Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ACTUATING DEVICE FOR ACTUATING A TRANSMISSION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/213875
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuating device (4) for actuating a transmission element (3), in particular a sliding sleeve, the actuating device comprising an actuating element (5) which is movable at least between a decoupling position and a coupling position for actuating the transmission element (3), and a spring device (6) which is designed to exert a spring force onto the transmission element (3) when a toothing of the transmission element (3) is in a tooth butt condition with a toothing to be coupled, the actuating device (4) comprising at least one abutment element (8), in particular a shift piece, which is mounted on the actuating element (5) and is supported against the actuating element (5) by means of the spring device (6).

Inventors:
EDER PHILIPP (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/061663
Publication Date:
November 09, 2023
Filing Date:
May 03, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16D11/14; F16H63/30
Domestic Patent References:
WO2018134009A12018-07-26
Foreign References:
GB2036206A1980-06-25
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche Betätigungseinrichtung (4) für die Betätigung eines Getriebeelements (3), insbesondere einer Schiebemuffe, umfassend ein zur Betätigung des Getriebeelements (3) zumindest zwischen einer Entkopplungsposition und einer Kopplungsposition bewegbares Betätigungselement (5) und eine Federeinrichtung (6), die dazu ausgebildet ist, in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung einer Verzahnung des Getriebeelements (3) zu einer zu koppelnden Verzahnung, eine Federkraft auf das Getriebeelement (3) auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (4) wenigstens ein Anlageelement (8), insbesondere eine Schaltpatte, aufweist, die an dem Betätigungselement (5) gelagert und mittels der Federeinrichtung (6) an dem Betätigungselement (5) abgestützt ist. Betätigungseinrichtung (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (5) wenigstens eine Ausnehmung mit einem Abstützabschnitt (9) und einem Lagerungsabschnitt (10) aufweist, wobei wenigstens ein Federelement (7) in dem Abstützabschnitt (9) der Ausnehmung abgestützt ist und das wenigstens eine Anlageelement (8) in dem Lagerungsabschnitt (10) der Ausnehmung gelagert ist. Betätigungseinrichtung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (4) einen Referenzpunkt definiert, in dem das Anlageelement (8) unter Verformung des Federelements (7), insbesondere in Anlage, gegen das Betätigungselement (5) bewegt ist. Betätigungseinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere in Umfangsrichtung verteilte, Anlageelemente (8) an dem Betätigungselement (5) angeordnet sind und/oder dass wenigstens ein Anlageelement (8) ringsegmentförmig ausgebildet ist. Betätigungseinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, das Anlageelement (8), insbesondere durch eine definierte Vorspannung, in der Kopplungsposition zu halten. Betätigungseinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung (11 ), die wenigstens ein zumindest abschnittsweise in einem in dem Betätigungselement (5) ausgebildeten Fluidraum (13) aufgenommenes Dämpfungselement (12) aufweist, welches Dämpfungselement (12) mit dem wenigstens einen Anlageelement (8) gekoppelt und dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Anlageelements (8), insbesondere eine Bewegung von der Zahn-auf-Zahn-Stellung in die Kopplungsposition, durch Verdrängen von Fluid aus dem Fluidraum (13) zu dämpfen. Betätigungseinrichtung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (12) durch einen, insbesondere kanalartigen, Durchgriff (14) in dem Betätigungselement (5) mit dem wenigstens einen Anlageelement (8) gekoppelt ist. Betätigungseinrichtung (4) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dämpfungselement (12) eine einer ersten Anlagefläche (16) des Anlageelements (8) gegenüberliegende zweite Anlagefläche (17) aufweist. Betätigungseinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (4), insbesondere das Betätigungselement (5), als vormontierte Baugruppe ausgebildet ist. Getriebevorrichtung (1 ), insbesondere Getriebevorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Betätigungsvorrichtung (2), die wenigstens ein Getriebeelement (3) und eine Betätigungseinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, wobei ein Aktor dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Betätigungselement (5) der Betätigungseinrichtung (4) zur Betätigung des Getriebeelements (3) zu bewegen. Kraftfahrzeug, umfassend eine Getriebevorrichtung (1 ) nach dem vorangehenden Anspruch und/oder wenigstens eine Betätigungseinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Description:
Betätigungseinrichtung für die Betätigung eines Getriebeelements

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für die Betätigung eines Getriebeelements, insbesondere einer Schiebemuffe, umfassend ein zur Betätigung des Getriebeelements zumindest zwischen einer Entkopplungsposition und einer Kopplungsposition bewegbares Betätigungselement und eine Federeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung einer Verzahnung des Getriebeelements zu einer zu koppelnden Verzahnung, eine Federkraft auf das Getriebeelement auszuüben.

Betätigungseinrichtungen für die Betätigung von Getriebeelementen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden derartige Betätigungseinrichtungen verwendet, um ein Getriebeelement, zum Beispiel eine Schiebemuffe, zwischen einer Entkopplungsposition und einer Kopplungsposition zu betätigen. Dazu weist die Betätigungseinrichtung ein Betätigungselement auf, das mit einer Federeinrichtung gekoppelt sein kann. Die Federeinrichtung kann somit eine Federkraft auf das Betätigungselement bewirken. Wird das Betätigungselement gegen das Getriebeelement bewegt, beispielsweise bei Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stel- lung der Verzahnung des Getriebeelements zu einer zu koppelnden Verzahnung, bewirkt die Federeinrichtung eine Federkraft auf das Getriebeelement. Wird die Zahn- auf-Zahn-Stellung aufgelöst, kann die Federkraft abgebaut werden und das Getriebeelement in seinen Kopplungszustand verbracht werden.

Aufgrund der Vielzahl der üblicherweise als einzelne Bauelemente ausgeführten Komponenten, insbesondere der Federeinrichtung, des Betätigungselements sowie eines üblicherweise zwischen dem Betätigungselement und dem Getriebeelement vorgesehenen Zwischenelements sowie gegebenenfalls vorgesehener Dämpfungseinrichtungen und deren Einzelelemente, ist eine solche Betätigungseinrichtung in Bezug auf Herstellung und Montage aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Betätigungseinrichtung für die Betätigung eines Getriebeelements anzugeben, die insbesondere weniger aufwendig montierbar ist. Die Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wie eingangs beschrieben, betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung für die Betätigung eines Getriebeelements, beispielsweise einer Schiebemuffe. Die Betätigungseinrichtung weist ein Betätigungselement und eine Federeinrichtung auf, wobei das Betätigungselement für die Betätigung des Getriebeelements vorgesehen ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise als Schaltgabel ausgeführt sein. Die Federeinrichtung ist dazu ausgebildet, bei einer auftretenden Zahn-auf-Zahn-Stellung an dem Getriebeelement, d.h., an der Verzahnung des Getriebeelements bezogen auf eine zu koppelnden Verzahnung, beispielsweise die Verzahnung einer Schiebemuffe in Zahn-auf-Zahn-Stellung zu der Verzahnung eines weiteren Getriebeelements, zum Beispiel eines Losrads oder eines Kupplungskörpers, eine Federkraft aufzubauen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Betätigungseinrichtung wenigstens ein Anlageelement, insbesondere eine Schaltpatte, aufweist, die an dem Betätigungselement gelagert und mittels der Federeinrichtung an dem Betätigungselement abgestützt ist. Die Erfindung schlägt somit eine „Integration“ der Federeinrichtung und des Anlageelements in das Betätigungselement vor. Durch das Bereitstellen des Anlageelements, das durch die Federeinrichtung an dem Betätigungselement federgelagert abgestützt ist, kann ein „Einfedern“ des Anlageelements, beispielsweise der Schaltpatte, bei einer auftretenden Zahn-auf-Zahn-Stellung realisiert werden.

Mit anderen Worten wird bei der Betätigung des Betätigungselements, also einem Verfahren des Betätigungselements in Richtung des Getriebeelements das Anlageelement mit einer ersten Anlagefläche in Anlage mit einer entsprechenden Anlagefläche des Getriebeelements kommen. Das Anlageelement bewirkt somit einen Kontakt zwischen Betätigungselement und Getriebeelement und bewegt das Getriebeelement, beispielsweise in seinen Kopplungszustand bzw. seine Kopplungsposition. Die Bewegung des Betätigungselements wird von dem Anlageelement somit auf das

Getriebeelement übertragen.

Tritt bei der Bewegung des Getriebeelements in seine Kopplungsposition eine Zahn- auf-Zahn-Stellung auf, kann das Anlageelement relativ zu dem Betätigungselement, in dem das Anlageelement gelagert ist, bewegt werden, wobei sich die Federeinrichtung verformt und eine Federkraft zwischen Anlageelement und Betätigungselement bewirkt. Sobald die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst wurde, bewirkt die Federeinrichtung eine Bewegung des Anlageelements relativ zu dem in seiner Kopplungsposition stehenden Betätigungselement, sodass das Getriebeelement in seine Kopplungsposition bewegt wird. Mit anderen Worten kann bei einer Zahn-auf-Zahn-Stel- lung das Anlageelement vorgespannt werden, sodass bei Auflösung der Zahn-auf- Zahn-Stellung das Getriebeelement, bewegt durch das Anlageelement, in die korrespondierende Verzahnung „schnappen“ kann.

Vorteilhafterweise müssen nicht eine Vielzahl von Bauelementen vorgehalten und einzeln montiert werden, sondern das Betätigungselement kann insbesondere als eine vormontierte Baugruppe montiert werden. Das Betätigungselement kann dabei die Federeinrichtung und das Anlageelement als bereits vormontierte Baugruppe tragen, sodass diese zusammen bei der Montage der Betätigungseinrichtung montiert werden können. Zur Erzeugung der Federkraft kann die Federeinrichtung wenigstens ein Federelement, beispielsweise eine Schraubenfeder, ein Federpaket oder jedwedes andere geeignete Federelement, aufweisen.

Das beschriebene Betätigungselement kann wenigstens eine Ausnehmung mit einem Abstützabschnitt und einem Lagerungsabschnitt aufweisen, wobei wenigstens ein Federelement der Federeinrichtung in dem Abstützabschnitt der Ausnehmung abgestützt ist und das wenigstens eine Anlageelement in dem Lagerungsabschnitt der Ausnehmung gelagert ist. Der Lagerungsabschnitt und die Ausnehmung können beispielsweise konzentrisch zueinander ausgeführt sein, beispielsweise bezogen auf eine Symmetrieachse bzw. die Betätigungsrichtung des Betätigungselements. Das Federelement kann wiederum konzentrisch zu und koaxial um einen Abschnitt des Anlageelements angeordnet sein. Der Abstützabschnitt kann zum Beispiel als sich in Axialrichtung erstreckende Eintie- fung in dem Betätigungselement ausgebildet sein. Der Lagerungsabschnitt kann ebenfalls als Eintiefung in dem Betätigungselement ausgebildet sein, wobei der Lagerungsabschnitt gegenüber dem Abstützabschnitt einen geringeren Durchmesser aufweisen kann. Die grundsätzliche Querschnittsform des Abstützabschnitt und des Lagerungsabschnitt kann beliebig gewählt werden, beispielsweise kreisrund. Der Lagerungsabschnitt kann sich in Axialrichtung vollständig nach Art einer Durchbrechung, durch das Betätigungselement erstrecken. Auf der dem Anlageelement gegenüberliegenden Seite kann das Anlageelement mit einem Widerlagerelement verbunden sein, das einen maximalen Ausrückweg bezogen auf das Betätigungselement festlegen kann. An dem Widerlagerelement kann eine zweite Anlagefläche vorgesehen sein, für die Anlage mit dem Getriebeelement bei einer Bewegung in die Entkopplungsposition.

Das Federelement weist bevorzugt eine definierte Federkennlinie auf, sodass das Anlageelement bei Kontakt mit dem Getriebeelement grundsätzlich eine Bewegung des Getriebeelements auslösen kann, ohne dass das Federelement nennenswert einfedert solange keine Zahn-auf-Zahn-Stellung auftritt. Erst bei Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung federt das Federelement ein, sodass eine Vorspannkraft auf das Anlageelement, wie zuvor beschrieben, bewirkt wird.

Die Betätigungseinrichtung kann einen Referenzpunkt definieren, in dem das Anlageelement unter Verformung des Federelements, insbesondere in Anlage, gegen das Betätigungselement bewegt ist. Mit anderen Worten kann, beispielsweise in dem Kopplungszustand des Getriebeelements, eine weitergehende Bewegung des Betätigungselements, insbesondere über die Kopplungsposition in Betätigungsrichtung hinas, ausgeführt werden, um das Federelement einzufedern, bis das Anlageelement in Anlage mit dem Betätigungselement kommt bzw. bis das Federelement maximal eingefedert ist. Der Referenzpunkt kann zur Positionsbestimmung für die Betätigungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise für die Ansteuerung eines Aktors, der eine Betätigung des Betätigungselements bewirkt. Der Referenzpunkt kann beispielsweise in der Steuerungseinrichtung hinterlegt und im Rahmen einer Kalibrierung überprüft bzw. erneuert werden. Ausgehend von dem Referenzpunkt können beispielsweise die Kopplungsposition und die Entkopplungsposition bzw. ein Nullpunkt definiert werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung können mehrere, insbesondere in Umfangsrichtung verteilte, Anlageelemente an dem Betätigungselement angeordnet sein und/oder es kann wenigstens ein Anlageelement ringsegmentförmig ausgebildet sein. Durch das Vorsehen mehrerer in Umfangsrichtung verteilter Anlageelemente bzw. das Ausführen wenigstens eines Anlageelements in Ringsegmentform kann die Betätigungskraft von dem Betätigungselement über das Anlageelement in das Getriebeelement gleichmäßiger eingeleitet werden. Das reduziert Kippmomente bei der Betätigung des Getriebeelements und verbessert somit die Betätigungsbewegung. Hierbei kann beispielsweise ein Anlageelement als Ringsegment ausgeführt werden, das sich zwischen zwei Enden eines als Schaltgabel ausgeführten Betätigungselements erstreckt. Das Ringsegment kann beispielsweise an einer beliebigen Anzahl von Lagerungsabschnitten gelagert sein, beispielsweise an zwei Lagerungsabschnitten, die sich in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse des Getriebeelements gegenüberliegen bzw. auf gegenüberliegenden Umfangspositionen angeordnet sind. Entsprechend kann das Anlageelement auch durch mehrere Federelemente abgestützt sein, die ebenfalls an den Lagerungsabschnitten bzw. Abstützabschnitten im Bereich der Lagerungsabschnitte angeordnet sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Federeinrichtung dazu ausgebildet ist, das Anlageelement, insbesondere durch eine definierte Vorspannung, in der Kopplungsposition zu halten. Grundsätzlich kann die Vorspannung der Federeinrichtung beliebig eingestellt werden. Hierzu kann über die Auswahl bzw. die Geometrie des wenigstens einen Federelements, beispielsweise eine Ausbildung als Schraubenfeder, Spiralfeder, Tellerfeder und der jeweiligen Federsteifigkeiten, eine Anpassung auf das gesamte System bzw. die gesamte Betätigungsvorrichtung oder Getriebevorrichtung vorgenommen werden. Beispielsweise können hierbei Steifigkeiten im Getriebeweg bzw. Betätigungsweg berücksichtigt werden. Ferner kann die Federsteifigkeit in Bezug auf eine Anforderung einer Schaltzeit gewählt werden. Durch das Vorsehen einer definierten Vorspannung in der Kopplungsposition, kann das Anlageelement gegen das Getriebeelement vorgespannt bleiben und somit das Getriebeelement in seiner Kopplungsposition halten, bis das Betätigungselement wieder in den Entkopplungszustand bewegt wird.

Die Betätigungseinrichtung kann ferner durch eine Dämpfungseinrichtung weitergebildet werden, die wenigstens ein zumindest abschnittsweise in einem in dem Betätigungselement ausgebildeten Fluidraum aufgenommenes Dämpfungselement aufweist, welches Dämpfungselement mit dem wenigstens einen Anlageelement gekoppelt und dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Anlageelements, insbesondere eine Bewegung von der Zahn-auf-Zahn-Stellung in die Kopplungsposition, durch Verdrängen von Fluid aus dem Fluidraum zu dämpfen. Wie zuvor beschrieben, ist das Anlageelement in dem Betätigungselement in einem Lagerungsabschnitt aufgenommen und wird bei Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung durch das wenigstens eine Federelement bzw. allgemein durch die Federeinrichtung vorgespannt. Wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst, wird das Anlageelement zusammen mit dem Getriebeelement durch Abbau der Federenergie in die Kopplungsposition bewegt. Um zu verhindern, dass bei einer solchen Bewegung ein Anschlägen auftritt, das zu akustischen Auffälligkeiten führt und von Insassen des Kraftfahrzeugs als störend wahrgenommen werden kann, wird eine Dämpfungseinrichtung bereitgestellt.

Die Dämpfungseinrichtung ist letztlich dazu ausgebildet, die Bewegung des Anlageelements zu dämpfen. Dazu ist die Dämpfungseinrichtung mit dem Anlageelement gekoppelt, sodass bei der Bewegung des Anlageelements, insbesondere durch die Federkraft, ein Anschlägen des Anlageelements an dem Betätigungselement verhindert wird bzw. die Bewegung derart gedämpft wird, dass akustische Auffälligkeiten reduziert oder verhindert werden können. Dazu ist in dem Betätigungselement ein Fluidraum ausgebildet, in dem das beschriebene Dämpfungselement aufnehmbar oder zumindest teilweise aufgenommen ist. Als Fluidraum kann beispielsweise das in dem Umfeld des Betätigungselements vorherrschende Fluid verwendet werden, beispielsweise Luft oder Öl. Der Fluidraum ist bei eingefedertem Federelement mit Fluid gefüllt, wobei bei Abbau der Federkraft und Ausstößen des Anlageelements das Fluid zumindest teilweise aus dem Fluidraum verdrängt wird und somit die Bewegung des Anlageelements durch das Ausströmen des Fluids bzw. das Verdrängen des Fluids aus dem Fluidraum gedämpft wird. Somit ist der Fluidraum in dem eingefederten Zustand gegenüber dem ausgefederten Zustand aufgrund der Relativposition des Dämpfungselements zu dem Fluidraum vergrößert.

Der Fluidraum kann beispielsweise als Zylinder verstanden werden, in dem ein als Kolben ausgebildetes Dämpfungselement aufgenommen ist. Durch die Kopplung zwischen Dämpfungselement und Anlageelement wird die Bewegung des Anlageelements auf das Dämpfungselement übertragen, das durch die Bewegung das Fluid aus dem Fluidraum verdrängt und somit die Bewegung des Anlageelements dämpft. Für das Verdrängen des Fluids aus dem Fluidraum kann eine dedizierte Öffnung, beispielsweise mit einer Blende oder einer Drossel, vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, dass um den Fluidraum herum ein Spalt zwischen Dämpfungselement und Innenwand des Fluidraums vorgesehen ist, durch den Fluid beim Einfahren des Dämpfungselements in den Fluidraum definiert verdrängt und ausgestoßen werden kann. Die Formgebung des Dämpfungselements sowie des Fluidraum sollte aufeinander abgestimmt sein, kann jedoch grundsätzlich beliebig, beispielsweise kreisförmig oder rechteckig, gewählt werden.

Wie beschrieben, ist das Dämpfungselement mit dem Anlageelement gekoppelt, um die Bewegung des Anlageelements dämpfen zu können bzw. die Bewegung des Anlageelements auf das Dämpfungselement übertragen zu können, sodass, wie zuvor beschrieben, Fluid aus dem Fluidraum verdrängt werden kann, um die Bewegung des Anlageelements zu dämpfen. Die Betätigungseinrichtung kann dahingehend weitergebildet werden, dass das wenigstens eine Dämpfungselement durch einen, insbesondere kanalartigen, Durchgriff in dem Betätigungselement mit dem wenigstens einen Anlageelement gekoppelt ist. Der beschriebene Durchgriff kann insbesondere bezogen auf den zuvor beschriebenen Lagerungsabschnitt und Abstützabschnitt ebenfalls konzentrisch bezogen auf eine Mittelachse des Anlageelements angeordnet sein. Insbesondere bietet sich eine symmetrische Anordnung der einzelnen Komponenten an dem Betätigungselement an. Dazu können Anlageelement, Federelement, Abstützabschnitt, Lagerungsabschnitt, Fluidraum, Dämpfungselement und Durchgriff in beliebiger Auswahl und Kombination symmetrisch auf dieselbe Mittelachse angeordnet sein.

Der Durchgriff kann somit die beiden Seiten des Betätigungselements in Form eines Kanals miteinander verbinden. Hierbei kann insbesondere der Lagerungsabschnitt mit dem Fluidraum verbunden werden, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungselements befinden. Dabei kann die Kopplung des Anlageelements an das Dämpfungselement im Bereich des Lagerungsabschnitts bzw. im Bereich des Durchgriffs erfolgen. Die Bewegung des Anlageelements wird somit direkt in eine Bewegung des Dämpfungselements umgesetzt. Zum Beispiel können Anlageelement und Dämpfungselement aus einem Kunststoff hergestellt werden, beispielsweise PEEK oder PA. Ebenso ist es möglich, wenigstens eines der beiden Teile, also entweder das Anlageelement oder das Dämpfungselement aus einem solchen Kunststoff herzustellen. Anlageelement und Dämpfungselement können letztlich beliebig verbunden werden, beispielsweise durch eine Clip-Verbindung, durch eine Verschraubung oder eine anderweitige Verbindung. Weiterhin können mehrere Anlageelemente vorgesehen sein. Hierbei kann eine entsprechende Anzahl an Dämpfungselementen vorgesehen sein. Erstreckt sich ein Anlageelement über einen Umfangsbereich an dem Betätigungselement, beispielsweise in Form eines Ringsegments, kann ebenfalls mehr als ein Dämpfungselement mit dem gleichen Anlageelement gekoppelt sein.

Wenigstens ein Dämpfungselement kann eine einer ersten Anlagefläche des Anlageelements gegenüberliegende zweite Anlagefläche aufweisen. Die erste Anlagefläche des Anlageelements wird für die Herstellung der Anlage zwischen Anlageelement und Getriebeelement verwendet. Mit anderen Worten liegt das Anlageelement mit der ersten Anlagefläche an dem Getriebeelement an, um das Getriebeelement in die Kopplungsposition zu bewegen. Das Dämpfungselement kann eine zweite Anlagefläche aufweisen, die in Betätigungsrichtung der ersten Anlagefläche gegenüberliegt. Mit der zweiten Anlagefläche kann beispielsweise eine Bewegung des Getriebeelements in die Entkopplungsposition durchgeführt werden. Das Dämpfungselement kann somit bei der gegenüberliegenden Bewegung ebenfalls als Anlageelement wirken und somit eine Anlage zwischen dem Betätigungselement und dem Getriebeelement herstellen. Bei der Ausführung der Entkopplungsbewegung ist eine Federlagerung nicht notwendig, da in dieser Richtung keine Zahn-auf-Zahn-Stellung auftreten kann, sondern letztlich das Getriebeelement mit seiner Verzahnung aus der zu koppelnden Verzahnung gezogen wird.

Wie beschrieben, kann die Betätigungseinrichtung, insbesondere das Betätigungselement, als vormontierte Baugruppe ausgebildet sein. Das Betätigungselement, das beispielsweise in Form einer Schaltgabel ausgeführt sein kann, kann in diesem Fall als vormontierte Baugruppe das an dem Betätigungselement angebrachte Federelement der Federeinrichtung sowie das Anlageelement aufweisen. Ferner ist es möglich, dass das Dämpfungselement ebenfalls zusammen mit dem Anlageelement und dem Federelement montiert an dem Betätigungselement vorgesehen sein kann. Dies ermöglicht, dass das Betätigungselement als vormontierte Baugruppe, beispielsweise in einer Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, montiert werden kann und es bei der Montage nicht erforderlich ist, Betätigungselement, Anlageelement, Federelement, Dämpfungselement und gegebenenfalls ein Zwischenelement, das die einzelnen Bauteile miteinander koppelt, getrennt bereitzustellen und einzeln zu montieren.

Neben der Betätigungseinrichtung betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung, die eine Betätigungsvorrichtung, eine zuvor beschriebene Betätigungseinrichtung und wenigstens ein Getriebeelement aufweist, wobei ein Aktor dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Betätigungselement der Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Getriebeelements zu bewegen. Die beschriebene Getriebevorrichtung kann in unterschiedlichen Vorrichtungen Anwendung finden, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, in Baumaschinen und dergleichen. Das Getriebeelement kann grundsätzlich beliebigen Einrichtungen, beispielsweise Disconnect-Einrichtungen oder Kupplungen, zum Beispiel zur Betätigung eines als Schiebemuffe ausgebildeten Getriebeelements, zugeordnet sein.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene Getriebevorrichtung und/oder eine zuvor beschriebene Betätigungseinrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die zuvor in Bezug auf die Betätigungseinrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug und die Getriebevorrichtung übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung mit einer Betätigungsvorrichtung;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Betätigungseinrichtung der Betätigungsvorrichtung von Fig. 1 in einem ersten Zustand; und

Fig. 3 einen Längsschnitt der Betätigungseinrichtung von Fig. 2 in einem zweiten Zustand.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung 1 , beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, mit einer Betätigungsvorrichtung 2, die für die Betätigung eines Getriebeelements 3, zum Beispiel eine Schiebemuffe, der Getriebevorrichtung 1 vorgesehen ist. Die Betätigungsvorrichtung 2 weist eine Betätigungseinrichtung 4 auf, die ein Betätigungselement 5 und eine Federeinrichtung 6 bereitstellt. Die Federeinrichtung 6 weist wenigstens ein Federelement 7 auf, das eine Federkraft auf ein Anlageelement 8 ausüben kann, mit dem die Betätigungseinrichtung 4 über das Betätigungselement 5 das Getriebeelement 3 betätigt. Neben dem gezeigten Anlageelement 8 kann die Betätigungsvorrichtung 2 wenigstens ein weiteres Anlageelement 8 aufweisen, das beispielsweise bezogen auf die Drehachse auf der gegenüberliegenden Umfangspositionen angeordnet ist. Die Anzahlung und die Ausgestaltung der Anlageelemente 8 ist beliebig änderbar, beispielsweise kann ein Anlageelement 8 über einen definierten Umfangsbereich, beispielsweise C-förmig oder ringsegmentförmig, ausgebildet sein. Des Weiteren weist die Betätigungsvorrichtung 2 einen nicht näher dargestellten Aktor auf, der dazu ausgebildet ist, das Betätigungselement 5, das beispielsweise als Schaltgabel ausgebildet ist, in Axialrichtung, d.h. in den Darstellungen in Fig. 1 -3 von links nach rechts bzw. von rechts nach links, zu bewegen. In der in Fig. 1 , 2 dargestellten Situation kann das Betätigungselement 5 zur Kopplung des Getriebeelements 3 mit einem zu koppelnden weiteren Getriebeelement in eine Kopplungsposition bewegt werden. Der Zustand in Fig. 1 kann daher auch als „Entkopplungsposition“ bzw. Entkopplungszustand verstanden werden. Beispielsweise ist das Getriebeelement 3 als Schiebemuffe ausgeführt, die eine Verzahnung, beispielsweise eine Innenverzahnung, aufweist, welche Verzahnung mit einer dazu korrespondierenden Verzahnung eines weiteren Getriebeelements gekoppelt werden soll. Wird das Betätigungselement 5 in die Kopplungsposition bewegt, wird mit dem Betätigungselement 5 auch das Anlageelement 8 bewegt. Das Anlageelement 8 kommt hierbei mit dem Getriebeelement 3 an einer ersten Anlagefläche 16 in Anlage und bewegt das Getriebeelement 3 in die Kopplungsposition.

Das Federelement 7 ist, insbesondere in Bezug auf seine Federhärte bzw. Federsteifigkeit, derart ausgelegt bzw. ausgewählt, dass bei einer Bewegung des Getriebeelements 3 kein nennenswertes Einfedern des Federelements 7 auftritt. Bildet sich zwischen der Verzahnung des Getriebeelements 3 und der zu koppelnden Verzahnung jedoch eine Zahn-auf-Zahn-Stellung aus, übersteigt die Betätigungskraft einen definierten Schwellwert, sodass das Federelement 7 einfedern kann und somit das Anlageelement 8 in das Betätigungselement 5 eingeschoben werden kann, sodass die Betätigungseinrichtung 4 von dem in Fig. 2 dargestellten Zustand in den in Fig. 3 dargestellten Zustand übergeht. Vorteilhafterweise kann somit das Betätigungselement 5, ohne anzuhalten zwischen der Entkopplungsposition und der Kopplungsposition bewegt werden. Dies ist insbesondere für die Ansteuerung des Aktors und die Lebensdauer des Aktors vorteilhaft, da der Aktor der Betätigungsvorrichtung 2 weniger Anfahrschritte über seine Lebensdauer leisten muss.

Wie aus Fig. 2, 3 entnommen werden kann, weist das Betätigungselement 5 einen Abstützabschnitt 9 auf, in dem das Federelement 7 aufgenommen ist und an dem das Federelement 7 das Anlageelement 8 gegen das Betätigungselement 5 abstützt. Weiter weist das Betätigungselement 5 einen Lagerungsabschnitt 10 auf, in dem das Anlageelement 8 gelagert bzw. geführt ist. Beim Übergang von der in Fig. 2 gezeigten Situation bzw. dem in Fig. 2 dargestellten ersten Zustand in den in Fig. 3 dargestellten zweiten Zustand wird das Federelement 7 komprimiert und das Anlageelement 8 weiter in den Lagerungsabschnitt 10 innerhalb des Betätigungselements 5 eingeschoben. Hierbei kann beispielsweise eine dem Anlageelement 8 zugewandte Fläche des Betätigungselements 5 den maximalen Weg begrenzen, um den das Anlageelement 8 eingeschoben werden kann. Ebenso ist es möglich, durch die Ausdehnung des Lagerungsabschnitt 10 in Axialrichtung die Bewegung des Anlageelements 8 in Axialrichtung zu begrenzen.

Ein vollständig eingefederter Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Löst sich ausgehend von dem in Fig. 3 dargestellten Zustand eine vorliegende Zahn-auf-Zahn-Stellung auf, kann die Federenergie der Federeinrichtung 6 abgebaut werden und das Getriebeelement 3 eingeschoben werden. Die Verzahnung des Getriebeelements 3 kann somit unter Entspannen des Federelement 7 in die zu koppelnde Verzahnung eingebracht werden, sobald die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst ist.

Die gezeigte Ausgestaltung bietet weiterhin die Möglichkeit, eine Referenzposition der Betätigungsvorrichtung 2 bzw. einen Referenzpunkt der Betätigungsvorrichtung 2 anzufahren oder zu überprüfen. Liegt in dem in Fig. 2 dargestellten Zustand der Kopplungszustand vor, beispielsweise nach erfolgreichem Auflösen der Zahn-auf- Zahn-Stellung, kann das Betätigungselement 5 weiter in Betätigungsrichtung bewegt werden, insbesondere über die Kopplungsposition hinaus. Hierbei kann ausgehend von Fig. 2 die in Fig. 3 dargestellte Situation eingenommen werden, bei der das Betätigungselement 5 in Anlage mit dem Anlageelement 8 kommt. Die Referenzposition kann beispielsweise zur Kalibrierung oder Überprüfung eines Wegsensors verwendet werden und in einer Steuerungseinrichtung abgespeichert bzw. aktualisiert werden.

Das Federelement 7 der Federeinrichtung 6 kann ferner so ausgelegt bzw. ausgewählt sein, dass in der in Fig. 2 dargestellten Situation eine Vorspannung auf das Anlageelement 8 bewirkt wird. Steht die Betätigungsvorrichtung 2 in der Kopplungsposition wird das Anlageelement 8 durch das Federelement 7 in der Kopplungsposition gehalten. Durch die Anlage des Anlageelements 8, das auch als Schaltpatte bezeichnet werden kann oder eine solche aufweisen kann, mit dem Getriebeelement 3, wird folglich auch das Getriebeelement 3 in seiner Kopplungsposition gehalten. Zur Lösung der Kopplungsposition wird das Betätigungselement 5 in die entgegengesetzte Betätigungsrichtung bewegt, d. h. , in der dargestellten Fig. nach rechts, um das Getriebeelement 3 aus der Kopplungsposition in die Entkopplungsposition zu überführen.

Wie weiterhin in Fig. 1-3 dargestellt, weist die Betätigungsvorrichtung 2 eine Dämpfungseinrichtung 11 auf, die ein Dämpfungselement 12 bereitstellt. Das Dämpfungselement 12 ist ebenfalls in dem Betätigungselement 5 gelagert, nämlich in einer Ausnehmung auf der dem Anlageelement 8 gegenüberliegenden Seite des Betätigungselements 5. Im Speziellen ist das Dämpfungselement 12 in einem Fluidraum 13 aufgenommen, der als Ausnehmung in dem Betätigungselement 5 ausgebildet ist. Je nach Betätigungszustand wird das Dämpfungselement 12 somit mehr oder weniger weit in dem Fluidraum 13 aufgenommen.

Der Fluidraum 13 und der zuvor beschriebene Lagerungsabschnitt 10 sind durch einen, insbesondere kanalartigen, Durchgriff 14 miteinander verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Abstützabschnitt 9, der Lagerungsabschnitt 10, der Fluidraum 13 und der Durchgriff 14 konzentrisch in Bezug auf die Mittelachse des Anlageelements 8 bzw. des Dämpfungselements 12 gelagert. Hierbei sind weitere Ausgestaltungen möglich, bei der nur einzelne der beschriebenen Elemente in beliebiger Auswahl und Kombination auf derselben Achse angeordnet sind.

Das Anlageelement 8 und das Dämpfungselement 12 können aus beliebigen Materialien hergestellt sein. Beispielsweise kann wenigstens eines der beiden Bauteile aus einem Kunststoff, beispielsweise PEEK oder PA, hergestellt sein. Ebenso ist es möglich, nur eines der beiden Teile aus Kunststoff und das andere Bauteil aus Metall herzustellen. Die beiden Bauteile sind ersichtlich miteinander gekoppelt, beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder eine Clip-Verbindung. Grundsätzlich ist es möglich, die Betätigungseinrichtung 4 als fertig montierte Baugruppe bereitzustellen und diese in der Getriebevorrichtung 1 bzw. der Betätigungsvorrichtung 2 zu montieren. Die Betätigungseinrichtung 4 kann beispielsweise mit dem Aktor gekoppelt werden und in der Getriebevorrichtung 1 montiert werden. Die Dämpfungseinrichtung 11 ist insbesondere dafür vorgesehen, eine Bewegung des Anlageelements 8 aus der in Fig. 3 dargestellten eingefederten Position in die in Fig. 2 dargestellte ausgelenkte Position zu dämpfen. Mit anderen Worten kann einem Übergang aus der Zahn-auf-Zahn-Stellung in die Kopplungsposition, d.h., einem Abbau der Federenergie der Federeinrichtung 6, eine Dämpfung der Bewegung des Anlageelements 8 durchgeführt werden, um akustische Auffälligkeiten zu reduzieren bzw. zu beseitigen. Würde das Anlageelement 8 durch die Federkraft ungedämpft aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte Stellung bewegt, könnte ein Element der Betätigungseinrichtung 4, beispielsweise ein Widerlager des Anlageelements 8, an dem Betätigungselement 5 anschlagen und zu akustischen Auffälligkeiten führen.

Die Dämpfungseinrichtung 11 verhindert dies durch Verdrängen zumindest eines Teils des Fluids aus dem Fluidraum 13. Wird das Anlageelement 8 aus der in Fig. 3 dargestellten Position in die in Fig. 2 dargestellte Position bewegt, wird Fluid, beispielsweise Luft oder Öl, aus dem Fluidraum 13, beispielsweise durch einen Spalt 15 zwischen Fluidraum 13 und Dämpfungselement 12 verdrängt, sodass die Bewegung gebremst bzw. gedämpft wird. Anstelle des Spalts 15 ist es ebenso möglich, eine definierte Öffnung des Fluidraums 13, beispielsweise mit einer Blende oder einer Drossel zu versehen, sodass ein gewünschtes Dämpfungsverhalten realisiert wird.

Wie beschrieben, wird das Anlageelement 8 zur Bewegung des Getriebeelements 3 in die Kopplungsposition auf das Getriebeelement 3 zubewegt, wobei das Anlageelement 8 mit einer ersten Anlagefläche 16 in Anlage mit dem Getriebeelement 3 kommt. Für die Bewegung des Getriebeelements 3 aus der Kopplungsposition zurück in die Entkopplungsposition wird das Betätigungselement 5 in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Hierbei kann das Dämpfungselement 12 mit einer zweiten Anlagefläche 17 in Anlage mit dem Getriebeelement 3 kommen und das Getriebeelement 3 somit aus der Kopplungsposition in die Entkopplungsposition bewegen.

Das Dämpfungselement 12 übernimmt in der gezeigten Ausgestaltung daher die Anlage mit dem Getriebeelement 3 bei der Bewegung des Getriebeelements 3 aus der Kopplungsposition in die Entkopplungsposition durch Anlage des Getriebeelements 3 an der zweiten Anlagefläche 17.

Wie beschrieben, wird dazu das Betätigungselement 5 zusammen mit dem Anlageelement 8 und dem Dämpfungselement 12 in die der Betätigungsrichtung gegenüberliegende Richtung bewegt, d.h., in der dargestellten Fig. von links nach rechts. Dabei kommt das Dämpfungselement 12 mit der zweiten Anlagefläche 17 in Anlage mit dem Getriebeelement 3. Das Anlageelement 8 und das Dämpfungselement 12 wirken somit bei der Bewegung des Getriebeelements 3 als sogenannte „Schaltpatten“. In der gezeigten Ausführung sind Anlageelement 8, Federelement 7 und Dämpfungselement 12 funktional in die Betätigungseinrichtung 4 integriert, insbesondere unmittelbar an dem Betätigungselement 5 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine besonders einfach zu montierende Baugruppe. Durch die Funktionsintegration des Dämpfungselements 12 wird durch das Dämpfungselement 12 neben der Dämpfung auch eine Betätigung des Getriebeelements 3 erreicht.

Die Betätigungsvorrichtung 2 kann neben der gezeigten Dämpfungseinrichtung 11 wenigstens eine weitere Dämpfungseinrichtung 11 , beispielsweise für ein weiteres Anlageelement 8, vorsehen. Wie zuvor beschrieben, ist es ebenso möglich, das Anlageelement 8, beispielsweise ringsegmentförmig, über einen bestimmten Umfangsbereich auszuführen. Hierbei kann das Anlageelement 8 an wenigstens zwei Lagerungsabschnitten 10 gelagert und mit wenigstens zwei unterschiedlichen Dämpfungselementen 12 gekoppelt sein.

Die Getriebevorrichtung 1 kann Bestandteil eines Kraftfahrzeug sein bzw. kann ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug die Getriebevorrichtung 1 , insbesondere eine Betätigungsvorrichtung 2 mit einer Betätigungseinrichtung 4 aufweisen. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind auf ein solches Kraftfahrzeug übertragbar.

Die in den einzelnen Fig. dargestellten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig untereinander austauschbar, aufeinander übertragbar und miteinander kombinierbar. Bezuqszeichen

Getriebevorrichtung

Betätigungsvorrichtung

Getriebeelement

Betätigungseinrichtung

Betätigungselement

Federeinrichtung

Federelement

Anlageelement

Abstützabschnitt

Lagerungsabschnitt

Dämpfungseinrichtung

Dämpfungselement

Fluidraum

Durchgriff

Spalt erste Anlagefläche zweite Anlagefläche