AT520187B1

AT520187B1 - Schalteinrichtung für zumindest eine kupplung oder zumindest eine bremse eines getriebes

Info

Publication number: AT520187B1
Application number: ATA50820/2017A
Authority: AT
Inventors: Davydov Vitaly; Gratzl Oliver-René
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-02-15
Also published as: AT520187A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (30) für zumindest eine Kupplung (C0, C1, C5) oder Bremse (B0) eines Getriebes (10), insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes oder eines Doppelkupplungsgetriebes, eines Fahrzeuges, mit zumindest einer um eine erste Drehachse (31a) drehbar gelagerten ersten Schaltwalze (31) mit zumindest einer ersten Schaltfläche (314, 315, 316) für ein erstes Führungselement (41, 51, 61) einer – bezogen auf die erste Drehachse (31a) - axial verschiebbar oder schwenkbar gelagerten Schaltgabel (40, 50, 60), und einer um eine zweite Drehachse (32a) drehbar gelagerten zweiten Schaltwalze (32) mit zumindest einer zweiten Schaltfläche (324, 325, 326) für ein zweites Führungselement (42, 52, 62), wobei die erste Schaltwalze (31) durch einen ersten Aktuatormotor (33) und die zweite Schaltwalze (32) durch einen zweiten Aktuatormotor (34) verdrehbar ist. Um einen effizienten Betrieb und hohen Fahrkomfort bei einfacher Fertigung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das erste Führungselement (41, 51, 61) und das zweite Führungselement (42, 52, 62) derselben Schaltgabel (40, 50, 60) zugeordnet und voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei in jeder Verschiebstellung der Schaltgabel (40, 50, 60) zumindest das erste oder zweite Führungselement (41, 42; 51, 52; 61, 62) die korrespondierende Schaltfläche (314, 324; 315, 325; 316, 326) kontaktiert.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für zumindest eine Kupplung oder zumindest eine Bremse eines Getriebe, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes oder eines Doppelkupplungsgetriebes, eines Fahrzeuges, mit zumindest einer um eine erste Drehachse drehbar gelagerten ersten Schaltwalze mit zumindest einer ersten Schaltfläche für ein erstes Führungselement einer - bezogen auf die erste Drehachse - axial verschiebbar oder drehbar gelagerten Schaltgabel, und einer um eine zweite Drehachse drehbar gelagerten zweiten Schaltwalze mit zumindest einer zweiten Schaltfläche für ein zweites Führungselement, wobei die erste Schaltwalze durch einen ersten Aktuator und die zweite Schaltwalze durch einen zweiten Aktuator verdrehbar ist, wobei das erste Führungselement und das zweite Führungselement derselben Schaltgabel zugeordnet und voneinander beabstandet - vorzugsweise auf dieser Schaltgabel angeordnet - sind, wobei in jeder Verschiebstellung der Schaltgabel zumindest das erste oder zweite Führungselement die korrespondierende Schaltfläche kontaktiert.

[0002] Ein automatisiertes Schaltgetriebe ist ein manuelles Schaltgetriebe, das um automatisierte Schaltkomponenten erweitert ist. Der grundsätzliche Unterschied zu einem manuellen Schaltgetriebe besteht darin, dass der Gangwechsel nicht direkt vom Fahrer, sondern durch elektrische oder hydraulische Aktuatoren (Aktuatormotoren) durchgeführt wird. Während des Gangwechsels trennt der angesteuerte Kupplungsaktuator die Zugkraft, anschließend wird durch die im Getriebesteuergerät hinterlegte Getriebelogik der berechnete Gangwechsel an die Schaltaktuatorik des Getriebes weitergeleitet, und das Getriebe schaltet in den nächsthöheren oder niedrigeren Gang.

[0003] In der WO 2013/160156 A1 wird ein Hybridgetriebe mit einer Hauptwelle mit einer Schaltwalze vorgeschlagen, wobei die Hauptwelle durch einen Aktuator betätigt wird und zumindest eine Schaltkulisse aufweist. In die Schaltkulisse greift der Mitnehmer einer Schaltgabel ein, welche eine verdrehbare Schiebemuffe mit Klauenverzahnung oder eine Synchronisiereinheit axial bewegt. Ein ähnliches Aktuatorsystem wird in der US 9,163,723 B2 beschrieben.

[0004] Die US 7,428,852 B2 offenbart einen Aktuatormechanismus zur Durchführung von Gangwechselvorgängen bei einem Kraftfahrzeug, welcher eine erste und eine zweite Aktuatortrommel aufweist, welche drehbar gelagert sind. In eine Schaltgasse der ersten Schalttrommel greift der Schaltfinger einer ersten Schaltgabel und in die Schaltgasse der zweiten Schalttrommel der Schaltfinger einer zweiten Schaltgabel ein, wobei jede Schaltgabel auf ein Gangwechselelement einwirkt. Ein ähnlicher Aktuatormechanismus ist aus der US 7,487,691 B2 bekannt.

[0005] Die DE 10 2014 003 239 A1 offenbart ein Schaltgetriebe mit einer ersten und einer zweiten Schaltmuffe, die jeweils an einer Welle des Schaltgetriebes zwischen einer Neutralstellung und wenigstens einer Schaltstellung, in der sie ein Losrad an die Welle ankuppeln, in axialer Richtung beweglich sind. An der ersten und zweiten Schaltmuffe greifen eine erste und eine zweite Schaltgabel an. Die erste Schaltmuffe und die zweite Schaltmuffe können jeweils über ein Sperrelement arretiert werden. Ein Kopplungsarm ist mit der ersten und der zweiten Schaltgabel über jeweils ein gelenk verbunden, wobei zwischen den Gelenken ein Angelpunkt angeordnet ist, an dem ein in axialer Richtung bewegliches Stellelement angreift.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung für ein - insbesondere automatisiertes - Getriebe zu entwickeln, welche einen effizienten Betrieb mit einer Vielfalt an Schaltmöglichkeiten zu ermöglicht, kostengünstig herzustellen ist und einen hohen Fahrkomfort ermöglicht.

[0007] Ausgehend von einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schaltgabel durch eine - vorzugsweise durch eine Rückstellfeder gebildete - Anpresskraft - in Richtung der ersten und/oder zweiten Schaltfläche vorgespannt ist.

[0008] Dadurch wird gewährleistet, dass stets zumindest ein Führungselement auf der entspre

1/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt chenden Schaltfläche aufliegt.

[0009] Die Schaltgabel wird somit sowohl durch die erste Schaltfläche, als auch durch die zweite Schaltfläche parallel gesteuert, wobei die zweite Schaltfläche die erste Schaltfläche „übersteuern kann. Dies bedeutet, dass eine bestimmte Stellung der entsprechenden Kupplung oder Bremse nur dann möglich ist, wenn beide Schaltwalzen durch die korrespondierenden Aktuatoren in ihre entsprechenden Aktivierungsstellungen verdreht sind.

[0010] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann die Schaltgabel dabei über ein oder mehr Lager in Richtung der Drehachsen der Schaltwalzen um eine geometrische Schwenkachse schwenkbar gelagert sein, welche Schwenkachse windschief bezüglich der Drehachsen der Schaltwalze, beispielsweise in einer Normalebene auf die Drehachsen der Schaltwalze, angeordnet ist. Der Hebelarm der Schaltgabel kann somit im Wesentlichen parallel zu den Drehachsen der Schaltwalzen geschwenkt werden. Günstigerweise liegen in zumindest einer Schwenkstellung der Schaltgabel die Schwenkachse und zumindest ein Kontaktbereich zwischen einem Führungselement und der korrespondierenden Schaltfläche in einer Normalebene auf die Drehachsen der Schaltwalzen.

[0011] Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Schaltgabel über zumindest ein als Führungshülse ausgebildetes Lager in Richtung der Drehachsen der Schaltwalzen verschiebbar gelagert ist.

[0012] Die Schalttrommel ist bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei auf einfache Weise eine Auslenkung der Schaltgabel erzielt werden kann, wenn zumindest eine erste Schaltfläche und/oder zumindest eine zweite Schaltfläche durch eine Schaltkulisse gebildet ist. Eine einfache Herstellung der Schaltfläche lässt sich erzielen, wenn die Schaltkulisse durch eine in eine Mantelfläche der ersten Schaltwalze oder zweiten Schaltwalze eingeformte Nut gebildet ist.

[0013] Besonders platzsparend ist es, wenn zumindest eine Stirnseite der Schaltwalze zumindest eine Schaltfläche aufweist. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht dabei vor, dass die Schaltflächen der zumindest eine erste Schaltfläche und/oder zumindest eine zweite Schaltfläche durch einen Schaltnocken gebildet ist, wobei vorzugsweise der Schaltnocken auf einer Stirnseite der ersten Schaltwalze oder zweiten Schaltwalze angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Schaltnocken im Bereich der Mantelfläche anzuordnen und als quasi „einseitig offene Nut“ auszubilden.

[0014] Dabei dient die erste Schaltwalze dazu, um die Schaltgabel zwischen einer Aktivierungsstellung und einer Deaktivierungsstellung axial zu verschieben, und die zweite Schaltwalze dazu, um die Bewegung der Schaltgabel in die Aktivierungsstellung zu sperren, oder freizugeben. Als Aktivierungsstellung wird hier eine Stellung der Schaltgabel bezeichnet, in welcher sie ihre maximale Auslenkung in Richtung einer Anpresskraft einnimmt. Jede andere Stellung der Schaltgabel wird hier als „Deaktivierungsstellung bezeichnet. Die Bezeichnung „Aktivierung bezieht sich hier also ausschließlich auf die Fähigkeit der Schaltgabel, in Richtung der Anpresskraft ihre maximale Auslenkung einzunehmen. Durch diese Auslenkung kann eine bestimmte Betriebsstellung - entweder eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung - einer Bremse oder Kupplung erzielt werden.

[0015] Um die Schaltgabel axial und mit minimalem Kraftaufwand entgegen der Anpresskraft auslenken zu können, ist es vorteilhaft, wenn die erste Schaltfläche - in einer Mantelabwicklung der ersten Schaltwalze betrachtet - zumindest einen ersten Rampenabschnitt aufweist, welcher unter einem definierten ersten Winkel - vorzugsweise zwischen 0°und 30° - geneigt zu einer Normalebene auf die erste Drehachse angeordnet ist.

[0016] In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schaltfläche - in einer Mantelabwicklung der ersten Schaltwalze betrachtet - zumindest einen primären Aktivierungsabschnitt aufweist, welcher einer maximalen Auslenkung der Schaltgabel in Richtung der Anpresskraft zugeordnet ist. Der primäre Aktivierungsabschnitt kann beispielsweise zwischen dem ersten Rampenabschnitt und dem zweiten Rampenabschnitt angeordnet sein.

2/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

Betrachtet man die Rampenabschnitte als mathematische Kurven bzw. Funktionen, so wird der primäre Aktivierungsabschnitt durch ein lokales Minimum (oder Maximum) gebildet. Der primäre Aktivierungsabschnitt kann dabei durch die Verschneidung zwischen erstem und zweitem Rampenabschnitt gebildet sein. In einer anderen Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der primäre Aktivierungsabschnitt normal zur ersten Drehachse der ersten Schaltwalze ausgebildet ist und an zumindest einen Rampenabschnitt anschließt.

[0017] In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Schaltfläche zumindest einen zweiten Halteabschnitt aufweist, welcher parallel zu einer Normalebene auf die erste Drehachse ausgebildet ist.

[0018] Weiters weist die zweite Schaltfläche zumindest einen sekundären Aktivierungsabschnitt auf, welcher vorzugsweise durch eine Stufe und/oder Vertiefung - in Bezug auf den zweiten Halteabschnitt - ausgebildet ist. Der sekundäre Aktivierungsabschnitt kann dabei bei der zweiten Schaltwalze übergangslos - also ohne irgendwelche Rampenabschnitte - an den zweiten Halteabschnitt anschließen.

[0019] Die erste und die zweite Schaltwalze sind günstigerweise nebeneinander angeordnet und voneinander beabstandet, wobei die Drehachsen parallel zueinander ausgebildet sind. Die erlaubt eine kompakte Anordnung der Schalteinrichtung.

[0020] In einer Ausführungsform der Erfindung sind das erste Führungselement und das zweite Führungselement über einen fest mit der Schaltgabel verbundenen Koppelbereich miteinander verbunden. Der Koppelbereich kann auch einstückig mit der Schaltgabel ausgebildet sein.

[0021] Jedes Führungselement kann beispielsweise durch eine Schaltrolle oder durch einen Schaltzapfen oder dergleichen gebildet sein.

[0022] Besonders platzsparend ist es, wenn die erste und die zweite Schaltwalze auf die ersten und zweiten Führungselemente mehrerer Schaltgabeln einwirken. Somit kann die erste Schaltwalze mehrere erste Schaltflächen und die zweite Schaltfläche mehrere zweite Schaltflächen im Bereich der ersten bzw. zweiten Mantelfläche und/oder im Bereich der Stirnseiten aufweisen, welche als Schaltgassen oder Schaltnocken ausgebildet sind.

[0023] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsvarianten näher erläutert.

[0024] Darin zeigen schematisch

[0025] Fig. 1	ein automatisiertes Getriebe für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ohne Schaltwalzen,
[0026] Fig. 2	das Getriebe samt erfindungsgemäßer Schalteinrichtung in einer Schrägansicht,
[0027] Fig. 3 [0028] Fig. 4	eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung in einer Schrägansicht, eine erste Schaltwalze der Schalteinrichtung in einer Schrägansicht auf eine erste Stirnseite,
[0029] Fig. 5	die erste Schaltwalze der Schalteinrichtung in einer Schrägansicht auf eine zweite Stirnseite,
[0030] Fig. 6	eine zweite Schaltwalze der Schalteinrichtung in einer Schrägansicht auf eine erste Stirnseite,
[0031] Fig. 7	die zweite Schaltwalze der Schalteinrichtung in einer Schrägansicht auf eine zweite Stirnseite,
[0032] Fig. 8 [0033] Fig. 9 [0034] Fig. 10	die erste Schaltwalze in einer Abwicklung der Mantelfläche, die zweite Schaltwalze in einer Abwicklung der Mantelfläche, die Schalteinrichtung mit einer ersten Schaltgabel in einer Schrägansicht,

3/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

[0035] Fig. 11	ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die erste Schaltgabel in einer ersten Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0036] Fig. 12	ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die erste Schaltgabel in einer zweiten Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0037] Fig. 13	ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die erste Schaltgabel in einer dritten Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0038] Fig. 14	ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die erste Schaltgabel in einer vierten Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0039] Fig. 15	ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die erste Schaltgabel in einer fünften Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0040] Fig. 16 [0041] Fig. 17	die Schalteinrichtung mit einer zweiten Schaltgabel in einer Schrägansicht, ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die zweite Schaltgabel in einer sechsten Schaltstellung der Schaltwalzen,
[0042] Fig. 18 [0043] Fig. 19 [0044] Fig. 20	das Detail XVIII des in Fig. 17 gezeigten Schaltprinzips der Schalteinrichtung, die Schalteinrichtung mit einer dritten Schaltgabel in einer Schrägansicht und ein Schaltprinzip der Schalteinrichtung für die dritte Schaltgabel in einer siebenten Schaltstellung der Schaltwalzen.

[0045] Fig. 1 zeigt ein automatisiertes Getriebe 10 für ein Kraftfahrzeug Das als Hybridgetriebe ausgebildete Getriebe 10 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 11, welche mit einer Antriebsmaschine 12 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 13 sowie eine zweite Antriebswelle 14. Die Eingangswelle 11 führt durch die beiden Antriebswellen 13 und 14, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Der Antriebsmaschine 12 gegenüberliegend ist ein Planetensatz 15 angeordnet. Das Getriebe 10 weist eine elektrische Maschine 16 mit einem Rotor 16a und einem Stator 16b auf. Die elektrische Maschine 16 kann beispielsweise als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt sein, wobei die Wicklungen des Stators 16b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 17 sowie einer Batterie 18 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie 18 kann sowohl als Variante mit Niederspannung 12 V - 48 V, als auch als Variante mit Hochspannung größer 48 V ausgeführt sein.

[0046] Der Wechselrichter 17 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% einer Nennleistung der Antriebsmaschine 12 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 16 kann auch als HystereseSynchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Statorstrom im Bremsmodus. Der Planetensatz 15 besteht aus drei Gliedern 21, 22, und 23, wobei das erste Glied 21 mit der Eingangswelle 11 verbunden ist. Das zweite Glied 22 ist mit der zweiten Antriebswelle 14 verbunden. Das dritte Glied 23 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 16 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der Planetensatz 15 angeordnet ist. Eine Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 22 und dem dritten Glied 23 ist negativ wenn das erste Glied 21 stillsteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Glied 21 ein Planetenträger, das zweite Glied 22 ist ein erstes Sonnenrad und das dritte Glied 23 ist ein zweites Sonnenrad.

[0047] Das Getriebe 10 umfasst sechs Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, zwei Rückwärtsgänge R1, R2, eine schaltbare Reibungskupplung C0, fünf Kupplungen C1, C2, C3, C4, C5 mit Schaltmuffen 56, 66, 76 (nur die Schaltmuffen der Kupplungen C1, C4, C5 sind mit Bezugszeichen versehen) und eine Bremse B0. Die Bremse B0 und die schaltbare Reibungskupplung C0 sind als kombiniertes Reibungskupplungs-Bremselement B0_C0 ausgebildet und über eine gemeinsame Schaltmuffe 46 durch eine erste Schaltgabel 40 der Schalteinrichtung 30 betätigbar.

[0048] Mit Bezugszeichen 29 ist ein Schwingungsdämpfer an der Eingangswelle 11 bezeichnet.

4/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt [0049] Wie in Fig. 1 ersichtlich, befindet sich auf der ersten Antriebswelle 13 das treibende Zahnrad G35a für den dritten Gang und für den fünften Gang, welches zum einen mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, welches sich auf der ersten Zwischenwelle 24 befindet, zum anderen kämmt es mit dem getriebenen Zahnrad G5b, welches sich auf der zweiten Zwischenwelle 25 befindet. Auf der zweiten Antriebswelle 14 befinden sich die treibenden Zahnräder G12Ra und G46a für den ersten Gang, den zweiten Gang und den Rückwärtsgang bzw. für den vierten Gang und den sechsten Gang. Das Zahnrad G12Ra kämmt mit dem getriebenen Zahnrad G12b, welches sich auf der zweiten Zwischenwelle 25 befindet. Das getriebene Zahnrad G12b kämmt außerdem mit dem getriebenen Zahnrad GRb, welches sich auf der ersten Zwischenwelle 24 befindet. Das Zahnrad G46a kämmt mit dem getriebenen Zahnrad G46b, welches sich auf der zweiten Zwischenwelle 25 befindet. Die Zahnräder G12b, G3b, G46a, G5b und GRb sind durch die Kupplungen C2, C3, C4 und C5 schaltbar mit den jeweiligen Wellen 14, 24 und 25 verbunden und übertragen die Leistung von den Wellen 13 und 14 zu den Wellen 24 und 25 unter verschiedenen Übersetzungsverhältnissen.

[0050] Das Getriebe 10 weist also eine schaltbare Reibungskupplung CO auf, welche die Eingangswelle 11 mit der ersten Antriebswelle 13 verbindet, sowie eine regelbare Bremse BO, welche die Rotation der Eingangswelle 11 gegenüber dem Gehäuse H blockiert. Eine regelbare Sperrkupplung C1 befindet sich in allen Ausführungen zwischen den treibenden Rädern der Antriebswellen 13 und 14 und verbindet jene Antriebswellen 13 und 14 miteinander. Die regelbare Sperrkupplung C1 ist beispielsweise eine Synchronisiereinheit. Ein Zahnrad 26 eines Differentials 27 kämmt mit einem Ritzel 24a der Zwischenwelle 24 sowie mit einem Ritzel 25a der Zwischenwelle 25. Angetriebene Glieder 27a und 27b des Differentials 27 sind mit Ausgangswellen 28a und 28b des Hybridgetriebes 10 verbunden. Eine Achse des Zahnrades 26 kann parallel oder nicht parallel zu einer Achse der Eingangswelle 11 angeordnet sein. Die Verzahnungen der Ritzel 24a, 25a und des Zahnrades 26 können als Stirn-, bzw. als Kegelradverzahnungen ausgeführt sein.

[0051] Fig. 2 zeigt das Getriebe 10 in einer Schrägansicht, wobei eine Schalteinrichtung 30 vorgesehen ist, um - die in Fig. 2 nicht ersichtliche schaltbare Reibungskupplung C0 und die schaltbare Bremse BO zu steuern.

[0052] Fig. 3 zeigt die Schalteinrichtung 30 separat, also ohne die restlichen Teile des Getriebes 10. Die Schalteinrichtung 30 weist eine erste Schaltwalze 31 und eine zweite Schaltwalze 32 auf. Die erste Schaltwalze 31 ist durch einen ersten Aktuatormotor 33 um eine erste Drehachse 31a und die zweite Schaltwalze 32 durch einen zweiten Aktuatormotor 34 um eine zweite Drehachse 34a drehbar, wobei die erste Drehachse 31a und zweite Drehachse 32a voneinander beabstandet und parallel zueinander, sowie parallel zu der Eingangswelle 11 des Getriebes 10 angeordnet sind. Die Aktuatormotoren 33, 34 wirken jeweils über eine Übersetzungsstufe 33a, 34a und einen walzenfesten Zahnkranz 33b, 34b auf die Schaltwalzen 31, 32 ein und bewirken definierte Winkelverstellung der Schaltwalzen 31, 32. Die erste Schaltwalze 31 weist mehrere erste Schaltflächen 314, 315, 316 (Fig. 4 und 5) und die zweite Schaltwalze 32 mehrere zweite Schaltflächen 324, 325, 326 (Fig. 6 und 7) zur Führung je eines Führungselementes 41, 42; 51, 52; 61, 62 von Schaltgabel 40, 50, 60 auf. Die Führungselemente 41, 41, 51, 52, 61, 62 können durch Führungsrollen, Führungszapfen oder Kulissensteine gebildet sein, wobei diese im Kontaktbereich mit der korrespondierenden Schaltfläche 314, 324; 315, 325; 316, 326 zylindrisch oder sphärisch geformt sein können. Die Schaltflächen 314, 315, 316; 324, 325, 326 können durch Schaltnocken 37, 38 an den Stirnseiten 31b, 31c; 32b, 32c der Schaltwalzen 31, 32 oder durch in die Mantelflächen 31 d; 32d der Schaltwalzen 31, 32 eingeformte Schaltgassen 35, 36 gebildet sein. Unter Schaltgassen 35, 36 werden in die Mantelfläche 31 d, 32d der ersten Schaltwalze 31, bzw. zweiten Schaltwalze 32 eingeformte Nuten mit beidseitigen gegenüberliegenden Schaltflächen ausbildenden Seitenflächen verstanden, welche einen genau definierten Verlauf in Umfangsrichtung und axialer Richtung aufweisen. Unter einem Schaltnocken wird hier eine einseitige Formfläche, insbesondere an einer Stirnseite einer Schaltwalze verstanden, welche eine Schaltfläche für ein Führungselement ausbildet.

[0053] Die Schaltflächen 314, 315, 316; 324, 325, 326 und Führungselemente 41, 42; 51, 52;

5/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

61, 62 dienen zur axialen Auslenkung von Schaltgabeln 40, 50, 60, über welche WellenKupplungen CO, C1, C5 und/oder Wellen-Bremsen BO geschaltet - also aktiviert (also beispielsweise geschlossen) oder deaktiviert (also beispielsweise geöffnet) werden können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, können mit den beiden Schaltwalzen 31, 32 mehrere Schaltgabeln 40, 50, 60 bezogen auf die Drehachsen 31a, 32a der Schaltwalzen 31, 32 - axialer Richtung verschoben bzw. ausgelenkt werden. Die Schaltgabel 70 steht nur über das Führungselement 71 mit der Schaltgasse 36 der zweiten Schaltwalze 32 im Eingriff - beispielsweise zur Betätigung der Kupplung C2 - und ist hier nur am Rande erläutert und gezeigt. Die Schaltgabeln 40, 50, 60 weisen jeweils ein erstes Führungselement 41, 51, 61 und ein zweites Führungselement 42, 52, 62 auf, welche über einen Koppelbereich 43, 53, 63 der jeweiligen Schaltgabel 40, 50, 60 miteinander fest verbunden sind. Jeder der Schaltgabeln 40, 50, 60 ist dabei eine erste Schaltfläche

314, 315, 316, 317 auf der ersten Schaltwalze 31 und eine zweite Schaltfläche 314, 315, 316 auf der zweiten Schaltwalze 32 zugeordnet, wobei jede Schaltgabel 40, 50, 60 über das erste Führungselement 41, 51, 61 mit der ersten Schaltfläche 314, 315, 316 und über das zweite Führungselement 42, 52, 62 mit der zweiten Schaltfläche 314, 315, 316 zusammenwirkt. Jede Schaltgabel 40, 50, 60 ist dabei durch eine beispielsweise durch eine Rückstellfeder 47, 57, 67 gebildete Anpresskraft 47a, 57a, 67a in Richtung der jeweiligen ersten Schaltfläche bzw. zweiten Schaltfläche vorgespannt, sodass zumindest ein erstes Führungselement 41, 51, 61 oder zweites Führungselement 42, 52, 62 stets auf der entsprechenden ersten Schaltfläche 314,

315, 316 bzw. zweiten Schaltfläche 324, 325, 326 aufliegt.

[0054] Die Figuren 8 und 9 zeigen Zylinderabwicklungen der Mantelflächen 31 d, 32d ersten Schaltwalze 31 und der zweiten Schaltwalze 32.

[0055] Wie ersichtlich ist, weist im Ausführungsbeispiel die erste Schaltwalze 31 eine erste Schaltkulisse 310 mit mehreren ersten Schaltflächen 314, 315, 316 auf. Rechts neben den ersten Schaltflächen ist in Fig. 8 jeweils das zu betätigende Organ, also das kombinierte Reibungskupplungs-Bremselement B0_C0, die Kupplung C3 oder Kupplungen C1, C5 angegeben. Die erste Schaltfläche 314 für das erste Führungselement 41 der ersten Schaltgabel 40 ist an einer ersten Stirnseite 31b der ersten Schaltwalze 31 angeordnet und durch einen axial - also in Richtung der Drehachse 31a - profilierten Schaltnocken gebildet. Die erste Schaltfläche 315 für das erste Führungselement 51 der zweiten Schaltgabel 50 ist an einer der ersten Stirnseite 31b abgewandten zweiten Stirnseite 31c der ersten Schaltwalze 31 angeordnet und ebenfalls durch einen axial - also in Richtung der Drehachse 31a - profilierten Schaltnocken gebildet. Diese erste Schaltfläche 315 bildet zugleich die erste Schaltfläche 316 für die dritte Schaltgabel 60 aus.

[0056] Die erste Schaltfläche 314 für das erste Führungselement 41 der ersten Schaltgabel 40 weist erste Rampenabschnitte 314a und zweite Rampenabschnitte 314b aufweist, wobei die ersten Rampenabschnitte 314a unter einem ersten Winkel α von etwa 30° und die zweiten Rampenabschnitte 314b unter einem zweiten Winkel ß von etwa -30° in Bezug zu einer Normalebene ε auf die Drehachse 31a geneigt ausgeführt sind. Die Rampenabschnitte 314a, 314b dienen dazu um bei Drehung der ersten Steuerwalze 31 die erste Schaltgabel 40 über das erste Führungselement 41 in - oder entgegen der Anpresskraft 47a axial auszulenken. Die Anpresskraft 47a wird durch eine beispielsweise durch eine Tellerfeder gebildete Rückstellfeder 47 erzeugt. Im Schnittbereich S des ersten Rampenabschnittes 314a und des zweiten Rampenabschnittes 314b ist ein primärer Aktivierungsabschnitt 314c ausgebildet, welcher einer maximalen Auslenkung der ersten Schaltgabel 40 in Richtung der Anpresskraft 43a zugeordnet ist. Weiters weist die erste Schaltfläche 314 zumindest einen Halteabschnitt 314d auf, welcher parallel zur Normalebene ε auf die erste Drehachse 31a ausgebildet ist, wobei der Halteabschnitt 314d hier zwischen einem ersten Rampenabschnitt 314a und einem zweiten Rampenabschnitt 314b angeordnet ist.

[0057] Die erste Schaltfläche 315 bzw. 316 für das erste Führungselement 51 bzw. 61 der zweiten Schaltgabel 40 bzw.50 weist ebenfalls einen ersten Rampenabschnitt 315a auf, welcher unter einem ersten Winkel γ von etwa 30° in Bezug zu einer Normalebene ε auf die Drehachse 31a geneigt ausgeführt ist. Die erste Schaltfläche 315 bzw. 316 weist zumindest einen

6/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

Halteabschnitt 315d bzw. 316d auf, welcher parallel zur Normalebene ε auf die erste Drehachse 31a ausgebildet ist. Weiters weist die erste Schaltfläche 315 bzw. 316 einen primären Aktivierungsabschnitt 315c bzw. 316c auf, welcher einer maximalen Auslenkung der zweiten Schaltgabel 50 in Richtung der Anpresskraft 57a bzw. 67a für ein Betätigen der Kupplung C1 bzw. C5 zugeordnet ist. Im Beispiel ist der primäre Aktivierungsabschnitt 315, 316 der ersten Schaltfläche 315, 316 der ersten bzw. zweiten Schaltgabel 50, 60 in einer Normalebene ε auf die erste Drehachse 31a angeordnet. Der erste Rampenabschnitt 315a, 316a ist zwischen dem Halteabschnitt 315d bzw. 316d und dem primären Aktivierungsabschnitt 315c, 316c angeordnet.

[0058] Mit Bezugszeichen 319 ist eine durch eine Schaltgasse 35 gebildete Schaltfläche in der ersten Mantelfläche 31d der ersten Schaltwalze 31 bezeichnet, welche beispielsweise zur Ansteuerung der Kupplung C3 über eine nicht weiter dargestellte separate Schaltgabel in bekannter Weise dient.

[0059] Die zweite Schaltwalze 32 weist eine zweite Schaltkulisse 320 mit mehreren zweiten Schaltflächen 324, 325, 326 auf. Rechts neben den zweiten Schaltflächen ist auch hier in Fig. 9 jeweils das zu betätigende Organ, also das kombinierte Reibungskupplungs-Bremselement B0_C0, die Kupplungen C4, C5, C1 oder C2 angegeben. Die zweite Schaltfläche 324 für das zweite Führungselement 42 der ersten Schaltgabel 40 ist an einer ersten Stirnseite 33b der zweiten Schaltwalze 31 angeordnet und im Wesentlichen plan und parallel zur Normalebene δ auf die Drehachse 32a der zweiten Schaltwalze 32 ausgebildet. Die zweite Schaltfläche 324 für das zweite Führungselement 42 der ersten Schaltgabel 40 weist eine abrupte, stufenartige Vertiefung V1 auf, welche einen sekundären Aktivierungsabschnitt 324c der zweiten Schaltfläche 324 bildet. Die Breite der Vertiefung V1 ist so gewählt, dass die Vertiefung V1 das zweite Führungselement 42 der ersten Schaltgabel 40 widerstandsfrei aufnehmen kann.

[0060] Die zweite Schaltfläche 325 für das zweite Führungselement 52 der zweiten Schaltgabel 50 ist an einer der ersten Stirnseite 32b abgewandten zweiten Stirnseite 32c der zweiten Schaltwalze 32 angeordnet und - bis auf zwei Vertiefungen V2 eben, also parallel zur Normalebene δ auf die Drehachse 32a der zweiten Schaltwalze 32, ausgebildet. Diese zweite Schaltfläche 325 kann radial innerhalb einer weiteren - hier nicht erläuterten - Schaltfläche 328 für die Betätigung der Kupplung C2 an der zweiten Stirnseite 32c der zweiten Schaltwalze 32 angeordnet sein, wie in Fig. 6 deutlich gezeigt ist. Die Vertiefungen V2 bilden einen sekundären Aktivierungsabschnitt 325c der zweiten Schaltfläche 325 für das zweite Führungselement 52 der zweiten Schaltgabel 50.

[0061] Die zweite Schaltfläche 326 für das zweite Führungselement 52 der dritten Schaltgabel 60 ist am Mantel der zweiten Schaltwalze 32 angeordnet und durch eine Seitenfläche einer umlaufende Schaltgasse 36 gebildet, welche sich im Ausführungsbeispiel über einen Winkel > 360° um die Drehachse 32a der zweiten Schaltwalze 32 erstreckt, also mehrgängig - zumindest zweigängig -ausgebildet ist. Die zweite Schaltfläche 326 weist eine im Wesentlichen parallel zur Drehachse 32a der zweiten Schaltwalze 32 ausgebildete abrupte stufenartige Vertiefung V3 auf, welche einen sekundären Aktivierungsabschnitt 326c der zweiten Schaltfläche 326 für das zweite Führungselement 62 der dritten Schaltgabel 60 ausbildet.

[0062] Schaltgasseen 35, 36 in den Mantelflächen 31 d, 32d haben den Vorteil, dass beide Seitenflächen jeder Schaltgasse 35, 36 als Schaltflächen genutzt werden können, sodass über zwei separate Schaltgabeln zwei Kupplungen oder Bremsen über dieselbe Schaltgasse 35; 36 angesteuert werden können.

[0063] In Fig. 8 und in Fig. 9 sind jeweils die Schaltstellungen der ersten Schaltwalze 31 und der zweiten Schaltwalze 32 eingetragen. Die erste Schaltwalze 31 weist dabei die Schaltstellungen S31 1 bis 8 auf, wobei beispielsweise die Schaltstellung 3 mit dem primären Aktivierungsabschnitt 314c der ersten Schaltfläche 314 des ersten Führungselementes 41 der ersten Schaltgabel 40 korrespondiert. Die zweite Schaltwalze 32 weist die Schaltstellungen S32 1 bis 7 auf, wobei beispielsweise die Schaltstellung 6 mit dem sekundären Aktivierungsabschnitt 324c der zweiten Schaltfläche 324 des zweiten Führungselementes 42 der ersten Schaltgabel 40 korrespondiert.

7/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt [0064] Mit der Schalteinrichtung 30 und den beiden unabhängig voneinander durch die Aktuatormotoren 33, 34 verdrehbaren Schaltwalzen 31, 32 lässt sich eine große Anzahl von verschiedenen Schaltpositionen -- im vorliegenden Beispiel 52 Schaltpositionen SP realisieren, wie aus der folgenden Schalttabelle hervorgeht:

SP

S31

S32

Bo

Co

Ci

c₂

c₃

c₄

Cs

TM

M12

BM

1

OP

FCL

X

L

G3 aktiviert, ECVT1 (G2) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid Modus

2

1

OP

X

L

ECVT1 (G2) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

3

1

OP

X

L

ECVT1 (G2) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

4

1

OP

L

ECVT1 (G2) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

5

1

OP

PCL

L

ECVT1 (G2) aktiviert, Ölpumpe durch 12 angetrieben

Läuft

ECVT Modus

6

1

OP

L

ECVT1 (G2) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

7

1

OP

X

L

ECVT1 (G2) aktiviert, G1 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

8

1

OP

FCL

X

L

G1 aktiviert, ECVT1 (G2) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

9

1

2

OP

FCL

X

G3 aktiviert

Läuft

Leerlauf/ Synchronisi eren der Wellendrehzahlen

10

2

OP

X

G3 vorgewählt

Läuft

Leerlauf

11

3

2

OP

X

G3 vorgewählt

Läuft

Leerlauf

12

4

2

OP

Neutral

Läuft

Leerlauf

13

5

2

OP

PCL

Neutral

Läuft

Leerlauf

14

6

2

OP

Neutral

Läuft

Leerlauf

15

7

2

OP

X

Neutral

Läuft

Leerlauf

16

8

2

OP

FCL

X

Neutral mit Direktverbindung zwischen 12 und Motorbremse 16

Läuft/ anlassen/ angehalten

Anlassen/ Laden

17

1

3

OP

FCL

X

G3 aktiviert, ECVT2 (G6) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

18

2

3

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

19

3

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

20

4

3

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

8/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

21

5

3

OP

PCL

X

ECVT2 (G6) aktiviert, Ölpumpe durch 12 angetrieben

Läuft

ECVT Modus

22

6

3

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

23

7

3

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, G4 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

24

8

3

OP

FCL

X

G4 aktiviert, ECVT2 (G6) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

25

1

4

OP

FCL

X

G3 aktiviert, ECVT2 (G6) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

26

2

4

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

27

3

4

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, G3 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

28

4

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

29

5

4

OP

PCL

X

ECVT2 (G6) aktiviert, lubrication pump engine driven

Läuft

ECVT Modus

30

6

4

OP

X

ECVT2 (G6) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

31

7

4

OP

X

R

ECVT2 (G6) aktiviert, G5 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

32

8

4

OP

FCL

X

R

G5 aktiviert, ECVT2 (G6) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

33

1

5

OP

FCL

X

G3 aktiviert

Läuft

Leerlauf/ Synchronisieren der Wellendrehzahlen

34

2

5

OP

X

G3 vorgewählt

Läuft

Leerlauf

35

3

5

OP

X

G3 vorgewählt

Läuft

Leerlauf

36

4

5

OP

Neutral

Läuft

Leerlauf

37

5

OP

PCL

Neutral

Läuft

Leerlauf

38

6

5

OP

Neutral

Läuft

Leerlauf

39

7

5

OP

X

Neutral

Läuft

Leerlauf

40

8

5

OP

FCL

X

Neutral mit Direktverbindung zwischen 12 und Motorbremse 16

Läuft/ anlassen/ angehalten

Anlassen/ Laden

41

1

6

OP

FCL

X

G3 aktiviert, ECVTR (R2) vorgewählt

Läuft

Parallel hybrid modus

9/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

42

2

6

OP

X

Leistungsverzweigter Start von 12 mit ECVTR, G3 vorgewählt

Anlassen/ Beschleunigen

Elektrisches Fahren

43

3

6

CL

OP

X

Electric Modus (ECVT+G3+B0)

Angehalten mechanisch blockiert

Elektrisches Fahren/ Bremsen

44

4

6

OP

X

ECVTR (R2) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

45

5

6

OP

PCL

X

ECVTR (R2) aktiviert, lubrication pump engine driven

Läuft

ECVT Modus

46

6

OP

X

ECVTR (R2) aktiviert, Ölpumpe nicht angetrieben

Läuft

ECVT Modus

47

7

6

OP

X

ECVTR (R2 aktiviert, G5 vorgewählt

Läuft

ECVT Modus

48

8

6

OP

FCL

X

G5 aktiviert, ECVT2 (G6) vorgewählt

Läuft

Parallelhybridmodus

49

1

7

OP

FCL

X

Nicht verwendet

50

2

7

OP

X

51

3

7

OP

X

52

4

7

OP

X

53

5

7

OP

PCL

X

Parken, Laden im Stillstand

Läuft

Laden

54

6

7

OP

X

Parken, Anlassen im Stillstand

Anlassen

55

7

OP

X

Nicht verwendet

56

8

7

OP

FCL

X

[0065] In der Schalttabelle sind eingetragen:

[0066] SP [0067] S31 [0068] S32 [0069] B_o [0070] Co [0071] Ci [0072] C₂ [0073] C₃ [0074] C₄ [0075] C₅ [0076] TM [0077] M12 [0078] BM

Schaltposition der Schalteinrichtung 30 Schaltstellung der Schaltwalze 31 Schaltstellung der Schaltwalze 32 Status der Bremse B0 Status der Reibungskupplung CO Status der Kupplung C1 Status der Kupplung C2 Status der Kupplung C3 Status der Kupplung C4 Status der Kupplung C5 Getriebemodus Modus der Antriebsmaschine 12 Modus der Motorbremse.

10/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt [0079] In der Schalttabelle bedeutet

[0080] OP [0081] CL [0082] FCL [0083] X [0084] L [0085] R [0086] ECVT

geöffnet geschlossen voll geschlossen betätigt (geschlossen) Schaltung nach links (bezogen auf Fig. 1) Schaltung nach rechts (bezogen auf Fig. 1) elektronisch gesteuerter stufenloser Betrieb

[0087] Im Folgenden wird die Erfindung exemplarisch an Hand jeweils einer konkreten Schaltgabel 40, 50, 60 beschrieben, wobei in den Fig. 10, 16, und 18 nur die jeweils beschriebene Schaltgabel 40; 50; 60 dargestellt ist.

[0088] Fig. 10 zeigt die Schalteinrichtung 30 mit einer ersten Schaltgabel 40 zur Betätigung der im Betrieb schaltbaren Reibungskupplung CO. Die erste Schaltgabel 40 ist im Ausführungsbeispiel als einarmiger Hebel (Schlepphebel) ausgebildet und über zwei als Drehpunkte ausgebildete Lager 44 um eine Schwenkachse 44a schwenkbar gelagert (Fig. 10). Alternativ dazu können die Lager 44 auch als Führungshülsen ausgebildet sein, um die erste Schaltgabel 40 über die Lager 44 parallel zu den Drehachsen 31a, 32a der Schaltwalzen 31, 32 axial verschiebbar im Getriebe 10 zu lagern. Die erste Schaltgabel 40 weist zwei Gabelbereiche 45a, 45b auf, welche auf eine gemeinsame Betätigungsmuffe 46 der Reibungskupplung CO und der Bremse BO einwirken, wobei - insbesondere wenn die erste Schaltgabel 40 als Hebel ausgebildet ist die Gabelbereiche 45a, 45b in einer Richtung quer zur Auslenkrichtung der Betätigungsmuffe 46 gleitend mit dieser verbunden sind.

[0089] Die Fig. 11 bis 15 zeigen schematisch verschiedene Schaltstellungen für die erste Schaltgabel 40 an Hand eines Schaltprinzip der Schalteinrichtung mit abgewickelten Schaltwalzen 31, 32, wobei zur Vereinfachung und zur Erläuterung der Koppelbereich 43 der ersten Schaltgabel entlang der ersten bzw. zweiten Schaltfläche 314, 324 der hier stillstehenden Schaltwalzen verschoben wird. Mit 44a ist die Schwenkachse der auf die gemeinsame Schaltmuffe 46 der Reibungskupplung CO und der Bremse BO einwirkenden ersten Schaltgabel 40 bezeichnet.

[0090] Die in Fig. 11 dargestellte Schaltstellung für die erste Schaltgabel 40 entspricht der Schaltposition SP=1 der Schalttabelle, bei der die Bremse BO geöffnet und die Reibungskupplung CO vollkommen geschlossen sind. Das erste Führungselement 41 liegt dabei in der Schaltstellung 1 der ersten Schaltwalze 31 auf dem ersten Rampenabschnitt 314a der ersten Schaltfläche 314 auf und verhindert die Kontaktierung des zweiten Führungselementes 42 mit der zweiten Schaltfläche 324 der zweiten Schaltwalze 32.

[0091] Die in Fig. 12 dargestellte Schaltstellung für die erste Schaltgabel 40 entspricht der Schaltposition SP=36 der Schalttabelle, bei der sowohl die Bremse BO, als auch die Reibungskupplung CO geöffnet sind. Das erste Führungselement 41 liegt dabei in der Schaltstellung 4 der ersten Schaltwalze 31 auf dem zweiten Rampenabschnitt 314b der ersten Schaltfläche 314 auf und verhindert die Kontaktierung des zweiten Führungselementes 42 mit der zweiten Schaltfläche 324 der zweiten Schaltwalze 32.

[0092] Die in Fig. 13 dargestellte Schaltstellung für die erste Schaltgabel 40 entspricht der Schaltposition SP=27 der Schalttabelle, bei der die Bremse BO geöffnet und die Reibungskupplung CO voll geschlossen sind. Das zweite Führungselement 42 liegt dabei in der Schaltstellung 4 der zweiten Schaltwalze 33 auf der zweiten Schaltfläche 324 der zweiten Schaltwalze 32 auf und verhindert die Kontaktierung des ersten Führungselementes 41 mit der ersten Schaltfläche 314 der ersten Schaltwalze 31.

[0093] Die in Fig. 14 dargestellte Schaltstellung für die erste Schaltgabel 40 entspricht der /31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt

Schaltposition SP=43 der Schalttabelle, bei der die Bremse BO geschlossen und die Reibungskupplung CO geöffnet sind. Die erste Schaltwalze 31 befindet sich in der Schaltstellung 3, die zweite Schaltwalze 32 in der Schaltstellung 6. Das erste Führungselement 41 kontaktiert die erste Schaltfläche 314 im Bereich des durch die tiefste Stelle der Kontur der ersten Schaltfläche 314 definierten primären Aktivierungsabschnittes 314c, und das zweite Führungselement 42 befindet sich im durch die Vertiefung V1 gekennzeichneten sekundären Aktivierungsabschnitt 324c und rastet in die Vertiefung V1 ein. Dies ermöglicht die größte Auslenkung der ersten Schaltgabel 40 in Richtung der Anpresskraft 47a.

[0094] Das erste Führungselement 41 liegt dabei in der Schaltstellung 3 der ersten Schaltwalze 31 auf dem ersten Rampenabschnitt 314a der ersten Schaltfläche 314 auf und verhindert die Kontaktierung des zweiten Führungselementes 42 mit der zweiten Schaltfläche 324 der zweiten Schaltwalze 32.

[0095] In Fig. 15 ist veranschaulicht, dass durch die Anpresskraft 41a der Rückstellfeder 41 die Reibungskupplung C0 selbsttätig geöffnet wird, wenn der erste Aktuatormotor 33 für die erste Schaltwalze 31 - beispielsweise bei einer Störung - deaktiviert wird. Die auf die erste Schaltfläche 314 zu Folge der Anpresskraft 47a der Rückstellfeder 47 wirkende Kraft ist mit F, ihre entsprechenden Kraftkomponenten normal auf die erste Schaltfläche 314 und parallel zur ersten Schaltfläche 314 mit Fn und Fr bezeichnet. Dabei gleitet oder rollt das erste Führungselement 41 der ersten Schaltgabel 40 entlang des ersten Rampenabschnittes 314a der ersten Schaltfläche 314 entsprechend der Kraftkomponente Fr in Richtung des primären Aktivierungsabschnittes 314c, wobei die erste Schaltwalze 31 entsprechend verdreht wird. Dieser Vorgang wird beendet, sobald das zweite Führungselement 42 der ersten Schaltgabel 40 an der zweiten Schaltfläche 324 der zweiten Schaltwalze 32 aufliegt.

[0096] Fig. 16 zeigt die Schalteinrichtung 30 mit einer zweiten Schaltgabel 50 zur Betätigung der Kupplung C1. Die zweite Schaltgabel 50 ist über das als Führungshülse ausgebildete Lager 54 parallel zu den Drehachsen 31a, 32a der Schaltwalzen 31, 32 axial verschiebbar im Getriebe 10 gelagert. Die zweite Schaltgabel 50 weist zwei Gabelbereiche 55a, 55b auf, welche auf eine Betätigungsmuffe 56 (siehe Fig. 1) der Kupplung C1 einwirken. Das erste Führungselement 51, welches mit der korrespondierenden ersten Schaltfläche 315 im Bereich der zweiten Stirnseite 31c der ersten Schaltwalze 31 zusammenwirkt, ist hier als Führungsrolle ausgebildet. Dargestellt ist eine Schaltstellung, in welcher das durch einen Führungszapfen gebildete zweite Führungselement 52 in die Vertiefung V2 der zweiten Schaltfläche 325 der zweiten Schaltwalze 32 eingreift und somit eine maximale Auslenkung der zweiten Schaltgabel 50 in Richtung der Anpresskraft 57a ermöglicht.

[0097] Analog zu den Fig. 11 bis 15 zeigt die Fig. 17 schematisch eine Schaltstellung für die zweite Schaltgabel 50 an Hand eines Schaltprinzips der Schalteinrichtung mit abgewickelten Schaltwalzen 31, 32 - analog, wobei zur Vereinfachung und zur Erläuterung der Koppelbereich 53 der zweiten Schaltgabel 50 entlang der korrespondierenden ersten Schaltfläche 315 bzw. zweiten Schaltfläche 325 der hier stillstehenden Schaltwalzen 31, 32 verschoben wird. Mit 54 ist ein als Führungshülse ausgebildetes Lager der auf die Schaltmuffe 56 der Kupplung C1 einwirkenden zweiten Schaltgabel 50 bezeichnet. Die in Fig. 17 dargestellte Schaltstellung für die zweite Gabel 50 korrespondiert beispielsweise mit der neutralen Mittelposition der Kupplung Öffnungsposition der Kupplung C1 (siehe Fig. 1) und entspricht beispielsweise der Schaltposition Nr. 31 der Schalttabelle. Das zweite Führungselement 52 liegt dabei in der Schaltstellung 3 der zweiten Schaltwalze 32 auf der zweiten Schaltfläche 325 außerhalb der Vertiefung V2 auf und verhindert die Kontaktierung des ersten Führungselementes 51 mit der ersten Schaltfläche 345 der ersten Schaltwalze 31.

[0098] Fig. 18 zeigt das Detail XVIII aus Fig. 17, wobei deutlich das gestufte Profil der zweiten Schaltfläche ersichtlich ist. Weiters ist ersichtlich, dass die zweite Schaltfläche 325 für die zweite Schaltgabel 50 am Rande der Vertiefung V2 einen vorspringenden Randbereich 325e aufweist. Dadurch wird verhindert, dass das entsprechende zweite Führungselement 52 der zweiten Schaltgabel 50 in die Vertiefung V2 einrastet, wobei das Weiterdrehen der zweiten Schalt

12/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt walze 32 blockiert wird. Um ein einrasten des zweiten Führungselementes 52 in die Vertiefung V2 zu ermögliche, muss die erste Schaltwalze 31 in die Schaltstellung 6 zurückgedreht werden, wodurch das zweite Führungselement 52 der zweiten Schaltgabel 50 entgegen der Anpresskraft 53a von der zweiten Schaltfläche angehoben wird und somit die zweite Schaltwalze 32 weitergedreht werden kann, bis das zweite Führungselement 52 in die Vertiefung V2 einrastet.

[0099] Wie ersichtlich ist liegt das zweite Führungselement 62 auf der durch eine Schaltgasse gebildeten korrespondierenden zweiten Schaltfläche 326 auf, während das erste Führungselement 61 von der durch einen Schaltnocken an der zweiten Stirnseite 31c gebildeten korrespondierenden ersten Schaltfläche 315 abgehoben ist.

[00100] Fig. 19 zeigt die Schalteinrichtung 30 mit einer dritten Schaltgabel 60 zur Betätigung der Kupplung C5. Die dritte Schaltgabel 60 ist über das als Führungshülse ausgebildete Lager 64 parallel zu den Drehachsen 31a, 32a der Schaltwalzen 31, 32 axial verschiebbar im Getriebe 10 gelagert. Die dritte Schaltgabel 60 weist zwei Gabelbereiche 65a, 65b auf, welche auf eine Betätigungsmuffe 66 (siehe Fig. 1) der Kupplung C5 einwirken. Auch hier ist das erste Führungselement 61 der dritten Schaltgabel 60, welches mit der korrespondierenden ersten Schaltfläche 316 im Bereich der zweiten Stirnseite 31c der ersten Schaltwalze 31 zusammenwirkt, ist als Führungsrolle ausgebildet. Dargestellt ist eine Schaltstellung, in welcher das durch einen Führungszapfen gebildete zweite Führungselement 62 in die Vertiefung V3 der zweiten Schaltfläche 326 der zweiten Schaltwalze 32 eingreift und somit eine maximale Auslenkung der dritten Schaltgabel 60 in Richtung der Anpresskraft 57a ermöglicht.

[00101] Analog zu den Fig. 11 bis 15 und zu Fig. 17 zeigt die Fig. 20 schematisch eine Schaltstellung für die dritte Schaltgabel 60 an Hand eines Schaltprinzips der Schalteinrichtung mit abgewickelten Schaltwalzen 31, 32 - analog, wobei zur Vereinfachung und zur Erläuterung der Koppelbereich 63 der dritten Schaltgabel 60 entlang der korrespondierenden ersten Schaltfläche 316 bzw. zweiten Schaltfläche 326 der hier stillstehenden Schaltwalzen 31, 32 verschoben wird. Mit 64 ist ein als Führungshülse ausgebildetes Lager der auf die Schaltmuffe 66 der Kupplung C5 einwirkenden dritten Schaltgabel 60 bezeichnet. Die in Fig. 20 dargestellte Schaltstellung für die dritte Gabel 60 korrespondiert beispielsweise mit der neutralen Mittelposition der Kupplung C5 (siehe Fig. 1) entspricht beispielsweise der Schaltposition Nr. 23 der Schalttabelle. Das zweite Führungselement 62 liegt dabei in der Schaltstellung 3 der zweiten Schaltwalze 32 auf der zweiten Schaltfläche 326 außerhalb der Vertiefung V3 auf und verhindert die Kontaktierung des ersten Führungselementes 61 der dritten Schaltgabel 60 mit der ersten Schaltfläche 316 der ersten Schaltwalze 31. Wie ersichtlich ist liegt das zweite Führungselement 62 auf der durch eine Schaltgasse gebildeten korrespondierenden zweiten Schaltfläche 326 auf, während das erste Führungselement 61 von der durch einen Schaltnocken an der zweiten Stirnseite 31c gebildeten korrespondierenden ersten Schaltfläche 315 abgehoben ist. Die umlaufende zweite Schaltfläche 326 dient dabei als Führung sowohl für das zweite Führungselement 62, als auch für das Führungselement 71 für die vierte Schaltgabel 70, welche die Kupplung C4 steuert, wobei vom zweiten Führungselement 62 der dritten Schaltgabel 60 und vom Führungselement 72 der vierten Schaltgabel 70 unterschiedliche Abschnitte der zweiten Schaltfläche 326 kontaktiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Schalteinrichtung (30) für zumindest eine Kupplung (CO, C1, C5) oder zumindest eine Bremse (BO) eines Getriebes (10), insbesondere eines automatisierten Getriebes oder eines Doppelkupplungsgetriebes, eines Fahrzeuges, mit zumindest einer um eine erste Drehachse (31a) drehbar gelagerten ersten Schaltwalze (31) mit zumindest einer ersten Schaltfläche (314, 315, 316) für ein erstes Führungselement (41, 51, 61) einer - bezogen auf die erste Drehachse (31a) - axial verschiebbar oder schwenkbar gelagerten Schaltgabel (40, 50, 60), und einer um eine zweite Drehachse (32a) drehbar gelagerten zweiten Schaltwalze (32) mit zumindest einer zweiten Schaltfläche (324, 325, 326) für ein zweites Führungselement (42, 52, 62), wobei die erste Schaltwalze (31) durch einen ersten Aktuatormotor (33) und die zweite Schaltwalze (32) durch einen zweiten Aktuatormotor (34) verdrehbar ist, wobei das erste Führungselement (41, 51, 61) und das zweite Führungselement (42, 52, 62) derselben Schaltgabel (40, 50, 60) zugeordnet und voneinander beabstandet - vorzugsweise auf dieser Schaltgabel (40, 50, 60) angeordnet - sind, wobei in jeder Verschiebstellung der Schaltgabel (40, 50, 60) zumindest das erste oder zweite Führungselement (41, 42; 51, 52; 61, 62) die korrespondierende Schaltfläche (314, 324; 315, 325; 316, 326) kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (40, 50, 60) durch eine - vorzugsweise durch eine Rückstellfeder (47, 57, 67) gebildete - Anpresskraft (47a, 57a, 67a) - in Richtung der ersten und/oder zweiten Schaltfläche (314, 324; 315, 325; 316, 326) vorgespannt ist.
2. Schalteinrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Schaltfläche (314, 315, 316) durch eine erste Schaltkulisse (310) der ersten Schaltwalze (31) gebildet ist, wobei vorzugsweise die erste Schaltkulisse (310) zumindest eine in eine Mantelfläche (31 d) der ersten Schaltwalze (31) eingeformte erste Schaltgasse (35) aufweist.
3. Schalteinrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Schaltfläche (324, 325, 326) durch eine zweite Schaltkulisse (320) der ersten Schaltwalze (32) gebildet ist, wobei vorzugsweise die zweite Schaltkulisse (320) zumindest eine in eine Mantelfläche (32d) der zweiten Schaltwalze (32) eingeformte zweite Schaltgasse (36) aufweist.
4. Schalteinrichtung (30) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Schaltfläche (314, 315, 316) durch einen ersten Schaltnocken (37) gebildet ist, wobei vorzugsweise der erste Schaltnocken (37) auf einer Stirnseite (31b, 31c) der ersten Schaltwalze (31) angeordnet und/oder in die Stirnseite (31b, 31c) der erste Schaltwalze (31) eingeformt ist.
5. Schalteinrichtung (30) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Schaltfläche (324, 325, 326) durch einen zweiten Schaltnocken (38) gebildet ist, wobei vorzugsweise der zweite Schaltnocken (38) auf einer Stirnseite (32b, 32c) der zweiten Schaltwalze (32) angeordnet und/oder in die Stirnseite (32b, 32c) der zweiten Schaltwalze (32) eingeformt ist.
6. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltfläche (314, 315, 316) - in einer Mantelabwicklung der ersten Schaltwalze (31) betrachtet - zumindest einen ersten Rampenabschnitt (314a) aufweist, welcher unter einem definierten ersten Winkel (α)- vorzugsweise zwischen 0°und 30° - geneigt zu einer Normalebene (ε) auf die erste Drehachse (31a) angeordnet ist.
7. Schalteinrichtung (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltfläche (314, 315, 316) - in einer Mantelabwicklung der ersten Schaltwalze (31) betrachtet zumindest einen zweiten Rampenabschnitt (314b) aufweist, welcher unter einem definierten zweiten Winkel (ß) - vorzugsweise zwischen -30° und 0° - geneigt zu einer Normalebene (ε) auf die erste Drehachse (31a) angeordnet ist.

14/31

AT 520 187 B1 2019-02-15 österreichisches

Patentamt
8. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltfläche (314, 315, 316) - in einer Mantelabwicklung der ersten Schaltwalze (31) betrachtet - zumindest einen primären Aktivierungsabschnitt (314c, 315c, 316c) aufweist, welcher einer maximalen Auslenkung der entsprechenden Schaltgabel (40, 50, 60) in Richtung der Anpresskraft (47a, 57a, 67a) zugeordnet ist.
9. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltfläche (314, 315, 316) zumindest einen ersten Halteabschnitt (314d, 315d, 316d) aufweist, welcher parallel zu einer Normalebene (ε) auf die erste Drehachse (31a) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Halteabschnitt (314d) zwischen einem ersten Rampenabschnitt (314a) und einem zweiten Rampenabschnitt (314b) angeordnet ist.
10. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltfläche (324, 325, 326) zumindest einen zweiten Halteabschnitt (314d, 315d, 316d) aufweist, welcher parallel zu einer Normalebene (ε) auf die erste Drehachse (31a) ausgebildet ist.
11. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltfläche (324, 325, 326) zumindest einen sekundären Aktivierungsabschnitt (324c, 325c, 326c) aufweist, welcher vorzugsweise durch eine Stufe und/oder Vertiefung (V1, V2, V3) - in Bezug auf einen benachbarten zweiten Halteabschnitt (314d, 315d, 316d) - ausgebildet ist.
12. Schalteinrichtung (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Halteabschnitt (314d, 315d, 316d) und zumindest ein sekundärer Aktivierungsabschnitt (314c, 315c, 316c) übergangslos aufeinanderfolgend ausgebildet sind.
13. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (31a) und die zweite Drehachse (32a) parallel zueinander angeordnet sind.
14. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (41, 51, 61) und das zweite Führungselement (42, 52, 62) über einen fest mit der Schaltgabel (40, 50, 60) verbundenen Koppelbereich (43, 53, 63) miteinander verbunden sind.
15. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Führungselement (41, 51, 61; 42, 52, 62) durch eine Führungsrolle, einen Führungszapfen oder einen Kulissenstein gebildet ist.
16. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Führungselement (41, 51, 61; 42, 52, 62) im Kontaktbereich mit der korrespondierenden Schaltfläche (314, 324; 315, 325; 316, 326) eine zylindrische oder sphärische Oberfläche aufweist.
17. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltgabel (40) als Hebel ausgebildete ist und in Richtung der Drehachsen (31a, 32a) der Schaltwalzen (31, 32) um eine geometrische Schwenkachse (44a) schwenkbar gelagert ist.
18. Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltgabel (50, 60) über zumindest ein als Führungshülse ausgebildetes Lager (54, 64) parallel zu den Drehachsen (31a, 32a) der Schaltwalzen (31, 32), verschiebbar gelagert ist.
19. Getriebe (10), insbesondere automatisiertes Getriebe, Doppelkupplungsgetriebe oder automatisiertes Hybridgetriebe, mit einer Schalteinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.