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Die
Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe,
vzw. für
ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Dabei
sind die Steuerkurve und der zugeordnete wenigstens eine Kurvenfolger
relativ zueinander verstellbar nämlich
vzw. unter Abtastung der Steuerkurve durch den Kurvenfolger. Jedem
Gang des Gang-Wechselgetriebes ist wenigstens ein Kurvenfolger und
wenigstens eine Schaltzacke zugeordnet, die einen Eingelegt-Abschnitt
der jeweiligen Steuerkurve definiert. Der Gang ist eingelegt, wenn
sich der betreffende Kurvenfolger in einem dem Gang zugeordneten „Eingelegt-Abschnitt" befindet, und der Gang
ist nicht eingelegt, wenn sich der betreffende Kurvenfolger in einem „Nicht-Eingelegt-Abschnitt" befindet. Die Schaltvorrichtung
ist dafür
vorgesehen, vzw. unter Vermittlung wenigstens einer zugeordneten
Schalteinrichtung des Getriebes in Abhängigkeit von Abtastzuständen des
wenigstens einen Kurvenfolgers Gänge
des Getriebes einzulegen und/oder herauszunehmen.
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Derartige
Schaltvorrichtungen oder Stellvorrichtungen sind in verschiedenen
Ausführungen
bekannt. Es wird insbesondere auf die
DE 101 28 854 A1 verwiesen,
welche einen breiten Überblick über den
Stand der Technik in Bezug auf den Einsatz derartiger Schaltvorrichtungen/Stellvorrichtungen
in Doppelkupplungsgetrieben bietet, die insbesondere für das Gebiet
der Vierrad-Kraftfahrzeuge im Zusammenhang mit automatisierten Schaltgetrieben
vorgeschlagen wurden. Die dort vorgestellten Schaltwalzen sind üblicherweise
axial nicht verschiebbar und weisen Steuerkurven mit einer schmalen
Spur auf, die unwesentlich breiter als die Kurvenfolger sind. Die
Kurvenfolger werden daher ständig
und ausschließlich
von der schmalen Spur der jeweiligen Steuerkurve geführt.
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Für das Gebiet
der Vierrad-Kraftfahrzeuge wurden weiterhin im Zusammenhang mit
automatisierten Schaltgetrieben im Hinblick auf die Möglichkeit,
von einer rein sequentiellen Schaltweise abzuweichen, verschiedene
Vorschläge
gemacht. So schlägt
die
DE 195 09 477
A1 und auch die
DE
195 16 651 A1 vor, die stiftartigen, in Steuernuten der Schaltwalze
eingreifenden Kurvenfolger in Radialrichtung beweglich zu lagern,
damit der Kurvenfolger (Nutfolger) außer Eingriff mit der zugeordneten
Steuerkurve (Steuernut) bringbar ist, so dass beim Schalten zum
Abweichen von der sequentiellen Schaltfolge verschiedene Gänge übersprungen
werden können.
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Mit ähnlicher
Zielsetzung schlägt
die
DE 195 43 645
A1 vor, Schaltnuten abschnittsweise verbreitert auszuführen und
die Schaltwalze insgesamt in axialer Richtung verschiebbar zu lagern,
so dass durch Axialverschiebungen der Schaltwalze während Schaltvorgängen die
Kurvenfolger, die in Abweichung von der sequentiellen Schaltfolge
nicht betätigt
werden sollen, in Neutralstellung verbleiben können.
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Die
bisherigen im Stand der Technik bekannten Schaltvorrichtungen sind
konstruktiv sehr aufwendig hergestellt bzw. mit entsprechendem konstruktivem
Aufwand verbunden. Einerseits müssen entsprechende
Aktuatoren vorgesehen werden, bspw. für Schaltwalzen die axial bewegt
werden müssen,
andererseits sind die hier im Stand der Technik vorgeschlagenen
Entriegelungsvorrichtungen ebenfalls konstruktiv ebenfalls konstruktiv
aufwendig sowie auch wartungsaufwendig.
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Der
Lehre der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Schaltvorrichtung für ein
Gangwechselgetriebe der eingangs genannten Art derart auszugestalten
und weiterzubilden, dass eine vereinfachte Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe
insbesondere zum Einsatz bei Doppelkupplungsgetrieben, für automatisierte
Schaltgetriebe geschaffen ist.
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Diese
zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Durch
die entsprechenden verbreiterten Abschnitte und den entsprechenden
den jeweiligen ausgewählten
Gängen
zugeordneten Eingelegt – Bereichen
bzw. Nicht – Eingelegt-Bereichen werden
mehrere Vorteile erzielt. Einerseits ist der konstruktive Aufwand
auch für
eine Entriegelungsvorrichtung stark vereinfacht, anderseits entfallen
die entsprechenden Aktuatoren zur Bewegung, nämlich zur Axialverschiebung
der entsprechenden Schaltwalzen. Im Ergebnis ist eine konstruktiv
einfache Schaltvorrichtung für
ein Gangwechselgetriebe geschaffen, das kostengünstig herstellbar und wartungsfreundlich
ist und bei dem kostenintensive Komponenten vermieden sind.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten
die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung
in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf
die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen
werden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele
sowie der Erläuterung
anhand der entsprechenden Zeichnungen. In Zeichnung zeigt:
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1 eine
axiale Schnittzeichnung eines Ausschnitts einer Schaltvorrichtung
gemäß der Erfindung
in schematischer Darstellung,
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2 eine
schematische Querschnittzeichnung einer Schaltwalze in einer Schaltvorrichtung
gemäß der Erfindung,
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3 schematisch
Ausschnitte einer Abwicklung einer Steuerkurve gemäß der Erfindung,
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4 schematisch
eine Abwicklung der Steuerkurven eines 8-Gang Getriebes gemäß der Erfindung,
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5 die
Abwicklung der Steuerkurven aus 4 zur Erläuterung
von Schaltvorgängen,
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6 schematisch
eine Abwicklung einer Steuerkurve einer in einer Richtung drehenden Schaltwalze
gemäß der Erfindung,
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7 eine
schematische Seitenansicht eines Dorns mit zwangsgeführtem Mitnehmer
nach einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
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8 eine
schematische Querschnittzeichnung eines Ausschnitts eines Dorns
nach einer weiteren Ausführungsform
mit zwangsgeführtem
Mitnehmer und einer Schaltwalze in einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung,
und
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9 eine
schematische Seitenansicht des Dorns aus 8 gemäß der Erfindung.
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In
den 1 und 2 ist eine Schaltvorrichtung 10 für ein Gangwechselgetriebe
mit sieben Vorwärtsgängen I bis
VII und einem Rückwärtsgang R
gemäß der Erfindung
ausschnittsweise dargestellt.
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Hierbei
zeigt 1 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung 10 mit
einer Schaltwalze 11 und 2 schematisch
einen Querschnitt durch die Schaltwalze 11.
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Die
Schaltwalze 11 ist um ihre Achse 12 drehbar gelagert
und ist axial unverschiebbar zur Schaltvorrichtung 10.
Die vzw. hohl ausgebildete Schaltwalze 11 weist auf ihrer
Innenfläche 13 Konturnuten
bzw. Schaltwalzennuten 14 auf, die zur Betätigung einer
oder mehrerer Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d,
die jeweils mit einer Schaltgabel 16 verbunden sind, vorgesehen
sind. Die Schaltschiene 15a ist den Gängen I und III, also dem ersten
und dritten Gang die Schaltschiene 15b den Gängen II
und IV, also dem zweiten und vierten Gang die Schaltschiene 15c den
Gängen
V und VII, also dem fünften
und siebten Gang und die Schaltschiene 15d den Gängen VI
und R, also dem sechsten und dem Rückwärtsgang zugeordnet. Die Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d,
sind so angeordnet, dass sie jeweils entlang der parallel zur Schaltwalze 11 verlaufenden Achse 12 verschiebbar
gelagert sind und über
einen Mitnehmer 17 mit der Schaltwalze 11 in Verbindung stehen.
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In
der 2 sind die radiale Position der Schaltwalzennuten 14 schematisch
durch den Pfeil 18 und die radiale Position der Mitnehmer 17 schematisch
durch den Pfeil 19 gekennzeichnet.
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Die
Mitnehmer 17 selbst sind wiederum verschiebbar in den Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d, angeordnet,
so dass der Eingriff in die Schaltwalzennuten 14 unterbrochen
werden kann. Diese Entriegelung wird z.B. über einen axial verschiebbaren
Dorn 20 mit entsprechenden Erhöhungen und Vertiefungen bewirkt.
Für die
Rückstellung
der Mitnehmer 17 wird auch durch Federn 21 gesorgt.
Das Herausziehen der Mitnehmer 17 erfolgt durch Ziehen
des Dorns 20 in 1 nach links und unter der Federkraft
der Feder 21, wobei das Einrasten durch Drücken des Dorns 20 in 1 nach
rechts entgegen der Federkraft der Federn 21 erfolgt.
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Die
dargestellte Variante beinhaltet vier Schaltschienen. Die Mitnehmer 17 sind
auf den Umfang der Schaltwalze 11 verteilt, vgl. insbesondere 2,
wodurch sich eine Verschiebung der den einzelnen Gängen entsprechenden
Lagen der Schaltwalzennuten 14 auf den Umfang der Schaltwalze 11 bezogen
ergibt. Zur Schaffung eines axialen Freiganges sind die Schaltwalzennuten 14 desweiteren
in axialer Richtung versetzt. In 1 ist zur
einfacheren Darstellung nur eine Schaltschiene 15a dargestellt. Für den Fachmann
ist ersichtlich, wie mehrere solcher Anordnungen axial und radial
gestaffelt unterzubringen sind.
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Eine
solche Staffelung ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Kann
z.B. die gesamte erforderliche Kontur/Steuerkurve auf einem Teilbereich des
Gesamtumfanges der Schaltwalze untergebracht werden, kann auf dem
Rest gegebenenfalls eine weitere Kontur/Steuerkurve in 1 plaziert werden.
Eine komplette Drehung kann dadurch evtl. unnötig werden, was allerdings
für einige
Anwendungen durchaus sinnvoll sein kann.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Mitnehmer 17 ist
auch als „Kurvenfolger" bezeichnenbar, wobei
die hier in den 1 und 2 dargestellte
Schaltwalzennut 14 auch als „Steuerkurve" bezeichnenbar ist.
Die Ausdrücke „Kurvenfolger" und „Steuerkurve" sind daher entsprechende
funktionale Begriffe, die in dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel
jeweils als Mitnehmer bzw. Schaltwalzennuten ausgebildet sind. Dies
gilt auch für
die nachfolgende Beschreibung.
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3 zeigt
schematisch Ausschnitte einer Abwicklung einer Steuerkurve 25 gemäß der Erfindung,
vzw. zur Einführung
der Abwicklung und der Beschreibung der Terminologie und grundsätzlichen Funktion
auch in Verbindung mit den 1 und 2:
Als
Beispiel dient eine vzw. durch die Steuerkurve 25 definierte
Kontur 30, welche einen Mitnehmer 31 führt, der
den ersten und dritten Gang I und III betätigt. Durch eine Drehung der
Schaltwalze 11 durchläuft
der Mitnehmer 31 die als Abwicklung in 3 dargestellte
Kontur 30 mit ihren verschiedenen dargestellten Funktionsbereichen 26, 27, 28, 29.
Soll nun ausgehend vom linken Bildrand der erste Gang I eingelegt
werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, der Mitnehmer 31 beginnt
die Kontur 30 zu durchlaufen, bis er im Funktionsbereich 27 je
nach Bewegungsrichtung auf eine Schräge 32 oder 32a stößt, die
den Mitnehmer 31 in eine entsprechende Lage l eines Eingelegt-Abschnitts 33 des
ersten Ganges I zwingt, da die Schaltwalze 11 axial nicht
verschiebbar ist. Die Lage enthält
dieselbe Bezeichnung (I) wie der Gang (I), der durch seinen Mitnehmer
in dieser Lage als eingelegt gilt.
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Die
Schaltwalze 11 besitzt einen Funktionsbereich 28,
in dem eine Lage der Schaltschiene 15a eingestellt wird,
die einer Neutrallage, der N-Rückführung N,
entspricht. Soll nun die N-Rückführung N eingelegt
werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, der Mitnehmer 31 durchläuft die
Kontur 30, bis er im Funktionsbereich 28 je nach
Bewegungsrichtung auf eine der beidseitigen Schrägen 34 oder 34a stößt, die den
Mitnehmer 31 in eine entsprechende Neutrallage N eines
Neutral-Abschnitts 35 zwingt.
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Soll
nun der dritte Gang III eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht,
der Mitnehmer 31 durchläuft
die Kontur 30, bis er im Funktionsbereich 29 je
nach Bewegungsrichtung auf eine Schräge 36 oder 36a stößt, die
den Mitnehmer 31 in eine entsprechende Lage III eines Eingelegt-Abschnitts 37 des dritten
Ganges III zwingt.
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Der
Funktionsbereich 26 dient dem Wiedereinsetzen von Mitnehmern,
wie unten beschrieben wird. Vzw. sind die jeweiligen Schrägen 32, 32a bzw. 34, 34a bzw. 36, 36a als
Teilbereiche der jeweils hierdurch definierte Schaltzacken ausgebildet.
Anders ausgedrückt,
die jeweiligen Schaltzacken weisen die jeweiligen Schrägen auf.
Eine Schaltzacke weist daher – je
nach Ausführungsform – zumindest
eine Schräge
auf.
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Die
Steuerkurve 25 ist verbreitert, sie weist zwischen Schaltzacken
verbreiterte Abschnitte wie den Abschnitt 26 oder die Abschnitte
zwischen den Funktionsbereichen 27 und 28 oder 28 und 29 auf, wo
auch ein Mitnehmer wieder eingesetzt werden könnte. Die Steuerkurve 25 enthält einen
dem ersten Gang I zugeordneten Eingelegt-Bereich 40 in
Längsrichtung
der Steuerkurve 25 gesehen, welcher seitlich innerhalb
der Steuerkurve 25 durch die Lage des Eingelegt-Abschnitts 33 bestimmt
ist, und die einen diesem ersten Gang I zugeordneten zum Eingelegt-Bereich 40 über die
Breite der Steuerkurve 25 komplementären Nicht-Eingelegt-Bereich 41 längs der
Steuerkurve 25 aufweist. Der erste Gang I ist eingelegt,
wenn sich der betreffende Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31,
in dem zugeordneten Eingelegt-Bereich 40 befindet, und
der erste Gang I ist nicht eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 in
dem zugeordneten Nicht Eingelegt-Bereich 41 befindet.
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Die
Steuerkurve 25 und der Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31 ist
jeweils zwei Gängen
zugeordnet, nämlich
dem ersten und dritten Gang I und III. Die Steuerkurve 25 enthält einem
dem dritten Gang III zugeordneten Eingelegt-Bereich 42 längs der Steuerkurve 25,
welcher seitlich innerhalb der Steuerkurve 25 durch die
Lage des Eingelegt-Abschnitts 37 bestimmt ist, und wobei
die Steuerkurve 25 einen diesem dritten Gang III zugeordneten
zum Eingelegt-Bereich 42 über die Breite der Steuerkurve 25 komplementären Nicht-Eingelegt-Bereich 43 in
ihrer Längsrichtung
gesehen aufweist. Der dritte Gang III ist eingelegt, wenn sich der
betreffende Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31, in dem
zugeordneten Eingelegt-Bereich 42 befindet,
und der dritte Gang III ist nicht eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 in
dem zugeordneten Nicht Eingelegt-Bereich 43 befindet.
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Der
Eingelegt-Bereich des ersten und dritten Ganges I und III liegt
jeweils im Nicht-Eingelegt-Bereich
des anderen. Die Nicht-Eingelegt-Bereiche 41 und 43 überschneiden
sich im Neutral-Bereich 44 der N-Rückführung N. Die N-Rückführung N
ist eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 im Neutral-Bereich 44 befindet.
In diesen Neutral-Bereich 44 gelangt der Mitnehmer 31 durch
Führen
in den Neutral-Abschnitt 35.
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Die
Kontur 30 diente hier im wesentlichen auch zur Einführung der
Begriffe und grundsätzlichen Funktionen.
Dies wird im folgenden auf ein vzw. 8-Gang-Getriebe gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung angewandt.
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4 zeigt
nun schematisch eine Abwicklung der aufeinander abgestimmten Steuerkurven
eines 8-Gang-Getriebes mit sieben Vorwärtsgängen I bis VII und einem Rückwärtsgang
R gemäß der Erfindung.
Die Steuerkurven 50, 51, 52, und 53 sind
jeweils zwei Gängen
mit einem gemeinsamen Mitnehmer (Kurvenfolger) zugeordnet. So betätigt in
Steuerkurve 50 Mitnehmer 55 die Gänge I und
III, in Steuerkurve 51 Mitnehmer 56 die Gänge II und
IV, in Steuerkurve 52 Mitnehmer 57 die Gänge V und
VII, und in Steuerkurve 53 Mitnehmer 58 die Gänge VI und
R. Die Steuerkurven sind über
eine volle Umdrehung der Schaltwalze von 0° bis 360° dargestellt. Die Mitnehmer
sind fortlaufend jeweils um 90° versetzt
und verschieben sich bei Drehung der Schaltwalze 11 gemeinsam
entlang ihrer jeweiligen Steuerkurve. Es sind parallele schräge Eingelegt-Hilfslinien über alle vier
Steuerkurven eingezeichnet, die jeweils an den entsprechenden Enden
mit dem Symbol des Ganges gekennzeichnet sind, dessen Eingelegt-Position
sie kennzeichnen. Diese Eingelegt-Hilfslinien I bis VII, R und N
schneiden die Steuerkurve des ihnen zugeordneten Ganges in dessen
Eingelegt-Abschnitt. Sie ermöglichen
es, die Position aller Mitnehmer 55, 56, 57, 58 zu
bestimmen bzw. verfolgen, wenn ein bestimmter Gang eingelegt ist
bzw. wird.
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Das
8-Gang-Getriebe ist vzw. als Lastschalt- oder Doppelkupplungsgetriebe
ausgebildet, bei dem jeweils die beiden Gänge eines Mitnehmers zu unterschiedlichen
Kupplungen gehören.
Aufeinander folgende Vorwärtsgänge gehören ebenfalls
zu unterschiedlichen Kupplungen, woraus sich die Verteilung aller
Gänge auf
die beiden Kupplungen ergibt.
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Beispielhaft
ist die Eingelegt-Hilfslinie N hervorgehoben, welche Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in
den Neutral-Abschnitten 60, 61, 62, 63 der
Steuerkurven 50, 51, 52, 53 zeigt.
In dieser Stellung der Schaltwalze 11 ist das Getriebe
in Neutralstellung, also kein Gang eingelegt.
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Eine
einfache Schaltung wird nun in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
Durch eine Drehung der Schaltwalze 11 durchlaufen die Mitnehmer 17 bzw. 55, 56, 57, 58 die
als Abwicklung in 4 dargestellte Kontur ihrer
jeweiligen Steuerkurven 50, 51, 52, 53 mit
ihren verschiedenen Funktionsbereichen, deren Funktion in 3 beschrieben wurde.
Der Mitnehmer 17 steht in 1 stellvertretend
für einen
den Gängen
zugeordneten jeweiligen Mitnehmer 55, 56, 57, 58,
da in 1 stellvertretend nur ein Mitnehmer 17 dargestellt
ist. Ausgangspunkt sei die Position der Schaltwalze 11,
in der die Lage der Schaltschienen 15a, 15b, 15c und 15d jeweils der
Neutrallage, N-Rückführung N,
entspricht, also die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in
den Neutral-Abschnitten 60, 61, 62, 63 der
Steuerkurven 50, 51, 52, 53 sind,
wie in 4 dargestellt.
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Soll
nun der erste Gang I eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht,
die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 beginnen
die Steuerkurven 50, 51, 52, 53 zu
durchlaufen, bis sie auf eine Schräge stoßen, die die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in
eine entsprechende Lage zwingt. So trifft als erstes der Mitnehmer 55 des ersten
und dritten Ganges I und III auf eine Schräge der Steuerkurve 50.
Dies führt
zu einer axialen Verschiebung des Mitnehmers und dem Einlegen des ersten
Ganges I Die einzelnen Gänge,
und damit Lagen der Mitnehmer 50, 51, 52, 53,
werden durch Rastierungen in ihrer Position gehalten bis sie von
einer Schräge
erneut in eine andere Lage gezwungen werden durch Überwindung
der Rastierungskräfte.
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Soll
nun der zweite Gang II eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 weiter
verdreht, bis der zweite Gang II durch Mitnehmer 56 über eine
Schräge
der Steuerkurve 51 eingelegt wird. Der erste Gang I bleibt
weiterhin eingelegt und könnte
durch ein Umschalten der aktiven Kupplung schnell aktiviert werden.
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Bewegt
man die Schaltwalze 11 weiter, um den dritten Gang III
einzulegen, wird durch eine Schräge
der Steuerkurve 50 der erste Gang I herausgenommen und
dafür der
dritte Gang III eingelegt. Der zweite Gang II bleibt seinerseits
eingelegt. Und so weiter. Weiterhin sind in der 4 die
aus 3 bekannten Eingelegt-Bereiche 40 und 42 sowie
der Neutral-Bereich 44 des erste und dritten Ganges I und
III eingezeichnet. Die Eingelegt-Bereiche, die komplementären Nicht
Eingelegt-Bereiche sowie die Neutral-Bereiche der übrigen Gänge ergeben
sich entsprechend.
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Da
diese Schaltbetätigung
vorrangig für Doppelkupplungsgetriebe
vorgesehen ist, kann so zum einen sichergestellt werden, dass je
zwei Gänge eingelegt
sein können,
die zu unterschiedlichen Kupplungen gehören. Zum Anderen muß sichergestellt
werden, dass nicht zwei Gänge
eingelegt sind, die zur gleichen Kupplung gehören. Deshalb sind in den Steuerkurven
der Schaltwalze 11 Bereiche enthalten, welche eine N-Rückführung gewährleisten, also
das zwangsweise Auslegen eines bis dahin noch eingelegten Ganges übernehmen.
So durchlief z.B. der Mitnehmer 57 der Steuerkurve 52,
dessen zu schaltende Gänge
V und VII zur gleichen Kupplung wie die der Gänge I und III gehören, in
der Position Gang I eine solche N-Rückführung in Abschnitt 64. Da
die Schaltung in unserem Beispiel allerdings von N aus erfolgte,
brauchte der Mitnehmer 57 der Steuerkurve 52 nicht
bewegt zu werden.
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5 zeigt
die Abwicklung der Steuerkurven aus 4 mit der
Erläuterung
von Schaltvorgängen am
Beispiel einer Schaltung vom fünften
in den zweiten Gang, also von V nach II mit voreingelegtem vierten
Gang IV. Bei einem solchen Schaltungswunsch wird softwaregesteuert
die Entriegelungsvorrichtung der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 der
Steuerkurven 50, 51, 52, 53 betätigt, also
alle Mitnehmer 55, 56, 57, 58 werden
aus ihren Steuerkurven herausgehoben. Somit erfolgt keine Bewegung
der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 bei
einer Bewegung der Schaltwalze 11. Die Lagen der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 werden
durch Rastierungen gehalten und ändern
sich somit nicht. Nun wird die durch den jeweiligen Pfeil dargestellte
Bewegung 66 der Schaltwalze 11 ausgeführt. Da
die Steuerkurven der dargestellten Schaltwalze 11 wegen
der Schaltzacken mit je zwei Schrägen keine Drehrichtung vorschreiben,
kann die Richtung des kleineren Drehwinkels zum schnelleren Erreichen
der erforderlichen Lage gewählt
werden. Auf einer Zwischenstellung mit einem verbreiterten Abschnitt
aller Steuerkurven, wie dem verbreiterten Abschnitt 26 aus 3,
hier zwischen den Gängen
II und III, Eingelegt-Hilfslinie 67, wird die Entriegelung
der Mitnehmer aufgehoben. Die Zwischenstellung zwischen den Gängen II
und III, Eingelegt-Hilfslinie 67,
ist ein Bereich zum Wiedereinsetzen der Mitnehmer. Die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 rasten
in ihrer jeweiligen Position in die Nuten der Steuerkurven ein.
Bei einer weiteren Bewegung 68 in Richtung Gang II wird über die
Steuerkurve 51 der voreingelegte Gang IV ausgelegt und
der Gang II eingelegt, indem der Mitnehmer 56 durch eine
Schaltzacke in den Eingelegt-Abschnitt geführt wird. Der Mitnehmer 55,
Steuerkurve 50, verbleibt in N-Stellung, da er nicht an
diesem Schaltvorgang beteiligt ist und zu Beginn der Entriegelung
in N stand. Gleiches gilt für
die Steuerkurve 53 des sechsten Ganges VI und des R-Ganges.
Zu bemerken ist, dass bei Erreichen des zweiten Ganges II der fünfte Gang
V auf Steuerkurve 52 weiterhin eingelegt bleibt. Dies stellt
keine Gefahr dar, da dieser Gang über die andere Kupplung zum
Kraftschluß kommen
würde, diese
aber geöffnet
ist. Es ist aber auch denkbar, dass zur Realisierung eines Überdrehzahlschutzes die
Steuerkurve so ausgebildet ist, das bspw. ein bestimmter Gang beim
Einlegen eines höheren
Ganges dann automatisch ausgelegt wird.
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Würde nach
dieser Schaltung eine weitere Schaltung in den ersten Gang I oder
in den dritten Gang III erfolgen, welche über die gleiche Kupplung wie
der fünfte
Gang V aktiviert werden, müßte der fünfte Gang
V ausgelegt werden, um Verspannungen im Getriebe zu vermeiden. Diese
Funktion ist durch die Anordnung der Rückstellkontur zu beiden Seiten der
jetzigen Position realisiert.
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Das
beschriebene System kann auch bei anderen Getriebesystemen zur Anwendung
kommen, welche nicht auf einer Doppelkupplung beruhen. Hierfür wären dem
Konzept entsprechend die Konturen/Steuerkurven der Schaltwalze 11 abzustimmen. Das „Ziehen" der Mitnehmer ermöglicht hier
Gangsprünge
ohne die "Zwischengänge" durchzuschalten.
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Nach
einer nicht gezeigten Ausführungsform der
Erfindung sind die Schaltschienen so ausgeführt, dass sie gleichfalls die
Funktion der Schaltgabeln erfüllen
und die Kraftübertragung
zu den Synchronringen realisieren.
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Nach
einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform wird die Schaltwalze
und/oder der Entriegelungsdorn über
einen Elektromotor betrieben, dem auch ein Getriebe nachgeschaltet
sein kann, z.B. ein Zahnrad-, Schnecken-, o.ä. Getriebe.
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Zu
weiteren möglichen
nicht gezeigten Ausführungsformen
sei folgendes bemerkt:
- – Die Mitnehmer (Kurvenfolger)
können
zur Reibungsoptimierung auch mit Lagern bestückt sein.
- – Die
Mitnehmer (Kurvenfolger) können
in axialer Richtung und/oder am Umfang gestaffelt sein.
- – Die
Schaltwalze muß nicht
als Hülse
(Walze) mit Innenabgriff ausgeführt
sein, sie kann als Welle mit Außenabgriff
ausgeführt
sein oder aus einzelnen, miteinander verbundenen Ringen/Teilen bestehen.
- – Die
Funktion der Schaltwalze könnte
auch als Schieber realisiert werden. Dann verlaufen vorzugsweise
Konturbahnen in Längsrichtung
der Bewegung, dabei kann der Schieber einen flachen oder anderen
Querschnitt haben.
- – Die
Nutenkontur (Steuerkurve) der Schaltwalze kann – abgestimmt auf den Mitnehmer – entsprechende
Rundungen, Fasen, etc. aufweisen und kann so ausgelegt sein, dass
zum Ein- oder Auslegen eines Ganges oder der N-Rückführung ein bestimmter Bewegungsablauf
der Schaltschiene erreicht wird (Kurve).
- – Der
Konturverlauf auf der Schaltwalze kann einen Winkel φ von 360° betragen
oder davon verschieden sein. Für φ < 360 ° bleibt ein
Steg stehen, bei φ > 360° – ist die
Kontur mit Steigung gewindeähnlich
aufgebracht.
- – Die
Schaltwalze kann eine beliebige Anzahl Steuerkurven aufweisen in
Abhängigkeit
von der räumlichen
Anordnung und der erforderlichen Anzahl der Gänge. Nicht jede Kontur (Steuerkurve) muß zwei Gänge schalten.
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6 zeigt
bspw. eine Abwicklung einer Kontur/Steuerkurve einer alternativen
Ausführungsform
einer Schaltwalze gemäß der Erfindung.
Die Schaltwalze kann in beide Drehrichtungen bewegt werden (wie
in den 4 und 5 gezeigt) oder auch nur in
eine Drehrichtung, dann kann je eine Schräge der Nut entfallen und so
der minimal notwendige Umfang verringert werden, so wie in 6 gezeigt.
Gleichfalls ist es so möglich,
die Rampen mit einer geringeren Steigung zu versehen.
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7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines Dorns 70 mit zwangsgeführtem Mitnehmer 71 gemäß der Erfindung.
Dies vermeidet ein Verklemmen des Mechanismus, falls bei einer federgeführten Ausführungsform
gemäß 1 ein
Ziehen der Mitnehmer nicht immer sichergestellt ist. Die Betätigung ist
dann gemäß 7 durch
eine zwangsweise Steuerung, z.B. durch ein Bauteil mit einer zweiseitigen
Kontur 72 für
Ziehen und Drücken
der Mitnehmer zu ersetzen.
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Die 8 bis 9 zeigen
eine weitere alternative Ausführungsform
eines Dorns 75 mit zwangsgeführtem Mitnehmer gemäß der Erfindung. Ein
Dorn 75 weist eine Längskontur 76 auf,
welche einen Kipphebel 77 führt. Ein dem Mitnehmer zugewandtes
Fenster 78 weist ein Übermaß auf, um
eine Verkippung des Lagers zu vermeiden. Weiterhin ist eine Verdrehsicherung 79 vorgesehen,
die ein Verdrehen des Dorns 75 verhindert.
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- 10
- Schaltvorrichtung
- 11
- Schaltwalze
- 12
- Achse
- 13
- Innenfläche
- 14
- Schaltwalzennuten
- 15a,
b, c, d
- Schaltschienen
- 16
- Schaltgabel
- 17
- Mitnehmer
- 18,
19
- Pfeil
- 20
- Dorn
- 21
- Feder
- 25
- Steuerkurve
- 26,27,28,29
- Funktionsbereiche
- 30
- Kontur
- 31
- Mitnehmer
- 32,
32a
- Schrägen
- 33
- Eingelegt-Abschnitt
- 34,
34a
- Schrägen
- 35
- Neutral-Abschnitt
- 36,
36a
- Schrägen
- 37
- Eingelegt-Abschnitt
- 40
- Eingelegt-Bereich
- 41
- Nicht
Eingelegt-Bereich
- 42
- Eingelegt-Bereich
- 43
- Nicht-Eingelegt-Bereich
- 44
- Neutral-Bereich
- 50,
51, 52, 53
- Steuerkurven
- 55,
56, 57, 58
- Mitnehmer
- 60,
61, 62, 63
- Neutral-Abschnitte
- 64
- Abschnitt
- 66
- Bewegung
- 67
- Eingelegt-Hilfslinie
- 68
- Bewegung
- 70
- Dorn
- 71
- Mitnehmer
- 72
- Kontur
- 75
- Dorn
- 76
- Längskontur
- 77
- Kipphebel
- 78
- Fenster
- 79
- Verdrehsicherung