DE102007051733A1 - Gangwahlbaugruppe mit verschachteltem differentiell drehbarem Rohr - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auswählen und Einrücken eines Gangs in einem Kraftfahrzeuggetriebe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verschachteltes, differentiell drehbares Rohr in einer Antriebswelle, das verwendet wird, um den Betrieb der Gangwahl- und Einrückbaugruppen im Getriebe zu steuern.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Es ist bekannt, Synchronisationseinrichtungen, die typischerweise aus einer Kegelkupplung und einer Klauenkupplung bestehen, zu verwenden, um Zahnräder in einem Getriebe auszuwählen und in Eingriff zu bringen. Eine separate Synchronisationseinrichtung muss für jedes Zahnrad verwendet werden. Leider nimmt jede Synchronisationseinrichtung beträchtlichen axialen Raum im Getriebe ein. Dieser axiale Raum vergrößert unerwünscht die Länge einer Abtriebswelle, an der die Zahnräder angebracht sind, was anschließend die Län ge des Getriebes vergrößert. Die Synchronisationseinrichtungen bewegen sich auch axial während Betätigungen, was die Längenanforderung der Welle weiter erhöht. Die Vergrößerung der Wellenlänge kann durch die Verwendung von zwei kürzeren Wellen angegangen werden; die zwei Wellen erhöhen jedoch das Gewicht und die Kosten des Getriebes.
- Folglich besteht ein lange empfundener Bedarf an einem Mittel zum Auswählen und Einrücken von Zahnrädern, die weniger axialen Platz in einem Getriebe nutzen würden.
- KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung enthält allgemein eine Gangwahlbaugruppe mit: einem ersten Rohr mit mindestens einem ersten Eingriffsmerkmal, wobei das erste Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad enthält und die Antriebswelle mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält; und ein Differentialdrehelement, das mit dem ersten Rohr gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das erste Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist. Das erste Rohr ist so beschaffen, dass es sich differentiell dreht, so dass das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe mit einem jeweiligen Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad in Eingriff kommt. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements, so dass sich das erste Rohr axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Schnittstellenelement, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch fixiert ist. Der Abschnitt des Differentialdrehelements steht mit dem Schnittstellenelement axial und rotatorisch in Eingriff, um das erste Rohr steuerbar zu positionieren.
- In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren des ersten Rohrs das Drehen oder axiale Verlagern des ersten Rohrs. In einigen Aspekten enthält das Differentialdrehelement einen Zahnradsatz. In einigen Aspekten enthält der Zahnradsatz einen Planetenradsatz, wobei der Planetenradsatz einen ersten Ringträger, der stabil am ersten Rohr befestigt ist, und einen zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist, enthält, und der Abschnitt des Differentialdrehelements enthält den ersten Ringträger. In einigen Aspekten enthält der erste Ringträger mindestens einen Vorsprung, das Schnittstellenelement enthält mindestens einen Schlitz und der mindestens eine Vorsprung ist axial und rotatorisch durch den mindestens einen Schlitz verlagerbar. In einigen Aspekten enthält das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements eine Welle, die mit dem Abschnitt des Differentialdrehelements verbunden ist und so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung auf den Abschnitt des Differentialdrehelements überträgt.
- In einigen Aspekten enthält das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements einen Aktor, die Welle ist mit dem Aktor verbunden und der Aktor ist so beschaffen, dass er die Welle dreht. In einigen Aspekten ist der Aktor aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Elektromotor und einem hydraulischen Aktor besteht. In einigen Aspekten enthält das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mehrere erste Eingriffsmerkmale, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen und die mehreren ersten Eingriffsmerkmale sind derart angeordnet, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von den mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen mit den mehreren ersten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff steht.
- In einigen Aspekten enthält das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal eine Kerbe in einer äußeren Oberfläche des ersten Rohrs, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält einen Stift, der gegen das erste Rohr gedrückt wird, und das erste Rohr kann ausgerichtet werden, um den Stift mit der Kerbe in Eingriff zu bringen, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahn rad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt; oder das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal enthält eine Kerbe in einer äußeren Oberfläche des ersten Rohrs, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält einen Stift, der mit der Kerbe in Eingriff steht, und das erste Rohr ist verlagerbar, um den Stift und die Kerbe voneinander zu lösen, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad ausrückt.
- In einigen Aspekten ist das erste Rohr steuerbar mit dem Differentialdrehelement verbunden, das mindestens eine Zahnrad enthält eine erste und eine zweite Gruppe von Zahnrädern und das erste Rohr ist der ersten Gruppe zugeordnet, und die Baugruppe enthält ein zweites Rohr mit mindestens einem zweiten Eingriffsmerkmal, wobei das zweite Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist, das zweite Rohr steuerbar mit dem Differentialdrehelement gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist. Das zweite Rohr ist so beschaffen, dass es sich differentiell dreht, so dass das mindestens eine zweite Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von der zweiten Gruppe von Zahnrädern einrückt. In einigen Aspekten verlagert das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements axial und rotatorisch das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle und der Abschnitt des Differentialdrehelements kommt axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das zweite Rohr steuerbar zu positionieren.
- Die vorliegende Erfindung enthält allgemein auch eine Gangwahlbaugruppe mit: einem ersten Rohr mit mindestens einem ersten Eingriffsmerkmal, wobei das erste Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe eine erste und eine zweite Gruppe von Zahnrädern enthält und die Antriebswelle mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen enthält; einem zweiten Rohr mit mindestens einem zweiten Eingriffsmerkmal, wobei das zweite Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist; und einem Differentialdrehelement, das mit dem ersten und dem zweiten Rohr steuerbar gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das erste und das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar sind. Das erste und das zweite Rohr sind so beschaffen, dass sie sich differentiell drehen, so dass das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommen und das Getriebe jeweilige Zahnräder von der ersten und der zweiten Gruppe von Zahnrädern einrückt. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements, so dass sich das erste und das zweite Rohr axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagern. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Schnittstellenelement, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist. Der Abschnitt des Differentialdrehelements steht axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das erste und das zweite Rohr steuerbar zu positionieren.
- In einigen Aspekten enthält der Zahnradsatz einen Planetenradsatz mit einem ersten Ringträger, der steuerbar mit dem ersten und dem zweiten Rohr verbindbar ist, und einem zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist, und der Abschnitt des Differentialdrehelements enthält den ersten Ringträger. In einigen Aspekten enthält der erste Ringträger mindestens einen Vorsprung, das Schnittstellenelement enthält mindestens einen Schlitz und der mindestens eine Vorsprung ist durch den mindestens einen Schlitz axial und rotatorisch verlagerbar. In einigen Aspekten enthält das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements eine Welle, die mit einem Aktor und dem Abschnitt des Differentialdrehelements verbunden ist, wobei die Welle so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung vom Aktor auf den Abschnitt des Differentialdrehelements überträgt, um den Abschnitt des Differentialdrehelements zu verlagern.
- In einigen Aspekten enthalten das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält mehrere Zahnradbetäti gungsbaugruppen für die erste Gruppe und mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die zweite Gruppe, wobei die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale derart angeordnet sind, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von jeweils den mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff steht.
- In einigen Aspekten enthält das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält jeweilige mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe und die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale sind derart angeordnet, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von jeweils den jeweiligen mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff gebracht werden kann.
- In einigen Aspekten enthält das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält jeweilige mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe und die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale sind derart angeordnet, dass eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von jeweils den jeweiligen mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe gleichzeitig mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen in Eingriff gebracht werden kann.
- Die vorliegende Erfindung enthält allgemein auch eine Gangwahlbaugruppe mit: einem Rohr mit mindestens einem Eingriffsmerkmal, wobei das Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad enthält und die Antriebswelle mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält; einem Planetenradsatz mit einem ersten Ringträger, der stabil am Rohr befestigt ist, und einem zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist, so dass das Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist, wobei der erste Ringträger einen Vorsprung enthält; einem Mittel zum axialen und rotatorischen Verlagern des ersten Ringträgers; und einem Schnittstellenelement, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und rotatorisch an der Antriebswelle befestigt ist, wobei das Schnittstellenelement mindestens einen Schlitz enthält. Der erste Ringträger verlagert sich axial und rotatorisch durch den mindestens einen Schlitz, um das Rohr steuerbar zu positionieren, so dass das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt.
- Die vorliegende Erfindung enthält allgemein eine Gangwahlbaugruppe mit: einem Rohr mit mindestens einem Eingriffsmerkmal, wobei das Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mehrere Zahnräder enthält; mindestens einer Zahnradbetätigungsbaugruppe, die so beschaffen ist, dass sie an der Antriebswelle angeordnet ist; und einem Differentialdrehelement, das mit dem Rohr gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist. Die differentielle Drehbarkeit ist so beschaffen, dass bewirkt wird, dass das mindestens eine Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von den mehreren Zahnrädern einrückt. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements, so dass sich das Rohr axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert. Die Gangwahlbaugruppe enthält ein Schnittstellenelement, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist. Der Abschnitt des Differentialdrehelements steht axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das erste Rohr steuerbar zu positionieren.
- Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die axiale Länge einer Baugruppe zu verringern, um die Auswahl und Einkupplung von Zahnrädern in einem Getriebe zu steuern.
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe zu schaffen, die zu einer Antriebswelle für ein Getriebe koaxial ist, um die Auswahl und Einkupplung von Zahnrädern für das Getriebe zu steuern.
- Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen leicht erkennbar.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die Art und Betriebsart der vorliegenden Erfindung werden nun in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung mit den begleitenden Zeichnungsfiguren genauer beschrieben, in denen:
-
1 eine Querschnittsansicht einer Gangwahlbaugruppe der vorliegenden Erfindung mit axialer Aktivierung ist; -
2 eine Ansicht der Baugruppe und Antriebswelle in1 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
3 eine perspektivische Ansicht des Rohrs in1 ist; -
4 eine Ansicht des Differentialdrehelements in1 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
5 eine Querschnittsansicht der Welle für das Verlagerungsmittel in1 ist; -
6 eine Querschnittsansicht der Antriebswelle in1 ist; -
7 ein Detail von1 ist, das das Schnittstellenelement und die Antriebswelle zeigt; -
8 eine perspektivische Querschnittsansicht des Schnittstellenelements in1 ist; -
9 bis12 eine Folge des Ausrückens, Verriegelns und Einrückens eines neuen Zahnrades unter Verwendung der in1 gezeigten Baugruppe zeigen; -
13 eine Querschnittsansicht einer Gangwahlbaugruppe der vorliegenden Erfindung mit Drehaktivierung ist; -
14 eine Ansicht der Baugruppe und Antriebswelle in13 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
15 eine perspektivische Ansicht des Rohrs in13 ist; -
16 eine Ansicht des Differentialdrehelements in13 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
17 eine Querschnittsansicht der Welle für das Verlagerungsmittel in13 ist; -
18 eine Querschnittsansicht der Antriebswelle und Schnittstellenbaugruppe in13 ist; -
19 eine perspektivische Querschnittsansicht der Antriebswelle in13 ist; -
20 ein Detail von13 ist, das das Schnittstellenelement und die Antriebswelle zeigt; -
21 eine perspektivische Querschnittsansicht des Schnittstellenelements in13 ist; -
22 eine Querschnittsansicht der Gangwahlbaugruppe der vorliegenden Erfindung mit doppelten Rohren und Drehaktivierung ist; -
23 eine teilweise Ansicht der Baugruppe in22 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
24 eine perspektivische Ansicht des Rohrs für gerade Zahnräder in22 ist; -
25 eine perspektivische Ansicht des Rohrs für ungerade Zahnräder in22 ist; -
26 eine Ansicht des Differentialdrehelements in22 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
27 eine Querschnittsansicht der Welle für das Verlagerungsmittel in22 ist; -
28 eine Querschnittsansicht der Antriebswelle in22 ist; -
29 eine perspektivische Ansicht der Rohrmuffe in22 ist; -
30 ein Detail von22 ist, das das Schnittstellenelement und die Antriebswelle zeigt; -
31 eine perspektivische Querschnittsansicht der Schnittstellenbaugruppe in22 ist; -
32 eine Querschnittsansicht einer Gangwahlbaugruppe der vorliegenden Erfindung für ein Motorrad ist; -
33 eine Ansicht des Differentialdrehelements in32 in auseinandergezogener Anordnung ist; -
34 eine Querschnittsansicht der Welle für das Verlagerungsmittel in32 ist; -
35 eine Querschnittsansicht der Antriebswelle in32 ist; -
36 eine perspektivische Ansicht des Rohrs in32 ist; -
37 eine perspektivische Ansicht des Schnittstellenelements ist; -
38 eine perspektivische Ansicht der Gangwahlbaugruppe in32 mit einem Gangschaltmechanismus ist; und -
39 eine perspektivische Ansicht der Gangwahlbaugruppe in32 mit einem Gangschaltmechanismus ist. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Zu Beginn sollte erkannt werden, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktional ähnliche Strukturelemente der Erfindung identifizieren. Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf das beschrieben wird, was derzeit als bevorzugte Aspekte betrachtet wird, soll es selbstverständlich sein, dass die Erfindung, wie beansprucht, nicht auf die offenbarten Aspekte begrenzt ist.
- Ferner ist es selbstverständlich, dass diese Erfindung nicht auf die spezielle Methodologie, die speziellen Materialien und Modifikationen, die beschrieben sind, begrenzt ist, und an sich natürlich variieren kann. Es ist auch selbstver ständlich, dass die hierin verwendete Terminologie nur für den Zweck der Beschreibung spezieller Aspekte dient und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, der nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist, nicht begrenzen soll.
- Wenn nicht anders definiert, besitzen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem gewöhnlichen Fachmann auf dem Gebiet, in das diese Erfindung gehört, verstanden wird. Obwohl beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Materialien, die zu den hierin beschriebenen ähnlich oder äquivalent sind, bei der Ausführung oder beim Testen der Erfindung verwendet werden können, werden nun die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
-
1 ist eine Querschnittsansicht einer Gangwahlbaugruppe100 der vorliegenden Erfindung mit axialer Aktivierung. -
2 ist eine Ansicht der Baugruppe100 und der Antriebswelle in1 in auseinandergezogener Anordnung. -
3 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrs in1 . -
4 ist eine Ansicht des Differentialdrehelements112 in1 in auseinandergezogener Anordnung. Das Folgende sollte angesichts der1 bis4 betrachtet werden. Die Baugruppe100 enthält ein Rohr102 mit mindestens einem Eingriffsmerkmal104 . In einigen Aspekten ist das Merkmal104 ein Vorsprung. Das Rohr102 ist so beschaffen, dass es in der Antriebswelle106 für ein Getriebe (teilweise gezeigt) angeordnet ist. Das Getriebe enthält mindestens ein Zahnrad108 und die Antriebswelle106 enthält mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe110 . In der Beschreibung, die folgt, ist mindestens ein Zahnrad108 mehrere Zahnräder, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass mindestens ein Zahnrad108 ein einzelnes Zahnrad sein kann. - Die Baugruppe
100 enthält ein Differentialdrehelement112 , das mit dem Rohr102 gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das Rohr102 in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist. Das Rohr102 ist so beschaffen, dass es sich differentiell dreht, so dass die Eingriffsmerkmale104 mit den Zahnradbetätigungsbaugruppen110 in Eingriff kommen und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von den Zahnrädern108 einrückt. Die Baugruppe100 enthält auch ein Mittel114 zum Verlagern eines Abschnitts116 des Differentialdrehelements112 , so dass sich das Rohr102 axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert. Das Mittel114 enthält eine Welle118 , die mit dem Abschnitt116 verbunden ist und dazu beschaffen ist, eine Drehbewegung auf den Abschnitt116 zu übertragen. In einigen Aspekten ist das Mittel114 ein Aktor, die Welle118 ist mit dem Aktor verbunden und der Aktor ist so beschaffen, dass er die Welle dreht. Es sollte selbstverständlich sein, dass irgendein auf dem Fachgebiet bekannter Aktor wie z. B. ein hydraulischer Aktor für den Aktor114 verwendet werden kann. In1 bis3 ist der Aktor ein Elektromotor. - In einigen Aspekten ist das Element
112 ein Zahnradsatz. In einigen Aspekten ist der Zahnradsatz beispielsweise ein Planetenradsatz, wie in4 gezeigt. Dann ist der Zahnkranz116 der Abschnitt des Elements112 , der durch das Mittel114 verlagert wird. Das Zahnrad116 ist am Rohr102 am Ende120 stabil befestigt und der Zahnkranz122 ist so beschaffen, dass er an der Antriebswelle stabil befestigt ist. -
5 ist eine Querschnittsansicht der Welle118 in1 . -
6 ist eine Querschnittsansicht der Antriebswelle106 in1 . -
7 ist ein Detail von1 , das das Schnittstellenelement und die Antriebswelle zeigt. -
8 ist eine perspektivische Querschnittsansicht des Schnittstellenelements. Das Folgende sollte angesichts von1 bis8 betrachtet werden. Die Bau gruppe100 enthält das Schnittstellenelement124 , das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist. Mit rotatorisch verbunden oder befestigt meinen wir, dass das Element und die Welle derart verbunden sind, dass sich die zwei Komponenten zusammen drehen, d. h. die zwei Komponenten sind in Bezug auf die Drehung fixiert. Das rotatorische Verbinden von zwei Komponenten begrenzt nicht notwendigerweise die relative Bewegung in anderen Richtungen. Es ist beispielsweise möglich, dass zwei Komponenten, die rotatorisch verbunden sind, eine axiale Bewegung in Bezug auf einander über eine Keilverbindung besitzen. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die rotatorische Verbindung nicht impliziert, dass notwendigerweise eine Bewegung in anderen Richtungen vorliegt. Zwei Komponenten, die rotatorisch verbunden sind, können beispielsweise axial aneinander befestigt sein. Die vorangehende Erläuterung der rotatorischen Verbindung ist auf die Erörterung unten anwendbar. Das Element124 ist in Bezug auf die Antriebswelle auf Grund der Schnittstelle von Ansätzen126 am Element und entsprechenden Nuten128 in der Antriebswelle verlagerbar. Der Träger116 steht axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das Rohr102 steuerbar zu positionieren, wie unten weiter beschrieben wird. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren des Rohrs das Drehen des Rohrs. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren des Rohrs das axiale Verlagern des Rohrs. - Das Zahnrad
116 enthält mindestens einen Vorsprung oder Ansatz130 und das Schnittstellenelement124 enthält mindestens einen Schlitz132 . Der Vorsprung ist axial und rotatorisch durch die Schlitze132 verlagerbar, wie unten beschrieben. - Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Komponenten der Baugruppe
100 . Die Baugruppe100 enthält eine Planetenradbaugruppe112 ; eine Schnittstellenbaugruppe oder eine Einweg-Kupplungsbaugruppe133 , die das Schnittstellenelement124 enthält; und das Rohr102 , das so beschaffen ist, dass es mit der Zahnradbetätigungsbaugruppe110 in Eingriff steht oder verbindet. Wenn sie mit einem einzelnen elektrischen Servomotor114 verwendet werden, können diese Komponenten verwendet werden, um bis zu zwei Zahnräder (ein gerades und ein ungerades) vom Zahnradsatz108 in Eingriff zu bringen. In einigen Aspekten ist das tatsächliche Eingriffselement eine Reibungskupplung (nicht dargestellt), die sich im zylindrischen Raum zwischen dem Außendurchmesser134 der Antriebswelle und dem Innendurchmesser der individuellen Zahnräder108 befindet. Der Servomotor114 ist am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt. - Die Planetenradbaugruppe
112 enthält ein Sonnenrad136 , das am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt ist. Die Planetenträgerbaugruppe137 enthält Träger138 und140 , die vier (4) drehbare Planetenräder142a ,142b ,142c ,142d jeweils mit eingepressten Bronzebuchsen144 tragen. Die Planetenträgerbaugruppe ist axial derart angeordnet, dass die Planetenräder142a und142b mit dem Zahnkranz122 in Eingriff stehen. Eine Führung146 steht mit einer inneren Führung148 für eine genaue radiale Position des Zahnradträgers138 in Eingriff. - Die Planetenräder
142c und142d stehen mit dem Zahnkranz116 in Eingriff. Die Zahnradzähne150 sind länger geschnitten als die Breiten der Planetenräder, um die axiale Bewegung des Zahnrades116 zu erleichtern, während immer noch ein Zahnradkontakt mit den Zahnrädern142c und142d aufrechterhalten wird. Die Sonnenradwelle152 steht mit den Planentenrädern142c und142d in Eingriff. Die Sonnenwelle152 ist drehbar, axial fixiert und radial in einer inneren Bohrung154 des Zahnrades116 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels, beispielsweise Kugellagern156 und158 , zentriert. Die Platte160 ist am Zahnrad116 befestigt und befestigt axial die Sonnenradwelle152 am Zahnrad116 . Irgendeine axiale Bewegung, die von der Sonnenradwelle gezeigt wird, wird über die Kugellager156 und158 auf den Zahnkranz116 übertragen. Die Sonnenradwelle152 besitzt ein Innengewinde161 . Das Gewinde kann rechtsgängig oder linksgängig sein. Das Zahnrad an der Welle152 ist ähnlich zum Zahnrad am Sonnenrad136 , jedoch in der Länge länger. Es sollte selbstverständlich sein, dass eine Planeten radbaugruppe der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Größe, Anzahl und Konfiguration der Komponenten begrenzt ist. - Die Antriebswelle
118 ist mit dem Servomotor114 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels rotatorisch verbunden. In einigen Aspekten stützt ein einen Lagersatz enthaltendes Element162 –165 die Welle118 , die Antriebswelle, ab und fixiert die Welle118 axial. Die Welle118 besitzt auch interne Keile, die Keilen am Motor entsprechen. Das Gewinde166 an der Welle118 steht mit dem Innengewinde161 in Eingriff. Die Elemente162 und163 sind starr an der Antriebswelle befestigt. - Die Schnittstellenbaugruppe
133 enthält ein Schnittstellenelement124 und ein Druckelement168 . Das Element168 kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes Druckelement sein, beispielsweise eine Feder. Das Element124 wird durch das Element168 axial gedrückt und ist rotatorisch und axial verlagerbar durch Kupplungselementansätze126 und Nuten128 befestigt. Die Feder168 reagiert gegen das Zahnrad122 , um das Kupplungselement124 fest gegen die Oberfläche170 der Antriebswelle gepresst zu halten. - Mindestens ein Ansatz
130 am Umfang des Zahnrades116 läuft innerhalb einer jeweiligen entsprechenden Nut oder eines jeweiligen entsprechenden Schlitzes132 im Einweg-Kupplungselement124 , was die axiale Bewegung des Elements116 erleichtert. Jede der Nuten132 endet in einer jeweiligen Rampe176 . Die Rampen ermöglichen einen glatten Übergang des Zahnrades116 von der axialen in die Drehbewegung in einer Richtung. Die Rampen werden zum Übergehen vom Gangwechsel zur Gangwahl und von der Gangwahl zum Gangwechsel verwendet, wie unten beschrieben. - Individuelle Eingriffsmerkmale oder Vorsprünge
104 an der Oberfläche des Rohrs102 fungieren, um entweder ein spezielles Zahnrad108 durch Drehen eines Betätigungsstifts177 in einer speziellen Richtung einzurücken oder ein Zahnrad108 durch Drehen des entsprechenden Betätigungsstifts in der entgegengesetzten Richtung auszurücken, wie weiter beschrieben. Die Vorsprünge104 sind derart angeordnet, dass vor dem Auswählen eines speziellen Zahnrades alle anderen Zahnräder desselben Typs (gerade oder ungerade) zuerst ausgerückt und verriegelt werden. Diese Anordnung stellt eine zwangsläufige Stufe bereit, um das gleichzeitige Einrücken von zwei Zahnrädern desselben Typs zu verhindern. Das Rohr102 ist am Ende120 des Zahnkranzes116 durch das entsprechende Ende178 starr befestigt. Folglich wird irgendeine Bewegung im Zahnrad116 auf das Rohr übertragen. Das Ende179 des Rohrs weist einen gekerbten Ansatz180 auf, der mit dem Vorsprung182 an der Endplatte162 in Eingriff kommt. Dieser Eingriffsprozess (unten beschrieben) erzeugt eine Arretierung der Drehbewegung des Rohrs, was die Erkennung der Drehposition des Rohrs durch eine elektronische Motorsteuereinheit114 erleichtert. Der Vorsprung an der Platte162 ist derart orientiert, dass die Arretierung in einem bekannten Winkel vor oder nach der neutralen Zahnradposition stattfindet. - Im Allgemeinen enthält der Zahnradsatz
108 zwei Gruppen von Zahnrädern, beispielsweise Zahnräder183 –185 und die ungeraden Zahnräder sind an der Antriebswelle nacheinander angeordnet und die Elemente186 –188 sind gerade Zahnräder, die auch nacheinander mit einem Rückwärtsgangrad189 angeordnet sind. Es sollte selbstverständlich sein, dass andere Zahlen und Kombinationen von Zahnrädern bei der Baugruppe100 verwendet werden können. Individuelle Zahnräder sind, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, beispielsweise durch Axiallager190 getrennt, um auf axiale Schublasten zu reagieren, die vom Zahnradsatz108 erzeugt werden. - Das Folgende beschreibt den Betrieb der Baugruppe
100 genauer. Funktional kann die Baugruppe100 in zwei Vorgänge unterteilt werden – Gangwahl und Gangwechsel. Die zwei Vorgänge werden durch geeignete Manipulation der Baugruppe erreicht, wie unten beschrieben. - Betrieb der Zahnradbaugruppe
112 : diese Baugruppe ermöglicht, dass der Servomotor114 das Rohr102 in Bezug auf die Antriebwelle dreht, selbst wenn sich die Antriebswelle dreht. Die Differentialgetriebeanordnung ermöglicht auch, dass der Motor114 nur dann gedreht wird, wenn das Rohr gedreht werden muss, selbst wenn sich die Antriebswelle dreht. Das Zahnrad122 ist an der Antriebswelle fixiert befestigt oder starr fixiert. Das Sonnenrad136 dreht sich nicht. Die Planetenträgerbaugruppe137 dreht sich in derselben Richtung wie die Antriebswelle. Die Planetenräder142c und142d stehen mit den Zahnrädern150 auf einer Seite und der Zahnradwelle152 auf der anderen Seite in Eingriff. Irgendeine Drehung der Zahnradwelle152 führt zu einer Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl der Zahnräder142c und142d in der Planetenträgerbaugruppe137 . Die Drehzahl der Planetenträgerbaugruppe ist durch die Drehzahl der Welle106 bestimmt. Folglich wird eine Erhöhung der Drehzahl der Zahnräder142c und142d auf das Zahnrad116 übertragen. Das Zahnrad116 ist starr mit dem Rohr verbunden und folglich geschieht eine relative Bewegung zwischen der Antriebswelle und dem Rohr. - Um einen Gangwahlvorgang einzuleiten, dreht sich der Servomotor, was die Antriebswelle
118 dreht. Die Gewinde166 stehen mit den Gewinden161 in Eingriff, was die Zahnradwelle152 axial in Richtung des Servomotors bewegt. Die Welle152 wird an einer Drehung relativ zur Antriebswelle durch den Ansatz130 gehindert, der in einem der Schlitze132 des Einweg-Kupplungselements124 läuft. Das Element124 ist derart konfiguriert, dass, wenn der Zahnkranz116 die Oberfläche170 berührt, der Ansatz130 beginnt, mit einer jeweiligen Rampe176 in Eingriff zu kommen. Die Konfiguration der Rampen ermöglicht, dass sich der Ansatz130 und der Zahnkranz116 in der Richtung der Rampen drehen. Der Ansatz gleitet entlang der Rampen und hebt die Einweg-Kupplung124 von der Oberfläche170 weg. Die axiale Verlagerung des Elements124 ermöglicht die gewünschte Drehung des Ansatzes130 entlang der Rampen und die anschließende Drehung des Zahnrades116 und des Rohrs102 . Die axiale Verlagerung wird auch verwendet, um den Ansatz im Schlitz für das ausgewählte Zahnrad korrekt auszurichten, wie oben weiter beschrieben. - Das Folgende beschreibt eine Folge der Positionierung und Bewegung des Ansatzes
130 in Bezug auf das Element124 . Der Weg192 zeigt die ungefähre Bewegung des Ansatzes130 von einer eingerückten Position für die Baugruppe100 über den Gangwahlprozess bis zur Einkupplung eines anderen Zahnrades in der Gruppe108 . Mit der eingerückten Position meinen wir, dass ein Zahnrad in der Gruppe108 im Getriebe eingerückt ist (die Kupplung für dieses Zahnrad überträgt ein Drehmoment) und der Zahnkranz116 eine statische Position in Bezug auf das Element124 aufrechterhält. In der eingerückten Position befindet sich der Ansatz130 ungefähr am Punkt194 an einem Ende eines Schlitzes. Es sollte selbstverständlich sein, dass sich der Ansatz130 in der eingerückten Position in einem Schlitz befindet, aber die exakte Stelle des Punkts194 von der in6 gezeigten abweichen kann. - Um den Auswahlprozess zu beginnen, dreht der Motor
114 die Welle118 im Uhrzeigersinn, wie oben beschrieben, was bewirkt, dass sich der Ansatz130 axial durch das Segment196 parallel verschiebt, bis der Ansatz die Rampe erreicht. Während dieser Parallelverschiebung verschiebt sich das Rohr102 auch axial parallel, dreht sich jedoch nicht. Wenn der Ansatz die Rampe erreicht, bewirkt die durch die Welle118 übertragene Kraft, dass sich der Ansatz im Uhrzeigersinn dreht und die Rampe hochläuft, was bewirkt, dass das Element124 in der Richtung198 axial gleitet. Der Motor dreht die Welle118 weiter im Uhrzeigersinn entlang der Oberfläche200 , bis der Ansatz den Punkt202 erreicht, von dem bekannt ist, dass er weiter im Uhrzeigersinn liegt als die gewünschte Position für den Ansatz130 in Bezug auf den Schlitz132a (dem ausgewählten Zahnrad zugeordnet). Wenn der Ansatz die Oberfläche200 freigibt, schiebt die Feder168 das Element124 zurück in der Richtung204 , bis das Element wieder an der Oberfläche170 anliegt. Vom Punkt202 dreht der Motor114 die Welle118 gegen den Uhrzeigersinn und der Ansatz130 bewegt sich anschließend gegen den Uhrzeigersinn. Da sich jedoch das Element124 in der Richtung204 bewegt hat, bewirkt die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn, dass der Ansatz mit der Seitenwand206 des Schlitzes132a in Eingriff kommt (die Rückkehrbewegung des Elements124 bewirkt, dass der Ansatz und die Wand206 hinsichtlich des Umfangs ausgerichtet werden). Folglich wird die korrekte Positionierung des Ansatzes für das ausgewählte Zahnrad sichergestellt. - Wenn sich der Ansatz in der Position
208 befindet, werden die entsprechenden Vorsprünge104 axial auf die Stifte177 ausgerichtet. Die Bewegung der Welle118 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt, dass der Ansatz den Schlitz132a in der Richtung198 durch das Segment210 zur Position212 durchquert, was bewirkt, dass sich das Rohr102 in der Richtung198 axial verlagert. Die Bewegung des Rohrs bewirkt, dass der Vorsprung mit den Stiften177 in Eingriff kommt, wie erforderlich. Im Allgemeinen werden entsprechende Zahnräder zuerst verriegelt und dann wird das ausgewählte Zahnrad verriegelt. Der Ansatz130 kommt in der Position212 bis zum nächsten Gangwahlvorgang zur Ruhe. Der Eingriff der Vorsprünge und Stifte ist oben weiter beschrieben. - Während der Initialisierungssequenz der Baugruppe
100 dreht sich der Motor114 im Uhrzeigersinn, was das Rohr in der Richtung204 zieht. Sobald der Zahnkranz116 die Oberfläche170 berührt, beginnt das Rohr eine Drehung im Uhrzeigersinn. Eine Steuereinheit (nicht dargestellt) verfolgt das aktuelle Profil des Motors und erfasst die Rohrkerbe180 durch den scharfen Sprung im Strom, der durch den Motor fließt, der zum erhöhten Widerstand gegen die Motorbewegung durch den Eingriff der Kerbe180 und des Vorsprungs182 gehört. Diese Eingriffsposition entspricht einem bekannten Winkel vor der neutralen Zahnradposition. Der Motor fährt dann am nächsten Schlitz in der Einweg-Kupplung124 fort und geht zum Auswählen des neutralen Zahnrades weiter. -
9 bis12 zeigen eine Folge von Auskupplung, Verriegelung und Einkupplung eines neuen Zahnrades unter Verwendung der Baugruppe100 . Das Folgende sollte angesichts der1 bis12 betrachtet werden. In9 –12 ist das zylindrische Rohr102 zu einer flachen Fläche ausgebreitet, um den Eingriff der Vorsprünge104 mit den Baugruppen zu zeigen, und die Baugruppen110 sind in einer Draufsicht gezeigt.9 bis12 zeigen die Folge der Bewegung für das Rohr102 in Bezug auf das Segment210 in8 . In9 bis12 ist die Position der Zahnradbetätigungsbaugruppen110 fest und das Rohr102 bewegt sich von rechts nach links. Während dieser Bewegung berühren ver schiedene Vorsprünge104 jeweilige Stifte177 folgendermaßen. In9 ist der Stift in der Baugruppe110a für das Zahnrad3 in die Eingriffsposition gedreht, die Kupplung für das Zahnrad3 ist eingerückt, der Stift in der Baugruppe110b für das Zahnrad2 ist in die Eingriffsposition gedreht, aber die Kupplung für das Zahnrad2 überträgt kein Drehmoment. Die Stifte für die restlichen Zahnräder sind in die gelöste Position gedreht. Quadratische Vorsprünge, beispielsweise104a , wirken zum Drehen der Stifte in die Eingriffsposition und rechteckige Stifte, beispielsweise104b , wirken zum Drehen der Stifte in die gelöste Position. - In
10 hat der Vorsprung104b den Stift in der Baugruppe110b berührt, um zu beginnen, den Stift in die Löseposition zu drehen. In11 wurde das Zahnrad2 ausgerückt und der Vorsprung104a hat den Stift in der Baugruppe110c berührt, um die Drehung in die Eingriffsposition zu beginnen. In12 ist das Zahnrad4 vollständig eingerückt. Das Zahnrad3 bleibt eingerückt, die Kupplung für das Zahnrad3 überträgt jedoch kein Drehmoment, ähnlich der Anordnung für das Zahnrad2 in9 . Indem mehr als ein Stift177 mit einem jeweiligen Vorsprung104 in Eingriff gebracht wird, kann die Baugruppe100 ein Zahnrad zur Einkupplung vorwählen. Wie vorstehend gezeigt, wurde beispielsweise, während das Zahnrad3 immer noch eingerückt war, das Zahnrad4 vorgewählt. -
13 ist eine Querschnittsansicht der Gangwahlbaugruppe300 der vorliegenden Erfindung mit Drehaktivierung. -
14 ist eine Ansicht der Baugruppe300 und Antriebswelle in13 in auseinandergezogener Anordnung. -
15 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrs in13 . -
16 ist eine Ansicht des Differentialdrehelements312 in13 in auseinandergezogener Anordnung. Das Folgende sollte angesichts der13 bis16 betrachtet werden. Die Baugruppe300 enthält das Rohr302 mit mindestens einem Eingriffsmerkmal304 . In einigen Aspekten ist das Merkmal304 eine Kerbe. Das Rohr302 ist so beschaffen, dass es in der Antriebswelle306 für ein Getriebe (teilweise gezeigt) angeordnet ist. Das Getriebe enthält mindestens ein Zahnrad308 und die Antriebswelle306 enthält mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe310 . In der Beschreibung, die folgt, ist mindestens ein Zahnrad308 mehrere Zahnräder, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass mindestens ein Zahnrad308 ein einzelnes Zahnrad sein kann. - Die Baugruppe
300 enthält ein Differentialdrehelement312 , das mit dem Rohr302 gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das Rohr302 differentiell in Bezug auf die Antriebswelle drehbar ist. Das Rohr302 ist so beschaffen, dass es sich differentiell dreht, so dass die Eingriffsmerkmale304 mit den Zahnradbetätigungsbaugruppen310 in Eingriff kommen und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von den Zahnrädern308 einrückt. Die Baugruppe300 enthält auch ein Mittel314 zum Verlagern des Abschnitts316 des Differentialdrehelements312 derart, dass sich das Rohr302 axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert. Das Mittel314 enthält eine Welle318 , die mit dem Abschnitt316 verbunden ist und so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung auf den Abschnitt316 überträgt. In einigen Aspekten ist das Mittel314 ein Aktor, die Welle318 ist mit dem Aktor verbunden und der Aktor ist so beschaffen, dass er die Welle dreht. Es sollte selbstverständlich sein, dass irgendein auf dem Fachgebiet bekannter Aktor wie z. B. ein hydraulischer Aktor für den Aktor314 verwendet werden kann. In13 bis15 ist der Aktor ein Elektromotor. - In einigen Aspekten ist das Element
312 ein Zahnradsatz. In einigen Aspekten ist der Zahnradsatz ein Planetenradsatz, beispielsweise wie in13 gezeigt. Dann ist der Zahnkranz316 der Abschnitt des Elements312 , der durch das Mittel314 verlagert wird. Das Zahnrad316 ist am Rohr302 am Ende320 stabil befestigt und der Zahnkranz322 ist so beschaffen, dass er an der Antriebswelle stabil befestigt ist. -
17 ist eine Querschnittsansicht der Welle318 in13 . -
18 ist eine Querschnittsansicht der Antriebswelle306 und der Schnittstellenbaugruppe in13 . -
19 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Antriebswelle106 in13 . -
20 ist ein Detail von13 , das das Schnittstellenelement324 und die Antriebswelle zeigt. -
21 ist eine perspektivische Querschnittsansicht des Schnittstellenelements. Das Folgende sollte angesichts der13 bis21 betrachtet werden. Die Baugruppe300 enthält das Schnittstellenelement324 , das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist. Das Element324 ist in Bezug auf die Antriebswelle auf Grund der Schnittstelle der Ansätze326 am Element und von entsprechenden Nuten328 in der Antriebswelle axial verlagerbar. Das Zahnrad316 steht axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das Rohr302 steuerbar zu positionieren, wie unten weiter beschrieben. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren des Rohrs das Drehen des Rohrs. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren des Rohrs das axiale Verlagern des Rohrs. - Der Träger
316 enthält mindestens einen Vorsprung330 und das Schnittstellenelement324 enthält mindestens einen Schlitz332 . Der Vorsprung ist durch den Schlitz332 axial und rotatorisch verlagerbar, wie unten beschrieben. - Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Komponenten der Baugruppe
300 . Die Baugruppe300 enthält eine Planetenradbaugruppe312 ; eine Schnittstellenbaugruppe oder Einweg-Kupplungsbaugruppe333 , die das Schnittstellenelement324 enthält; und das Rohr302 , das so beschaffen ist, dass es mit der Zahnradbetätigungsbaugruppe310 in Eingriff steht oder verbindet. Wenn sie mit einem einzelnen elektrischen Servomotor314 verwendet werden, können diese Komponenten verwendet werden, um bis zu zwei Zahnräder (ein gerades und ein ungerades) vom Zahnradsatz308 einzurücken. In einigen Aspekten ist das tatsächliche Eingriffselement eine Reibungskupplung (nicht dargestellt), die sich im zylindrischen Raum zwischen dem Außendurchmesser334 der Antriebswelle und dem Innendurchmesser der individuellen Zahnräder308 befindet. Der Servomotor314 ist am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt. - Die Planetenradbaugruppe
312 enthält ein Sonnenrad336 , das am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt ist. Die Planetenträgerbaugruppe337 enthält Träger338 und340 , die vier (4) drehbare Planetenräder342a ,342b ,342c ,342d jeweils mit eingepressten Bronzebuchsen344 tragen. Die Planetenträgerbaugruppe ist axial derart angeordnet, dass die Planetenräder342a und342b mit dem Zahnkranz322 in Eingriff stehen. Eine Führung346 steht mit einer inneren Führung348 für eine genaue radiale Position des Zahnradträgers338 in Eingriff. - Die Planetenräder
342c und342d stehen mit dem Zahnkranz316 in Eingriff. Die Zahnradzähne350 sind länger geschnitten als die Breiten der Planetenräder, um die axiale Bewegung des Zahnrades316 zu erleichtern, während immer noch ein Zahnradkontakt mit den Zahnrädern342c und342d aufrechterhalten wird. Die Sonnenradwelle352 steht mit den Planetenrädern342c und342d in Eingriff. Die Sonnenwelle352 ist drehbar, axial fixiert und radial in der inneren Bohrung354 des Zahnrades316 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels, beispielsweise Kugellagern356 und358 , zentriert. Die Platte360 ist am Zahnrad316 befestigt und fixiert axial die Sonnenradwelle352 am Zahnrad316 . Irgendeine axiale Bewegung, die von der Sonnenradwelle gezeigt wird, wird auf den Zahnkranz316 über die Kugellager356 und358 übertragen. Die Sonnenradwelle352 besitzt ein Innengewinde361 . Das Gewinde kann rechtsgängig oder linksgängig sein. Das Zahnrad an der Welle352 ist ähnlich zum Zahnrad am Sonnenrad336 , jedoch in der Länge länger. Es sollte selbstverständlich sein, dass eine Planetenradbaugruppe der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Größe, Anzahl und Konfiguration von Komponenten begrenzt ist. - Die Antriebswelle
318 ist rotatorisch mit dem Servomotor314 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels verbunden. In einigen Aspekten stützt ein einen Lagersatz enthaltendes Element362 –365 die Welle318 , die Antriebswelle, ab und fixiert die Welle318 axial. Die Welle318 besitzt auch innere Keile, die Keilen am Motor entsprechen. Das Gewinde366 an der Welle318 steht mit dem Innengewinde361 in Eingriff. Die Elemente362 und363 sind starr an der Antriebswelle befestigt. - Die Schnittstellenbaugruppe
333 enthält das Schnittstellenelement324 und ein Druckelement368 . Das Element368 kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes Druckelement, beispielsweise eine Feder, sein. Das Element324 ist axial durch das Element368 befestigt und ist rotatorisch durch Kupplungselementansätze326 und Nuten328 befestigt. Die Feder368 reagiert gegen das Zahnrad322 , um das Kupplungselement324 fest gegen die Oberfläche370 des Zahnkranzes322 gepresst zu halten. - Mindestens ein Ansatz
330 am Umfang des Zahnrades316 läuft innerhalb einer jeweiligen entsprechenden Nut oder eines jeweiligen entsprechenden Schlitzes332 im Einweg-Kupplungselement324 , was die axiale Bewegung des Elements316 erleichtert. Jede der Nuten332 endet in einer jeweiligen Rampe376 . Die Rampen ermöglichen einen glatten Übergang des Zahnrades316 von der axialen in die Drehbewegung in einer Richtung. Die Rampen werden zum Übergehen vom Gangwechsel zur Gangwahl und von der Gangwahl zum Gangwechsel verwendet, wie unten beschrieben. - Individuelle Eingriffsmerkmale oder Nockennasen in Form von Vertiefungen oder Kerben
304 auf der Oberfläche des Rohrs302 fungieren, um entweder ein spezielles Zahnrad308 einzurücken, indem sich der federbelastete Aktivierungsstift378 in eine Nase absenken lassen wird, oder um eine spezielle Nase durch Drehen des Rohrs302 auszurücken, um die jeweilige Kerbe aus der Drehung mit dem Stift zu bewegen, wie nachstehend weiter beschrieben. Die Baugruppe300 und die Kerben304 halten den Zahnradsatz308 als Standard ausgerückt und rücken ein Zahnrad nur dann ein, wenn eine Nase direkt unter einem Betätigungsstift vorhanden ist. Diese Anordnung macht die Baugruppe300 von Natur aus sicher, indem alle Zahnräder außer dem eingerückten Zahnrad verriegelt werden. Folglich ermöglicht die Baugruppe300 keine Vorwahl eines geraden Zahnrades, wenn ein ungerades Zahnrad eingerückt wird, oder umgekehrt. Nur ein Zahnrad (ungerade oder gerade) wird auf einmal eingerückt. - Das Rohr
302 ist starr am Ende320 des Zahnkranzes316 durch ein entsprechendes Ende379 befestigt. Folglich wird irgendeine Bewegung im Zahnrad316 auf das Rohr übertragen. Das Ende379 des Rohrs besitzt einen mit Kerbe versehenen Ansatz380 , der mit dem Vorsprung382 in der Antriebswelle in Eingriff kommt. Dieser Eingriffsprozess (unten beschrieben) erzeugt eine Arretierung der Drehbewegung des Rohrs, was die Erkennung der Drehposition des Rohrs durch die elektronische Motorsteuereinheit314 erleichtert. Der Vorsprung an der Antriebswelle ist derart orientiert, dass die Arretierung in einem bekannten Winkel vor oder nach der neutralen Zahnradposition auftritt. - Im Allgemeinen enthält der Zahnradsatz
308 zwei Gruppen von Zahnrädern, beispielsweise sind die Zahnräder383 –385 die ungeraden Zahnräder und sind an der Antriebswelle nacheinander angeordnet, und die Elemente386 –388 sind die geraden Zahnräder, die auch nacheinander mit einem Rückwärtsgangrad389 angeordnet sind. Es sollte selbstverständlich sein, dass andere Zahlen und Kombinationen von Zahnrädern bei der Baugruppe300 verwendet werden können. Individuelle Zahnräder sind, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, beispielsweise durch Axiallager390 getrennt, um auf axiale Schublasten zu reagieren, die vom Zahnradsatz108 erzeugt werden. - Das Folgende beschreibt den Betrieb der Baugruppe
300 genauer. Funktional kann die Baugruppe300 in zwei Vorgänge unterteilt werden – Gangwahl und Gangwechsel. Die zwei Vorgänge werden durch geeignete Manipulation der Baugruppe erreicht, wie unten beschrieben. - Um einen Gangwahlvorgang einzuleiten, dreht sich der Servomotor im Uhrzeigersinn, was die Antriebswelle
318 dreht. Gewinde366 stehen mit Gewinden361 in Eingriff, was die Zahnradwelle352 axial in Richtung des Zahnrades336 bewegt. Die Welle352 wird an einer Drehung relativ zur Antriebswelle durch den Ansatz330 gehindert, der in einem der Schlitze332 des Einweg-Kupplungselements324 läuft. - Das Folgende beschreibt eine Folge der Positionierung und Bewegung des Ansatzes
330 in Bezug auf das Element324 . Der Weg392 zeigt die ungefähre Bewegung des Ansatzes330 von einer Eingriffsposition für die Baugruppe300 über den Gangwahlprozess bis zur Einkupplung eines anderen Zahnrades in der Gruppe308 . In der Eingriffsposition befindet sich der Ansatz330 ungefähr am Punkt394 in Kontakt mit dem Ansatz396 . Es sollte selbstverständlich sein, dass der Ansatz330 in der Eingriffsposition mit dem Ende398 des Elements324 in Kontakt steht, aber die exakte Stelle des Punkts394 von der in21 gezeigten abweichen kann. - Um den Auswahlprozess zu beginnen, dreht der Motor
314 die Welle318 im Uhrzeigersinn, wie oben beschrieben, was bewirkt, dass sich der Ansatz330 rotatorisch verschiebt, um die Ausrichtung auf den Schlitz in der Position400 zu erreichen. Diese Drehung bewirkt, dass der dem eingerückten Zahnrad zugeordnete Stift sich von der jeweiligen Kerbe im Rohr löst. Von der Position400 bewirkt die Drehung der Welle318 , dass sich der Ansatz axial durch den Schlitz bewegt, da der Schlitz der Drehung des Ansatzes entgegenwirkt. Der Ansatz verschiebt sich axial parallel durch das Segment402 , bis der Ansatz die Rampe in der Position404 erreicht. Während dieser Parallelverschiebung verschiebt sich das Rohr302 auch axial, dreht sich jedoch nicht. Die axiale Bewegung des Rohrs bewirkt, dass sich die Kerben304 auf die Stifte378 falsch ausrichten. Wenn der Ansatz die Rampe erreicht, berührt das Zahnrad316 die Oberfläche370 und die durch die Welle318 übertragene Kraft bewirkt, dass sich der Ansatz im Uhrzeigersinn dreht und die Rampe hochläuft, was bewirkt, dass das Element324 axial in der Richtung406 gleitet. Der Motor dreht die Welle318 weiterhin im Uhrzeigersinn entlang der Oberfläche408 , bis der Ansatz den Punkt410 erreicht, von dem bekannt ist, dass er weiter im Uhrzeigersinn liegt als die gewünschte Position für den Ansatz330 in Bezug auf den Schlitz332a (dem ausgewählten Zahnrad zugeordnet). Die axiale Bewegung des Rohrs durch das Segment402 bewirkt, dass sich die Kerben304 falsch auf die Stifte378 ausrichten. Daher wird die Drehung des Rohrs ohne Eingriff der Stifte378 durchgeführt. Wenn der Ansatz die Oberfläche408 freigibt, schiebt die Feder368 das Element324 in der Richtung412 zurück, bis das Element wieder an der Oberfläche370 anliegt. Ab dem Punkt410 dreht der Motor314 die Welle318 gegen den Uhrzeigersinn und der Ansatz330 bewegt sich anschließend gegen den Uhrzeigersinn in die Position414 . Da sich jedoch das Element324 in der Richtung412 bewegt hat, bewirkt die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn, dass der Ansatz mit der Seitenwand416 des Schlitzes332a in Eingriff kommt (die Rückkehrbewegung des Elements324 bewirkt, dass der Ansatz und die Wand416 hinsichtlich des Umfangs ausgerichtet werden). Folglich wird die korrekte Positionierung des Ansatzes für das ausgewählte Zahnrad sichergestellt. - Die fortgesetzte Drehung der Welle
318 zieht den Ansatz330 axial durch den Schlitz332a und das Segment418 , bis der Ansatz die Position420 erreicht. Diese axiale Bewegung bewirkt eine erneute Ausrichtung der Kerben304 . Von der Position420 kann sich der Ansatz durch das Segment422 drehen, um den Ansatz396a zu berühren, zu welcher Zeit die Kerbe für das ausgewählte Zahnrad sich auf die Betätigungsbaugruppe für das ausgewählte Zahnrad ausrichtet und der jeweilige Stift in die Kerbe fällt. Der Ansatz330 kommt in der Position424 bis zum nächsten Gangwahlvorgang in Ruhe. - Während der Initialisierungssequenz der Baugruppe
300 dreht sich der Motor314 im Uhrzeigersinn, was das Rohr in der Richtung412 schiebt. Sobald der Zahnkranz316 die Oberfläche370 berührt, beginnt das Rohr eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Eine Steuereinheit (nicht dargestellt) verfolgt das aktuelle Profil des Motors und erfasst die Rohrkerbe380 durch den scharfen Sprung in dem durch den Motor fließenden Strom, der dem erhöhten Widerstand gegen die Motorbewegung zugeordnet ist, durch den Eingriff der Kerbe380 und des Vorsprungs382 . Diese Eingriffsposition entspricht einem bekannten Winkel vor der neutralen Zahnradposition. Der Motor fährt dann am nächsten Schlitz vorbei in der Einweg-Kupplung324 fort und geht zur Auswahl des neutralen Zahnrades weiter. -
22 ist eine Querschnittsansicht der Gangwahlbaugruppe500 der vorliegenden Erfindung mit doppelten Rohren und Drehaktivierung. -
23 ist eine teilweise Ansicht der Baugruppe500 in22 in auseinandergezogener Anordnung. -
24 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrs für gerade Zahnräder in22 . -
25 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrs für ungerade Zahnräder in22 . Das Folgende sollte angesichts der22 bis25 betrachtet werden. Die Baugruppe500 enthält ein Rohr501 für gerade Zahnräder mit mindestens einem Eingriffsmerkmal502 und ein Rohr503 für ungerade Zahnräder mit mindestens einem Eingriffsmerkmal504 . In einigen Aspekten sind die Merkmale502 und504 Vorsprünge. Die Rohre501 und502 sind so beschaffen, dass sie in der Antriebswelle506 für ein Getriebe (teilweise gezeigt) angeordnet sind. Das Getriebe enthält mindestens ein Zahnrad508 und die Antriebswelle506 enthält mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe510 . In der Beschreibung, die folgt, ist mindestens ein Zahnrad508 mehrere Zahnräder, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass mindestens ein Zahnrad508 ein einzelnes Zahnrad sein kann. - Die Baugruppe
500 enthält ein Differentialdrehelement512 , das unabhängig mit den Rohren501 und503 gekoppelt werden kann, wie unten beschrieben. Das Element512 ist so beschaffen, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass die Rohre501 und503 unabhängig voneinander in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar sind. Die Rohre sind so beschaffen, dass sie sich differentiell drehen, so dass die Eingriffsmerkmale502 und504 mit jeweiligen Zahnradbetätigungsbaugruppen510 in Eingriff kommen und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von den Zahnrädern508 einrückt. Die Baugruppe500 enthält auch ein Mittel514 zum Verlagern eines Abschnitts516 des Differentialdrehelements512 , so dass sich die Rohre axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagern. Das Mittel514 enthält eine Welle518 , die mit dem Abschnitt516 verbunden ist und so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung auf den Abschnitt516 überträgt. In einigen Aspekten ist das Mittel514 ein Aktor, die Welle518 ist mit dem Aktor verbunden und der Aktor ist so beschaffen, dass er die Welle dreht. Es sollte selbstverständlich sein, dass irgendein auf dem Fachgebiet bekannter Aktor wie z. B. ein hydraulischer Aktor für den Aktor514 verwendet werden kann. In22 bis25 ist der Aktor ein Elektromotor. -
26 ist eine Ansicht des Differentialdrehelements512 in22 in auseinandergezogener Anordnung. -
27 ist eine Querschnittsansicht der Welle518 für das Verlagerungsmittel514 in22 . -
28 ist eine Querschnittsansicht der Antriebswelle506 in22 . -
29 ist eine perspektivische Ansicht der Rohrmuffe in22 . Das Folgende sollte angesichts der22 bis29 betrachtet werden. In einigen Aspekten ist das Element512 ein Zahnradsatz. In einigen Aspekten ist der Zahnradsatz beispielsweise ein Planetenradsatz, wie in22 gezeigt. Dann ist der Zahnkranz516 der Abschnitt des Elements512 , der durch das Mittel514 verlagert wird. Die Rohrmuffe520 ist stabil am ausgedehnten Gehäuse521 des Trägers516 befestigt und der Zahnkranz522 ist so beschaffen, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist. Die Funktionsweise der Rohre und der Rohrmuffe wird unten weiter beschrieben. -
30 ist ein Detail von22 , das das Schnittstellenelement524 und die Antriebswelle zeigt. -
31 ist eine perspektivische Querschnittsansicht des Schnittstellenelements. Das Folgende sollte angesichts der22 bis31 betrachtet werden. Die Baugruppe500 enthält Schnittstellenelemente524 und525 , die so beschaffen sind, dass sie innerhalb der Antriebswelle angeordnet sind und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt sind. Die Elemente524 und525 sind in Bezug auf die Antriebswelle auf Grund der Schnittstelle der Ansätze526 bzw.527 an den Elementen und entsprechender Nuten528 in der Antriebswelle axial verlagerbar. Eine Druckfeder530 ist axial zwischen den Elementen524 und525 angeordnet und drückt die Elemente axial auseinander. Die Feder530 drückt das Element525 gegen die Oberfläche532 des Zahnkranzes522 und drückt das Element525 gegen die Oberfläche534 der Antriebswelle. Der Träger516 steht axial und rotatorisch mit den Schnittstellenelementen in Eingriff, um die Rohre steuerbar zu positionieren, wie unten weiter beschrieben. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren der Rohre das Drehen der Rohre. In einigen Aspekten enthält das steuerbare Positionieren der Rohre das axiale Verlagern der Rohre. - Der Träger
516 enthält mindestens einen Vorsprung536 und die Schnittstellenelemente524 und525 enthalten mindestens einen Schlitz538 bzw.539 . Der Vorsprung ist axial und rotatorisch durch die Schlitze verlagerbar, wie oben beschrieben. - Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Komponenten der Baugruppe
500 . Die Baugruppe500 enthält eine Planetenradbaugruppe512 ; eine Schnittstellenbaugruppe oder Einweg-Kupplungsbaugruppe540 , die die Schnittstellenelemente524 und525 enthält; und Rohre501 und503 , die so beschaffen sind, dass sie mit jeweiligen Zahnradbetätigungsbaugruppen510 in Eingriff kommen oder verbinden. Wenn sie mit einem einzelnen elektrischen Servomotor514 verwendet werden, können diese Komponenten verwendet werden, um bis zu zwei Zahnräder (ein gerades und ein ungerades) vom Zahnradsatz508 einzurücken. In einigen Aspekten ist das tatsächliche Eingriffselement eine Reibungskupplung (nicht dargestellt), die sich im zylindrischen Raum zwischen dem Außendurchmesser541 der Antriebswelle und dem Innendurchmesser der individuellen Zahnräder508 befindet. Der Servomotor514 ist am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt. - Die Baugruppe
512 enthält ein Sonnenrad542 , das am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt ist, und einen Zahnkranz522 , der an der Antriebswelle befestigt ist. Der Zahnkranz516 enthält ein axial ausgedehntes Gehäuse521 . Die Planetenträgerbaugruppe544 enthält Träger546 und547 , die vier (4) drehbare Planetenräder548a ,548b ,548c ,548d jeweils mit eingepressten Bronzebuchsen550 tragen. Die Planetenträgerbaugruppe ist axial derart positioniert, dass die Planetenräder548a und548b mit dem Zahnkranz522 in Eingriff stehen. Eine Führung554 steht mit einer inneren Führung556 für eine genaue radiale Position des Zahnradträgers546 in Eingriff. - Die Planetenräder
548c und548d stehen mit dem Zahnkranz516 in Eingriff. Die Zahnradzähne558 sind länger geschnitten als die Breiten der Planetenräder, um die axiale Bewegung des Zahnrades516 zu erleichtern, während immer noch ein Zahnradkontakt mit den Zahnrädern548c und548d aufrechterhalten wird. Die Sonnenradwelle560 steht mit den Planetenrädern548c und548d in Eingriff. Die Sonnenwelle560 ist drehbar, axial fixiert und radial in der inneren Bohrung des Zahnrades516 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels, beispielsweise Kugellagern561 und562 , zentriert. Die Platte564 ist am Zahnrad516 befestigt und fixiert die Sonnenradwelle560 axial am Zahnrad516 . Irgendeine axiale Bewegung, die von der Sonnenradwelle gezeigt wird, wird über die Kugellager561 und562 auf den Zahnkranz516 übertragen. Die Sonnenradwelle560 besitzt ein Innengewinde568 . Das Gewinde kann rechtsgängig oder linksgängig sein. Das Zahnrad an der Welle560 ist ähnlich zum Zahnrad am Sonnenrad542 , jedoch in der Länge länger. Es sollte selbstverständlich sein, dass eine Planetenradbaugruppe der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Größe, Anzahl und Konfiguration von Komponenten begrenzt ist. - Die Antriebswelle
518 ist rotatorisch mit dem Servomotor514 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels verbunden. In einigen Aspekten stützt ein einen Lagersatz enthaltendes Element569 –572 die Welle518 , Antriebswelle, ab und fixiert die Welle518 axial. Die Welle518 besitzt auch interne Keile, die Keilen am Motor entsprechen. Das Gewinde574 an der Welle518 steht mit dem Innengewinde568 in Eingriff. Die Elemente569 und570 sind an der Antriebswelle starr befestigt. Lager571a und571b sehen eine zusätzliche Abstützung vor. - Die Schnittstellenbaugruppe
540 enthält Schnittstellenelemente524 und525 und ein Druckelement530 . Das Element530 kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes Druckelement, beispielsweise eine Feder, sein. Die Elemente524 und525 werden durch das Element530 axial gedrückt und sind durch Kupplungselementansätze526 und527 und Nuten528 rotatorisch fixiert. - Mindestens ein Ansatz
536 am Umfang des Zahnrades516 läuft innerhalb einer jeweiligen entsprechenden Nut oder eines jeweiligen entsprechenden Schlitzes538 und539 in der Einweg-Kupplungsbaugruppe540 , was die axiale Bewegung des Elements516 erleichtert. Jede der Nuten538 und539 endet in einer jeweiligen Rampe576 . Die Rampen ermöglichen einen glatten Übergang des Zahnrades516 von der axialen in die Drehbewegung in einer Richtung. Die Rampen werden zum Übergehen vom Gangwechsel zur Gangwahl und von der Gangwahl zum Gangwechsel verwendet, wie unten beschrieben. - Individuelle Eingriffsmerkmale oder Vorsprünge
502 und504 an der Oberfläche der Rohre501 bzw.503 fungieren, um entweder ein spezielles Zahnrad508 durch Drehen eines Betätigungsstifts578 in einer speziellen Richtung einzurücken oder ein Zahnrad508 durch Drehen des entsprechenden Betätigungsstifts in der entgegengesetzten Richtung auszurücken, wie nachstehend weiter beschrieben. Die Vorsprünge502 und504 sind derart angeordnet, dass, bevor ein spezielles Zahnrad ausgewählt wird, alle anderen Zahnräder desselben Typs (gerade oder ungerade) zuerst ausgerückt und verriegelt werden. Diese Anordnung stellt eine zwangsläufige Stufe bereit, um die gleichzeitige Einkupplung von zwei Zahnrädern desselben Typs zu verhindern. - Das Ende
580 des Rohrs501 besitzt Schlitze582 . Die Schlitze sind so beschaffen, dass sie die Rohrmuffe520 während eines Prozesses zur Auswahl eines geraden Zahnrades aufnehmen. Das Ende584 des Rohrs503 weist Schlitze586 auf. Die Schlitze sind so beschaffen, dass sie die Rohrmuffe520 während eines Prozesses zur Auswahl eines ungeraden Zahnrades aufnehmen. Die Enden588 und590 des Rohrs501 bzw.503 enthalten jeweils ein Paar von diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen592 bzw.594 . Diese Vorsprünge wirken als federbelastete Haltearretierung, die mit entsprechenden Kerben596 bzw.598 in der Antriebswelle in Eingriff kommt. Die Vorsprünge und Kerben halten die Orientierung des jeweiligen Rohrs, wenn das andere Rohr durch den Zahnkranz516 manipuliert wird. Die Muffe520 ist starr am Zahnkranz516 befestigt. Irgendeine Bewegung im Zahnkranz516 wird direkt auf die Muffe übertragen. Die Muffe steht mit einem der Rohre als Teil eines jeweiligen Zahnradeinkupplungs- oder -ausrückvorgangs in Eingriff. Die Funktionsweise der Rohre und der Muffe wird unten weiter beschrieben. - Im Allgemeinen enthält der Zahnradsatz
508 zwei Gruppen von Zahnrädern, beispielsweise sind die Zahnräder600 –602 die ungeraden Zahnräder und sind an der Antriebswelle nacheinander angeordnet und die Zahnräder603 –605 sind gerade Zahnräder, die auch nacheinander mit einem Rückwärtsgangrad606 angeordnet sind. Es sollte selbstverständlich sein, dass andere Zahlen und Kombinationen von Zahnrädern bei der Baugruppe500 verwendet werden können. Individuelle Zahnräder sind, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, beispielsweise durch Axiallager608 getrennt, um auf axiale Schublasten zu reagieren, die durch den Zahnradsatz508 erzeugt werden. - Das Folgende beschreibt den Betrieb der Baugruppe
500 genauer. Funktional kann die Baugruppe500 in vier Vorgänge unterteilt werden – Auswahl eines geraden Zahnrades, Wechsel eines geraden Zahnrades, Auswahl eines ungeraden Zahnrades und Wechsel eines ungeraden Zahnrades. Die vier Vorgänge werden durch geeignete Manipulation der Baugruppe erreicht, wie unten beschrieben. - Für einen Vorgang zur Auswahl eines geraden Zahnrades dreht sich der Servomotor
514 im Uhrzeigersinn, was die Antriebswelle518 mit ihm dreht. Gewinde574 stehen mit Gewinden568 in Eingriff, was die Zahnradwelle560 und das Zahnrad516 axial in Richtung des Zahnrades522 bewegt. Für eine leichte Darstellung wird nur auf einen einzelnen Ansatz536 in der folgenden Beschreibung Bezug genommen, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass mehrere Ansätze536 innerhalb des Gedankens und Schutzbereichs der beanspruchten Erfindung liegen. Der Ansatz536 befindet sich in der Position610 im Schlitz539 des Einweg-Kupplungselements525 . Die Welle518 wird an einer Drehung relativ zur Antriebswelle durch die Ansätze, die in den Schlitzen laufen, gehindert. Die Muffe520 ist starr am Zahnkranz516 befestigt und bewegt sich auch in Richtung der Oberfläche532 . Die Muffenelemente612 stehen mit Schlitzen582 in Eingriff, so dass das Rohr501 und der Zahnkranz516 rotatorisch verriegelt sind. Irgendeine Drehbewegung oder axiale Bewegung in Richtung der Oberfläche532 , die vom Zahnkranz516 erfahren wird, wird auf das Rohr übertragen. - Das Folgende beschreibt eine Folge der Positionierung und Bewegung des Ansatzes
536 in Bezug auf das Element525 . Der Weg614 zeigt die ungefähre Bewegung des Ansatzes536 von der Position610 zum Auswählen und Einrücken eines geraden Zahnrades. In der Position610 im Schlitz538 ist ein ungerades Zahnrad, das dieser Position zugeordnet ist, eingerückt. In einigen Aspekten ist auch ein gerades Zahnrad eingerückt, typischerweise das vorherige Zahnrad, mit dem das Getriebe gearbeitet hat. Mit anderen Worten, die Baugruppe500 arbeitet mit einem ungeraden Zahnrad. Am Punkt610 steht der Ansatz536 mit der Wand616 in Kontakt, obwohl die exakte Stelle des Punkts610 von der in31 gezeigten abweichen kann. - Um mit dem Prozess zur Auswahl eines geraden Zahnrades zu beginnen, dreht der Motor
514 die Welle518 im Uhrzeigesinn, wie oben beschrieben, was bewirkt, dass sich der Ansatz536 axial und dann rotatorisch durch das Wegsegment617 verschiebt, um die Position618 zu erreichen. Die anschließende axiale und Drehbewegung des Rohrs bewirkt, dass sich die Vorsprünge502 von den Stiften578 wegdrehen, mit denen die Vorsprünge in Eingriff standen. Von der Position618 bewirkt die Drehung der Welle518 , dass sich der Ansatz axial durch den Schlitz bewegt, da der Schlitz der Drehung des Ansatzes entgegenwirkt. Der Ansatz verschiebt sich axial durch das Segment620 , bis das Zahnrad516 die Oberfläche532 berührt und der Ansatz die Rampe in der Position622 erreicht. Während dieser Verschiebung verschiebt sich das Rohr501 auch axial, dreht sich jedoch nicht. Wenn der Ansatz die Rampe erreicht, bewirkt die durch die Welle518 übertragene Kraft, dass sich der Ansatz im Uhrzeigersinn dreht und die Rampe hochläuft, was bewirkt, dass das Element525 axial in der Richtung626 gleitet. Der Motor dreht die Welle518 weiterhin im Uhrzeigersinn entlang der Oberfläche628 , bis der Ansatz den Punkt630 erreicht, von dem bekannt ist, dass er weiter im Uhrzeigersinn liegt als die gewünschte Position für den Ansatz536 in Bezug auf den Schlitz539a (dem ausgewählten Zahnrad zugeordnet). Wenn der Ansatz die Oberfläche628 freigibt, schiebt die Feder530 das Element525 in der Richtung632 zurück, bis das Element wieder an der Oberfläche532 anliegt. Vom Punkt630 dreht der Motor514 die Welle518 gegen den Uhrzeigersinn und der Ansatz536 bewegt sich anschließend gegen den Uhrzeigersinn in die Position634 . Da sich jedoch das Element525 in der Richtung632 bewegt hat, bewirkt die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn, dass der Ansatz mit der Seitenwand636 des Schlitzes539a in Eingriff kommt (die Rückkehrbewegung des Elements525 bewirkt, dass der Ansatz und die Wand636 hinsichtlich des Umfangs ausgerichtet werden). Folglich wird die korrekte Positionierung des Ansatzes für das ausgewählte Zahnrad sichergestellt. - Die fortgesetzte Drehung der Welle
518 zieht den Ansatz536 axial durch den Schlitz539a und das Segment638 , bis der Ansatz die Position640 erreicht. Diese axiale Bewegung bewirkt, dass die Vorsprünge502 sich auf dem Umfang auf die Stifte578 ausrichten. Von der Position640 kann sich der Ansatz durch das Segment642 drehen, was bewirkt, dass sich das Rohr501 dreht und die Vorsprünge502 die Stifte578 berühren und drehen, um das ausgewählte gerade Zahnrad einzurücken und die restlichen geraden Zahnräder und das Rückwärtsgangrad auszurücken. Diese Drehbewegung des Rohrs501 bewirkt auch, dass sich die Ansätze592 auf die Schlitze596 ausrichten und mit diesen in Eingriff kommen, wobei das Rohr rotatorisch verriegelt wird. Der Ansatz536 kommt in der Position646 zur Ruhe. - Für einen Vorgang zur Auswahl eines ungeraden Zahnrades, dreht sich beispielsweise der Servomotor
514 beginnend in der Position646 gegen den Uhrzeigersinn, was die Antriebswelle518 mit ihm dreht. Gewinde574 stehen mit Gewinden568 in Eingriff, was die Zahnradwelle560 und das Zahnrad516 axial in Richtung des Servomotors bewegt. Muffenelemente650 stehen mit Schlitzen586 in Eingriff, so dass das Rohr503 und der Zahnkranz516 rotatorisch verriegelt sind. Irgendeine Drehbewegung oder axiale Bewegung in Richtung der Oberfläche532 , die vom Zahnkranz516 erfahren wird, wird auf das Rohr übertragen. Der Ansatz536 verlagert sich durch die Schlitze538 in derselben Weise, wie für eine Auswahl und Einkupplung eines geraden Zahnrades beschrieben, außer dass die axialen und Drehrichtungen umgekehrt sind und der Zahnkranz516 mit der Oberfläche534 in Eingriff kommt, wenn der Ansatz beginnt, auf der Rampe zu laufen. Der teilweise Weg648 zeigt den Beginn der Bewegung des Ansatzes536 in einem Vorgang für ein ungerades Zahnrad ausgehend von der Position646 . Am Ende des Auswahl- und Einrückvorgangs richten sich die Ansätze594 auf die Schlitze598 aus und kommen mit diesen in Eingriff, was das Rohr503 rotatorisch verriegelt. - Der Zahnradsatz
512 ist ein Mechanismus zum Steuern der Drehposition des Zahnkranzes516 . Die Schnittstellenbaugruppe540 führt die Ansätze536 durch geeignete Schlitze538 und539 , wobei der Zahnkranz516 in Bezug auf die Achse652 der Antriebswelle axial und rotatorisch verlagert wird. Für den Gangwahlprozess befindet sich das Zahnrad516 in einer von zwei Positionen. Für eine Auswahl eines geraden Zahnrades wird das Zahnrad516 gegen die Oberfläche532 geschoben und kann sich in einer Richtung frei drehen, so dass das Rohr501 das gewünschte Zahnrad auswählt. Für eine Auswahl eines ungeraden Zahnrades wird das Zahnrad516 gegen die Oberfläche534 geschoben und kann sich in der entgegengesetzten Richtung frei drehen, so dass das Rohr503 das gewünschte Zahnrad auswählt. - Die Schlitze in der Baugruppe
540 sind derart konfiguriert, dass der Zahnkranz516 , insbesondere die Ansätze536 , so geführt wird, dass: er sich am Ende654 befindet und sich dreht, um ein gerades Zahnrad auszuwählen; axial in einem Schlitz539 liegt und sich dreht, um den Stift (die Stifte)578 für eine Einkupplung eines geraden Zahnrades zu drehen; axial in der Mitte656 der Baugruppe540 liegt und sich von einem des Rohrs501 und503 zum anderen der Rohre löst; axial in einem Schlitz538 liegt und sich dreht, um den Stift (die Stifte)578 für eine Einkupplung eines ungeraden Zahnrades zu drehen; oder am Ende658 liegt und sich dreht, um ein ungerades Zahnrad auszuwählen. Folglich rückt die Baugruppe500 ein Zahnrad vom ungeraden oder geraden Zahnradsatz ein und wählt dann ein anderes Zahnrad aus dem anderen Satz vor. -
32 ist eine Querschnittsansicht der Gangwahlbaugruppe700 der vorliegenden Erfindung für ein Motorrad. -
33 ist eine Ansicht des Differentialdrehelements in32 in auseinandergezogener Anordnung. -
34 ist eine Querschnittsansicht der Welle für das Verlagerungsmittel in32 . -
35 ist eine Querschnittsansicht der Antriebswelle in32 . -
36 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrs in32 . -
37 ist eine perspektivische Ansicht des Schnittstellenelements in32 . -
38 ist eine perspektivische Ansicht der Gangwahlbaugruppe in32 mit einem Gangschaltmechanismus. -
39 ist eine perspektivische Ansicht der Gangwahlbaugruppe in32 mit einem Gangschaltmechanismus. Das Folgende sollte angesichts der32 bis39 betrachtet werden. Die Baugruppe700 enthält ein Rohr702 mit mindestens einem Eingriffsmerkmal704 . In einigen Aspekten ist das Merkmal704 eine Kerbe. Das Rohr702 ist so beschaffen, dass es in der Antriebswelle706 für ein Getriebe (teilweise gezeigt) angeordnet ist. Das Getriebe enthält mindestens ein Zahnrad708 und die Antriebswelle706 enthält mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe710 . In der Beschreibung, die folgt, ist mindestens ein Zahnrad708 mehrere Zahnräder, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass mindestens ein Zahnrad708 ein einzelnes Zahnrad sein kann. - Die Baugruppe
700 enthält ein Differentialdrehelement712 , das mit dem Rohr702 gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das Rohr702 in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist. Das Rohr702 ist so beschaffen, dass es sich differentiell dreht, so dass die Eingriffsmerkmale704 mit den Zahnradbetätigungsbaugruppen710 in Eingriff kommen und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von den Zahnrädern708 einrückt. Die Baugruppe700 enthält auch ein Mittel714 zur Verlagerung des Abschnitts716 des Differentialdrehelements712 , so dass sich das Rohr702 in Bezug auf die Antriebswelle rotatorisch verlagert. Das Mittel ist an der Welle718 befestigt, die mit dem Abschnitt716 verbunden ist und so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung vom Mittel auf den Abschnitt716 überträgt. In einigen Aspekten ist das Mittel714 ein Gangschaltmechanismus, wie in38 und39 gezeigt. - In einigen Aspekten ist das Element
712 ein Zahnradsatz. In einigen Aspekten ist der Zahnradsatz beispielsweise ein Planetenradsatz, wie in33 gezeigt. Dann ist der Zahnkranz716 der Abschnitt des Elements712 , der durch das Mittel714 verlagert wird. Das Zahnrad716 ist stabil am Rohr702 am Ende720 befestigt und der Zahnkranz722 ist so beschaffen, dass er an der Antriebswelle stabil befestigt ist. - Die Baugruppe
700 enthält ein Schnittstellenelement724 , das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist. Das Element724 ist in Bezug auf die Antriebswelle auf Grund der Schnittstelle von Ansätzen726 am Element und entsprechenden Nuten728 in der Antriebswelle axial verlagerbar. Der Träger716 steht axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff, um das Rohr702 steuerbar zu positionieren, wie unten weiter beschrieben. - Der Träger
716 enthält mindestens einen Vorsprung730 und das Schnittstellenelement724 enthält mindestens einen Schlitz732 . Der Vorsprung ist durch die Schlitze732 axial und rotatorisch verlagerbar, wie unten beschrieben. - Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Komponenten der Baugruppe
700 . Die Baugruppe700 enthält eine Planetenradbaugruppe712 ; eine Schnittstellenbaugruppe oder Arretierung733 , die das Schnittstellenelement724 enthält; und das Rohr702 , das so beschaffen ist, dass es mit der Zahnradbetätigungsbaugruppe710 in Eingriff kommt oder verbindet. Wenn sie mit dem Mechanismus714 verwendet werden, wählen diese Komponenten nacheinander Zahnräder vom Zahnradsatz708 aus und rücken sie ein. In einigen Aspekten ist das tatsächliche Eingriffselement eine Reibungskupplung (nicht dargestellt), die sich im zylindrischen Raum zwischen dem Außendurchmesser734 der Antriebswelle und dem Innendurchmesser der individuellen Zahnräder708 befindet. - Die Planetenradbaugruppe
712 enthält ein Sonnenrad736 , das am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) befestigt ist. Die Planetenträgerbaugruppe737 enthält Träger738 und740 , die vier (4) drehbare Planetenräder742a ,742b ,742c ,742d jeweils mit eingepressten Bronzebuchsen744 tragen. Die Planetenträgerbaugruppe ist axial derart positioniert, dass die Planetenräder742a und742b mit dem Zahnkranz722 in Eingriff stehen. Eine Führung746 steht mit einer inneren Führung748 für eine genaue radiale Position des Zahnkranzes738 in Eingriff. - Die Planetenräder
742c und742d stehen mit dem Zahnkranz716 in Eingriff. Die Sonnenradwelle752 steht mit den Planetenrädern742c und742d in Eingriff. Die Sonnenradwelle752 steht mit den Planetenrädern742c und742d in Eingriff. Die Sonnenwelle752 ist drehbar, axial fixiert und radial in einer inneren Bohrung754 des Zahnrades716 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels, beispielsweise Kugellagern756 und758 , zentriert. Die Platte760 ist am Zahnrad716 befestigt und fixiert die Sonnenradwelle752 axial am Zahnrad716 . Die Sonnenradwelle752 besitzt eine interne hexagonale Form761 . Das Zahnrad an der Welle752 ist ähnlich zum Zahnrad am Sonnenrad736 , jedoch in der Länge länger. Es sollte selbstverständlich sein, dass eine Planetenradbaugruppe der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Größe, Anzahl und Konfiguration von Komponenten begrenzt ist. - Die Antriebswelle
718 ist mit dem Servomotor714 unter Verwendung irgendeines auf dem Fachgebiet bekannten Mittels rotatorisch verbunden. In einigen Aspekten stützt ein einen Lagersatz enthaltendes Element762 –765 die Welle718 , Antriebswelle, ab und fixiert die Welle718 axial. Die Welle718 besitzt ein hexagonal geformtes Ende766 , das mit der inneren hexagonalen Form761 in Eingriff steht. Elemente762 und763 sind starr an der Antriebswelle befestigt. - Die Schnittstellenbaugruppe
767 enthält das Schnittstellenelement724 und ein Druckelement768 . Das Element768 kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes Druckelement, beispielsweise eine Feder, sein. Das Element724 ist durch das Element768 axial befestigt und ist durch Kupplungselementansätze726 und Nuten728 rotatorisch befestigt. Die Feder768 reagiert gegen die Oberfläche770 der Antriebswelle, um das Kupplungselement724 fest gegen die Oberfläche772 des Zahnkranzes722 gepresst zu halten. - Mindestens ein Ansatz
730 am Umfang des Zahnrades716 läuft innerhalb einer jeweiligen entsprechenden Nut oder eines jeweiligen entsprechenden Schlitzes732 im Einweg-Kupplungselement724 , was die Bewegung des Elements716 erleichtert. Das Element724 stellt eine Arretierungskraft bereit, wenn ein Zahnrad vom Zahnradsatz708 eingerückt ist und die Ansätze730 in den Schlitzen732 angeordnet sind, wenn das Zahnrad eingerückt ist. Jede der Nuten732 endet in jeweiligen Rampen776 . Die Rampen ermöglichen eine glatte Drehbewegung des Zahnrades716 . Die Rampen werden zum Übergehen von einem Gangwechsel zur Gangwahl und von der Gangwahl zum Gangwechsel verwendet, wie unten beschrieben. - Individuelle Eingriffsmerkmale oder Nockennasen in Form von Vertiefungen oder Kerben
704 auf der Oberfläche des Rohrs702 fungieren, um entweder ein spezielles Zahnrad708 einzurücken, indem der federbelastete Aktivierungsstift778 sich in eine Nase absenken lassen wird, oder eine spezielle Nase auszurücken, indem das Rohr702 gedreht wird, um die jeweilige Kerbe aus der Drehung mit dem Stift zu bewegen, wie weiter beschrieben. Die Baugruppe700 und die Kerben704 halten den Zahnradsatz708 als Standard ausgerückt und rücken ein Zahnrad nur dann ein, wenn eine Nase direkt unter einem Betätigungsstift vorhanden ist. Diese Anordnung macht die Baugruppe700 von Natur aus sicher, indem alle Zahnräder außer dem eingerückten Zahnrad verriegelt werden. Nur ein Zahnrad wird auf einmal eingerückt. Das Rohr702 ist starr am Ende720 des Zahnkranzes716 durch das entsprechende Ende779 befestigt. -
32 zeigt vier Zahnräder im Zahnrad308 , es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Baugruppe700 nicht auf diese Anzahl von Zahnrädern begrenzt ist und dass andere Zahlen von Zahnrädern im Gedanken und Schutzbereich der beanspruchten Erfindung eingeschlossen sind. Der Gangwahlvorgang ist während Hochschaltens oder Herunterschaltens sequentiell. Um den 3. Gang auszuwählen, muss sich das Getriebe folglich anfänglich im 2. Gang für ein Hochschalten oder im 4. Gang für ein Herunterschalten befinden. Die Ausnahme ist der Leerlauf, der in einigen Aspekten zwischen den 1. und den 2. Gang fällt. - Der Mechanismus
714 kann ein beliebiger Gangschaltmechanismus sein, der auf dem Fachgebiet bekannt ist. Im Allgemeinen arbeitet der Mechanismus714 , um eine Kraft gegen den Hebel780 , beispielsweise eine durch den Fuß eines Fahrers (nicht dargestellt) aufgebrachte Kraft, der ein Motorrad (nicht dargestellt) fährt, in dem die Baugruppe700 installiert wurde, in eine Drehung des Zahnrades782 , das mit dem Zahnrad784 in Eingriff steht, umzusetzen. Das Zahnrad784 ist an der Welle718 rotatorisch befestigt. Folglich führt die Kraft gegen den Hebel780 zu einer Drehung der Welle718 . Ein Sperrklinkenmechanismus786 steuert die Bewegung vom Hebel780 und überträgt diese Bewegung in diskrete, gesteuerte Teilumdrehungen des Zahnrads782 . - Das Folgende beschreibt den Betrieb der Baugruppe
700 genauer. Funktional kann die Baugruppe700 in zwei Vorgänge unterteilt werden – Gangwahl und Gangwechsel. Die zwei Vorgänge werden durch geeignete Manipulation der Baugruppe erreicht, wie unten beschrieben. - Um einen Gangwahlvorgang einzuleiten, wird das Zahnrad
784 gedreht, was zu einer Drehung der Welle718 um einen Winkel führt, der dem nächsten Zahnrad in der Folge von Zahnrädern708 zugeordnet ist. Das Hexagon766 steht mit der hexagonalen Form761 in Eingriff, was den Zahnkranz716 dreht. - Das Folgende beschreibt eine Folge der Positionierung und Bewegung des Ansatzes
730 in Bezug auf das Element724 . Der Weg792 zeigt die ungefähre Bewegung des Ansatzes730 von einer Eingriffsposition für die Baugruppe700 über den Gangwahlprozess bis zur Einkupplung eines anderen Zahnrades in der Gruppe708 . In der Eingriffsposition befindet sich der Ansatz730 ungefähr am Punkt794 im Schlitz732a . Es sollte selbstverständlich sein, dass die exakte Stelle des Punkts794 von der in37 gezeigten abweichen kann. - Um den Auswahlprozess zu beginnen, dreht der Mechanismus
714 die Welle718 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn. Für diese Erläuterung nehmen wir an, dass der Hebel780 herabgedrückt wurde, was eine Drehung der Welle718 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt. In der Position794 kommt der Ansatz gerade mit der Rampe776a in Eingriff und die Drehkraft von der Welle718 bewirkt, dass der Ansatz beginnt, die Rampe hochzulaufen, und das Element724 in der Richtung796 drückt. Der Ansatz dreht sich weiterhin, während er mit der Oberfläche798 in Eingriff steht, bis der Ansatz eine Kante der Rampe776b erreicht. Wenn sich der Ansatz weiter dreht, läuft der Ansatz die Rampe776b hinab, wenn die Feder das Element724 in der Richtung800 bewegt. Wenn der Ansatz die andere Kante der Rampe776b in der Position802 erreicht, wird das Element724 wieder durch die Feder768 gegen die Oberfläche770 geschoben. Die Drehung von der Position794 bewirkt die Auskupplung des Zahnrades, das in der Position794 eingerückt war, und die Drehung in die Position802 bewirkt die Auswahl und Einkupplung des nächsten gewünschten Zahnrades. Es sollte selbstverständlich sein, dass, obwohl der Weg792 eine axiale Komponente zu haben scheint, tatsächlich der Weg792 nur rotatorisch ist und dass die axiale Bewegung des Elements724 nur diese Drehbewegung ermöglicht. Der Winkel804 der Drehung für den Ansatz730 ist mit der Drehung korreliert, die durch jeden Vorgang des Sperrklinkenmechanismus786 verliehen wird. - Folglich ist zu sehen, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung effizient erreicht werden, obwohl Modifikationen und Änderungen an der Erfindung für Fachleute leicht ersichtlich sein sollten, wobei die Modifikationen innerhalb des Gedankens und Schutzbereich der Erfindung, wie beansprucht, liegen sollen. Es ist auch selbstverständlich, dass die vorangehende Beschreibung die vorliegende Erfindung erläutert und nicht als Begrenzung betrachtet werden sollte. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Claims (30)
- Gangwahlbaugruppe mit: einem ersten Rohr mit mindestens einem ersten Eingriffsmerkmal, wobei das erste Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad enthält und die Antriebswelle mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält; und einem Differentialdrehelement, das mit dem ersten Rohr gekoppelt ist und so beschalten ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das erste Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist, wobei das erste Rohr so beschaffen ist, dass es sich differentiell dreht, so dass das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 1, die ferner ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements, derart, dass sich das erste Rohr axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert, enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 2, die ferner ein Schnittstellenelement enthält, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und rotatorisch an der Antriebswelle befestigt ist, wobei der Abschnitt des Differentialdrehelements axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff steht, um das erste Rohr steuerbar zu positionieren.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das steuerbare Positionieren des ersten Rohrs das Drehen des ersten Rohrs enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das steuerbare Positionieren des ersten Rohrs das axiale Verlagern des ersten Rohrs enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das Differentialdrehelement einen Zahnradsatz enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 6, wobei der Zahnradsatz einen Planetenradsatz enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 7, wobei der Planetenradsatz einen ersten Ringträger, der stabil am ersten Rohr befestigt ist, und einen zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist, enthält und wobei der Abschnitt des Differentialdrehelements den ersten Ringträger enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 8, wobei der erste Ringträger mindestens einen Vorsprung enthält, das Schnittstellenelement mindestens einen Schlitz enthält und der mindestens eine Vorsprung axial und rotatorisch durch den mindestens einen Schlitz verlagerbar ist.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements ferner eine Welle enthält, die mit dem Abschnitt des Differentialdrehelements verbunden ist und so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung auf den Abschnitt des Differentialdrehelements überträgt.
- Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements ferner einen Aktor enthält, die Welle mit dem Aktor verbunden ist und der Aktor so beschaffen ist, dass er die Welle dreht.
- Baugruppe nach Anspruch 11, wobei der Aktor aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Elektromotor und einem hydraulischen Aktor besteht.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mehrere erste Eingriffsmerkmale enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen enthält und die mehreren ersten Eingriffsmerkmale derart angeordnet sind, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von den mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen mit den mehreren ersten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff steht.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal eine Kerbe in einer äußeren Oberfläche des ersten Rohrs enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe einen Stift enthält, der gegen das erste Rohr gedrückt wird, und das erste Rohr ausgerichtet werden kann, um den Stift mit der Kerbe in Eingriff zu bringen, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal eine Kerbe in einer äußeren Oberfläche des ersten Rohrs enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe einen Stift enthält, der mit der Kerbe in Eingriff kommt, und das erste Rohr verlagerbar ist, um den Stift und die Kerbe zu lösen, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad ausrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das erste Rohr steuerbar mit dem Differentialdrehelement verbunden ist, das mindestens eine Zahnrad eine erste und eine zweite Gruppe von Zahnrädern enthält und das erste Rohr der ersten Gruppe zugeordnet ist; und wobei die Baugruppe ferner ein zweites Rohr mit mindestens einem zweiten Eingriffsmerkmal enthält, wobei das zweite Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist, das zweite Rohr mit dem Differentialdrehelement steuerbar gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist, wobei das zweite Rohr so beschaffen ist, dass es sich differentiell dreht, so dass das mindestens eine zweite Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von der zweiten Gruppe von Zahnrädern einrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle axial und rotatorisch verlagert und der Abschnitt des Differentialdrehelements axial und rotatorisch mit dem Schnittstellenelement in Eingriff steht, um das zweite Rohr steuerbar zu positionieren.
- Gangwahlbaugruppe mit: einem ersten Rohr mit mindestens einem ersten Eingriffsmerkmal, wobei das erste Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein erstes und ein zweites Zahnrad enthält und die Antriebswelle mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen enthält; einem zweiten Rohr mit mindestens einem zweiten Eingriffsmerkmal, wobei das zweite Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist; und einem Differentialdrehelement, das mit dem ersten und dem zweiten Rohr steuerbar gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das erste und das zweite Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar sind, wobei das erste und das zweite Rohr so beschaffen sind, dass sie sich differentiell drehen, so dass das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe jeweilige Zahnräder vom mindestens einen ersten und zweiten Zahnrad einrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 18, die ferner ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements derart, dass das erste und das zweite Rohr sich in Bezug auf die Antriebswelle axial und rotatorisch verlagern, enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 19, die ferner ein Schnittstellenelement enthält, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist, wobei der Abschnitt des Differentialdrehelements mit dem Schnittstellenelement axial und rotatorisch in Eingriff steht, um das erste und das zweite Rohr steuerbar zu positionieren.
- Baugruppe nach Anspruch 20, wobei der Zahnradsatz einen Planetenradsatz mit einem ersten Ringträger, der mit dem ersten und dem zweiten Rohr steuerbar verbindbar ist, und einem zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er an der Antriebswelle stabil befestigt ist, enthält, und wobei der Abschnitt des Differentialdrehelements den ersten Ringträger enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 21, wobei der erste Ringträger mindestens einen Vorsprung enthält, das Schnittstellenelement mindestens einen Schlitz enthält und der mindestens eine Vorsprung axial und rotatorisch durch den mindestens einen Schlitz verlagerbar ist.
- Baugruppe nach Anspruch 19, wobei das Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements ferner eine Welle enthält, die mit einem Aktor und dem Abschnitt des Differentialdrehelements verbunden ist, wobei die Welle so beschaffen ist, dass sie eine Drehbewegung vom Aktor auf den Abschnitt des Differentialdrehelements überträgt, um den Abschnitt des Differentialdrehelements zu verlagern.
- Baugruppe nach Anspruch 19, wobei das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste Gruppe und mehrere Zahnradbetäti gungsbaugruppen für die zweite Gruppe enthält und die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale derart angeordnet sind, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe jeweils von den mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff kommt.
- Baugruppe nach Anspruch 19, wobei das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe jeweilige mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe enthält und die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale derart angeordnet sind, dass nicht mehr als eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von jeweils den jeweiligen mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen auf einmal in Eingriff gebracht werden kann.
- Baugruppe nach Anspruch 19, wobei das mindestens eine erste und zweite Eingriffsmerkmal mehrere erste bzw. zweite Eingriffsmerkmale enthält, die mindestens eine jeweilige Zahnradbetätigungsbaugruppe jeweilige mehrere Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe enthält und die mehreren ersten und zweiten Eingriffsmerkmale derart angeordnet sind, dass eine Zahnradbetätigungsbaugruppe von jeweils den jeweiligen mehreren Zahnradbetätigungsbaugruppen für die erste und die zweite Gruppe gleichzeitig mit den mehreren ersten bzw. zweiten Eingriffsmerkmalen in Eingriff gebracht werden kann.
- Gangwahlbaugruppe mit: einem Rohr mit mindestens einem Eingriffsmerkmal, wobei das Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad enthält und die Antriebswelle mindestens eine Zahnradbetätigungsbaugruppe enthält; einem Planetenradsatz mit einem ersten Ringträger, der stabil an dem Rohr befestigt ist, und einem zweiten Ringträger, der so beschaffen ist, dass er stabil an der Antriebswelle befestigt ist, so dass das Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist, wobei der erste Ringträger einen Vorsprung enthält; einem Mittel zum axialen und rotatorischen Verlagern des ersten Ringträgers; und einem Schnittstellenelement, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und rotatorisch an der Antriebswelle befestigt ist, wobei das Schnittstellenelement mindestens einen Schlitz enthält, wobei sich der erste Ringträger axial und rotatorisch durch den mindestens einen Schlitz verlagert, um das Rohr steuerbar zu positionieren, so dass das mindestens eine erste Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt und das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt.
- Gangwahlbaugruppe mit: einem Rohr mit mindestens einem Eingriffsmerkmal, wobei das Rohr so beschaffen ist, dass es innerhalb einer Antriebswelle für ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad enthält; mindestens einer Zahnradbetätigungsbaugruppe, die so beschaffen ist, dass sie an der Antriebswelle angeordnet ist; und einem Differentialdrehelement, das mit dem Rohr gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass es mit der Antriebswelle gekoppelt ist, so dass das Rohr in Bezug auf die Antriebswelle differentiell drehbar ist, wobei die differentielle Drehbarkeit so beschaffen ist, dass bewirkt wird, dass das mindestens eine Eingriffsmerkmal mit der mindestens einen Zahnradbetätigungsbaugruppe in Eingriff kommt, so dass das Getriebe ein jeweiliges Zahnrad von dem mindestens einen Zahnrad einrückt.
- Baugruppe nach Anspruch 28, die ferner ein Mittel zum Verlagern eines Abschnitts des Differentialdrehelements derart, dass sich das Rohr axial und rotatorisch in Bezug auf die Antriebswelle verlagert, enthält.
- Baugruppe nach Anspruch 29, die ferner ein Schnittstellenelement enthält, das so beschaffen ist, dass es innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und an der Antriebswelle rotatorisch befestigt ist, wobei der Abschnitt des Differentialdrehelements mit dem Schnittstellenelement axial und rotatorisch in Eingriff steht, um das erste Rohr steuerbar zu positionieren.
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