DE19943538B4

DE19943538B4 - Actuator for a transmission

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Publication number: DE19943538B4
Application number: DE1999143538
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Funk; Dieter Dipl.-Ing. Kraxner (FH)
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1999-09-11
Filing date: 1999-09-11
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2019-09-12
Also published as: DE19943538A1

Abstract

Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe bestehend aus einer entfernt angeordneten Schalteinrichtung (2), innerhalb derer ein Hebel (5) in vorgegebenen Positionen (P, R, N, D) verrastet, und einer am Getriebe (4) angeordneten Stelleinrichtung (3), die korrespondierende Positionen (P, R, N, D) aufweist, wobei die Schalteinrichtung (2) mit der Stelleinrichtung (3) über ein Übertragungselement (6) verbunden und zwischen der Schalteinrichtung (2) und der Stelleinrichtung (3) ein Viergelenkgetriebe (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Viergelenkgetriebe (9) ein Drehgelenkgetriebe ist, dessen vorgegebene erste Positionen (P, R, N, D) des Hebels (5) korrespondierenden, zweiten vorgegebenen Positionen der Stelleinrichtung (3), die in ihrer Gesamtheit nicht den ersten Positionen entsprechen, zugeordnet sind.actuator for a Transmission consisting of a remote switching device (2), within which a lever (5) in predetermined positions (P, R, N, D) latched, and one on the transmission (4) arranged adjusting device (3) having corresponding positions (P, R, N, D), wherein the switching device (2) with the adjusting device (3) via a transmission element (6) connected and between the switching device (2) and the adjusting device (3) a four-bar linkage (9) is provided, characterized that this Viergelenkgetriebe (9) is a swivel joint, whose predetermined first positions (P, R, N, D) of the lever (5) corresponding, second predetermined positions of the adjusting device (3), which in their entirety does not correspond to the first positions assigned are.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe bestehend aus einer entfernt angeordneten Schalteinrichtung und einer am Getriebe angeordneten Stelleinrichtung, wobei die Schalteinrichtung mit der Stelleinrichtung über ein Übertragungselement verbunden ist.The The invention relates to an actuating device for a Transmission consisting of a remote switching device and an adjusting device arranged on the transmission, wherein the switching device with the actuator over a transmission element connected is.

Derartige Betätigungsvorrichtungen werden vielfältigerweise eingesetzt, um bauliche Gegebenheiten, wie den meist im Bereich des Getriebes engen Bauraum, zu überwinden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung beispielsweise als Schalthebel ausgeführt sein, die mit der Stelleinrichtung, beispielsweise einer Schaltwelle des Getriebes, verbunden ist. Zur Übertragung der Betätigungsbewegungen ist zwischen der Betätigungsvorrichtung und der Stelleinrichtung meist ein Betätigungszug angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung ist so auszulegen, daß ausgangsseitig an der Stelleinrichtung die zur Betätigung des Getriebes notwendigen Betätigungswege zur Verfügung stehen.such actuators be manifold used to constructional conditions, such as the most in the field of the gearbox tight space to overcome. For this purpose, the actuating device For example, be designed as a shift lever, with the adjusting device, For example, a shift shaft of the transmission is connected. For transmission the actuation movements is between the actuator and the adjusting device usually arranged an actuating cable. The actuator is to be interpreted as the output side on the adjusting device necessary for the operation of the transmission actuator travel to disposal stand.

Bei Automatgetrieben ist die Einhaltung der Betätigungswege von erhöhter Bedeutung, da hier bei Schaltvorgängen nicht, wie beispielsweise beim Schaltgetriebe, Endpositionen eingenommen werden, sondern in der Regel eine Bereichswahlwelle als Stelleinrichtung am Getriebe in bestimmte, eng tolerierte und in einer Reihe angeordnete Winkelpositionen zu bringen ist, um die Fahrbereiche (üblicherweise P, R, N, D, und, soweit mechanisch wählbar, 3, 2 und 1) auszuwählen. Die Schalteinrichtung, bei Automatgetrieben ein Wählhebel, ist so abzustimmen, daß dann, wenn der Wählhebel in einer der Bereichspositionen verrastet, die Bereichswahlwelle auch die entsprechende Winkelposition einnimmt.at Automatic transmissions, the compliance with the actuation paths of increased importance, here at switching operations not, as taken for example in the manual transmission, end positions but, as a rule, an area selection shaft as a setting device on the gearbox in certain, tightly tolerated and arranged in a row To bring angular positions is to the driving ranges (usually P, R, N, D, and, as far as mechanically selectable, 3, 2, and 1). The Switching device, in automatic transmissions, a selector lever, is tuned so that, when the selector lever locked in one of the range positions, the range selector also occupies the corresponding angular position.

Aus der DE 197 11 237 A1 ist eine Schalteinrichtung für ein Schaltgetriebe bekannt geworden, bei der im Übertragungsweg zum Schaltgetriebe ein Viergelenkgetriebe vorgesehen ist. Dabei ist dieses Viergelenkgetriebe so gestaltet, dass es eine deutlich spürbare mittlere Position aufweist. Ziel dieser Vorrichtung ist, eine Schalteinrichtung so zu gestalten, dass eine Neutralstellung sicher auffindbar ist.From the DE 197 11 237 A1 is a switching device for a manual transmission become known, in which a four-bar linkage is provided in the transmission path to the transmission. In this case, this four-bar linkage is designed so that it has a clearly noticeable middle position. The aim of this device is to make a switching device so that a neutral position can be found safely.

Die US 5,398,565 offenbart ebenfalls eine Schalteinrichtung für ein Schaltgetriebe, genauer eine Gruppenwahleinrichtung, bei der zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe eine Viergelenkgetriebe vorgesehen ist. Diese Schalteinrichtung hat sich zum Ziel gesetzt, das Auffinden von Schaltpositionen bzw. das Erkennbarmachen von Schaltpositionen für den Fahrer. Das Viergelenkgetriebe dient darüber hinaus lediglich der Übertragung der Schaltbewegung.The US 5,398,565 also discloses a shifting device for a manual transmission, more specifically a group selecting device in which a four-bar linkage is provided between the shift lever and the transmission. This switching device has set itself the goal of finding switching positions or making recognizable switching positions for the driver. In addition, the four-bar linkage only serves to transmit the switching movement.

Die US 3,465,612 zeigt eine Wähleinrichtung für Automatikgetriebe, bei dem ein Wählhebel über einen ersten Hebel, ein Koppelglied und einen zweiten Hebel mit einer Schaltwelle verbunden ist.The US 3,465,612 shows an automatic transmission selector, in which a selector lever is connected to a selector shaft via a first lever, a coupling member and a second lever.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe zu schaffen, die einen konstruktiv höheren Freiheitsgrad bei der Gestaltung erlaubt.outgoing From this prior art, it is an object of the invention, a actuator for a To create a gear that has a structurally higher degree of freedom in the Design allowed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einer gattungsgemäßen Betätigungsvorrichtung zwischen der Schalteinrichtung und der Stelleinrichtung ein als Drehgelenkgetriebe ausgebildetes Viergelenkgetriebe (auch als viergliedriges Hebelgetriebe bezeichnet) vorzusehen. Ein Viergelenkgetriebe zeichnet sich dadurch aus, daß es mechanisch vergleichsweise einfach aufgebaut ist, aber dennoch eine in einem weiten Bereich frei wählbare Übertragungskennlinie und damit eine freie Zuordnung der Bewegungen der Schalteinrichtungen zu den Bewegungen der Stelleinrichtungen erlaubt. Hier werden vorgegebene erste Positionen der Schalteinrichtung mit korrespondierenden zweiten Positionen der Stelleinrichtung, die in ihrer Gesamtheit nicht den ersten Positionen entsprechen, zugeordnet. Bei einem Viergelenkgetriebe mit nicht linearer Übertragungskennlinie können auslegungsgemäß drei Eingangspositionen exakt drei Ausgangspositionen zugeordnet werden. Die Zuordnung von Zwischenpositionen ist auslegungsbedingt mit einem Fehler behaftet, der jedoch in aller Regel soweit minimiert werden kann, daß er in die Toleranzbereiche der beteiligten Bauelemente fällt. Der hiermit vorteilhafterweise gewonnene größere Freiheitsgrad erlaubt es, ein vorhandenes Getriebe mit einer vorhandenen Betätigungseinrichtung zu kombinieren. Da somit eine vorhandene Schalteinrichtung verwendet werden kann, entfallen die Kosten für eine Neuentwicklung, was insbesondere für Kleinserien von großem wirtschaftlichen Vorteil ist. Außerdem ist es möglich, nicht lineare Bedienverläufe zu realisieren.These Task is according to the invention with the Characteristics of claim 1 solved. According to the invention, it is proposed in a generic actuator between the switching device and the adjusting device as a swivel joint formed four-bar linkage (also as a four-link lever mechanism designated). A four-bar linkage is characterized by this from that it mechanically comparatively simple, but still a in a wide range freely selectable transfer characteristic and thus a free allocation of the movements of the switching devices allowed to the movements of the adjusting devices. Here are given first positions of the switching device with corresponding second Positions of the actuator, which in its entirety not the correspond to first positions. In a four-bar linkage with non-linear transfer characteristic can designed according to three input positions exactly three starting positions are assigned. The assignment of Intermediate items are subject to design errors, However, as a rule, can be minimized so far that he in the tolerance ranges of the components involved falls. Of the hereby advantageously obtained greater degree of freedom allowed it, an existing transmission with an existing actuator to combine. Since thus uses an existing switching device can be, eliminating the cost of a new development, what especially for Small series of large economic advantage. Besides, it's not possible linear operating curves to realize.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So wird vorgeschlagen, daß das Viergelenkgetriebe aus einem ersten, getriebefest gelagerten Hebel, einem zweiten, mit der Stelleinrichtung verbundenen Hebel und einem die Hebel verbindenden Koppelglied besteht. Diese Ausführung ist baulich einfach gehalten und daher mit vertretbarem Kostenaufwand realisierbar. Hierzu trägt auch bei, daß dieses Viergelenkgetriebe die Stelleinrichtung als Bestandteil des Viergelenkgetriebes integriert. Ein solches Viergelenkgetriebe ist auch in weitem Umfang an bauliche Gegebenheiten anpaßbar.advantageous Further developments of the invention are described in the subclaims. So it is suggested that the Four-bar linkage from a first, fixed gear fixed lever, a second, connected to the actuator lever and a the lever connecting coupling element consists. This design is structurally simple and therefore with reasonable cost realizable. Contributes to this also in that this Four-bar linkage the adjusting device as part of the four-bar linkage integrated. Such a four-bar linkage is also widely used adaptable to structural conditions.

In Anwendung speziell für Automatgetriebe wird vorgeschlagen, daß das Viergelenkgetriebe auf die Positionen P, R und N oder auf die Positionen P, R und D ausgelegt ist. Durch diese Auslegung wird erreicht, daß die für den Betrieb des Kraftfahrzeuges wesentlichen Positionen stets exakt erreicht werden und daher sicher einstellbar sind. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang, daß eine dieser Positionen – in der Regel die Position P – beim Zusammenbau von Wählhebel und Stelleinrichtung am Getriebe zur Einstellung des Übertragungselementes zwischen Wählhebel und Stelleinrichtung verwendet wird. Da die auf diese Weise eingestellte Position stets exakt erreicht wird, gilt dies auch für die weiteren Positionen, die bei der Auslegung des Viergelenkgetriebes berücksichtigt wurden. Für Positionen 3, 2 und 1, soweit diese als mechanische Positionen vorgesehen sind, können größere Abweichungen, jedoch stets innerhalb der Toleranzen, zugelassen werden.In Application specifically for Automatic transmission is proposed that the four-bar linkage on the Positions P, R and N or to the positions P, R and D designed is. This design ensures that the essential for the operation of the motor vehicle Positions are always exactly reached and therefore safely adjustable are. It should be emphasized in this context that one of these Positions - in usually the position P - at Assembly of selector lever and adjusting device on the gearbox for adjusting the transmission element between selector lever and adjusting device is used. Because the set in this way Position is always exactly achieved, this also applies to the others Positions taken into account when designing the four-bar linkage were. For Positions 3, 2 and 1, insofar as these are provided as mechanical positions are, can larger deviations, but always within the tolerances allowed.

Schließlich wird in Verbindung mit einem Automatgetriebe vorgeschlagen, die Betätigungsvorrichtung so auszuführen, daß der erste Hebel in der Position P im wesentlichen senkrecht zu einer Angriffsrichtung des Übertragungselementes steht. Durch diese Auslegung wirkt in der Position P an dem ersten Hebel der größtmögliche Hebelarm, so daß auch an der Stelleinrichtung die größtmögliche Kraft aufgebracht werden kann. Damit kann sichergestellt werden, daß auch bei verspanntem Antriebsstrang eine Parksperre des Automatgetriebes mit akzeptablem Kraftaufwand lösbar ist.Finally will proposed in connection with an automatic transmission, the actuator to do so that the first lever in the position P substantially perpendicular to a Attack direction of the transmission element stands. By this design acts in the position P on the first Lever the largest possible lever arm, so that too applied to the adjusting device the greatest possible force can be. This can be ensured that even at tensioned drive train a parking brake of the automatic transmission solvable with acceptable force is.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below with reference to one of the figures Embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Übersicht über die Betätigungsvorrichtung und 1 a schematic overview of the actuator and

2 ein Viergelenkgetriebe in einer Explosionsdarstellung. 2 a four-bar linkage in an exploded view.

Die Betätigungseinrichtung 1 besteht aus einer Schalteinrichtung 2 und einer Stelleinrichtung 3, die an einem (in 2 dargestellten) Getriebe 4 angeordnet ist. Die Schalteinrichtung 2 ist hier ein Wählhebel für das (Automat-)Getriebe 4 mit den Bereichspositionen P, R, N, D. Nicht gezeigte Bereichspositionen 3, 2, 1 können elektrisch gewählt werden. Durch eine nicht gezeigte Rastkulisse wird der Wählhebel 5 in den in 1 dargestellten Bereichspositionen verrastet. Durch ein Übertragungselement 6, hier einen Seilzug, werden die Bewegungen des Wählhebels 5 auf die Stelleinrichtung 3 übertragen, die hier als Bereichswahlwelle 7 des Automatgetriebes 4 ausgeführt ist.The actuating device 1 consists of a switching device 2 and an actuator 3 , which at a (in 2 shown) transmission 4 is arranged. The switching device 2 Here is a selector lever for the (automatic) transmission 4 with the range positions P, R, N, D. Not shown range positions 3, 2, 1 can be electrically selected. By a detent gate, not shown, the selector lever 5 in the in 1 locked area positions locked. Through a transmission element 6 , here a cable, are the movements of the selector lever 5 on the adjusting device 3 transmitted here as a range selector 7 of the automatic transmission 4 is executed.

Zwischen einem Endpunkt 8 des Seilzuges 6 und der Bereichswahlwelle 7 ist ein Viergelenkgetriebe 9 vorgesehen, das aus einem getriebefest gelagerten Umlenkhebel 10 als ersten Hebel, einem Koppelglied 11 und einem Bereichswahlhebel 12 als zweiten Hebel besteht. Die vier Gelenke des Viergelenkgetriebes 9 sind: als erster Lagerpunkt a ein Lagergelenk des Umlenkhebels 10, ein zweiter Lagerpunkt b am Verbindungsgelenk zwischen dem Umlenkhebel 10 und dem Koppelglied 11, ein dritter Lagerpunkt c am Verbindungsgelenk zwischen dem Koppelglied 11 und dem Bereichswahlhebel 12 und als viertem Lagerpunkt d die Bereichswahlwelle 7. Die vier Hebel des Viergelenkgetriebes 9 sind: der Umlenkhebel 10, das Koppelglied 11, der Bereichswahlhebel 12 und das Gehäuse des Getriebes 4, das den Lagerpunkt a mit dem Lagerpunkt d verbindet.Between an endpoint 8th of the cable 6 and the range selector 7 is a four-bar linkage 9 provided that from a gear fixed mounted lever 10 as the first lever, a coupling link 11 and an area selector lever 12 exists as a second lever. The four joints of the four-bar mechanism 9 are: as the first bearing point a, a bearing joint of the reversing lever 10 , a second bearing point b at the connecting joint between the lever 10 and the coupling member 11 , a third bearing point c at the joint connection between the coupling member 11 and the range selector lever 12 and as the fourth bearing point d, the range selection shaft 7 , The four levers of the four-bar mechanism 9 are: the lever 10 , the coupling link 11 , the range selector lever 12 and the housing of the gearbox 4 that connects the bearing point a with the bearing point d.

Oberhalb der Bereichswahlwelle 7 sind die Winkelpositionen der Bereichswahlwelle 7 eingezeichnet, die zur Wahl der verschiedenen Fahrbereiche am Bereichswahlhebel 12 bzw. der Bereichswahlwelle 7 einzustellen sind. Die ebenfalls dargestellten Winkelpositionen des Wählhebels 5 stimmen mit den Positionen des Bereichswahlhebels 12 auch nicht in der Weise überein, daß zwischen ihnen ein linearer Zusammenhang besteht.Above the range selector 7 are the angular positions of the range selector 7 drawn to select the different driving ranges on the range selector lever 12 or the range selector 7 are to be adjusted. The also shown angular positions of the selector lever 5 agree with the positions of the range selector lever 12 also not in such a way that there is a linear connection between them.

Die Unterschiede in den Winkelpositionen des Wählhebels 5 und des Bereichswahlhebels 12 werden durch das Viergelenkgetriebe 9 kompensiert. Das Viergelenkgetriebe 9 ist so ausgelegt, daß die Positionen P, R und N am Umlenkhebel 10 (und damit am Wählhebel 5) ausgangsseitig die Positionen P, R und N am Bereichswahlhebel 12 erzeugen. Bei der Auslegung des Viergelenkgetriebes 9 wurde darauf geachtet, daß der getriebefeste Lagerpunkt a mit denen am Einbauort vorzufindenden Gegebenheiten realisierbar ist und daß das Koppelglied 11 eine realisierbare Größe hat, d.h. insbesondere nicht zu klein ist. Darüber hinaus wurde darauf geachtet, daß der Fehler in der Position D, d.h. die Abweichung der Stellung des Bereichswahlhebels 12 von seiner Position D, wenn der Wählhebel 5 in seiner Position D verrastet ist, so gering ist, daß er noch innerhalb der von Getriebe zugelassenen Toleranzen liegt.The differences in the angular positions of the selector lever 5 and the range selector lever 12 be through the four-bar linkage 9 compensated. The four-bar linkage 9 is designed so that the positions P, R and N at the lever 10 (and thus the selector lever 5 ) on the output side positions P, R and N on the range selector lever 12 produce. In the design of the four-bar mechanism 9 Care was taken to ensure that the gearbox fixed bearing point a can be realized with those found at the installation conditions and that the coupling member 11 has a realizable size, ie in particular is not too small. In addition, care was taken to ensure that the error in the position D, ie the deviation of the position of the range selector lever 12 from its position D, when the selector lever 5 is latched in its position D, so low that it is still within the tolerances allowed by transmission.

Schließlich wurde ein Widerlager 13 des Seilzuges 6 so gelegt, daß der Seilzug 6 in der Position P des Wählhebels 5 senkrecht auf den Umlenkhebel 10 trifft, d.h. ein Winkel 21 zwischen dem Seilzug 6 und einer Mittelachse des Umlenkhebels 10 in etwa 90° beträgt.Eventually it became an abutment 13 of the cable 6 placed so that the cable pull 6 in the position P of the selector lever 5 perpendicular to the lever 10 meets, ie an angle 21 between the cable 6 and a center axis of the reversing lever 10 is about 90 °.

2 zeigt die Elemente des Viergelenkgetriebes 9 nochmals in einer Explosionsdarstellung. Am nur ausschnittsweise dargestellten Getriebe 4 ist die Bereichswahlwelle 7 mit dem Bereichswahlhebel 12 verschweißt. Das Koppelglied 11 besteht ähnlich einem Kettenglied aus einem Grundelement 11b mit Bolzen 14, die in entsprechende Bohrungen 15, 16 des Umlenkhebels 10 bzw. des Bereichswahlhebels 12 eingreifen und danach mit einem Schließblech 11a verbunden werden können. Zur Sicherung des Schließbleches 11a werden Sicherungsringe 17 auf die Bolzen 14 aufgesteckt. 2 shows the elements of the four-bar mechanism 9 again in an exploded view. On only partially illustrated gear 4 is the range selector wave 7 with the range selector lever 12 welded. The coupling link 11 similar to a chain link consists of a basic element 11b With bolt 14 that drill into appropriate holes 15 . 16 of the reversing lever 10 or the range selector lever 12 intervene and then with a strike plate 11a can be connected. To secure the strike plate 11a become circlips 17 on the bolts 14 attached.

Der Umlenkhebel 10 ist auf einer Konsole 18 gelagert, die an einem mit dem Getriebe 4 fest verbundenen Differentialgehäuse 19 angeschraubt ist. Das Widerlager 13 für den Seilzug 6 schließlich ist an einer mit dem Getriebe fest verbundenen Zwischenplatte 20 angeschraubt.The lever 10 is on a console 18 stored at one with the gearbox 4 firmly connected differential case 19 screwed on. The abutment 13 for the cable 6 Finally, there is an intermediate plate fixed to the transmission 20 screwed.

Claims

Operating device for a transmission consisting of a remote switching device ( 2 ) within which a lever ( 5 ) in predetermined positions (P, R, N, D) latched, and one on the transmission ( 4 ) adjusting device ( 3 ), which has corresponding positions (P, R, N, D), wherein the switching device ( 2 ) with the adjusting device ( 3 ) via a transmission element ( 6 ) and between the switching device ( 2 ) and the adjusting device ( 3 ) a four-bar linkage ( 9 ) is provided, characterized in that the four-bar linkage ( 9 ) is a swivel joint whose predetermined first positions (P, R, N, D) of the lever ( 5 ), second predetermined positions of the actuating device ( 3 ), which in their entirety do not correspond to the first positions.

Actuating device according to claim 1, characterized in that the four-bar linkage ( 9 ) from a first lever ( 10 ), a second lever ( 12 ) and one the levers ( 10 . 12 ) connecting link ( 11 ), the first lever ( 10 ) with the switching device ( 2 ) and the second lever ( 12 ) with the adjusting device ( 3 ) and the first lever ( 10 ) and the second lever ( 12 ) are rotatably mounted gear fixed.

Actuating device according to Claim 1 or 2, characterized in that the switching device ( 2 ) a selector lever and the transmission ( 4 ) is an automatic transmission and the four-bar linkage ( 9 ) to the positions P, R and N or to the positions P, R and D of the selector lever and the adjusting device ( 3 ) is designed.

Actuating device according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching device ( 2 ) a selector lever and the transmission ( 4 ) is an automatic transmission and the first lever ( 10 ) in the position P substantially perpendicular to an attack direction of the between the selector lever and the four-bar linkage ( 9 ) arranged transmission element ( 6 ) stands.