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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rastanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, eine Schaltkupplung für ein Kraftfahrzeug gemäß Nebenanspruch 11 sowie eine Verwendung der Rastanordnung gemäß Nebenanspruch 13.
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Derartige Rastanordnungen für Getriebe-Schaltkupplungen sind allgemein bekannt und finden insbesondere in Stirnradgetrieben Anwendung. Hierbei ist den Gangstufen des Getriebes jeweils ein Radsatz zugeordnet. Jeder Radsatz weist ein an einer Welle drehbar gelagertes Losrad auf. Mittels einer Schaltkupplung ist das Losrad mit der Welle verbindbar. Die Schaltkupplung kann eine Klauenkupplung sein, kann jedoch insbesondere eine Synchron-Schaltkupplung sein, die das Herstellen eines Formschlusses zwischen dem Losrad und der Welle erst dann zulässt, wenn die Relativdrehzahl dieser Bauteile niedrig genug ist.
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Schaltkupplungen dieser Art weisen eine Schaltmuffe mit einer Innenverzahnung auf, die mit der Außenverzahnung einer Führungsmuffe (auch Synchronkörper genannt) in Eingriff steht. Die Führungsmuffe ist mit der Welle starr verbunden. An dem Losrad ist ein sog. Kupplungskörper festgelegt, der ebenfalls eine Außenverzahnung aufweist. Durch Verschieben der Schaltmuffe in Bezug auf die Führungsmuffe kann die Innenverzahnung der Schaltmuffe auch mit dem Kupplungskörper in Eingriff treten, um die Schaltkupplung zu schließen. Zum Öffnen der Schaltkupplung wird die Schaltmuffe wieder in axialer Richtung zurückbewegt, bis in eine Neutralstellung hinein. In der Neutralstellung wird die Schaltmuffe an der Führungsmuffe mittels einer Rastanordnung gehalten, wie sie oben beschrieben ist. Eine solche Rastanordnung kann auch die Funktion besitzen, bei einer Sperr-Synchronisierung für die notwendige Ansynchronisierungs- bzw. Vorsynchronisierungsfunktion zu sorgen.
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Derartige Stirnradgetriebe werden seit einigen Jahren auch in automatisierter Form hergestellt. Dabei unterscheidet man im Wesentlichen zwischen sog. automatisierten Schaltgetrieben (ASG) und sog. Doppelkupplungsgetrieben.
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Bei einem Doppelkupplungsgetriebe weist das Getriebe zwei Teilgetriebe auf, von denen eines den ungeraden und das andere den geraden Gangstufen zugeordnet ist. Jedem Teilgetriebe ist eine eigene Eingangskupplung zugeordnet, die das jeweilige Teilgetriebe mit einem Antriebsmotor verbindet. Derartige Doppelkupplungsgetriebe erlauben Schaltvorgänge unter Last, wobei eine Reibkupplung eines aktiven Teilgetriebes geöffnet und in überschneidender Weise eine Reibkupplung des bislang inaktiven Teilgetriebes geschlossen wird, so dass das inaktive Teilgetriebe zum aktiven Teilgetriebe wird und umgekehrt.
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Automatisierte Stirnradgetriebe wie ASG und Doppelkupplungsgetriebe werden von Aktuatoren betätigt (bspw. elektromotorischen, elektromagnetischen oder fluidischen Aktuatoren), die mit sehr viel höheren Schaltgeschwindigkeiten arbeiten als sie gewöhnlich von Fahrern manueller Schaltgetriebe realisiert werden. Dies kann zu einer erhöhten Geräuschentwicklung in der Schaltkupplung führen. Bei Doppelkupplungsgetrieben ist es ferner so, dass in dem jeweils inaktiven Teilgetriebe vorbereitende Schaltvorgänge durchgeführt werden. Bspw. wird bei einer Fahrt im 2. Gang in dem anderen Teilgetriebe vorbereitend der 3. Gang eingelegt. Falls dann in dem 2. Gang geblieben wird und das Fahrzeug aufgrund eines Fahrerwunsches in den Schubbetrieb übergeht, wird ggf. in dem inaktiven Teilgetriebe vorbereitend von dem 3. Gang in den 1. Gang geschaltet. Mit anderen Worten können bei Doppelkupplungsgetrieben Schaltvorgänge im Getriebe stattfinden, die nicht synchron zu tatsächlichen Gangwechseln (Wechsel des aktiven Teilgetriebes) stattfinden. Derartige asynchrone Schaltvorgänge können, sofern sie hörbar sind, von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges als störend empfunden werden.
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Aus dem Dokument
DE 10 2008 027 775 A1 ist eine Rastanordnung bekannt, bei der die Form der Rastkontur so ausgebildet ist, dass das Rastelement bei einer Relativbewegung nicht von der Rastkontur abhebt, so dass ein Schaltklacken vermieden wird. Derartige Rastkonturen sind jedoch fertigungstechnisch schwierig zu realisieren. Ferner ergibt sich für unterschiedlichen Einsatzzwecke (Schaltwege, etc.) eine relativ große Typenvielfalt.
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Das Dokument
DE 199 12 130 A1 offenbart eine gebaute Schiebemuffe einer Synchronisiereinheit für Schaltgetriebe, wobei die Zähne der Schaltmuffe separat gefertigt und anschließend am Muffenkörper formschlüssig oder durch eine Kombination von Form- und Kraftschluss befestigt sind.
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Eine weitere Schiebemuffe ist aus dem Dokument
DE 199 12 131 A1 bekannt, wobei die Schiebemuffe einen Muffenkörper, eine Schaltgabelführung und eine Verzahnung aufweist und durch einen Kunststoff-Metall-Verbund gebildet ist.
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Weitere Schiebemuffen sind aus der
DE 10 2005 034 283 A1 , der
DE 100 53 031 A1 und dem Getriebefachbuch KIRCHNER, E.: Leistungsübertragung in Fahrzeuggetrieben. Berlin: Springer, 2007. S. 214-242. - ISBN 978-3-540-35288-4 bekannt.
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Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Rastanordnung für Getriebe-Schaltkupplungen anzugeben, die insbesondere hinsichtlich der Schaltgeräusche optimiert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rastanordnung für eine Getriebe-Schaltkupplung gemäß Anspruch 1, eine Schaltkupplung gemäß Anspruch 11 sowie eine Verwendung gemäß Anspruch 13 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Rastvertiefung an einem getrennt von dem zweiten Glied hergestellten Anbauelement ausgebildet ist, das an dem zweiten Glied festgelegt ist.
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Durch geeignete Ausbildung des Anbauelementes ist es hierbei möglich, Schaltgeräusche wie ein Schaltklacken („clicking noise“) zu verringern oder zu vermeiden, das entsteht, wenn das Rastelement in den Grund der Rastvertiefung einschnappt.
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Ferner ist es möglich, an dem Anbauelement auch komplexere Rastvertiefungen bzw. -konturen zu realisieren, die bei einer spanenden Bearbeitung am Innenumfang einer Schaltmuffe fertigungstechnisch nur schwierig zu realisieren wären.
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Zudem kann durch die Erfindung die Typenvielfalt verringert werden, da es bspw. möglich ist, an einem zweiten Glied wie einer Schaltmuffe unterschiedliche Typen von Anbauelementen festzulegen. Mit anderen Worten kann die Typenvielfalt durch unterschiedliche Gestaltung der Anbauelemente realisiert werden, was kosten- und fertigungstechnisch deutlich einfacher zu realisieren ist.
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Auch ist es möglich, eine fertig gestellte Rastanordnung auf Fehler hin zu überprüfen, da die festgelegten Anbauteile leicht erkennbar sind. Im Stand der Technik ist es hingegen schwierig, fehlende oder fehlerhafte Rastvertiefungen, die bspw. durch einen Werkzeugbruch verursacht sind, zu entdecken. Bei einer montierten Schaltkupplung sind derartige Fehler gar nicht aufzufinden.
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Schließlich ist es möglich, an einem zweiten Glied wie einer Schaltmuffe unterschiedliche Typen von Anbauelementen festzulegen, von denen einige bspw. für eine Positionierung (Zentrierung) des zweiten Gliedes in Bezug auf das erste Glied optimiert sind. Andere Anbauelemente können bspw. auf die Funktion der Vor- bzw. Ansynchronisierung optimiert sein.
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Die Verwendung einer solchen Rastanordnung ist insbesondere in Doppelkupplungsgetrieben vorteilhaft, da in solchen Getrieben ein Schaltklacken als störend empfunden werden kann. In anderen Getrieben, wie manuellen Schaltgetrieben oder automatisierten Schaltgetrieben (ASG) wird ein solches Schaltklacken hingegen häufig nicht als störend empfunden, sondern als eine ggf. nicht unerwünschte Rückmeldung für den Fahrer, dass ein Schaltvorgang stattgefunden hat. Nichtsdestotrotz kann die erfindungsgemäße Rastanordnung zur Verbesserung der Geräuschentwicklung beim Schalten auch in solchen Getrieben Anwendung finden.
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Die erfindungsgemäße Rastanordnung wird vorzugsweise in Schaltkupplungen von Stirnradgetrieben verwendet, kann jedoch auch in anderen Anwendungen implementiert werden, sofern die Geräuschentwicklung beim Ent- bzw. Einrasten von Bedeutung ist. In Getriebe-Schaltkupplungen ist die erfindungsgemäße Rastanordnung sowohl bei Klauenkupplungen verwendbar. Sie ist jedoch auch bei Synchron-Schaltkupplungen verwendbar, die einen Synchronring aufweisen, der gegenüber der Schaltmuffe begrenzt verdrehbar ist. In solchen Synchron-Schaltkupplungen ist die Feder häufig in einem Stein gelagert, der axial begrenzt beweglich an der Führungsmuffe gelagert ist und mit dem Synchronring in Eingriff treten kann. Hierbei dient die Rastanordnung auch zur Erzeugung einer sog. Vorsynchronkraft. Wenn nämlich die Schaltmuffe in axialer Richtung bewegt wird, wird über die Kugel zunächst der Stein mitgenommen und drückt gegen den Synchronring. Sofern die relative Drehzahl zwischen Synchronring und Kupplungskörper hoch ist, schlägt der Synchronring um, so dass die Synchron-Schaltkupplung sperrt. Erst wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen Synchronring und Kupplungskörper verringert ist, lässt sich der Synchronring zurückdrehen. Ab diesem Zeitpunkt kann die Schaltmuffe in axialer Richtung weiterbewegt werden, wobei die Rastanordnung gelöst wird, das Rastelement folglich aus der Vertiefung der Rastkontur herausgedrückt wird.
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Die auf das Rastelement wirkende Feder hat folglich auch einen Einfluss auf die erzielbare Vorsynchronkraft. Durch die erfindungsgemäße Rastanordnung kann die Federrate der Feder in idealer Weise auf eine geforderte Vorsynchronkraft abgestellt werden. Durch geeignete Ausbildung der Rastkontur (bspw. mittels eines speziellen Anbauelementes) kann bspw. verhindert werden, dass die Kugel bei dem anschließenden Durchschalten von der Rastkontur abhebt. Insbesondere ist es hierbei bspw. möglich, relativ weiche Federn zu verwenden, bei denen die Gefahr des Abhebens des Rastelementes von der Rastkontur im Stand der Technik höher ist, insbesondere bei den relativ hohen Schaltgeschwindigkeiten, die in automatisierten Stirnradgetrieben erzielt werden.
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Das Rastelement ist vorzugsweise eine Kugel, kann jedoch eine andere Form haben. Bevorzugt ist das Rastelement ein Wälzkörper, wie eine Kugel, ein Zylinder oder Ähnliches.
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Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Schaltkupplung für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem ersten Glied wie einer Führungsmuffe und einem zweiten Glied wie einer Schaltmuffe, die mittels jeweiliger Verzahnungen in einer Längsrichtung relativ zueinander beweglich gelagert sind, und mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Rastanordnung. Schließlich wird die obige Aufgabe durch die Verwendung einer solchen Rastanordnung in einer Getriebe-Schaltkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes gelöst.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn ein die Rastvertiefung bildendes Anbauelement und/oder das Rastelement aus einem geräuschdämpfenden Material wie Kunststoff hergestellt sind.
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Generell ist es möglich, das Anbauelement aus Metall herzustellen. Diese Variante bietet sich insbesondere bei Ausführungsformen an, bei denen höhere Kräfte über die Rastanordnung übertragen werden.
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Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Anbauelement aus einem geräuschdämpfenden Material wie z.B. Kunststoff hergestellt ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Rastelement, das in der Regel aus Metall hergestellt ist, beim Einrasten auf eine Kunststofffläche auftrifft, wodurch der Körperschall gedämpft wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest im Bereich der Rastvertiefung zwischen dem Anbauelement und dem zweiten Glied ein Abstand vorgesehen.
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Hierdurch ist eine weitere Möglichkeit der Geräuschdämpfung bzw. -entkopplung gegeben.
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Erfindungsgemäß ist zwischen dem Anbauelement und dem zweiten Glied eine geräuschdämpfende Schicht vorgesehen.
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Das Anbauelement kann beispielsweise mittels Klebstoff an dem zweiten Glied befestigt werden. In diesem Fall ist der Klebstoff als geräuschdämpfende Schicht vorgesehen.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Anbauelement als Clip ausgebildet ist, der rastend oder gesteckt an dem zweiten Glied festgelegt ist.
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Hierdurch wird die Montage der Rastanordnung vereinfacht.
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Die Festlegung des Anbauelementes an dem zweiten Glied wird in der Regel eine axiale Fixierung beinhalten. Eine radiale Fixierung ist dabei in der Regel nicht notwendig, da das Anbauelement im zusammengebauten Zustand in radialer Richtung von der Verzahnung des ersten Gliedes radial gehalten wird.
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Demzufolge muss die Ausbildung als Clip nicht notwendigerweise eine Rastverbindung in radialer Richtung realisieren.
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Ferner ist es auch möglich, das Anbauelement auf kombinierte Art und Weise rastend/steckend und mittels Klebstoff an dem zweiten Glied festzulegen. Im Falle der Festlegung ohne Klebstoff ist es auch möglich, zwischen das Anbauelement und dem zweiten Glied eine geräuschdämpfenden Schicht einzulegen oder diese bspw. vorab an dem Anbauelement festzulegen.
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Zur Fixierung des Anbauelementes an dem zweiten Glied in Längsrichtung ist es bevorzugt, wenn das Anbauelement wenigstens eine Radialzunge aufweist, die an dem zweiten Glied angreift.
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Dabei ist es möglich, in dem zweiten Glied eine geschlossene Vertiefung zur Aufnahme der Radialzunge vorzusehen.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das Anbauelement zwei Radialzungen aufweist, die das zweite Glied umgreifen.
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Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Fixierung in Längsrichtung durch die zwei Radialzungen, die an gegenüberliegenden Stirnflächen des zweiten Gliedes angreifen.
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Generell ist es denkbar, das Anbauelement als kreisförmiges Element vorzusehen, das in die Verzahnung des zweiten Gliedes eingesetzt wird.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das Anbauelement in Umfangsrichtung des zweiten Gliedes eine Umfangslänge aufweist, die kleiner ist als die doppelte Umfangslänge eines Zahnes der Verzahnung des zweiten Gliedes.
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Hierdurch kann die Montage deutlich vereinfacht werden. Ferner ist es möglich, einen Großteil der Verzahnung des zweiten Gliedes unbeeinflusst von der Rastanordnung zu belassen, so dass die Funktionalität der damit ausgestatteten Getriebe-Schaltkupplung nicht verschlechtert wird.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn das Anbauelement in Umfangsrichtung eine Umfangslänge aufweist, die etwa gleich der Umfangslänge eines Zahnes der Verzahnung des zweiten Gliedes ist.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn an dem zweiten Glied eine Ausnehmung zur Aufnahme des Anbauelementes ausgebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass das Anbauelement in radialer Richtung im Wesentlichen nicht über die Zahnspitzen der Zähne der Verzahnung des zweiten Gliedes hinausragt. Die Ausnehmung kann dabei relativ einfach geformt sein, beispielweise in Form einer in Längsrichtung durchgehenden Nut, so dass komplizierte Fertigungsprozesse nicht erforderlich sind.
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Auch ist es von Vorzug, wenn das Anbauelement die Form eines Zahnes der Verzahnung des zweiten Gliedes aufweist.
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Bei dieser Ausführungsform kann das zweite Glied mit dem so geformten Anbauelement mit Führungsmuffen verwendet werden, die nicht notwendigerweise auf die Verwendung mit der erfindungsgemäßen Rastanordnung optimiert sind. Mit anderen Worten kann eine herkömmliche Führungsmuffe verwendet werden, wenn das Anbauelement zum einen die Form eines Zahnes der Verzahnung des zweiten Gliedes aufweist und zum anderen so an dem zweiten Glied festgelegt ist, dass es wie ein Zahn der zweiten Verzahnung aussieht und wirkt (auch wenn das Anbauelement nicht dazu ausgelegt sein muss, Kräfte in Umfangsrichtung zu übertragen). Daher ist es von besonderem Vorzug, wenn das Anbauelement wenigstens an einem seiner Längsenden eine Anspitzung aufweist.
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Derartige Anspitzungen werden bei den normalen Zähnen der Verzahnung des zweiten Gliedes dazu verwendet, um eine Einspuren in die Verzahnung des Kupplungskörpers (oder eines Synchronringes) zu erleichtern. Durch die Ausbildung der Anspitzung an dem Anbauelement kann das Einspuren in solche Gegenverzahnungen folglich erleichtert werden.
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Ferner ist es möglich, in das Anbauteil eine Schaltwegbegrenzung in Längsrichtung zu integrieren. Da bisher ein hierzu verwendeter Anschlagzahn bereits im Rohteil einer Schaltmuffe erzeugt wird, besteht im Stand der Technik eine große Einschränkung in der Mehrfachverwendung von Schaltmuffen-Rohlingen. Da sich z.B. der Schaltweg bei unterschiedlichen Anwendungen unterscheiden kann, muss folglich bei der Neuauslegung von Schaltkupplungen oftmals ein Kompromiss eingegangen werden, wenn vorhandene Rohlinge verwendet werden sollen. Ein solcher Kompromiss geht häufig zu Lasten von Verschleißreserven. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Anbauelementes entfällt diese Einschränkung, insbesondere, wenn dieses eine axiale Schaltwegbegrenzung beinhaltet. Bei größerer Flexibilität entstehen folglich Synergien in vielen Projekten, wodurch sich höhere Losgrößen von Schaltmuffen-Rohlingen ergeben können. Hierdurch ist es möglich, geringere Stückkosten und reduzierte Verwechslungsgefahr der unterschiedlichen Rohteile zu realisieren.
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Bei Herstellung des Anbauelementes aus Kunststoff ist es möglich, dieses durch Spritzgießen herzustellen. Hierbei sind unterschiedlichste Konturen der Rastvertiefung realisierbar, beispielsweise Konturen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2008 027 775 A1 offenbart sind, auf die vorliegend Bezug genommen wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltkupplung ist es bevorzugt, wenn die Schaltkupplung wenigstens eine erste Rastanordnung zur Einrichtung einer Rastposition und wenigstens eine zweite Rastanordnung zur Einrichtung einer Ansynchronisierungsfunktion aufweist, wobei die erste und die zweite Rastanordnung in Umfangsrichtung des zweiten Gliedes voneinander beabstandet sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Rastanordnung ist es generell möglich, in diese sowohl die Positionierungsfunktion (Mittenarretierung) als auch die Ansynchronisierungsfunktion zu integrieren. Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn in einer Schaltkupplung diese Funktionen von unterschiedlichen Anbauelementen realisiert sind, die auf den jeweiligen Einsatzzweck optimiert sind.
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Beispielsweise kann eine Schaltkupplung drei oder mehr erste Rastanordnungen und drei oder mehr zweite Rastanordnungen aufweisen, um die jeweiligen Funktionen optimiert zu realisieren.
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Da die Rastvertiefung an dem Anbauelement somit einfacher ausgebildet werden kann, kann diese Rastvertiefung genauer an das verwendete Rastelement (z.B. Kugel) und die Rahmenbedingungen im Getriebe angepasst werden. Beispielsweise ist anstelle einer Punktberührung des Rastelementes in der Rastnut auch eine Flächenberührung des Rastelementes in der Rastvertiefung möglich. Es sind in der Regel beliebige Rastkonturen realisierbar.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes;
- 2 eine schematische Seitenansicht einer Schaltmuffe einer Schaltkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes;
- 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der 2;
- 4 eine schematische perspektivische Teil-Explosionsansicht einer Schaltmuffe;
- 5 eine schematische Seitenansicht eines Anbauelementes für die Schaltmuffe der 4;
- 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Anbauelementes für die Schaltmuffe der 4; und
- 7 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer Schaltmuffe.
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In 1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges generell mit 10 bezeichnet.
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Der Antriebsstrang 10 weist einen Antriebsmotor 12 wie einen Verbrennungsmotor auf. Ferner weist der Antriebsstrang 10 ein Doppelkupplungsgetriebe 14 auf. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 weist eine erste Reibkupplung 16 und eine zweite Reibkupplung 18 auf, deren Eingangsglieder mit dem Antriebsmotor 12 verbunden sind. Ein Ausgangsglied der ersten Reibkupplung 16 ist mit einem ersten Teilgetriebe 20 verbunden, dem bspw. die ungeraden Gangstufen zugeordnet sind. Ein Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung 18 ist mit einem zweiten Teilgetriebe 22 verbunden, dem bspw. die geraden Gangstufen zugeordnet sind. Die zwei Teilgetriebe 20, 22 weisen eine gemeinsame Getriebeausgangswelle 24 auf, die bspw. mit einer Kardanwelle oder Ähnlichem verbindbar ist.
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Die Darstellung des Doppelkupplungsgetriebes 14 ist rein schematischer Natur. Anhand des ersten Teilgetriebes 20 soll ein typischer Aufbau eines solchen Teilgetriebes erläutert werden. Das Teilgetriebe 20 weist eine Getriebeeingangswelle 26 auf, die mit dem Ausgangsglied der ersten Reibkupplung 16 verbunden ist. Ferner weist das erste Teilgetriebe 20 einen Radsatz 28 auf, der ein Losrad 30 beinhaltet, das drehbar an der Getriebeeingangswelle 26 gelagert ist. Eine Schaltkupplung 32 dient dazu, das Losrad 30 entweder drehfest mit der Getriebeeingangswelle 26 zu verbinden oder von dieser zu trennen.
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Die Schaltkupplung 32 weist eine Führungsmuffe 34 auf, die drehfest mit der Getriebeeingangswelle 26 verbunden ist. Ferner weist die Schaltkupplung 32 eine Schaltmuffe 36 auf, die entlang einer Schaltrichtung bzw. Längsrichtung 37 bewegbar ist. Hierzu sind die Schaltmuffe 36 und die Führungsmuffe 34 über jeweilige geeignete Verzahnungen miteinander gekoppelt.
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An dem Losrad 30 ist ein Kupplungskörper 38 festgelegt. In 1 ist die Schaltmuffe 36 in einer Neutralstellung gezeigt. Sofern die Schaltmuffe 36 aus dieser Position in Richtung des Kupplungskörpers 38 bewegt wird, tritt deren Innenverzahnung mit einer Außenverzahnung des Kupplungskörpers 38 in Eingriff, um das Losrad 30 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 26 zu verbinden.
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Die Teilgetriebe 20, 22 weisen in der Regel eine Mehrzahl derartiger Radsätze bzw. Schaltkupplungen auf. Moderne Doppelkupplungsgetriebe haben insgesamt häufig 6, 7 oder sogar noch mehr Gangstufen.
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Die Schaltmuffe 36 ist häufig nicht nur einer Schaltkupplung 32 sondern häufig noch einer weiteren Schaltkupplung zugeordnet, und zwar für ein (in 1 nicht dargestelltes) Losrad auf der dem Losrad 30 gegenüber liegenden Seite der Schaltmuffe 36. Die Schaltmuffe 36 wird in Bezug auf die Führungsmuffe 34 mittels einer Rastanordnung 40 in einer Neutralstellung gehalten. Die Rastanordnung 40 weist eine Kugel 42 auf, die an der Führungsmuffe 34 gelagert ist. Ferner weist die Rastanordnung 40 eine Feder 44 auf, mittels der die Kugel 42 gegen die Schaltmuffe 36 angedrückt wird. Ferner weist die Rastanordnung 40 eine an der Schaltmuffe 36 ausgebildete Rastkontur 46 auf. Die Rastkontur 46 beinhaltet insbesondere eine Vertiefung, in die die Kugel 42 in der gezeigten Neutralposition eingreift.
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Die Schaltkupplung 32 ist in schematischer Form als Klauenkupplung dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Schaltkupplung 32 auch als Synchron-Schaltkupplung ausgebildet sein kann. In diesem Fall kann die Kugel 42 bspw. in einem Stein gelagert sein, der axial beweglich an der Führungsmuffe 34 gelagert ist und mit einem nicht dargestellten Synchronring in Eingriff gebracht werden kann.
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In den 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schaltkupplung 32 für ein Kraftfahrzeuggetriebe schematisch dargestellt.
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Die Schaltkupplung 32 weist eine Schaltmuffe 36 auf, die an ihrem Innenumfang eine Verzahnung 50 aufweist. Ferner sind an der Schaltmuffe 30 drei Anbauelemente 52 festgelegt, die zuvor getrennt von der Schaltmuffe 36 hergestellt worden sind. Die Anbauelemente 52 sind über den Umfang der Schaltmuffe 36 gleichmäßig verteilt angeordnet. Anstelle von drei Anbauelementen 52 können auch eines, zwei oder mehrere Anbauelemente vorgesehen sein.
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In 3 ist dargestellt, dass die Führungsmuffe 34 eine Außenverzahnung 54 aufweist. Die Verzahnungen 50, 54 stehen miteinander in Eingriff, derart, dass die Schaltmuffe 36 drehfest, jedoch in Längsrichtung 37 verschieblich an der Führungsmuffe 34 gelagert ist.
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Die Anbauteile 52 erstrecken sich jeweils über die gesamte Breite der Schaltmuffe 36 und weisen an ihrem Enden jeweils eine Radialzunge 56, 58 auf. Die Radialzungen 56, 58 umgreifen die Schaltmuffe 36 und liegen an gegenüberliegenden axialen Stirnseiten der Schaltmuffe 36 an. Hierdurch werden die Anbauteile 52 an der Schaltmuffe 36 in Längsrichtung 37 fixiert. In Radialrichtung ist eine Fixierung nicht unbedingt notwendig, da die Anbauelemente in Radialrichtung zwischen der Schaltmuffe 36 und der Führungsmuffe 34 gehalten werden.
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Die Rastvertiefung 46 ist bei dieser Ausführungsform nicht an der aus Metall hergestellten Schaltmuffe 36 ausgebildet, sondern an dem Anbauelement 52, wie es in 3 zu erkennen ist.
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Die Anbauelemente 52 können jeweils aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein. In jedem Fall ist es einfacher, eine entsprechende Rastvertiefung bzw. -kontur 46 auszubilden, als wenn eine solche Rastkontur an der Schaltmuffe 36 direkt ausgebildet wird, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Daher können die Anbauelemente 52 eine optimierte Rastvertiefung bzw. -kontur 46 besitzen, wodurch Schaltgeräusche bereits verringert oder vermieden werden können.
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Wenn die Anbauelemente 52 jeweils aus Kunststoff hergestellt sind, beispielsweise als Spritzgussteile, rastet das Rastelement 42 in Form einer Kugel, die aus Metall hergestellt ist, in die Rastvertiefung 46' ein, so dass ein Kontakt Metall/Kunststoff gebildet wird, der deutlich weniger Geräusche hervorruft als ein Metall/Metall-Kontakt.
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Die Rastelemente 52 können einfach auf die Schaltmuffe 36 aufgesteckt oder rastend daran festgelegt sein. Alternativ ist es möglich, die Anbauelemente 52 durch Klebstoff mit der Schaltmuffe 36 zu verbinden.
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Die Anbauelemente 52 weisen jeweils in Umfangsrichtung eine Umfangslänge 60 auf, die in 2 dargestellt ist. Die Umfangslänge 60 entspricht dabei etwa der Umfangslänge eines Zahnes der Verzahnung 50.
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Wie es in 4 gezeigt ist, können die Anbauelemente 52 in vorab an der Schaltmuffe 36 anstelle eines Zahnes ausgebildete Ausnehmungen 62 eingesetzt bzw. aufgesteckt werden. Die Ausnehmungen 62 können dabei während des Herstellens der Verzahnung 50 mit hergestellt werden. Wenn das Anbauelement 52 in die Ausnehmung 62 eingesetzt ist, hat das Anbauelement 52 generell die Form eines weiteren Zahnes der Verzahnung 50. In 4 ist ferner dargestellt, dass an der Schaltmuffe 36 nicht nur ein Typ von Anbauelement 52 angebracht werden kann. Vielmehr können auch unterschiedliche Typen von Anbauelementen 52, 52' in Umfangsrichtung beabstandet an der Schaltmuffe 36 angebracht werden. Beispielsweise kann die Schaltmuffe 52 zum Einrichten einer Rastposition (Mittenzentrierung) optimiert sein. Ein weiterer Typ von Anbauelement 52' kann zum Bereitstellen einer Ansynchronisierungskraft optimiert sein.
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5 zeigt in schematischer Form eine Seitenansicht eines Anbauelementes 52, das zur Einrichtung von Rastpositionen ausgelegt ist. Dabei weist die Rastkontur 46 eine zentrale Rastvertiefung 64 auf, durch die eine Mittenposition der Schaltmuffe 36 in Bezug auf die Führungsmuffe 34 eingerichtet werden kann. Ferner kann die Rastkontur 46 weitere Rastvertiefungen 66, 68 beinhalten, die zum Einrichten jeweiliger Schaltpositionen ausgelegt sind, bspw. auch mit einer Schaltwegbegrenzung, die in 5 schematisch bei 69 gezeigt ist.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Typs eines Anbauelementes 52', das eine einzelne Rastvertiefung 46 aufweist, die für Ansynchronisierungszwecke optimiert ist.
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In 6 ist ferner gezeigt, dass die Anbauelemente 52' (aber auch 52) an ihren Längsenden jeweils Anspitzungen 70 aufweisen können, so dass ein Einfädeln in eine Verzahnung eines Kupplungskörpers 38 (oder eines nicht dargestellten Synchronringes) erleichtert werden kann.
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7 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei der ein Anbauelement 52' derart an der Schaltmuffe 36 angebracht ist, so dass zumindest im Bereich der Rastvertiefung 46 ein Abstand 72 zwischen der Schaltmuffe 36 und dem Anbauelement 52" eingerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform können Schaltgeräusche noch weiter vermieden werden. In dem Hohlraum 74, der durch den Abstand 72 eingerichtet ist, kann eine geräuschdämpfende Schicht angeordnet sein. Dies kann beispielsweise auch Klebstoff sein.
