Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Betätigung, insbesondere eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes, mit einem hin und her bewegbaren länglichen Betätigungselement, und mit mindestens einer mit einem Schmiermedium zu schmierenden Stelle. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System mit einem Schmiermediumsumpf und mit einer derartigen Vorrich- tung.

Aus der geänderten deutschen Patentschrift DE 19713 423 C5 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes mit zumindest bei einem Gangwechsel automatisiert betätigba- ren Drehmomentübertragungssystem bekannt, mit zumindest einem von einer Antriebseinheit antreibbaren Betätigungselement und zumindest einem getriebeseitig angeordneten betätigbaren Schaltelement.

Aufgabe der Erfindung ist es, das automatisierte Betätigen mit einem hin und her be- wegbaren länglichen Betätigungselement und mit mindestens einer mit einem

Schmiermedium zu schmierenden Stelle, zu vereinfachen.

Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur automatisierten Betätigung, insbesondere eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes, mit einem hin und her be- wegbaren länglichen Betätigungselement und mit mindestens mit einem Schmiermedium zu schmierenden Stelle, dadurch gelöst, dass das längliche Betätigungselement einen Schmiermediumkanal umfasst, der ein Schmiermediumreservoir mit der zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle verbindet. Das längliche Betätigungselement übernimmt zusätzlich zu seiner eigentlichen Betätigungsfunktion die Versorgung der zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle mit Schmiermedium und/oder Temperiermedium. Dadurch wird die Funktion der Vorrichtung verbessert und ihre Lebensdauer erhöht. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Betätigungselement zur Darstellung des Schmiermediumkanals innen hohl ist. Die Ausführung des länglichen Betätigungselements als Hohlwelle ist fertigungstechnisch relativ einfach realisierbar. Das längliche Betätigungselement ist zur Darstellung des Schmiermediumkanals vorteilhaft an seinen beiden Enden offen. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein Eintritt an einem Ende und ein Austritt von Schmiermedium und/oder Temperiermedium am anderen Ende des länglichen Betätigungselements ermöglicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Ende des länglichen Betätigungselements in einem Sackloch gelagert ist, welches das Schmiermediumreservoir enthält und ein abgeschlossenes Hubvolumen darstellt, das von dem freien Ende des länglichen Betätigungselements begrenzt wird. Als freies Ende des länglichen Betätigungselements wird ein zum Beispiel aus einem Aktor herausragendes Ende einer Aktorwelle bezeichnet. An dem freien Ende des länglichen Betätigungselements sind zum Beispiel Betätigungselemente, wie Schaltfinger, vorgesehen, mit denen im Zusammenwirken mit weiteren Elementen, insbesondere Getriebeelementen, ein Betätigungsvorgang, wie ein

Schaltvorgang eines zuvor gewählten Ganges in dem Getriebe, durchgeführt werden kann. Durch die Anordnung des freien Endes des länglichen Betätigungselements in dem Sackloch kann auf einfache Art und Weise eine Pumpwirkung des länglichen Betätigungselements erreicht werden, wenn das längliche Betätigungselement bei einem Betätigungsvorgang, zum Beispiel bei einem Wählvorgang, insbesondere im Getriebe, in axialer Richtung bewegt wird. Zur Abdichtung zwischen dem freien Ende des länglichen Betätigungselements und dem Sackloch kann zum Beispiel eine Spaltdichtung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Stirnseite am freien Ende des länglichen Betätigungselements eine Dichtung angebracht sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekenn- zeichnet, dass das Sackloch zur Aufnahme des Schmiermediums ein größeres Volumen aufweist als der Schmiermediumkanal. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die vorab beschriebene Pumpwirkung des länglichen Betätigungselements erreicht werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Betätigungselement mit einem Leitungsadapter kombiniert ist, der den Schmiermediumkanal des länglichen Betätigungselements zu der zu schmierenden Stelle hin verlängert. Der Leitungsadapter umfasst zum Beispiel einen abgewinkelten Rohrfortsatz an dem dem Schmiermediumreservoir abgewandten Ende des länglichen Betätigungselements. Über den abgewinkelten Rohrfortsatz kann Schmiermedium aus dem länglichen Betätigungselement gezielt zu der zu schmierenden Stelle geleitet werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Betätigungselement eine Aktorwelle eines mechanischen Schaltaktors eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes ist. Der mechanische Schaltaktor wird verkürzt auch als Aktor bezeichnet. Der Aktor umfasst mindestens einen Elektromotor, mit welchem eine Aktorbewegung erzeugt werden kann, die ein Verdrehen und/oder eine axiale Bewegung der Aktorwelle bewirkt. Der Aktor kann auch zwei Elektromotoren umfassen. Dann kann mit einem der Elektromotoren eine axiale Bewegung der Aktorwelle bewirkt werden, um zum Beispiel eine Wählbewegung mit einem Betätigungselement, wie einem Schaltfinger, an einem Ende der Aktorwelle auszuführen. Mit dem anderen Elektromotor kann ein Verdrehen der Schaltwelle oder Aktorwelle bewirkt werden, um zum Beispiel einen Schaltvorgang mit dem Betätigungselement, wie dem Schaltfinger, auszuführen. Der mechanische Schaltaktor umfasst zum Beispiel einen Spindeltrieb zur Umwandlung einer Drehbewegung einer Elektromotorwelle in eine axiale Bewegung der Aktorwelle. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu einer Längsachse und/oder Drehachse der Aktorwelle. Bei dem Schmiermedium und/oder Temperiermedium handelt es sich zum Beispiel um Öl, insbesondere um Getriebeöl, oder um Fett, das auch als Schmierfett bezeichnet wird. Der Spindeltrieb dient in dem Schaltaktor zur Darstellung einer Übersetzungsstufe. Der Wirkungsgrad dieser Übersetzungsstufe, also zum Beispiel des mit Fett geschmierten Spindeltriebs, ist stark temperaturabhängig. Diese Temperaturab- hängigkeit beeinflusst die Dynamik beim Schalten des Getriebes, was bei automatisierten Getrieben eine wichtige Kenngröße ist. Durch den Schmiermediumkanal in der Aktorwelle kann die Schmierung und/oder Temperierung an der zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle, zum Beispiel des Spindeltriebs, so verbessert werden, dass für den Spindeltrieb über den gesamten Betriebstemperaturbereich ein bestmöglicher Wirkungsgrad erreicht werden kann.

Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch ein System mit ei- nem Schmiermediumsumpf und mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung gelöst. Über das längliche Betätigungselement kann die zu schmierende Stelle auf besonders vorteilhafte Art und Weise mit Schmiermedium aus dem Schmiermediumsumpf versorgt werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermediumreservoir über einen Verbindungskanal mit dem Schmiermediumsumpf in Verbindung steht. Durch eine aktive Nutzung des Schmiermediums im Sumpf kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden, dass sich immer ausreichend Schmiermedium und/oder Temperiermedium in dem Schmiermediumreser- voir befindet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal zwischen dem Schmiermediumsumpf und dem

Schmiermediumreservoir in Abhängigkeit von einer axialen Bewegung des länglichen Betätigungselements freigegeben oder verschlossen wird. Dann stellt das freie Ende des länglichen Betätigungselements in dem Sackloch einen Ventilschieber dar. Der Verbindungskanal stellt dann eine Steuerverbindung dar, die als Bohrung ausgeführt sein kann. Diese Bohrung kann als Steuerbohrung bezeichnet werden und funktioniert so ähnlich wie eine Schnüffelbohrung in Kupplungsaktoren.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal zwischen dem Schmiermediumsumpf und dem

Schmiermediumreservoir von dem länglichen Betätigungselement verschlossen wird, wenn sich das längliche Betätigungselement mit seinem freien Ende in das Schmier- mediumreservoir hinein bewegt. Dann wirkt das längliche Betätigungselement so ähnlich wie ein Kolben, durch den die vorab beschriebene Pumpwirkung erzeugt wird. Das dann in dem geschlossenen Schmiermediumreservoir befindliche Schmiermedium und/oder Temperiermedium wird dann durch den Schmiermediumkanal in dem länglichen Betätigungselement hindurch zu der zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle gedrückt.

Bei einem Verfahren zur automatisierten Betätigung, insbesondere eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes, mit einem länglichen Betätigungselement, insbesondere mit einem mechanischen Schaltaktor, der eine Aktorwelle umfasst und der mindestens eine mit einem Schmiermedium zu schmierende Stelle aufweist, insbesondere mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das längliche Betätigungselement zur Darstellung einer Schmiermediumpumpe dient, mit der Schmiermedium zu einer beziehungsweise der zu schmierenden Stelle gefördert wird. Dadurch kann die

Schmierung und/oder Temperierung an der mindestens einen zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle, zum Beispiel eines mechanischen Spindeltriebs, über den gesamten Betriebstemperaturbereich aufrechterhalten werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Schaltaktor, ein längliches Betätigungselement, insbesondere eine Aktorwelle und/oder einen Leitungsadapter für eine vorab beschriebene Vorrichtung. Die genannten Teile sind separat handelbar. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur

automatisierten Betätigung eines Getriebes mit einem mechanischen

Schaltaktor, der einen Spindeltrieb umfasst;

Figur 2 den mechanischen Schaltaktor aus Figur 1 in einer anderen

Schnittdarstellung mit einer Aktorwelle;

Figur 3 einen ähnlichen Schaltaktor wie in Figur 2 mit einer als Hohlwelle

ausgeführten Aktorwelle, die mit einem freien Ende in einem Sackloch gelagert ist, das mit einem Schmiermediumsumpf in Verbindung steht, mit der Aktorwelle in ihrer höchsten Position; Figur 4 die Vorrichtung aus Figur 2 mit der Aktorwelle in ihrer tiefsten Position; und

Figur 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus Figur 3, die dazu dient, die Dimensionierung der Volumina, die mit Schmiermedium gefüllt sind, zu veranschaulichen.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zur automatisierten Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Das Getriebe ist in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt und in den Figuren 3 und 4 nur durch ein Bezugszeichen 20 angedeutet.

Die Vorrichtung 1 umfasst einen mechanischen Schaltaktor 3 mit einem Spindeltrieb 6, der in einem Aktorgehäuse 7 angeordnet ist. Mechanische Schaltaktoren können einen Motor oder zwei Motoren umfassen. Bei den Motoren handelt es sich vorzugsweise um Elektromotoren 4. Der Spindeltrieb 6 dient bei dem mechanischen Schaltaktor 3 zur Darstellung einer kinematischen Übertragungsstrecke.

In Figur 2 sieht man, dass eine Aktorwelle 8, die auch als Schaltwelle bezeichnet wird, mit einem freien Ende 10 aus dem Aktorgehäuse 7 des mechanischen Schaltaktors 3 herausragt. An der Aktorwelle oder Schaltwelle 8 sind außerhalb des Aktorgehäuses 7 Betätigungselemente 9 angebracht. Die Betätigungselemente 9 umfassen zum Beispiel mindestens einen Schaltfinger, der zum Einlegen eines vorher gewählten Gangs in dem Getriebe dient.

Bei dem mechanischen Schaltaktor 3 wird eine Schaltbewegung erzeugt, indem der mit einem Schmiermedium, wie Fett oder Öl, geschmierte Spindeltrieb 6 betätigt wird. Der Wirkungsgrad des eine Übersetzungsstufe darstellenden Spindeltriebs 6 ist sehr stark temperaturabhängig. Durch dieses Verhalten beziehungsweise diese Temperaturabhängigkeit wird eine Dynamik beim Schalten des Getriebes beeinflusst, was bei automatisierten Getrieben eine sehr wichtige Kenngröße ist.

In den Figuren 3 und 4 ist eine Vorrichtung 21 zur automatisierten Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes 20 im Längsschnitt und in ver- schiedenen Betätigungszuständen dargestellt. Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung 21 kann die Schmierung und/oder Temperierung vorteilhaft so verbessert werden, dass für den in die Vorrichtung 21 integrierten Spindeltrieb über den gesamten Betriebstemperaturbereich der Vorrichtung 21 ein bestmöglicher Wirkungsgrad er- reicht werden kann.

Das wird vorteilhaft durch eine aktive Nutzung eines Schmiermediums, insbesondere Getriebeöls, aus einem Schmiermediumsumpf zur Schmierung und/oder Temperierung des Spindeltriebs erreicht. Der Schmiermediumsumpf ist in den Figuren 3 und 4 durch Wellenlinien 41 und 42 angedeutet.

Der mechanische Schaltaktor 23 umfasst ein Aktorgehäuse 27, in welchem der (nicht näher bezeichnete und dargestellte) Spindeltrieb angeordnet ist. Eine Aktorwelle 28, die auch als Schaltwelle bezeichnet wird, ragt mit einem freien Ende 30 aus dem Ak- torgehäuse 27 heraus (in den Figuren 3 und 4 unten). An der Aktorwelle 28 sind außerhalb des Aktorgehäuses 27 Betätigungselemente 29 vorgesehen, die mindestens einen Schaltfinger umfassen.

Die Aktorwelle 28 des in den Figuren 3 und 4 dargestellten mechanischen Schaltak- tors 23 ist als Hohlwelle ausgeführt. Dadurch kann mit der Aktorwelle 28 eine

Pumpwirkung im Betrieb des Schaltaktors 23 dargestellt werden. Die Pumpwirkung des Schaltaktors 23 kann besonders vorteilhaft eine Nebenwirkung bei einer Wählbewegung des Schaltaktors 23 sein. Bei der Ausführung der Wählbewegung wird die Aktorwelle oder Schaltwelle 28 in axialer Richtung bewegt, also in den Figuren 3 und 4 nach unten beziehungsweise nach oben.

In der als Hohlwelle ausgeführten Aktorwelle 28 verläuft ein Schmiermediumkanal 32. Der Schmiermediumkanal 32 ist durch einen als Rohrfortsatz 34 ausgeführten Leitungsadapter 33 zu einer zu schmierenden und/oder zu temperierenden Stelle 35 in dem Aktorgehäuse 27 verlängert. Zu diesem Zweck ist ein Ende des Rohrfortsatzes 34 um neunzig Grad abgewinkelt. An dem freien Ende des Rohrfortsatzes 34 des Leitungsadapters 33 tritt Schmiermedium aus, das vorteilhaft zur Schmierung des Spindeltriebs in dem Aktorgehäuse 27 dient. Die hohl ausgeführte Schaltwelle oder Aktorwelle 28 stellt quasi eine Ölleitung zu der zu schmierenden Stelle 35 dar. Diese Schmiermediumleitung oder Ölleitung geht von einem Schmiermediumreservoir 38 aus, das von einem Sackloch 39 begrenzt wird, in welchem die Aktorwelle 28 mit ihrem freien Ende 30 gelagert ist. Das Sackloch 39 ist in einem Gehäusekörper 40 ausgespart, der zum Beispiel ein Teil eines (nicht näher dargestellten) Gehäuses des Getriebes 20 ist.

Der Gehäusekörper 40 mit dem Sackloch 39 ist in dem durch die beiden Wellenlinien 41 , 42 angedeuteten Schmiermediumsumpf oder Getriebeölsumpf angeordnet. Das Volumen des Sacklochs 39 stellt besonders vorteilhaft ein abgeschlossenes Hubvolumen für das freie Ende 30 der Aktorwelle 28 dar. Darüber hinaus stellt das Sackloch 39 in dem Gehäusekörper 40 ein getriebeseitiges Stützlager für die Schaltwelle oder Aktorwelle 28 dar. Das Stützlager ist mit dem Sackloch 39 in dem Gehäusekörper 40 quasi als geschlossener Zylinder ausgeführt.

Das Sackloch 39 steht über einen Verbindungskanal 44 mit dem Schmiermediumsumpf 41 , 42 in Verbindung. Der Verbindungskanal 44 ist als Durchgangsloch 45, insbesondere als Querbohrung, in dem Gehäusekörper 40 ausgeführt. Dabei ist der Verbindungskanal 44 vorteilhaft so angeordnet, dass die Verbindung zwischen dem Sackloch 39 und dem Schmiermediumsumpf 41 , 42 durch die Aktorwelle oder Schaltwelle 28 nur dann freigegeben ist, wenn sich die Aktorwelle oder Schaltwelle 28, wie in Figur 3 dargestellt ist, in ihrer höchsten Wählposition befindet.

In diesem Zustand füllt sich das Sackloch 39, welches das Stützlager für die Aktorwel- le 28 darstellt, mit Schmiermedium, insbesondere mit Öl, aus dem Schmiermediumsumpf 41 . Wenn die Schaltwelle 28 auf eine tiefere Wählposition verfahren wird, also sich aus ihrer in Figur 3 dargestellten höchsten Position nach unten bewegt, dann verschließt die Schaltwelle 28 den Verbindungskanal 44, der somit eine Steuerbohrung darstellt.

Darüber hinaus wird durch die sich in den Figuren 3 und 4 nach unten bewegende Schaltwelle 28 das in dem Sackloch oder Stützlager 39 befindliche Schmiermedium verdrängt, um die gewünschte Pumpwirkung des Aktors 23 darzustellen. Das durch die sich nach unten bewegende Schaltwelle 28 verdrängte Schmiermedium wird aus dem Sackloch 39 durch den Schmiermediumkanal 32 vorteilhaft zu der zu schmierenden Stelle 35 in dem Aktorgehäuse 27 gefördert, wie in Figur 4 durch Pfeile 48, 49 angedeutet ist. Die Abdichtung zwischen der Schaltwelle 28 und dem Stützlager 39 ist in der Darstellung der Figuren 3 und 4 als Spaltdichtung ausgeführt. Anders als dargestellt, kann die Abdichtung auch mittels einer auf der Schaltwellenstirnseite am freien Ende 30 angebrachten Dichtung realisiert werden. In Figur 5 ist die Vorrichtung 21 aus den Figuren 3 und 4 vereinfacht schematisch dargestellt. Durch einen Doppelpfeil 51 ist die als Kolbenfläche wirksame Stirnfläche der Schaltwelle oder Aktorwelle 28 angedeutet. Durch Pfeile 53, 54 ist die Querschnittsfläche des Schmiermediumkanals 32 angedeutet. Durch einen gestrichelten Doppelpfeil 55 ist die Hublänge der Schaltwelle 28 angedeutet. Durch einen gestri- chelten Doppelpfeil 56 ist die Länge des Schmiermediumkanals 32 angedeutet.

Um eine Mindestschmierwirkung durch das aus dem Sackloch 39 geförderte

Schmiermedium an der zu schmierenden Stelle 35 sicherzustellen, müssen die Volumina des Schmiermediums so dimensioniert werden, dass ein Produkt aus der Kol- benfläche 51 der Schaltwelle 28 mit der Hublänge 55 der Schaltwelle 28 größer als ein Produkt der Querschnittsfläche 53, 54 des Schmiermediumkanals 32 mit der Länge 56 des Schmiermediumkanals 32 ist.

Bezuqszeichenliste

Vorrichtung

mechanischer Schaltaktor

Elektromotor

Spindeltrieb

Aktorgehäuse

längliches Betätigungselement, insbesondere Aktorwelle Betätigungselemente

freies Ende

Getriebe

Vorrichtung

mechanischer Schaltaktor

Aktorgehäuse

längliches Betätigungselement, insbesondere Aktorwelle Betätigungselemente

freies Ende

Schmiermediumkanal

Leitungsadapter

Rohrfortsatz

Stelle

Schmiermediumreservoir

Sackloch

0 Gehäusekörper

1 Wellenlinie

2 Wellenlinie

4 Verbindungskanal

5 Durchgangsloch

8 Pfeil

9 Pfeil

1 Doppelpfeil

3 Pfeil Pfeil Doppelpfeil Doppelpfeil