DE10101864A1 - Schaltvorrichtung eines Getriebes - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltvorrichtung (1) eines Getriebes mit wenigstens zwei durch Schaltmittel (2) betätigbare Schiebemuffen (3, 20) und jeweils einer Schiebemuffe (3 bzw. 20) zugeordnete Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21), die auf einer Welle (5) drehfest und axial verschiebbar gelagert sind, vorgeschlagen. Die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 20) sind jeweils zwischen einer Schiebemuffe (3, 20) und auf der Welle (5) drehbar gelagerten Losrädern (6A, 6B, 22) angeordnet und gegenüber den Schiebemuffen (4A, 4B, 20) über jeweils ein zwischen den Schiebemuffen (3, 20) und den Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) vorgesehenes Federelement (7A, 7B, 23) angefedert. Die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) sind jeweils mit einer mit einer Verbindungseinrichtung (9A, 9B) eines benachbart angeordneten Losrades (6A, 6B, 23) korrespondierenden Verbindungseinrichtung (11A, 11B) versehen, die in Abhängigkeit einer axialen Position der Schiebemuffen (3, 20) miteinander in Eingriff bringbar sind, wobei die mit den Verbindungseinrichtungen (11A, 11B) der Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) korrespondierenden Verbindungseinrichtungen (9A, 9B) der Losräder (6A, 6B, 22) jeweils mit einem großen Verdrehspiel und wenigstens einer Abweisflanke (32) ausgebildet sind, mittels welcher eine Kupplungsscheibe (4A, 4B, 21) bei Anliegen eines Schubmomentes aus einem Eingriff mit einem Losrad (6A, 6B, 22) führbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Getriebes mit wenigstens zwei durch Schaltmittel betätig­ baren Schiebemuffen.

In der Praxis sind in Fahrzeugen häufig Stufenautomat­ getriebe anzutreffen, bei denen Anfahrvorgänge bzw. Kuppel­ vorgänge und Schaltungen nach festgelegten oder adaptiven Programmen automatisch erfolgen. Derartige Getriebe weisen im Vergleich zu herkömmlichen Handschaltgetrieben dahinge­ hend Vorteile auf, daß sie einen Fahrer entlasten und da­ durch eine erhöhte Verkehrssicherheit und einen höheren Fahrkomfort ermöglichen. Weiter werden Antriebsaggregate von Fahrzeugen mit automatisierten Getrieben bzw. Automat­ getrieben eher in kraftstoffreduzierenden Drehzahlbereichen betrieben als es bei Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben, die größtenteils von durchschnittlichen Fahrern bedient werden, der Fall ist.

Aus Komfort- und Sicherheitsgründen sollte ein Schalt­ vorgang bei Kraftfahrzeugen auch bei Zughochschaltungen ohne Zugkraftunterbrechung erfolgen. Dazu werden in der Praxis beispielsweise vollautomatisierte Schaltgetriebe eingesetzt, welche aus einem hydrodynamischen Wandler mit einem nachgeschalteten Getriebe in Planetenbauart bestehen. Der in der jeweiligen Gangstufe wirksame Leistungsfluß bzw. Kraftfluß wird innerhalb der Planetensätze durch reib­ schlüssige Kupplungen und Bremsen definiert.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß die reibschlüssigen Kupplungen und Bremsen sowie der hydrodynamische Wandler ein aufwendiges Hydrauliksystem zur Ansteuerung benötigen, wobei eine einwandfreie Funktion dieser Bauteile hohe An­ forderungen an die Fertigung stellt. Die mit dem Betreiben des Hydrauliksystems verbundenen Verluste bewirken zusätz­ lich eine Verschlechterung des Gesamtgetriebewirkungsgrades und damit einhergehenden erhöhten Kraftstoffverbrauch.

Weiter sind aus der Praxis Getriebe bekannt, bei wel­ chen ein Gangwechsel anstatt über kraftschlüssige Schalt­ elemente mit formschlüssigen Schaltelementen, wie bei­ spielsweise Schieberäder, Schiebemuffen mit Klauen, Frei­ läufe oder an sich bekannte Synchronisierungen, durchge­ führt wird.

Der Einsatz von derartigen formschlüssigen Schaltele­ menten in Getrieben weist jedoch den Nachteil auf, daß ein Schaltvorgang nicht ohne vorgeschalteten Synchronisierungs­ vorgang durchgeführt werden kann, da ein Einrücken der Ver­ zahnungen ohne Synchronisierung nicht durchführbar ist. Der Synchronisierungsvorgang führt jedoch nachteilhafterweise zu einer Zugkraftunterbrechung, die in bestimmten Betriebs­ situationen zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Schaltkomforts führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Schaltvorrichtung eines Getriebes zur Verfü­ gung zu stellen, mittels welcher ein Schaltvorgang ohne Zugkraftunterbrechung bei hohem Schaltkomfort durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Schalt­ vorrichtung eines Getriebes gemäß den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 bzw. des Patentanspruches 4 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung eines Ge­ triebes mit wenigstens zwei durch Schaltmittel betätigbaren Schiebemuffen und zwei jeweils einer Schiebemuffe zugeord­ neten Kupplungsscheiben besteht die Möglichkeit, eine Zug­ hochschaltung ohne Zugkrafteinbruch durchzuführen, da die Kupplungsscheiben und die Schiebemuffe jeweils mit einer mit einer Verbindungseinrichtung eines benachbart angeord­ neten Losrades korrespondierenden Verbindungseinrichtung versehen sind, die in Abhängigkeit einer axialen Position der Schiebemuffe spontan bzw. schlagartig miteinander in Eingriff bringbar sind, ohne eine Drehzahlanpassung eines aktuell in dem Getriebe eingelegten Ganges vor Zuschalten des neuen Ganges vorzunehmen. Dies wird durch die erfin­ dungsgemäße Ausgestaltung der Wirkverbindung zwischen den Verbindungseinrichtungen der Kupplungsscheiben und den da­ mit korrespondierenden Verbindungseinrichtungen der Losrä­ der, welche zueinander ein großes Verdrehspiel aufweisen, erreicht. Durch das schlagartige Zuschalten des neuen Gan­ ges wird in vorteilhafter Weise bei einer Zughochschaltung das Auftreten von Zugkraftunterbrechungen, wie sie bei­ spielsweise bei Schaltungen mit synchronisierten Getrieben auftreten, vermieden.

Weiter ist von Vorteil, daß ein alter Gang beim Zu­ schalten eines neuen höheren Ganges aufgrund einer Mo­ mentumkehr von einem an der Wirkverbindung des alten Ganges anliegenden Zugmomentes zu einem Schubmoment wenigstens annähernd gleichzeitig automatisch gelöst wird, womit ein Blockieren des Getriebes auf einfache Art und Weise vermie­ den wird.

Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, daß ledig­ lich die Kupplungskörper jeweils mit einer Verbindungsein­ richtung versehen sind, welche mit einer Verbindungsein­ richtung der Losräder korrespondieren, wobei in einem kon­ tinuierlichen Betrieb des Getriebes Mittel zum Halten der Kupplungskörper in Eingriff mit den Losrädern vorgesehen sind, damit bei Anliegen eines Schubmomentes an der Wirk­ verbindung zwischen einem Kupplungskörper und einem Losrad ein Kraftfluß zwischen einer Antriebseinheit eines Fahrzeu­ ges und dessen Abtrieb nicht automatisch unterbrochen wird. Diese Mittel sind jedoch bei einem vorgesehenen Gangwechsel derart deaktiviert, daß durch die bei einer Zughochschal­ tung an einer Zahnradpaarung eines alten Ganges auftretende Momentumkehr, welche beim Zuschalten des neuen höheren Gan­ ges auftritt, der alte Gang durch die Abweisflanke gelöst wird und der Kraftfluß von dem neuen Gang übernommen werden kann, ohne daß ein Blockieren des Getriebes auftritt.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus den nachfol­ gend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Aus­ führungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit einer Schiebemuffe und zwei zugeordneten Kupplungsscheiben;

Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung der Ver­ zahnung zwischen einer Kupplungsscheibe und einem Kupplungskörper eines Losrades;

Fig. 3 bis Fig. 8 verschiedene axiale Positionen der Schiebemuffen während eines Schalt­ gangs;

Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung mit einem Mittel zum Halten einer Kupplungsscheibe in Eingriff mit einem Zahnprofil eines Losrades;

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform eines Mittels zum Halten einer Kupplungsscheibe in Ein­ griff mit einem Losrad und

Fig. 11 eine Detailansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Mittels zum Halten eines Kupplungskörpers in Eingriff mit einem Losrad.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Schaltvorrichtung 1 eines Getriebes mit einer durch ein Schaltmittel 2 betätigbaren Schiebemuffe 3 und zwei Kupplungsscheiben 4A, 4B darge­ stellt. Die Schiebemuffe 3 und die beiden Kupplungsscheiben 4A, 4B sind auf einer Welle 5 des Getriebes drehfest und axial verschiebbar gelagert.

Die Kupplungsscheiben 4A, 4B sind jeweils zwischen der Schiebemuffe 3 und auf der Welle 5 drehbar gelagerten Los­ rädern 6A, 6B angeordnet und gegenüber der Schiebemuffe 3 über jeweils ein zwischen der Schiebemuffe 3 und den Kupp­ lungsscheiben 4A, 4B vorgesehenes Federelement 7A, 7B ange­ federt.

Weiter weisen die Kupplungsscheiben 4A, 4B und die Schiebemuffe 3 jeweils eine mit einer Verbindungseinrich­ tung 8A, 8B, 9A, 9B eines benachbart angeordneten Losra­ des 6A, 6B korrespondierende Verbindungseinrichtung 10A, 10B, 11A, 11B auf, die in Abhängigkeit einer axialen Posi­ tion der Schiebemuffe 3 spontan bzw. schlagartig miteinan­ der in Eingriff bringbar sind.

Die Verbindungseinrichtungen 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B der Kupplungsscheiben, der Schiebemuffe und der Losräder 6A, 6B sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ineinander führbare Zahnprofile ausgebildet, welche zur Herstellung einer formschlüssigen Wirkverbindung zwischen den Kupplungsscheiben und den Losrädern bzw. den Schiebe­ muffen und den Losrädern in Eingriff gebracht werden. Es liegt jedoch selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, die Verbindungseinrichtungen in einer anderen für den je­ weilig vorliegenden Anwendungsfall geeigneten Art und Wei­ se, wie beispielsweise als Klinke, eine geeignete Oberflä­ chenprofilierung zur Herstellung eines Formschlusses oder dergleichen, auszubilden, so daß die gewünschte Funktions­ weise der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung gegeben ist.

Die Verzahnungen 9A, 11A, 9B, 11B zwischen den Kupp­ lungsscheiben 4A, 4B und den Losrädern 6A, 6B sind derart ausgebildet, daß über diese lediglich Zugmomente übertrag­ bar sind. Die Verzahnungen 8A, 10A, 8B, 103 zwischen der Schiebemuffe 3 und den Losrädern 6A, 6B sind derart ausge­ bildet, daß über diese Schubmomente führbar sind. Weiter weisen die Zahnprofile 11A, 11B der Kupplungsscheiben 4A, 4B und die Zahnprofile 10A, 103 der Schiebemuffe 3 und die damit korrespondierenden Zahnprofile 8A, 8B, 9A, 9B der Losräder 6A, 6B bei getrenntem Eingriff ein großes Verdreh­ spiel bzw. Zahnflankenspiel auf, wobei dieses Zahnflanken­ spiel bei gleichzeitigem Eingriff der Verzahnungen 8A, 9A, 10A, 11A bzw. 8B, 9B, 103 und 11B zwischen den Kupplungs­ scheiben 4A, 4B, der Schiebemuffe 3 und den Losrädern 6A, 6B reduziert ist.

Die Schiebemuffe 3 und die Kupplungsscheiben 4A, 4B sind auf einem mit der Welle 5 verbundenen Zwischenstück 12 drehfest gelagert, wobei das Zwischenstück 12 ebenfalls eine drehfeste Verbindung mit der Welle 5 aufweist. Die drehfeste Verbindung zwischen der Schiebemuffe 3, der Kupp­ lungsscheiben 4A, 4B und dem Zwischenstück 12 ist jeweils über eine formschlüssige Verbindung ausgebildet, wobei die Schiebemuffe 3 und die Kupplungsscheiben 4A, 4B mit radial in Richtung der Welle 5 weisenden Zähnen 13A, 13B, 14 in Nuten 15 des Zwischenstücks 12 eingreifen, die in axialer Richtung der Welle 5 verlaufen.

Die Schiebemuffe 3 ist im Querschnitt wenigstens annä­ hernd T-förmig ausgebildet und übergreift die beiden zuge­ ordneten Kupplungsscheiben 4A, 4B mit ihrem ringförmigen Quersteg 3A in axialer Richtung der Welle 5. Die beiden Kupplungsscheiben 4A, 4B sind durch die Federelemente 7A, 7B jeweils gegen einen an einer der Welle 5 zugewandten Innenseite des Quersteges 3A angeordneten Ring 16A, 16B gedrückt, wobei die Kupplungsscheiben 4A, 4B aufgrund einer Vorspannung der Federelemente 7A, 7B in nahezu allen Be­ triebsbereichen bzw. axialen Positionen der Schiebemuffe 3 an den Ringen 16A bzw. 16B anliegen.

In dem Zwischenstück 12 ist in einer Bohrung 17 ein federbelasteter kugelförmig ausgestalteter Sperrkörper 18 angeordnet, welcher in der in Fig. 1 dargestellten Neutral­ position der Schiebemuffe 3 in eine Aussparung der Zähne 14 der Schiebemuffe 3 eingreift. Über den federbelasteten Sperrkörper 18 wird eine Rastierung erreicht, welche eine definierte Positionierung der Schiebemuffe 3 ermöglichen soll.

Fig. 2 zeigt eine dreidimensionale Detaildarstellung eines die Zahnprofile 8A, 9A des Losrades 6A aufweisenden Kupplungskörpers 19A und die Kupplungsscheibe 4A mit ihrem Zahnprofil 11A. Wie aus der Darstellung ersichtlich, weist das Zahnprofil 11A der Kupplungsscheibe 4A und das mit die­ sem korrespondierende Zahnprofil 9A des Losrades 6A bzw. des Kupplungskörpers 19A wenigstens annähernd ein Sägezahn­ profil auf, wobei das Zahnprofil 9A des Kupplungskör­ pers 19A mit einer Abweisflanke bzw. Abweisschräge 32 aus­ gebildet ist, mittels welcher die Kupplungsscheibe 4A bei Anliegen eines Schubmomentes an dem Losrad 6A aus dem Ein­ griff mit dem Losrad 6A führbar ist.

Das Zahnprofil 8A des Losrades 6A bzw. des Kupplungs­ körpers 19A ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel über an einer Außenfläche des Kupplungskörpers 19A herausgearbeite­ te, in axialer Richtung des Kupplungskörpers 19A geradverlaufende Stege ausgebildet, welche mit der Verzahnung 10A der Schiebemuffe 3, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, in Eingriff bringbar sind. Aufgrund der geraden Verzahnung zwischen dem Kupplungskörper 19A und der Schiebemuffe 3 wirken weder bei Anliegen eines Schubmomentes noch bei An­ liegen eines Zugmomentes in axialer Richtung der Welle 5 bzw. in Richtung des Verschiebeweges der Schiebemuffe 3 gerichtete Kräfte, so daß die Schiebemuffe 3 über das Schaltmittel 2 aus dem Eingriff mit der Verzahnung 8A des Kupplungskörpers 19A gebracht werden muß. Dies erfolgt ohne größere Kraftanstrengung bei Anliegen eines Zugmomentes, da in diesem Fall das Zugmoment über die Verzahnung 9A, 11A zwischen dem Losrad 6A und der Kupplungsscheibe 4A übertra­ gen wird.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 bis 9 die Wirkungs­ weise der Schaltvorrichtung 1 erläutert, wobei die jeweils linke Darstellung die Schiebemuffe eines aktuell eingeleg­ ten Ganges des Getriebes darstellt und die rechte Darstel­ lung eine Schiebemuffe der Schaltvorrichtung 1 eines einzu­ legenden neuen Ganges zeigt. Dabei wurden für gleiche Bau­ teile in der jeweils linken Darstellung der Fig. 3 bis 8 jeweils die Bezugszeichen aus Fig. 1 verwendet.

Gemäß Fig. 3 befindet sich die Schiebemuffe 3 auf dem Zwischenstück 12 in einer axialen Position, bei der sich die Zahnprofile 11A, 10A der Kupplungsscheibe 4A und der Schiebemuffe 3 mit den Zahnprofilen 8A, 9A des Losrades 6A gleichzeitig in Eingriff befinden. Eine Schiebemuffe 20 eines neuen Ganges, welche in der rechten Darstellung ge­ zeigt ist, befindet sich gemäß Fig. 3 in ihrer Neutralstel­ lung, wobei weder eine Kupplungsscheibe 21 noch die Schie­ bemuffe 20 in Eingriff mit einem Losrad 22 stehen.

Fig. 4 zeigt die Schiebemuffe 3 des aktuell eingeleg­ ten Ganges in einer axialen Position, in welcher sich die Kupplungsscheibe 4A nach wie vor in Eingriff mit dem Losrad 6A befindet, wobei die Schiebemuffe 3 keine form­ schlüssige Verbindung mehr mit dem Zahnprofil 8A des Losra­ des 6A aufweist. Die Schiebemuffe 20 des einzulegenden Gan­ ges befindet sich in dieser Phase des Schaltvorganges nach wie vor in ihrer neutralen Position.

Gemäß der Darstellung in Fig. 5 ist die Schiebemuf­ fe 20 des neuen Ganges in Richtung des Losrades 22 derart verschoben, daß ein Abstand zwischen der Kupplungsschei­ be 21 und der Schiebemuffe 20 verringert ist. Diese Verrin­ gerung des Abstandes bewirkt eine Vorspannung eines Fe­ derelementes 23, welches zwischen der Schiebemuffe 20 und der Kupplungsscheibe 21 angeordnet ist, und führt dazu, daß die Kupplungsscheibe 21 nicht mehr an dem Quersteg der Schiebemuffe 20 anliegt.

Die Schiebemuffe 20 und die Kupplungsscheibe 21 des neuen Ganges sind wie die Schiebemuffe 3 und die Kupplungs­ scheibe 4A des aktuellen Ganges in Nuten 24 eines Zwischen­ stücks 25 des neuen Ganges geführt, wobei Seitenflächen der Nuten 15, 24 der Zwischenstücke 12, 25 des alten und des neuen Ganges im Bereich eines Verschiebeweges der Schiebe­ muffen 3, 20 wenigstens annähernd parallel zueinander ver­ laufen, so daß die Schiebemuffen 3, 20 ohne Widerstand in ihren axialen Positionen verstellt werden können. Die Sei­ tenflächen der Nuten 15, 24 des alten und des neuen Ganges weisen jedoch im Teilbereich eines Verschiebeweges der Kupplungsscheiben 4A, 21 jeweils eine Sperrschräge 35 auf, die derart ausgebildet ist, daß die Kupplungsscheiben 4A, 21 erst ab Vorliegen einer bestimmten Federkraft der Federelemente 7A, 23 über diese führbar sind und die Kupp­ lungsscheiben 4A, 21 mit den Losrädern 6A bzw. 22 schlagar­ tig in Eingriff gebracht werden können.

Im Fall der Darstellung gemäß Fig. 5 ist die durch das Federelement 23 des neuen Ganges auf die Kupplungsschei­ be 21 aufgebrachte Federkraft noch nicht ausreichend, um die Kupplungsscheibe 21 mit dem Losrad 22 in Eingriff zu bringen. Erst mit zunehmenden axialen Verschiebeweg der Schiebemuffe 20 des neuen Ganges ist die Federkraft des Federelementes 23 ausreichend, um die Kupplungsscheibe 21 in Eingriff mit dem Losrad 22 zu bringen.

Diese axiale Position der Schiebemuffe 20 des neuen Ganges ist in Fig. 6 dargestellt. Bis zu dem Zeitpunkt, bei welchem die Verzahnung zwischen dem Losrad 22 und der Kupp­ lungsscheibe 21 des neuen Ganges einrastet, verbleibt die Kupplungsscheibe 4A in Eingriff mit dem Losrad 6A des alten Ganges, wobei die Kupplungsscheibe 21 und das Losrad 22 selbst bei voller Drehzahldifferenz zwischen der Kupplungs­ scheibe 21 und dem Losrad 22 aufgrund des vorbeschriebenen großen Verdrehspiels bzw. Zahnflankenspiels zwischen den Zahnprofilen der Kupplungsscheiben und der damit korrespon­ dierenden Zahnprofile der Kupplungskörper der Losräder pro­ blemlos ineinandergeführt werden können. Der Eingriff bei voller Differenzdrehzahl wird aufgrund der sägezahnartigen Geometrie und der daraus resultierenden großen Lücke ermög­ licht, wodurch ein Einspuren der Verzahnungen der Kupp­ lungsscheibe und des Losrades problemlos und hochdynamisch erfolgt.

Sobald der Kraftfluß in dem Getriebe über die Welle 5, die Kupplungsscheibe 21 und dem Losrad 22 des neuen Ganges geführt wird, tritt an der Wirkverbindung des alten Ganges zwischen dem Losrad 6A und der Kupplungsscheibe 4A eine Momentumkehr von einem Zugmoment zu einem Schubmoment auf, welche zu einem spontanen Lösen des alten Ganges bzw. zu einer axialen Verschiebung der Kupplungsscheibe 4A des al­ ten Ganges in Richtung der Schiebemuffe 3 führt, wobei die Schiebemuffe 3 des alten Ganges nur geringfügig in axialer Richtung der Welle 5 bewegt wird.

Anschließend nach der in Fig. 7 dargestellten Phase des Schaltvorganges, in der der neue Gang über die Kupp­ lungsscheibe 21 zugeschalten ist und der alte Gang gelöst ist, wird die Schiebemuffe 3 des alten Ganges in ihre Neu­ tralstellung verschoben und die Schiebemuffe 20 des neuen Ganges wird in Richtung des Losrades 22 so weit verstellt, bis sie in Eingriff mit dem Losrad 22 steht. In dieser in Fig. 8 dargestellten axialen Position der Schiebemuffe 20 können von dem Losrad 22 auf die Welle 5 sowohl Zug- als auch Schubmomente übertragen werden.

Eine weitere Ausführungsform der Schaltvorrichtung 1 ist in Fig. 9 dargestellt, wobei gleiche Bauteile und Bau­ teile mit gleicher Wirkungsweise gemäß den vorbeschriebenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die Schiebemuffe 3 gemäß der in Fig. 9 gezeigten Aus­ führungsform weist kein eigenes Zahnprofil auf und ist vor­ wiegend zum axialen Bewegen der Kupplungsscheiben 4A, 4B vorgesehen. Um abweichend von der in den Fig. 1 bis 8 be­ schriebenen Ausführungsform der Schaltvorrichtung 1 über die Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 4A und dem Losrad 6A auch Schubmomente übertragen zu können, ist gemäß Fig. 9 ein als eine geschlitzte Haltefeder 27 ausgebildetes Mittel zum Halten der Kupplungsscheibe 4A in Eingriff mit dem Losrad 6A vorgesehen.

Tritt an der Verbindung zwischen dem Losrad 6A und der Kupplungsscheibe 4A nach abgeschlossenem Schaltvorgang in verschiedenen Betriebssituationen eines Fahrzeugs eine Mo­ mentenumkehr von einem Zugmoment zu einem Schubmoment auf, werden die durch die Ausgestaltung der Zahnprofile 9A, 11A des Kupplungskörpers 19A und der Kupplungsscheibe 4A auf die Kupplungsscheibe 4A wirkende Abweiskräfte aufgrund der Abweisflanke 32 über die geschlitzte Haltefeder 27, die Schiebemuffe 3 und den Kupplungskörper 19A aufgenommen.

Dazu wird die geschlitzte Haltefeder 27 durch einen auf der Schiebemuffe 3 drehfest und axial Verschieblich geführten Schiebering 28 in Abhängigkeit einer axialen Po­ sition des Schieberinges 28 in eine ringförmige Ausnehmung 29 des Kupplungskörpers 19A mit einem Ende eingeführt, so daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kupplungs­ körper 19A und der Schiebemuffe 3 dahingehend besteht, daß die Kupplungsscheibe 4A bei Vorliegen eines Schubmomentes nicht aus der Verzahnung mit dem Losrad 6A gedrückt wird.

Zum Lösen der Haltefeder 27 wird der Schiebering 28 von dem Losrad 6A in Richtung der Schiebemuffe 3 verscho­ ben, wobei die Haltefeder 27 aufgrund ihrer Ausgestaltung aus der ringförmigen Ausnehmung des Kupplungskörpers 19A herausfedert und die Verbindung zwischen der Kupplungs­ scheibe 4A und dem Losrad 6A bei Anliegen eines Schubmomen­ tes spontan gelöst wird.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Mit­ tels zum Halten der Kupplungsscheibe 4A in Eingriff mit dem Losrad 6A bei Anliegen eines Schubmomentes. Dabei wird der Sperrkörper 18 derart stark angefedert, daß die Kupplungs­ scheibe 4A bei Anliegen eines fahrbedingten Schubmomentes nicht aus dem Eingriff mit dem Losrad 6A gebracht werden kann, da die Schiebemuffe 3 bei Anliegen von Schubmomenten nicht über den Sperrkörper 18 hinweg aus ihrer Schaltposi­ tion verstellt werden kann. Erst bei deutlich höheren Schubmomenten durch das Zuschalten des neuen Ganges wird die Abweiskraft der Abweisschräge 32 so hoch, daß der alte Gang automatisch gelöst wird. Die Schaltmittel 2 werden anschließend in die der Kupplungsscheibe 4A entsprechende Position geführt, wobei es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt, die Schaltmittel bereits kurz vor der Zuschaltung des neuen Ganges in diese Position zu führen.

In Fig. 11 ist in einer Detailansicht eine weitere Ausgestaltung eines Mittels zum Halten der Kupplungsschei­ be 4A in Eingriff mit dem Losrad 6A dargestellt. Dabei weist das Zahnprofil 9A des Losrades 6A ein bewegliches Profil auf. Das Zahnprofil 9A ist in Zugrichtung starr aus­ gebildet und weist in Schubrichtung eine verformbare bzw. wegklappbare zusätzliche Klaue 30 auf. Die verschiebbare Klaue 30 ist an einem hinter einer Zugverzahnung 33 der Verzahnung 9A angeordneten zweiten Ring 34 ausgebildet, der gegenüber der Zugverzahnung des Zahnprofils 9A des Losra­ des 6A in Schubrichtung angefedert ist. Dabei wird die An­ federung über ein federndes Element 31 vorgesehen, wobei die von dem federnden Element 31 aufgebrachte Federkraft derart vorgesehen ist, daß bei Anliegen eines Schubmomentes das Zahnprofil 11A nicht über die Abweisschräge 32 geführt werden kann. Wird jedoch ein Schaltvorgang durchgeführt, dann ist das anliegende Schubmoment zu groß und die Feder­ kraft des federnden Elementes 31 wird überwunden, so daß die Klaue 30 in Schubrichtung von dem Zahnprofil 11A bzw. der Kupplungsscheibe 4A verdrängt wird und die Kupplungs­ scheibe 4A über die Abweisschräge aus dem Eingriff mit dem Losrad 6A geführt wird.

Alle Ausführungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrich­ tung weisen den Vorteil auf, daß ein neuer Gang bei voller Drehzahldifferenz zwischen einer Drehzahl der die neue Übersetzung ausbildenden Losräder und der die aktuelle oder alte Übersetzung darstellenden Losräder durchgeführt werden kann. Um einen Zugkrafteinbruch am Abtrieb zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, eine getriebeabtriebsseitig ange­ ordnete Reibkupplung, die als Anfahrelement vorgesehen ist, derart mit an einem Ansteuerdruck zu beaufschlagen, daß diese beim Zuschalten des neuen Ganges durchrutscht und einen vor der Schaltung definierten Momentenwert auf den Abtrieb überträgt.

Bezugszeichen

1

Schaltvorrichtung

2

Schaltmittel

3

Schiebemuffe

3

A Quersteg

4

A,

4

B Kupplungsscheiben

5

Welle

6

A,

6

B Losrad

7

A,

7

B Federelement

8

A,

8

B Verbindungseinrichtung, Zahnprofil des Losrades

9

A,

9

B Verbindungseinrichtung, Zahnprofil des Losrades

10

A,

10

B Verbindungseinrichtung, Zahnprofil der Schiebe­ muffe

11

A,

11

B Verbindungseinrichtung, Zahnprofil der Kupplungs­ scheibe

12

Zwischenstück

13

A,

13

B Zähne der Kupplungsscheiben

14

Zähne der Schiebemuffe

15

Nuten

16

A,

16

B Ring

17

Bohrung

18

Sperrkörper

19

A,

19

B Kupplungskörper

20

Schiebemuffe des neuen Ganges

21

Kupplungsscheibe des neuen Ganges

22

Losrad des neuen Ganges

23

Federelement des neuen Ganges

24

Nuten des neuen Ganges

25

Zwischenstück des neuen Ganges

27

geschlitzte Haltefeder

28

Schiebering

29

ringförmige Ausnehmung

30

Klaue

31

federndes Element

32

Abweisschräge, Abweisflanke

33

Zugverzahnung

34

zweiter Ring

35

Sperrschräge

Claims (13)

1. Schaltvorrichtung (1) eines Getriebes mit wenig­ stens zwei durch Schaltmittel (2) betätigbaren Schiebemuf­ fen (3, 20) und zwei jeweils einer Schiebemuffe (3 bzw. 20) zugeordneten Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21), die auf einer Welle (5) drehfest und axial verschiebbar gelagert sind, wobei die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) jeweils zwischen einer Schiebemuffe (3, 20) und auf der Welle (5) drehbar gelagerten Losrädern (6A, 6B, 22) angeordnet sind und ge­ genüber den Schiebemuffen (3, 20) über jeweils ein zwischen den Schiebemuffen (3, 20) und den Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) vorgesehenes Federelement (7A, 7B, 23) angefedert sind, wobei die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) und die Schiebemuffen (3, 20) jeweils mit einer mit einer Verbin­ dungseinrichtung (8A, 8B, 9A, 9B) eines benachbart angeord­ neten Losrades (6A, 6B, 22) korrespondierenden Verbindungs­ einrichtung (10A, 10B, 11A, 11B) versehen sind, die in Ab­ hängigkeit einer axialen Position der Schiebmuffen (3, 20) miteinander in einen formschlüssigen Eingriff bringbar sind, und wobei die mit den Verbindungseinrichtungen (11A, 11B) der Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) korrespondierenden Verbindungseinrichtungen (9A, 9B) der Losräder (6A, 6B, 22) jeweils mit einem großen Verdrehspiel zueinander und wenig­ stens einer Abweisflanke (32) ausgebildet sind, mittels welcher eine Kupplungsscheibe (4A, 4B, 21) bei Anliegen eines Schubmomentes aus einem Eingriff mit einem Losrad (6A, 6B, 22) führbar ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß über die formschlüssigen Wirkverbindungen zwischen den Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) und den Losrädern (6A, 6B, 22) Zugmomente übertragbar sind, und über die formschlüssigen Wirkverbindungen zwi­ schen den Schiebemuffen (3, 20) und den Losrädern (6A, 6B, 22) Schubmomente führbar sind.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrich­ tungen (11A, 11B) der Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) und die Verbindungseinrichtungen (10A, 10B) der Schiebemuf­ fen (4A, 4B, 20) und die damit korrespondierenden Verbin­ dungseinrichtungen (8A, 8B, 9A, 9B) der Losräder (6A, 6B, 22) bei getrenntem Eingriff ein großes Verdrehspiel aufwei­ sen, wobei dieses Verdrehspiel bei gleichzeitigem Vorliegen der formschlüssigen Wirkverbindung zwischen einer Kupp­ lungsscheibe (4A, 4B, 21), der damit korrespondierenden Schiebemuffe (3, 20) und einem diesen zugeordneten Losrad (6A, 6B, 22) reduziert ist.

4. Schaltvorrichtung eines Getriebes mit wenigstens zwei durch Schaltmittel (2) betätigbaren Schiebemuffen (3, 20) und zwei jeweils einer Schiebemuffe (3, 20) zugeordne­ ten Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21), die auf einer Welle (5) drehfest und axial verschiebbar gelagert sind, wobei die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) jeweils zwischen den Schie­ bemuffen (3, 20) und auf der Welle (5) drehbar gelagerten Losrädern (6A, 6B, 22) angeordnet sind und gegenüber den Schiebemuffen (3, 20) über jeweils ein zwischen den Schie­ bemuffen (3, 2ß) und den Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) vorgesehenes Federelement (7A, 7B, 23) angefedert sind, wobei die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) jeweils mit einer mit einer Verbindungseinrichtung (9A, 9B) eines benachbart angeordneten Losrades (6A, 6B, 22) korrespondierenden Ver­ bindungseinrichtung (11A, 11B) versehen sind, die in Abhängigkeit einer axialen Position der Schiebmuffe (3, 20) mit­ einander in formschlüssigen Eingriff bringbar sind, wobei die mit den Verbindungseinrichtungen (11A, 11B) der Kupp­ lungsscheiben (4A, 4B, 21) korrespondierenden Verbindungs­ einrichtungen (9A, 9B) der Losräder (6A, 6B, 22) jeweils mit einem großen Verdrehspiel und wenigstens einer Abweis­ flanke (32) ausgebildet sind, mittels welcher eine Kupp­ lungsscheibe (4A, 4B, 21) bei Anliegen eines Schubmomentes aus einem Eingriff mit einem Losrad (6A, 6B, 22) führbar ist, und wobei wenigstens ein steuerbares Mittel (27, 28, 30) vorgesehen ist, um eine Kupplungsscheibe (4A, 4B, 21) bei Anliegen eines Schubmoments in Eingriff mit einem Losrad (6A, 6B, 22) zu halten.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebe­ muffen (3, 20) im Querschnitt wenigstens annähernd T-förmig ausgebildet sind und die Schiebemuffen (3, 20) jeweils die beiden zugeordneten Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) mit ih­ rem ringförmigen Quersteg (3A) in axialer Richtung der Wel­ le (5) übergreifen, wobei die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) durch die Federelemente (7A, 7B, 23) im wesentlichen gegen jeweils einen an einer Innenseite des Quersteges (3A) angeordneten Ring (16A, 16B) gedrückt sind.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebe­ muffen (3, 20) und die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) auf mit der Welle (5) verbundenen Zwischenstücken (12) gelagert sind.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebe­ muffen (3, 20) und die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) je­ weils mit den Zwischenstücken (12) eine formschlüssige Ver­ bindung ausbilden, wobei die Schiebemuffen (3, 20) und die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) mit jeweils radial in Rich­ tung der Welle (5) weisenden Zähnen (13A, 13B) in in axia­ ler Richtung der Welle (5) verlaufenden Nuten (15) der Zwi­ schenstücke (12) eingreifen.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Seitenflächen der Nu­ ten (15) der Zwischenstücke (12) im Bereich eines Verschie­ beweges der Schiebmuffen (3, 20) wenigstens annähernd par­ allel zueinander verlaufen.

9. Schaltvorrichtung nach Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der Sei­ tenflächen der Nuten (15) der Zwischenstücke (12) im Teil­ bereich eines Verschiebweges der Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) mit einer Sperrschräge (35) versehen ist.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruche 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschrägen der­ art ausgebildet sind, daß die Kupplungsscheiben (4A, 4B, 21) bei Vorliegen einer bestimmten Federkraft des Federele­ mentes (7A, 7B, 23) über diese führbar sind.

11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (11A, 11B) der Kupplungsschei­ ben (4A, 4B, 21) und die damit korrespondierenden Verbin­ dungseinrichtungen (9A, 9B) der Losräder (6A, 6B, 22) zum Herstellen einer formschlüssigen Wirkverbindung jeweils ein Sägezahnprofil aufweisen.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (8A, 8B, 9A, SB) der Losräder (6A, 6B, 22) jeweils einen mit den Losrädern (6A, 6B, 22) ver­ bundenen Kupplungskörper (19A, 19B) aufweisen.

13. Schaltvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B) der Losräder (6A, 6B, 20), der Schiebemuffe (3, 20) und der Kupplungsscheiben (11A, 11B) als Zahnprofile ausge­ bildet sind.