成一个构件。
27.备选地，在第一耦联点中在变速器致动器与传动机构之间的连接也可以构造成能转动的或具有接触面配对。特别是可以通过滑动轴承或滚动轴承实现能转动的构造，传动机构、优选所述传动机构的传动元件和变速器致动器的实施调节运动的元件经由所述滑动轴承或滚动轴承连接。在接触面配对的情况下，在传动机构、优选传动元件与变速器致动器的实施调节运动的元件之间的连接通过这两个元件的接触而存在。所述两个元件这样设
计，使得所述两个元件仅相互邻接，从而能够将调节运动施加到传动机构上。为此，在两个元件上都构造有接触面。特别是在设置为可转动的传动元件中或为了实现长度补偿，接触面配对可以这样构造，使得两个接触面在其接触中在彼此上滚动和/或滑动和/或相对于彼此实施相对运动，以便形成转动运动或长度补偿。
28.根据本发明设置一种变速器，所述变速器具有如上所述的系统和切换元件、特别是换挡套筒。在此，切换元件构造为用于实施切换运动，以便在变速器中调整切换位置。在此，切换元件经由第二耦联点与传动机构连接，以用于将切换运动施加到切换元件上。
29.优选地，变速器致动器设置在变速器中，变速器致动器的特征定向方向如上所述地不平行于变速器轴线设置。特别优选地，特征定向方向、特别是调节方向和/或主延伸方向基本上平行于两个传动级的外型廓的切线设置，其中，所述两个传动级优选设置在同一个变速器轴上.
30.优选地，在所述第二耦联点中在切换元件与传动机构之间的连接抗扭地构造。备选地或附加地，所述连接也可以一体地构造。也就是说，在第二耦联点中，传动机构的元件、优选被施加变速器致动器的调节运动的元件与切换元件构造成一个构件。
31.备选地，在第二耦联点中在切换元件与传动机构之间的连接可以构造成能转动的或具有接触面配对。特别是可以通过滑动轴承或滚动轴承实现可转动的构造，传动机构、优选所述传动机构的传动元件和切换元件经由所述滑动轴承或滚动轴承连接。在接触面配对的情况下，在传动机构、优选传动元件与切换元件之间的连接通过这两个元件的接触而存在。所述两个元件这样设计，使得所述两个元件仅相互邻接，从而能够将调节运动施加到切换元件上。为此，在两个元件上都构造有接触面。特别是在设置为可转动的传动元件中或为了实现长度补偿，接触面配对可以构造为，使得两个接触面在其接触中在彼此上滚动和/或滑动和/或相对于彼此实施相对运动，以便形成转动运动或长度补偿。
32.根据本发明设置一种用于车辆的动力传动系，所述动力传动系具有如上所述的变速器。
33.在此示出的根据本发明的技术方案优选构造为用于设置在电驱动的或混合驱动的车辆中。备选地或附加地，在这里示出的根据本发明的技术方案构造为用于设置在商用车中。
34.根据本发明设置一种车辆，所述车辆具有如上所述的变速器或如上所述的动力传动系。优选地，所述车辆是电驱动或混合驱动的和/或所述车辆构造为商用车。
35.本发明不限于上述实施方式。而是可以通过将各个特征彼此组合、以其他特征代替或省去来获得其他的实施方式。
附图说明
36.下面借助于附图根据优选的实施例来更详细地描述本发明。
37.图中：
38.图1示出本发明的第一实施方式；和
39.图2示出本发明的第二实施方式。
具体实施方式
40.图1示出本发明的第一实施方式。以剖视图示出变速器致动器1、传动机构8以及变速器轴2的原理性的布置结构。
41.变速器致动器1构造为用于实施调节运动1a，所述调节运动在附图中通过双箭头作为平移运动表示。调节运动1a因此可以平行于调节方向1b实施，所述调节方向在附图中通过虚线示出。调节方向1b相对于变速器轴线2a以倾斜角7倾斜，从而调节方向1b和变速器轴线2a不平行于彼此定向。在所示实施方式中，如上所述，调节方向1b对应于变速器致动器1的特征定向方向。
42.变速器轴2(所述变速器轴的变速器轴线2a从左向右水平地定向)具有可转动地设置在变速器轴2上的第一齿轮3和第二齿轮4。两个齿轮3、4具有不同的半径并因此形成不同的传动级。此外，在齿轮3、4之间在变速器轴2上设置有以换挡套筒的形式的切换元件5。所述切换元件5构造为能以切换运动5a移动，所述切换运动在这里作为平移运动平行于变速器轴线2a定向。切换元件5围绕变速器轴线2a抗扭地设置在变速器轴2上。
43.在这里示出的变速器轴2、齿轮3、4和切换元件5的布置结构对应于由变速器工程已知的布置结构。为了调整切换位置、例如调整到由第一齿轮3体现的传动级上，使切换元件5按照切换运动5a向右运动。在这里，切换元件5与第一齿轮3接触并且围绕变速器轴线2a构成抗扭的连接，从而第一齿轮3现在经由切换元件5与变速器轴2抗扭地连接。到由第二齿轮4体现的传动级上的切换位置的调整类似地通过切换元件5的向左的切换运动5a进行。
44.在所示出的布置结构中，调节方向1b与变速器轴2的各传动级的外型廓相对应地定向。具体地这意味着，调节方向1b平行于齿轮3、4的切线定向。一般这样的定向也可以实现为平行于各传动级的三维包络线。
45.此外为了将调节运动1a传递给切换元件5，设置有传动机构8，从而切换元件5能够实施切换运动5a。传动机构8具有第一耦联点8a，变速器致动器1经由所述第一耦联点与传动机构8耦联。传动机构8具有另外的第二耦联点8b，切换元件5经由所述第二耦联点与传动机构8耦联。
46.传动机构8还具有传动元件8c，所述传动元件设置成能围绕转动点8d转动，并且所述传动元件构造为用于将施加到第一耦联点8a上的调节运动1a转换成切换运动5a。
47.变速器致动器1与切换元件5的连接可以在耦联点8a、8b中不同地实施。
48.在一种实施方式中，至少一个在这两个耦联点8a、8b中的一个耦联点中的连接可以构造成铰接的，从而传动元件8c能围绕第一耦联点8a相对于变速器致动器1转动和/或围绕第二耦联点8b相对于切换元件5转动。在此例如可以规定，在相应的耦联点8a、8b中设置有轴承，特别是滑动轴承或滚动轴承。在这样的连接中，传动元件8c的与相应的耦联点8a、8b连接的部分必须能够始终跟随轴承。因此，由于变速器轴线2a与运动方向1b以角度7非平行地取向，必须在传动机构8围绕转动点8d的转动运动中进行长度补偿，以便使第一耦联点8a平行于调节方向1b跟随，并且使第二耦联点8b平行于变速器轴线2a跟随。为此，传动机构8具有长度补偿机构(未示出)，所述长度补偿机构构造为用于在两个耦联点8a、8b之间实施长度补偿。
49.长度补偿机构可以例如通过传动元件8c来实现，所述传动元件构造为在耦联点8a、8b之间在其延伸尺寸方面是可变的。因此在传动元件8c的转动运动中确保传动元件8c
能够跟随耦联点8a、8b的变化的距离。
50.长度补偿机构还可以具有弹性的预紧力，所述预紧力例如可以通过弹簧施加。在此，所述弹性的预紧力定向为使得所述预紧力作用在耦联点8a、8b之间，并且所述弹性的预紧力定向为使得所述预紧力始终在传动元件8c的延伸方向上作用。以这种方式，能够通过弹性的预紧力来支持杆的长度变化，从而能够可靠地实现长度补偿。
51.在一种具体的实施方式中，长度补偿机构可以具有以杆的形式的传动元件8c，所述杆以其端部在耦联点8a、8b中借助于滑动轴承或滚动轴承可转动地安装到变速器致动器1上或切换元件5上。所述杆因此在耦联点8a、8b之间延伸。此外设置有弹簧，所述弹簧的弹性的预紧力作用在耦联点8a、8b之间并且促使杆在耦联点8a、8b之间的延伸尺寸始终最大化。
52.然而，传动元件8c在耦联点8a、8b中的至少一个耦联点中的连接也可以构造为滚动的和/或滑动的对接结构。为此，在耦联点8a、8b中的至少一个耦联点中构造有接触面配对(未示出)，传动元件8c经由所述接触面配对与变速器致动器1接触和/或与切换元件5接触。变速器致动器1的调节运动1b现在可以经由在第一耦联点8a中的接触面配对传递到传动元件8c上，其中，一个接触面构造在变速器致动器1上，而另一个接触面构造在传动元件8c上。传动元件8c的转动运动也可以同样地传递到切换元件5上。在这里也可以在第二耦联点8b中设置有接触面配对，其中，一个接触面构造在切换元件5上，而另一个接触面构造在传输元件8c上。接触面配对中的相应的接触面构造为用于在彼此上滚动和/或滑动。为此，至少一个接触面可以构造成弯曲的。如果传动元件8c围绕转动点8d转动，则在相应的接触面配对中的接触面发生滚动和/或滑动。在此由于滚动过程和/或滑动过程，在接触面配对内的接触面之间的接触点漂移。因此在这里不强制必须设置长度补偿，因为这通过漂移的接触点实现。
53.传动元件8c在耦联点8a、8b中的至少一个耦联点中的与变速器致动器1和/或与切换元件5的连接也可以构造为一体的。也就是说，变速器致动器1的实施调节运动1a的元件在第一耦联点8a中与传动元件8c一体地构造。备选地或附加地，切换元件5也可以在第二耦联点8b中与传输元件8c一体地构造。
54.根据实施方式，变速器致动器1可以特别是液压地、气动地、电动地、磁地和/或机械地操纵。
55.所示出的布置结构的工作原理如下：
56.首先，所示出的布置如图所示地设置。切换元件5位于齿轮3、4之间。因此所述布置结构处于空挡位置。为了调整由第一齿轮3体现的切换位置，变速器致动器1沿调节方向1b在图中向左上方实施调节运动1a。由此，第一耦联点8a沿着调节方向1b向左上方移动，从而传动元件8c围绕转动点8d逆时针转动。由此进一步使得第二耦联点8b和因此使得切换元件5以向右的切换运动5a平行于变速器轴线2a运动。这进行得这样远，直至切换元件5紧靠到第一齿轮3上，由此如上所述地调整所期望的切换位置。对另一个切换位置(即由第二齿轮4体现的切换位置)或空挡位置的调整类似地通过变速器致动器1的向右下方或返回到图1中所示的位置的相应的调节运动1a实现。
57.图2示出本发明的第二实施方式。在这里也以剖视图示出变速器致动器1、传动机构8以及变速器轴2的布置结构。在这里所示出的实施方式与图1的实施方式的区别在于传
动机构8的不同构造。变速器致动器1以及变速器轴2与图1中相同。因此，对于它们的阐述参考对图1的说明。
58.在这里，变速器致动器1的调节方向1b也对应于变速器致动器1的特征定向方向。
59.传动机构8在此具有传动元件8c，所述传动元件在第一耦联点8a中与变速器致动器1连接并且在第二耦联点8b中与切换元件5连接。与图1中示出的实施方式相对，传动元件8c在这里不可转动地支承。而是所述传动元件设置成能平行于变速器轴线2a移动。这可以例如通过引导件(未示出)来实现，所述引导件将传动元件8c平行于变速器轴线2a引导。引导件可以还构造成用于这样引导传动元件8c，使得阻止所述传动元件的如下转动：所述转动的转动轴线垂直于图面定向。
60.在传动元件8c与变速器致动器1或切换元件5之间的耦联点8a、8b中的连接在此可以与图1的实施方式相同地构造。由此可以设置有可转动的、抗扭的、一体的构造和/或接触面配对，如上面对于图1已经描述的那样。
61.在由变速器致动器1实施调节运动时，在这里也必须在耦联点8a、8b之间设置长度补偿机构(未示出)，以便实施长度补偿。所述长度补偿机构也可以如对于图1所描述的那样构造。
62.所示出的布置结构的工作原理如下：
63.首先，所示出的布置如图所示地设置。切换元件5位于齿轮3、4之间。因此所述布置结构处于空挡位置。为了调整由第一齿轮3体现的切换位置，变速器致动器1沿调节方向1b在图中向右下方实施调节运动1a。因此，第一耦联点8a沿着调节方向1b向右下方移动，从而传动元件8c向右移动。由此进一步使得第二耦联点8b和因此使得切换元件5以向右的切换运动5a平行于变速器轴线2a运动。两个耦联点8a、8b在此朝向彼此运动，因为长度补偿机构允许传动元件8c的缩短。向右的切换运动5a进行得这样远，直至切换元件5紧靠到第一齿轮3上，由此如上所述地调整所希望的切换位置。对另一个切换位置(即由第二齿轮4体现的切换位置)或空挡位置的调整类似地通过变速器致动器1的向左上方或返回到所示位置的相应的调节运动1a实现。
64.除了在这里示出的实施方式外，也可设想其他的实施方式，其中，变速器致动器1的调节方向1b不平行于齿轮3、4的切线定向。而是调节方向1b可以任意地定向。替代于此，变速器致动器1的作为特征定向方向的主延伸方向可以平行于齿轮3、4的切线定向。由此确保变速器致动器1以其最大的延伸方向匹配于由齿轮3、4体现的传动级的外型廓。
65.附图标记列表
[0066]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
变速器致动器
[0067]
1a
ꢀꢀꢀꢀ
调节运动
[0068]
1b
ꢀꢀꢀꢀ
调节方向
[0069]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
变速器轴
[0070]
2a
ꢀꢀꢀꢀ
变速器轴线
[0071]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一齿轮
[0072]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二齿轮
[0073]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
切换元件
[0074]
5a
ꢀꢀꢀꢀ
切换运动
[0075]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
倾斜角
[0076]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
传动机构
[0077]
8a
ꢀꢀꢀꢀ
第一耦联点
[0078]
8b
ꢀꢀꢀꢀ
第二耦联点
[0079]
8c
ꢀꢀꢀꢀ
传动元件
[0080]
8d
ꢀꢀꢀꢀ
转动点