DE102008000647A1

DE102008000647A1 - Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad

Info

Publication number: DE102008000647A1
Application number: DE102008000647A
Authority: DE
Inventors: Matthias Reisch; Gerhard Dr. Gumpoltsberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Es wird eine Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad (1, 2) an einer zugeordneten Welle eines Getriebes mit einer Schaltvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Schalteinrichtung umfasst, wobei die Schalteinrichtung mit der Betätigungseinrichtung axial bewegbar ist. Erfindungsgemäß können mit der Schaltvorrichtung sowohl zumindest ein Losrad (1, 2) mit der zugeordneten Welle als auch zwei einer gemeinsamen Welle zugeordnete Losräder (1, 2) miteinander gekoppelt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad an einer zugeordneten Welle eines Getriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 38 22 330 C2 ist ein Stirnradwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt. Das Stirnradwechselgetriebe besteht aus einer auf einer Eingangswelle angeordneten Doppelkupplung, deren einer Teile mit einer Antriebswelle und deren anderer Teil mit einer drehbar auf der Antriebswelle gelagerten Antriebshohlwelle verbunden ist. Ferner ist eine parallel zu den Antriebswellen angeordnete Abtriebswelle vorgesehen. Die Antriebshohlwelle und die Abtriebswelle sind über mehrere schaltbare Losräder koppelbar. Zum Schalten der einzelnen Losräder an der Antriebswelle beziehungsweise an der Abtriebswelle sind mehrere Schaltkupplungen beziehungsweise Schaltvorrichtungen vorgesehen. Die Schaltkupplungen sind drehfest mit der zugeordneten Welle verbunden, so dass im geschalteten Zustand das zugeordnete Losrad mit der Welle verbunden wird. Dabei sind den Schaltkupplungen jeweils Schaltgabeln zugeordnet, die durch eine gemeinsame Schaltstange miteinander verbunden sind. Die Verbindung ist so gewählt, dass die eine Schaltkupplung erst außer Eingriff gebracht wird, bevor die andere Schaltkupplung zur Wirkung kommt. Die bekannten Schaltvorrichtungen können somit lediglich ein Losrad mit der zugeordneten Welle verbinden.
Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2004 001 961 B4 ein Lastschaltgetriebe in Vorgelegebauweise bekannt. Bei dem bekannten Lastschaltgetriebe sind schaltbare Losräder an den jeweiligen Vorgelegewellen angeordnet, um die Vorgelegewellen mit den Eingangswellen des Getriebes koppeln zu können. Zum Schalten eines so genannten Windungsganges, bei dem die beiden Teilgetriebe miteinander gekoppelt werden, ist bei dem bekannten Lastschaltge triebe ein Schaltelement vorgesehen, dass eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Losrädern einer Vorgelegewelle ermöglicht, ohne die Losräder selbst mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Zudem werden weitere Schaltvorrichtungen beziehungsweise Koppelvorrichtungen benötigt, die in bekannter Weise ein Losrad mit der zugeordneten Vorgelegewelle verbinden. Somit sind zwei Arten von Schaltvorrichtungen bei dem bekannten Getriebe erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, deren Funktionsweise erweitert wird und zudem besonders einfach und somit kostengünstig aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Demnach wird eine Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad oder dergleichen Bauteil an einer zugeordneten Welle, insbesondere einer Vorgelegewelle eines Getriebes mit zumindest einer Schaltvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Schalteinrichtung umfasst, wobei die Schalteinrichtung mittels der Betätigungseinrichtung axial bewegbar ist, und wobei mit der Schaltvorrichtung sowohl zumindest ein Losrad mit der zugeordneten Welle als auch zwei einer gemeinsamen Welle zugeordnete Losräder miteinander koppelbar sind.
Auf diese Weise wird eine erfindungsgemäße Anordnung vorgeschlagen, mit der zumindest zwei unterschiedliche Schaltfunktionen durch nur eine Schaltvorrichtung realisiert werden können. Zum einen kann eine Verbindung zweier Losräder und zum anderen eine Verbindung von zumindest einem Losrad mit der zugeordneten Welle ermöglicht werden. Auf diese Weise kann eine einfach aufgebaute und kostengünstig herstellbare Anordnung realisiert wer den, da aufgrund der Doppelfunktion die Anzahl der erforderlichen Bauteile in vorteilhafter Weise reduziert werden.
Im Rahmen einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Schalteinrichtung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte Schiebemuffe vorgesehen ist, welche mit einem auf der Welle drehbar gelagerten Schaltklauenelement oder dergleichen auf der Welle zwischen zwei schaltbaren Losrädern axial bewegbar angeordnet ist, wobei das Schaltklauenelement mit einem der Losräder gekoppelt ist. Somit steht das von der Welle entkoppelte Schaltklauenelement ständig mit einem der Losräder in Verbindung und die Schiebemuffe stellt die Verbindung mit der Welle dar.
Demzufolge kann durch eine Verbindung zwischen der Schiebemuffe und einem der Losräder eine Schaltung des jeweiligen Losrades realisiert werden, wobei das Schalten eines oder auch mehrerer Losräder vorzugsweise auch gleichzeitig erfolgen kann. Unabhängig von der Schiebemuffe kann zudem eine Verbindung der benachbarten Losräder über das Schaltklauenelement erfolgen, um die Losrad-Losrad Verbindung zu realisieren, bei der die miteinander gekoppelten Losräder unabhängig von der Welle drehbar sind. Es ist auch möglich, dass anstelle einer Klauenschaltung eine Synchronisierung oder dergleichen bei dieser Ausführungsvariante zum Einsatz kommt.
Um die Betätigung der Schiebemuffe über die Betätigungseinrichtung zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe über Mitnahmebolzen oder dergleichen mit der Betätigungseinrichtung zum axialen Bewegen gekoppelt ist. Es sind auch andere Wirkverbindungen zwischen der Schiebemuffe und der Betätigungseinrichtung denkbar.
Bei der beschriebenen ersten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden eines Losrades mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegbar ist, dass die Außenverzahnung der Schiebemuffe mit einer Innenverzahnung des zu schaltenden Losrades gekoppelt ist. Zudem kann die Schiebemuffe aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage derart in eine zweite Schaltlage zum Verbinden zweier einer gemeinsamen Welle zugeordneten Losräder axial zurückbewegt werden, dass eine Außenverzahnung des Schaltklauenelements sowohl mit der Innenverzahnung eines ersten Losrades und mit der Innenverzahnung eines zweiten Losrades gekoppelt ist. Somit kann die Schiebemuffe ausgehend von der Neutrallage beidseitig axial in die jeweilige Schaltlage gebracht werden, um die Zahnrad-Zahnrad- oder die Zahnrad-Wellen-Verbindung zu realisieren.
Um eine drehbare Lagerung des z. B. ringförmigen Schaltklauenelements oder dergleichen an der Welle zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe einen radial außen vorgesehenen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Schaltklauenelements aufweist. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten von Schaltklauenelement und Schiebemuffe denkbar. Damit die Schiebemuffe von dem Schaltklauenelement entkoppelt ist, um den Drehzahlunterschied zwischen den beiden Bauteilen auszugleichen, können Axiallager an jeder Axialseite des Schaltklauenelements vorgesehen sein. Es sind auch andere Lagerungsmöglichkeiten denkbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorbeschriebenen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Betätigungseinrichtung als eine Innenbetätigung mit einem radial innen liegenden, elektrisch angetriebenen Spindeltrieb ausgebildet ist. Bei dieser Art der Betätigung kann auf die Verwendung von Schaltgabel beziehungsweise Schaltschwinge verzichtet werden, da der innen liegende Spindeltrieb direkt mit der Schiebemuffe gekoppelt ist. Ein weiterer Vorteil der radial innen angeordneten Betätigungseinrichtung liegt darin, dass die sonst erforderlichen Bauteile am Umfangsbereich der Welle nicht erforderlich sind, so dass der Durchmesserbereich des gesamten Getriebes verringert werden kann. Es ist jedoch auch möglich, dass bei der vorge schlagenen Ausführungsvariante eine Außenbetätigung vorgesehen wird. Zudem kann auch eine mechanische, pneumatische, hydraulische oder dergleichen Antriebsart verwendet werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Spindeltrieb zumindest teilweise in der Welle angeordnet ist. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Spindeltrieb als zum Beispiel vorkonfektioniertes Modul in die zum Beispiel als Hohlwelle ausgebildete Getriebewelle eingeschoben wird. Vorzugsweise kann der Spindeltrieb mit der Welle oder auch mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Spindeltrieb einen Elektromotor oder dergleichen umfasst, der eine Spindel antreibt, die mit einer Spindelmutter zum axialen Bewegen derselben gekoppelt ist. Dabei kann vorgesehen sein, da die Spindelmutter mit an der Schiebemuffe befestigten Mitnahmebolzen oder dergleichen derart in Wirkverbindung steht, dass die Schiebemuffe durch den Spindeltrieb axial bewegt werden kann. Beispielsweise kann die Spindelmutter dazu radial außen eine Nut oder dergleichen aufweisen, in die die an der Schiebemuffe lösbar oder auch fest verbundenen Mitnahmebolzen eingreifen. Es sind auch andere Übertragungsmechanismen denkbar, um die Drehbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung der Schiebemuffe umzuwandeln.
Im Rahmen einer zweiten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Schalteinrichtung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe sowie ein drehfest auf der Welle gelagertes Schaltklauenelement vorgesehen sind. Im Unterschied zu der vorbeschriebenen Ausführungsvariante werden das Schaltklauenelement drehfest mit der zugeordneten Welle und die Schiebemuffe unabhängig von der Welle mit einem der zu schaltenden Zahnräder bezie hungsweise Losräder verbunden. Dazu kann die Schiebemuffe zum Beispiel eine erste Innenverzahnung zum Koppeln mit einer Mitnahmeverzahnung oder dergleichen eines Losrades und eine zweite Innenverzahnung zum Koppeln mit einem weiteren Losrad oder mit der zugeordneten Welle aufweisen. Es ist auch möglich, dass andere Verbindungsarten verwendet werden.
Somit kann die Schiebemuffe bei der zweiten Ausführungsvariante aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden des gekoppelten Losrades mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegt werden, dass die zweite Innenverzahnung der Schiebemuffe mit einer Außenverzahnung des Schaltklauenelements gekoppelt wird. Zum Verbinden der beiden Zahnräder, die einer gemeinsamen Welle zugeordnet sind, kann die Schiebemuffe aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage in eine zweite Schaltlage zurück bewegt werden, so dass die zweite Innenverzahnung der Schiebemuffe mit der Außenverzahnung des weiteren Losrades gekoppelt wird.
Vorzugsweise kann bei dieser zweiten Ausführungsvariante die Betätigungseinrichtung als Außenbetätigung zum axialen Bewegen einer radial außen angeordneten Schiebemuffe ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass bei dieser Ausführungsvariante eine Innenbetätigung zum Einsatz kommt, wobei dann die Schiebemuffe bevorzugt radial innen bezogen auf die Losräder an der Welle angeordnet ist.
Um die Schiebemuffe beispielsweise über eine im Umfangsbereich, also radial außen angeordnete Schaltgabel oder Schaltschwinge der Betätigungseinrichtung axial bewegen zu können, kann die Schiebemuffe z. B. radial außen eine Ausnehmung oder dergleichen aufweisen, in die die Schaltgabel oder Schaltschwinge eingreifen kann. Es sind auch andere Verwendungsmöglichkeiten denkbar.
Im Rahmen einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Schalteinrichtung bei der vorgeschlagenen Anordnung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe mit einer entsprechenden Synchronisierung vorgesehen ist. Im Unterschied zur vorbeschriebenen Ausführungsvariante kann die Zahnrad-Zahnrad- und die Zahnrad-Wellen-Verbindung mittels einer Synchronisierung als Schalteinrichtung realisiert werden. Die vorgesehene Synchronisierung umfasst die üblicherweise erforderlichen Bauteile zum Synchronisieren der unterschiedlichen Drehzahlen, wie z. B. Synchronkörper, Synchronringe und dergleichen.
Die ständige Verbindung zwischen der axial bewegbaren und unabhängig von der Welle bewegbaren Schiebemuffe und einem der Losräder kann bei der dritten Ausführungsvariante über zumindest ein Mitnahmeelement oder dergleichen realisiert werden. Um auch zumindest ein Losrad mit der Welle koppeln zu können, kann ein drehfest mit der Welle verbundener Kupplungskörper des jeweiligen Losrades eine Außenverzahnung aufweisen, die mit einer Innenverzahnung der Schiebemuffe in Verbindung gebracht werden kann. Es sind auch andere konstruktive Ausführungen denkbar, um die erforderlichen Verbindungen zu realisieren.
Bei der dritten Ausführungsvariante kann die Schiebemuffe aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden des ersten Losrades mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegt werden, dass die Innenverzahnung der Schiebemuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers des ersten Losrades gekoppelt wird. Zudem kann die Schiebemuffe aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage derart in eine zweite Schaltlage zum Verbinden des ersten Losrades mit einem zweiten Losrad einer gemeinsamen Welle axial zurück bewegt werden, so dass die Innenverzahnung der Schiebemuffe mit einer Außenverzahnung eines mit dem zweiten Losrad verbundenen Kupplungskörpers gekoppelt wird.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante kann zur Lagerung der zu schaltenden Zahnräder beziehungsweise Losräder vorgesehen sein, dass vorzugsweise Schrägkugellager oder dergleichen verwendet werden. Da die Losräder unter Last eine Relativdrehung zur Welle haben können, wird eine Lagerung benötigt, welche eine Axialkraft und auch ein Kippmoment unter einer Relativdrehzahl abstützen kann. Es sind jedoch auch andere geeignete Lagerungen verwendbar, welche die vorgenannten Bedingungen erfüllen können.
Die vorgeschlagene Anordnung kann bei jedem Getriebe eingesetzt werden. Vorzugsweise kann die Anordnung jedoch bei einem Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise zum Schalten von mehreren lastschaltbaren Gängen und zumindest einen Windungsgang verwendet werden, insbesondere um Losräder mit der jeweiligen Vorgelegewelle oder auch Losräder untereinander unabhängig von der Vorgelegewelle zum Realisieren eines Windungsganges, also zum Koppeln der beiden Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes, mit nur einer Schalteinrichtung verbinden zu können. Ferner ist es beispielsweise möglich, dass mehrere Losräder mit der zugeordneten Vorgelegewelle auch gleichzeitig durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung verbunden werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische, geschnittene Ansicht eines beispielhaft dargestellten Doppelkupplungsgetriebes mit einer erfindungsgemäßen Anordnung gemäß einer ersten Ausführungsvariante;
2 eine schematische, geschnittene Ansicht der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung;
3 eine schematische, geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung; und
4 eine schematische, geschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung.
In 1 ist beispielhaft als möglicher Anwendungsbereich für eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad an einer zugeordneten Welle eines Getriebes ein mehrgängiges Doppelkupplungsgetriebe im Schnitt dargestellt. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst zwei Kupplungen, deren Eingangsseiten mit einer Antriebswelle verbunden sind. Zudem ist an der Antriebswelle ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein. Die Ausgangsseiten der Kupplungen sind mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen w_K1, w_K2 verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle w_K1 ist als Vollwelle und die zweite Getriebeeingangswelle w_K2 ist als Hohlwelle ausgebildet. Ferner sind zwei Vorgelegewellen w_v1, w_v2 vorgesehen, welche achsparallel zueinander angeordnet sind. An jeder Vorgelegewelle w_v1, w_v2 sind mehrere Losräder angeordnet, welche mit Festräder an den Getriebeeingangswellen w_K1, w_K2 in Eingriff stehen.
Um die Losräder der jeweiligen Vorgelegewelle w_v1, w_v2 schalten zu können, ist zumindest eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung zum Schalten zumindest eines Losrades vorgesehen. Mit dieser Anordnung kann zudem das Koppeln der beiden Getriebeeingangswellen w_k1 und w_k2 erfolgen, sodass die Getriebeeingangswellen w_k1 und w_k2 in Abhängigkeit gebracht werden und ein Windungsgang bei dem Doppelkupplungsgetriebe realisiert wird.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante weist die erfindungsgemäße Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad 1, 2 an einer zugeordneten Vorgelegewelle w_v1 des Getriebes eine Schaltvorrichtung auf, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Schalteinrichtung umfasst, wobei die Schalteinrichtung mit der Betätigungseinrichtung axial bewegbar ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung kann auch an der anderen Vorgelegewelle w_2 zum Schalten weiterer Losräder vorgesehen sein, so dass die in 1 gezeigte Anordnung nur beispielhaft ist.
Erfindungsgemäß können mit der Schaltvorrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung sowohl zumindest ein Losrad 1, 2 mit der zugeordneten Vorgelegewelle w_v1 als auch zwei einer gemeinsamen Vorgelegewelle w_v1 zugeordneten Losräder 1, 2 zum Realisieren eines Windungsganges miteinander gekoppelt werden.
In 2 ist eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Als Schalteinrichtung sind eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte Schiebemuffe 3 und ein Schaltklauenelement 4 vorgesehen. Die Schiebemuffe 3 ist axial bewegbar auf der Vorgelegewelle w_v1 angeordnet, und kann von der Betätigungseinrichtung axial bewegt werden. Dazu sind an der Schiebemuffe 3 radial verlaufende Mitnahmebolzen 5, 5' befestigt, die mit der Betätigungseinrichtung in Eingriff stehen, wobei in 2 zwei gegenüberliegende Mitnahmebolzen 5, 5' vorgesehen sind. Es sind jedoch auch weitere über den Umfang verteilte Mitnahmebolzen verwendbar.
Die Betätigungseinrichtung ist bei der ersten Ausführungsvariante als Innenbetätigung mit einem radial innen liegenden, elektrisch angetriebenen Spindeltrieb 6 ausgebildet. Der Spindeltrieb 6 ist als Modul in der Vorgelegewelle w_v1 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Der Spindeltrieb 6 umfasst einen Elektromotor 7, der eine Spindel 8 antreibt, die mit einer Spindelmutter 9 zum axialen Bewegen gekoppelt ist. Die Spindelmutter 9 weist radial außen eine Nut 10 auf, in welcher die an der Schiebemuffe 3 befestigten Mitnahmebolzen 5, 5' eingreifen. Auf diese Weise kann durch entsprechende Drehbewegungen der Spindel 8 die Schiebemuffe 3 axial in beide Richtungen verschoben werden.
Die Schiebemuffe 3 umfasst einen radial außen vorgesehenen Aufnahmebereich 11 zum drehbaren Aufnehmen des etwa ringförmigen Schaltklauenelements 4, so dass das Schaltklauenelement 4 unabhängig von der Schiebemuffe 3 drehbar ist. Da die Betätigungseinrichtung mit der daran gekoppelten Schiebemuffe 3 mit der zugeordneten Vorgelegewelle w_v1 mitdreht, ist das davon unabhängig drehbare Schaltklauenelement 4 mittels Axiallagern 12, 12' in axialer Richtung gesichert.
Die Schiebemuffe 3 umfasst eine Außenverzahnung 13, die mit einer korrespondierenden Innenverzahnung 14 des ersten Losrades 1 koppelbar ist. Dazu muss die Schiebemuffe 3 aus der in 2 dargestellten Neutrallage der Anordnung bezogen auf die Zeichnungsebene nach rechts durch die Betätigungseinrichtung verschoben werden. In dieser ersten Schaltlage wird die Außenverzahnung 13 der Schiebemuffe 3 mit der Innenverzahnung 14 des ersten Losrades 1 in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird das erste Losrad 1 geschaltet, indem es drehfest mit der Vorgelegewelle w_v1 verbunden wird.
Das Schaltklauenelement 4 weist radial außen eine Mitnahmeverzahnung 15 auf, welche mit einer Innenverzahnung 16 des zweiten Losrades 2 ständig in Eingriff steht. Wenn die Schiebemuffe 3 aus der in 2 dargestellten Neutrallage der Anordnung bezogen auf die Zeichnungsebene nach links durch die Betätigungseinrichtung verschoben wird, kann die Mitnahmeverzahnung 15 des Schaltklauenelements 4 sowohl mit der Innenverzahnung 14 des ersten Losrades 1 als auch mit der Innenverzahnung 16 des zweiten Losrades 2 in Eingriff gebracht werden. In dieser zweiten Schaltlage werden die beiden Losräder 1, 2 unabhängig von der Vorgelegewelle w_v1 miteinander gekoppelt, um einen Windungsgang bei dem Getriebe zu realisieren.
In 3 ist eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist eine Außenbetätigung vorgesehen. Als Schalteinrichtung ist eine mit der außen angeordneten Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe 3' sowie ein drehfest auf der Vorgelegewelle w_v1 gelagertes Schaltklauenelement 4' vorgesehen. Die Schiebemuffe 3' weist bei der zweiten Ausführungsvariante eine erste Innenverzahnung 17 zum Koppeln mit einer Mitnahmeverzahnung 18 des zweiten Losrades 2 und eine zweite Innenverzahnung 19 zum Koppeln mit dem ersten Losrad 1 auf.
Als Betätigungseinrichtung ist eine nicht weiter dargestellte Schaltschwinge oder Schaltgabel vorgesehen, die in eine radial außen angeordnete Ausnehmung 20 an der Schiebemuffe 3' eingreift. Dadurch kann die Schiebemuffe 3' axial verschoben werden. Das Schaltklauenelement 4' ist bei der zweiten Ausführungsvariante drehfest mit der Vorgelegewelle w_v1 verbunden.
In 3 ist die Schiebemuffe 3' in einer Neutrallage dargestellt. Wird nun die Schiebemuffe 3' aus der Neutrallage bezogen auf die Zeichnungsebene nach rechts verschoben, gelangt die Schiebemuffe 3' in ihre erste Schaltlage, in der die zweite Innenverzahnung 19 der Schiebemuffe 3' mit einer Außenverzahnung 21 des Schaltklauenelements 4' gekoppelt wird. Somit wird das zweite Losrad 2 geschaltet und somit drehfest mit der Vorgelegewelle w_1 verbunden.
Wenn die Schiebemuffe aus ihrer Neutrallage bezogen auf die Zeichnungsebene nach links verschoben wird, kann die zweite Innenverzahnung 19 der Schiebemuffe 3' mit einer Außenverzahnung 22 des ersten Losrades 1 in Eingriff gebracht werden. Da die Schiebemuffe 3' gleichzeitig über ihre erste Innenverzahnung 17 mit dem zweiten Losrad 2 verbunden ist, kann in der zweiten Schaltlage der Schiebemuffe 3' eine Losrad-Losrad-Verbindung geschaffen werden, um einen Windungsgang bei dem Getriebe zu realisieren.
In 4 ist eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Im Unterschied zu der zweiten Ausführungsvariante wird anstelle einer Klauenschaltung eine Synchronisierung verwendet. Als Schalteinrichtung wird somit eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe 3'' mit einer entsprechenden Synchronisierung vorgesehen. Die Schiebemuffe 3'' ist über einen oder mehrere Mitnahmeelemente 23 drehfest und axial bewegbar mit dem zweiten Losrad 2 verbunden. Um bei dieser Ausführungsvariante eine drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle w_v1 zu schaffen, ist ferner ein mit der Vorgelegewelle w_v1 drehfest verbundener Kupplungskörper 24 dem zweiten Losrad 2 zugeordnet.
Die Synchronisierung ist nur schematisch angedeutet und umfasst bekanntermaßen unter anderem einen Synchronkörper 25, der mit der Schiebemuffe 3'' über eine entsprechende Verzahnung gekoppelt ist. Der Synchronkörper 25 steht in Wirkverbindung mit den Synchronringen 26, 26', die wiederum mit ihren Reibflächen in Kontakt mit den entsprechenden Reibkegeln der den Losrädern 1, 2 zugeordneten Kupplungskörpern 24, 29 stehen, um beim Schalten den Drehzahlunterschied auszugleichen.
Auch bei der dritten Ausführungsvariante wird zum Betätigen der Schiebemuffe 3'' eine Außenbetätigung verwendet, so dass die Schiebemuffe 3'' wieder über eine nicht weiter dargestellte Schaltgabel oder Schaltschwinge in axialer Richtung bewegbar ist.
Wenn die Schiebemuffe 3'' aus der in 4 dargestellten Neutrallage nach rechts bezogen auf die Zeichnungsebene verschoben wird, kann eine Innenverzahnung 27 der Schiebemuffe 3'' mit der Außenverzahnung 28 des Kupplungskörpers 24 des zweiten Losrades 2 verbunden werden, wobei die Synchronisierung in bekannterweise betätigt wird. In dieser ersten Schaltlage wird das zweite Losrad 2 über die Schiebemuffe 3'' und den Kupplungskörper 24 drehfest mit der Vorgelegewelle w_v1 verbunden.
Wenn die Schiebemuffe 3'' durch die zugeordnete Schaltgabel oder Schaltstange aus der Neutrallage bezogen auf die Zeichnungsebene nach links verschoben wird, kann die Innenverzahnung 27 der Schiebemuffe 3'' mit einer Außenverzahnung 32 des Kupplungskörpers 29 des ersten Losrades 1 verbunden werden, wobei die Synchronisierung in bekannterweise betätigt wird. In dieser zweiten Schaltlage wird somit das erste Losrad 1 über die Schiebemuffe 3'' mit dem zweiten Losrad 2 unabhängig von der Vorgelegewelle w_v1 drehfest verbunden, um einen Windungsgang bei dem Getriebe zu realisieren.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante kann zumindest eines der Losräder 1, 2 mit einem Schrägkugellager 30, 31 auf der Vorgelegewelle w_v1 drehbar gelagert werden. Ferner kann, unabhängig ob eine Innenbetätigung oder eine Außenbetätigung bei der Schaltvorrichtung verwendet wird, ein elektrischer, pneumatischer, mechanischer, hydraulischer oder dergleichen Antrieb als Betätigungseinrichtung für die Schalteinrichtung eingesetzt werden.

1: erstes Losrad
2: zweites Losrad
3, 3', 3'': Schiebemuffe
4, 4': Schaltklauenelement
5, 5': Mitnahmebolzen
6: Spindeltrieb
7: Elektromotor
8: Spindel
9: Spindelmutter
10: Nut
11: Ausnahmebereich
12, 12': Axiallager
13: Außenverzahnung der Schiebemuffe
14: Innenverzahnung des ersten Losrades
15: Mitnahmeverzahnung des Schaltklauenelements
16: Innenverzahnung des zweiten Losrades
17: erste Innenverzahnung der Schiebemuffe
18: Mitnahmeverzahnung des zweiten Losrades
19: zweite Innenverzahnung der Schiebemuffe
20: Ausnehmung
21: Außenverzahnung der Schaltklauenelements
22: Außenverzahnung des ersten Losrades
23: Mitnahmeelemente
24: Kupplungskörper des zweiten Losrades
25: Synchronkörper
26, 26': Synchronring
27: Innenverzahnung der Schiebemuffe
28: Außenverzahnung des Kupplungskörpers
29: Kupplungskörper des ersten Losrades
30: Schrägkugellager
31: Schrägkugellager
32: Außenverzahnung des Kupplungskörpers
w_K1: erste Getriebeeingangswelle
w_K2: zweite Getriebeeingangswelle
w_v1: erste Vorgelegewelle
w_v1: zweiter Vorgelegewelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3822330 C2 [0002]
- DE 102004001961 B4 [0003]

Claims

Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad (1, 2) an einer zugeordneten Welle eines Getriebes, mit zumindest einer Schaltvorrichtung, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Schalteinrichtung umfasst, wobei die Schalteinrichtung mit der Betätigungseinrichtung axial bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Schaltvorrichtung sowohl zumindest ein Losrad (1, 2) mit der zugeordneten Welle als auch zwei einer gemeinsamen Welle zugeordnete Losräder (1, 2) miteinander koppelbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalteinrichtung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte Schiebemuffe (3) vorgesehen ist, welche mit einem auf der Welle drehbar gelagerten Schaltklauenelement (4) auf der Welle zwischen zwei schaltbaren Losrädern (1, 2) axial bewegbar angeordnet ist, wobei das Schaltklauenelement (4) mit zumindest einem der Losräder (2) gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3) über Mitnahmebolzen (5, 5') zum axialen Bewegen mit der Betätigungseinrichtung gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3) aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden eines Losrades (1) mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegbar ist, dass die Außenverzahnung (13) der Schiebemuffe (3) mit einer Innenverzahnung (14) des zu schaltenden Losrades (1) gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3) aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage derart in eine zweite Schaltlage zum Verbinden von zwei einer gemeinsamen Welle zugeordneten Losräder (1, 2) axial zurückbewegbar ist, dass eine Mitnahmeverzahnung (15) des Schaltklauenelements (4) sowohl mit der Innenverzahnung (14) des ersten Losrades (1) als auch mit der Innenverzahnung (16) eines zweiten Losrades (2) gekoppelt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3) einen radial außen vorgesehenen Aufnahmebereich (11) zum drehbaren Aufnehmen des etwa ringförmigen Schaltklauenelements (4) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltklauenelement (4) in axialer Richtung mittels Axiallagern (12, 12') gesichert ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung als eine Innenbetätigung mit einem radial innen liegenden, elektrisch angetriebenen Spindeltrieb (6) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (6) zumindest teilweise innerhalb der Welle angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (6) mit der Welle oder mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (6) einen Elektromotor (7) umfasst, der eine Spindel (8) antreibt, die mit einer Spindelmutter (9) zum axialen Bewegen derselben gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (9) radial außen eine Nut (10) aufweist, in welche die an der Schiebemuffe (3) befestigten Mitnahmebolzen (5, 5') eingreifen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalteinrichtung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe (3') sowie ein drehfest auf der Welle gelagertes Schaltklauenelement (4') vorgesehen sind.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3') eine erste Innenverzahnung (17) zum Koppeln mit einer Mitnahmeverzahnung (18) eines Losrades (2) und eine zweite Innenverzahnung (19) zum Koppeln mit einem weiteren Losrad (1) oder mit der Welle aufweist.
Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3') aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden des gekoppelten Losrades (2) mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegbar ist, dass die zweite Innenverzahnung (19) der Schiebemuffe (3') mit einer Außenverzahnung (21) des Schaltklauenelements (4') gekoppelt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3') aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage derart in eine zweite Schaltlage zum Verbinden zweier einer gemeinsamen Welle zugeordneten Losräder (1, 2) axial zurück bewegbar ist, dass die zweite Innenverzahnung (19) der Schiebemuffe (3') mit der Außenverzahnung (22) des weiteren Losrades (1) gekoppelt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung als Außenbetätigung zum Betätigen einer radial außen angeordneten Schiebemuffe (3') ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (3') radial außen eine Ausnehmung (20) aufweist, in die eine Schaltgabel oder eine Schaltschwinge der Betätigungseinrichtung zum axialen Bewegen eingreift.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalteinrichtung eine mit der Betätigungseinrichtung gekoppelte und axial bewegbare Schiebemuffe (3'') mit einer Synchronisierung vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (4'') mit der Synchronisierung über zumindest ein Mitnahmeelement (23) drehfest und axial bewegbar mit einem Losrad (2) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehfest mit der Welle verbundener Kupplungskörper (24) des Losrades (2) eine Außenverzahnung (28) zum Koppeln mit einer Innenverzahnung (27) der Schiebemuffe (4'') aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (4'') aus einer Neutrallage zum drehfesten Verbinden des Losrades mit der zugeordneten Welle derart in eine erste Schaltlage axial bewegbar ist, dass die Innenverzahnung (27) der Schiebemuffe (3'') mit der Außenverzahnung (28) des Kupplungskörpers (24) des Losrades (2) gekoppelt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (4'') aus der ersten Schaltlage über die Neutrallage derart in eine zweite Schaltlage zum Verbinden des Losrades (2) mit einem weiteren Losrad (1) einer gemeinsamen Welle axial zurück bewegbar ist, dass die Innenverzahnung (27) der Schiebemuffe (3'') mit einer Außenverzahnung (32) eines mit dem weiteren Losrad (1) verbundenen Kupplungskörpers (29) gekoppelt ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu schaltenden Losräder (1, 2) mittels Schrägkugellager (30, 31) auf der Welle drehbar gelagert sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem Doppelkupplungsgetriebe zum Schalten von mehreren lastschaltbaren Gängen und zumindest einem Windungsgang verwendbar ist.