DE102012015224A1

DE102012015224A1 - Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102012015224A1
Application number: DE201210015224
Authority: DE
Inventors: Mathias Remmler
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-05-15

Abstract

Es wird eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 50) für ein Schaltgetriebe (1) beschrieben. Bei der Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 50) weisen bis zu zwei Gangzahnräder (2, 2') eine Lamellenkupplung (3) auf. Die bis zu zwei Gangzahnräder (2, 2') sind über die einzelne Lammellenkupplung (3) mit einer Getriebewelle (4) koppelbar. Kupplungslamellen (5, 6) der Lamellenkupplung (3) sind von radialverschieblichen Kupplungselementen (7) mittels einer axial verschieblichen Schaltmuffe (8) mit einem radial verschieblichen Kuppelring (33) zusammenpressbar.

Description

Es wird eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe beschrieben. Bei der Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung weisen bis zu zwei Gangzahnräder eine einzelne Lamellenkupplung auf.
Die Druckschrift US 4,809,832 offenbart eine Synchronisationsvorrichtung, in der eine axiale Position eines Synchronrings gegenüber einer Schaltmuffe mittels vorgespannter Blatffederelemente erreicht wird, die sich an einer Nabe eines Gangzahnrades abstützen und den Synchronring beabstandet von einer Mittenposition der Schaltmuffe halten.
Derartige Synchronisationsvorrichtungen können in Schaltgetrieben eingesetzt werden, bei denen mittels einer zentralen Kupplungsvorrichtung an einem Eingang des Schaltgetriebes ein Drehmomentschluss zwischen einer Kurbelwelle eines Motors und einer Getriebewelle schaltbar ist.
Aus dem Lehrbuch Kraftfahrzeugtechnik, Westermann Verlag, siebte Auflage 2009, Seite 371, Abbildung 5 ist darüber hinaus ein Gangzahnrad mit einer Lamellenkupplung offenbart, die hydraulisch betätigbar ist, um das Gangzahnrad mit einer Getriebewelle zu kuppeln.
Eine Aufgabe ist es, eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe zu schaffen, die ohne zentrale Kupplungsvorrichtung bis zu zwei Gangzahnrädern mittels einer einzelnen Lamellenkupplung mit einer Getriebewelle mechanisch kuppeln kann.
Diese Aufgabe wird mit dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anmeldung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe beschrieben. Bei der Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung weisen bis zu zwei Gangzahnräder eine einzelne Lamellenkupplung auf. Die bis zu zwei Gangzahnräder sind über die einzelne Lammellenkupplung mit einer Getriebewelle einzeln koppelbar. Kupplungslamellen der Lamellenkupplung sind von radialverschieblichen Kupplungselementen mittels einer axial verschieblichen Schaltmuffe oder einer Schaltmuffe mit einem axial verschieblichen Kuppelring zusammenpressbar.
Diese Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe hat den Vorteil, dass auf eine zentrale Kupplungsvorrichtung, welche die Kurbelwelle eines Motors mit dem Eingang eines Getriebes koppelt, verzichtet werden kann. Vielmehr kann nun jede einzelne Zahnradpaarung und damit jede Übersetzung einzeln gekuppelt werden, so dass ein automatisches Schaltgetriebe möglich wird, das mithilfe von mechanischen Kupplungselementen über entsprechend ausgebildete Schaltmuffen, die mit den Kupplungselementen nach einer Indexierung und Synchronisation mithilfe von Synchronringen automatisch schaltend zusammenwirken kann. In diesem Zusammenhang wird unter bis zu zwei Gangzahnrädern verstanden, dass mindestens ein Gangzahnrad und höchstens zwei Gangzahnräder einzeln über eine einzelne Lammellenkupplung mit einer Getriebewelle gekuppelt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass jede der Lamellenkupplungen der Gangzahnräder einen vollkommenen Gleichlauf ihrer Lamellen im geschalteten Zustand aufweisen, so dass keine Verluste durch Schleppmomente in dem neuen automatischen Schaltgetriebe auftreten.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung einem zylindrischen Nabenkörper auf, der eine Außenverzahnung besitzt und drehfest auf der Getriebewelle anbringbar ist. Dabei ist die Außenverzahnung gradlinig, so dass eine entsprechende gradlinigen Innenverzahnung eines axial verschieblichen Schaltringes einer zweiteiligen Schaltmuffe mit Kopplungsring achsverschieblich mit der Außenverzahnung des Nabenkörpers in eingriff steht.
Eine derartige Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß der weiteren Ausführungsform der Erfindung weist mindestens einen Synchronring auf, der einen Sperrzahnkranz und einen inneren Koppelkonus besitzt. Dabei dient der Sperrzahnkranz der Indexierung und der innere Koppelkonus dient zum Beschleunigen oder Abbremsen einer Nabe des zu schaltenden Gangzahnrades oder zum Beschleunigen oder Abbremsen der Getriebewelle. Dazu ist auf der Nabe des Gangzahnrades oder auf der Getriebewelle ein Lammellenkupplungsring drehbar gelagert, der einen äußeren Koppelkonus und einen Koppelzahnkranz zum synchronisierten Eingriff mit der Innenverzahnung des Schaltringes der zweiteiligen Schaltmuffe aufweist. Dieser Lamellenkupplungsring trägt zweite Kupplungslamellen, welche mit ersten Kupplungslamellen, die an dem Gangzahnrad fixiert sind, zusammenwirken.
Ein Konusring wirkt mit mehreren auf dem Umfang des Lamellenkupplungsrings verteilt und radial ausgerichteten Kupplungselementen zusammen. Diese radial ausgerichteten Kupplungselemente können bei axialer Verschiebung des Schaltringes der Schaltmuffe die ersten und zweiten Kupplungslamellen über den Konusring kraftschlüssig zusammenpressen. Damit ist das Gangzahnrad über den Lamellenkupplungsring, die zweiteilige Schaltmuffe und den Nabenkörper mit der Getriebewelle bei dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung verbunden. Die drehbare Lagerung des auf einer Nabe des Gangzahnrades oder auf der Getriebewelle drehbar gelagerten Lamellenkupplungsrings kann Nadellager aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Tellerfeder ein elastisches Widerlager für jeweils ein Lammellenpaket der Lamellenkupplung des mindestens einen Gangzahnrades bilden. Dabei wird die Tellerfeder beim Einrücken der Lamellenkupplung gegen das Widerlager gepresst und die Drehmomente können kraftschlüssig von den ersten Kupplungslamellen auf die zweiten Kupplungslamellen oder umgekehrt übertragen werden.
Außerdem kann ein Axiallager zur Aufnahme von Druckkräften zwischen der Nabe des mindestens einen Gangzahnrades und dem Lamellenkupplungsring angeordnet sein. Dieses Axiallager sorgt dafür, dass sich der Lamellenkupplungsring auch bei hohen Druckkräften, die beim Kuppeln auftreten, nicht axial verschiebt.
In einer der Ausführungsformen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die bis zu zwei Gangzahnräder Schaltzahnkränze aufweisen. Diese Schaltzahnkränze bilden einen Formschluss zwischen der Innenverzahnung des Schaltringes der Schaltmuffe und einem der Schaltkränze der bis zu zwei Gangzahnräder. Nach dem Einrasten der Innenverzahnung des Schaltringes der Schaltmuffe in einen der Zahnkränze der bis zu zwei Gangzahnräder, kann in einer der Ausführungsformen der Erfindung aufgrund eines speziellen Profils der Innenverzahnung des Schaltringes der Schaltmuffe die Lamellenkupplung in ihren offenen Zustand zurückkehren, weil ein spezielles Profil der Innenverzahnung ein Ausrücken der Kupplungselemente in radialer Richtung ermöglicht. Dieses hat den Vorteil, dass die Lamellenkupplung nach dem Einrasten der Innenverzahnung des Schaltringes der Schaltmuffe in einen der Schaltzahnkränze der mindestens zwei Gangzahnräder im Freilauf ohne Reibschluss der Kupplungslamellen frei laufen kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Kuppelring der Schaltmuffe in seinen axialen Randbereichen ein Innenprofil auf, das an eine radiale Außenkontur der Kupplungselemente angepasst ist. Das Innenprofil in den axialen Randbereichen des Kuppelringes der Schaltmuffe ist bei Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtungen mit Kupplungselementen, die radial innerhalb der Schaltmuffe angeordnet sind derart ausgebildet, dass der der Kuppelring der Schaltmuffe mit seinem Innenprofil in seinen axialen Randbereichen über die Kupplungselemente greifen kann. Dabei wirkt die radiale Außenkontur der Kupplungselemente mit dem Innenprofil in den axialen Randbereichen des Kuppelringes der Schaltmuffe derart zusammen, dass eine axiale Verschiebung des Kuppelringes der Schaltmuffe in eine radiale Verschiebung der Kupplungselemente umsetzt wird. Die Kupplungselemente können eine Schräge aufweisen, die mit einem Konus eines Konusringes zusammenwirkt, so dass durch eine axiale Verschiebung des Kuppelringes die Kupplungselemente radial verschoben werden und der Konusring axial gegen die Kupplungslamellen der Lamellenkupplung zum Schließen der Lamellenkupplung gepresst wird bzw. die Kupplungslamellen kraftschlüssig zusammengepresst werden.
Um die Reibkräfte beim Umsetzen der axialen Schiebebewegung der Schaltmuffe oder eines Kuppelrings der Schaltmuffe in eine radiale Bewegung der Kupplungselemente zu vermindern, weisen in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Kupplungselemente an ihren Enden, die mit den Randprofilen des Kuppelringes einer Schaltmuffe in Berührung stehen, eine Kugel auf, die einen Reibkräfte verminderten Kugelabgriff ermöglicht.
Wie bereits oben erwähnt, wirken die Kupplungselemente mit einem Konusring zusammen, der die radiale Bewegung der Kupplungselemente in eine axiale Bewegung zum Zusammenpressen der Kupplungslamellen umsetzt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dieser Konusring mit einer axial äußeren Kupplungslamelle des Lammellenkupplungsrings stoffschlüssig verbunden. Das hat den Vorteil, dass über die äußere Kupplungslamelle des Lamellenkupplungsrings der Konusring automatisch radial zentriert ist. Auch ist es möglich, die äußere Kupplungslamelle des Lammellenkupplungsrings mit einem der artigen Konusring einstückig auszubilden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe einen radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring und einen radial inneren Schaltring aufweist, über welche der Synchronisierungs- und Schaltvorgang auf das Gangzahnrad übertragen wird. Der Kuppelring der Schaltmuffe umgibt den Schaltring, welcher die Innenverzahnung der Schaltmuffe aufweist. Der Kuppelring ist über axial wirkende Federn und einem Mitnehmer mit dem Schaltring elastisch verbunden, wobei die axial wirkenden Federn ähnlich wie in dem obigen Stand der Technik dafür sorgen, dass der Schaltring der Schaltmuffe mit der Innenverzahnung axial in der Mittenposition relativ zu dem Kuppelring gehalten wird. Während der Kuppelring beim axialen Verschieben mit den Kupplungselementen zusammenwirkt und eine dementsprechende Kontur aufweist, um die axiale Verschiebung in eine radiale Bewegung der Kupplungselemente zu übersetzen, wird mithilfe des Schaltrings die Indexierung der miteinander zu koppelnden Zahnkränze und der Synchronisation des Gleichlaufs zwischen Schaltmuffe, Lamellenkupplungsring und Gangzahnrad durchgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, die Lamellenkupplung und die Kupplungselemente radial außerhalb des Kuppelrings der Schaltmuffe anzuordnen. Dieser Aufbau ist besonders für hohe Übersetzungsverhältnisse, bei denen das Gangzahnrad einen relativ geringen Außendurchmesser aufweist, von Vorteil, da nun die radiale Erstreckung der Kupplungslamellen der Lamellenkupplung nicht eingeschränkt ist.
Während in den bisher beschriebenen Ausführungsformen die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtungen für ein automatisches Getriebe mit dezentralisierten Lamellenkupplungen beschrieben wurden, wobei jedes Gangzahnrad mit einer Lamellenkupplung ausgestattet ist, wird in den nachfolgenden Ausführungsformen ein Automatikgetriebe beschrieben, bei dem Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtungen eingesetzt werden, die mit einer einzelnen Lamellenkupplung zwei Gangzahnräder einzeln synchronisieren und schalten können.
Dazu weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Nabenkörper anstelle der Außenverzahnung erste Kupplungslamellen der Lamellenkupplung auf, die mit einer mehrteiligen Schaltmuffe zusammenwirkt. Die mehrteilige Schaltmuffe weist den radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring wie in den vorhergehenden Ausführungsformen auf, der mit Kupplungselementen der Lamellenkupplung zusammenwirkt. Ferner weist die mehrteilige Schaltmuffe einen axial fixierten radial inneren Lammellenkupplungsring auf, der mit dem Nabenkörper über zweite Kupplungslamellen kuppelbar ist, wobei der Lamellenkupplungsring mindestens eine Außenverzahnungen aufweist.
Ferner sind radial zwischen dem Lammellenkupplungsring und dem äußeren Kuppelring zwei axial verschiebliche Schaltringe der Schaltmuffe angeordnet, die über entsprechende Innenverzahnungen mit Außenverzahnungen des Lammellenkupplungsrings in Eingriff stehen. Die zwei Schaltringe der Schaltmuffe wirken mit Synchronringen zusammen und sind über die Synchronringe mit Schaltzahnkränzen von zwei Gangzahnrädern in Eingriff bringbar. Jeder der Schaltringe weist einen Mitnehmer auf, der federelastisch mit dem radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring verbunden ist.
Diese Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung mit einer dreiteiligen Schaltmuffe aus Kuppelring und zwei getrennten Schaltringen hat den Vorteil, dass lediglich eine Lamellenkupplung benötigt wird, die direkt mit dem Nabenkörper und einem Lamellenkupplungsring mit Außenverzahnungen zusammenwirkt. Mit dieser Losung kann die axiale Ausdehnung der Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung deutlich vermindert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung mit nur einer einzigen Lamellenkupplung für zwei Gangzahnräder ist auf einem ersten Gangzahnrad ein zweites Gangzahnrad derart drehbar gelagert, so dass Schaltzahnkränze der Gangzahnräder benachbart zueinander mit dazwischen liegenden Synchronringen angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass zwischen den Gangzahnrädern keine Lamellenkupplung angeordnet ist, deren Radius durch den Abstand zwischen zwei Getriebewellen begrenzt wird. Vielmehr kann nun der Außenradius der Lamellenkupplung den Abstand zwischen zwei Getriebewellen übersteigen und wird nur noch durch Innenwände des Schaltgetriebes limitiert.
Auch bei dieser weiteren Ausführungsform einer Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung mit nur einer gemeinsamen Lamellenkupplung für zwei Gangzahnräder weist der Nabenkörper erste Kupplungslamellen der Lamellenkupplung auf, die mit der Schaltmuffe über den Lamellenkupplungsring zusammenwirken. Dazu weist die Schaltmuffe den radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring, der mit den Kupplungselementen und dem Konusring der Lamellenkupplung zusammenwirkt, auf.
Der Lammellenkupplungsring ist in dieser Ausführungsform axial fixiert und drehbar gelagert und mit dem Nabenkörper über die Lamellenkupplung kuppelbar. Dieser Lamellenkupplungsring weist eine einzige Außenverzahnung auf und radial zwischen dem Lammellenkupplungsring und dem äußeren Kuppelring ist ein einziger axial verschieblicher Schaltring der Schaltmuffe mit zwei beabstandeten Innenverzahnungen vorgesehen. Dabei steht eine erste Innenverzahnung des Schaltrings der Schaltmuffe mit der Außenverzahnung des Lammellenkupplungsrings in Eingriff und eine zweite Innenverzahnung kann wahlweise über einen der Synchronringe mit einem der Schaltzahnkränze der Gangzahnräder in Eingriff gebracht werden.
Die drehbare Lagerung der beiden Gangzahnräder ineinander erfordert sowohl radiale als auch axiale Nadel- oder Wälzlager, um unterschiedliche Drehzahlen der Gangzahnräder zu ermöglichen. Dennoch ist der Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung offensichtlich, da wiederum nur eine einzige Lamellenkupplung erforderlich ist, um zwei Gangzahnräder einzeln mit einer Getriebewelle in Eingriff zu bringen.
Die Anmeldung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung eines Schaltgetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 1 mit einem Schaltring einer zweiteiligen Schaltmuffe in einer Synchronstellung;
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 1 mit dem Schaltring der Schaltmuffe in Eingriff mit einem Koppelzahnkranz eines Lamellenkupplungsrings;
4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 1 mit einem Kuppelring der zweiteiligen Schaltmuffe in einer Kuppelstellung der Lamellenkupplung;
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 6 mit dem Schaltring der Schaltmuffe in einer Synchronstellung;
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 6 mit dem Schaltring der Schaltmuffe in Eingriff mit einem Koppelzahnkranz des Lamellenkupplungsrings;
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 6 mit dem Schaltring der Schaltmuffe in Eingriff mit einem Koppelzahnkranz des Lamellenkupplungsrings und mit dem Kuppelring in Eingriff mit den Kupplungselementen;
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß 10 zwischen zwei Gangzahnrädern zum wahlweisen Kuppeln eines der Gangzahnräder mit einer Getriebewelle über jedem Gangzahnrad zugeordnete Lamellenkupplungen;
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 10 eines Schaltgetriebes 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 10 weist ein Gangzahnrad 2 mit einer Nabe 16 auf, die über ein Nadellager 41 drehbar auf einer Getriebewelle 4 gelagert ist. Ferner weist die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 10 des Schaltgetriebes 1 einen Nabenkörper 9 auf, der drehfest auf der Getriebewelle 4 fixiert ist und eine geradlinige Außenverzahnung 11 aufweist, die mit einer Innenverzahnung 12 eines Schaltringes 34 einer zweiteiligen Schaltmuffe 8 aus dem Schaltring 34 und einem den Schaltring 34 umgebenden Kuppelring 33 achsverschieblich in Eingriff steht. Dabei umgibt der Kuppelring 33 den Schaltring 34 und wird federelastisch von zwei Federelementen 43 und 44 in einer Mittenposition relativ zu dem Schaltring 34 mittels eines Mitnehmers 35 gehalten.
Der Mitnehmer 35 ist dazu radial nach Außen ragend auf dem Schaltring 34 angeordnet. In einer derartigen zweiteiligen Schaltmuffe 8 übernimmt der Schaltring 34 die Funktion der üblichen Innenverzahnung einer Schaltmuffe und der radial äußerer Kuppelring 33 wirkt mit einer bekannten nicht gezeigten Schaltgabel, die mit einer Umfangsnut 51 des Kuppelringes zum axialen Verschieben desselben gleitverschieblich in Eingriff steht, zusammen.
Außerdem ist in dieser ersten Ausführungsform der Erfindung ein Lamellenkupplungsring 17 drehbar in der Nabe 16 des Gangzahnrades 2 angeordnet, der mit einer Lamellenkupplung 3 zusammenwirkt, wobei erste Kupplungslamellen 5 mit der Nabe des Gangzahnrades 2 verbunden sind, und zweite Kupplungslamellen 6 an dem Lamellenkupplungsring 17 fixiert sind. Die ersten Kupplungslamellen 5 bilden mit den zweiten Kupplungslamellen 6 ein Lamellenpaket 25, das sich mit einer der ersten Kupplungslamellen 5 auf einem Widerlager 24 der Gangzahnradnabe 16 abstützt.
Axial gegenüberliegend zu dem Widerlager 24 ist ein Konusring 21 angeordnet, der mit einer äußeren Kupplungslamelle der zweiten Kupplungslamellen 6 des Lamellenpaketes 25 in Kontakt steht und einen Druckring bildet, der einen Anpressdruck zum Schließen der Lamellenkupplung 3 auf das Lamellenpaket 25 ausüben kann, wenn ein Kupplungselement 7, das als Kupplungskeil 47 ausgebildet ist, zwischen dem Konusring 21 und dem Lamellenkupplungsring 17 radial verschoben wird. Der hier im Querschnitt gezeigte Kupplungskeil 47 ist einer von mehreren Kupplungskeilen 47, die auf dem Umfang des Konusringes 21 verteilt angeordnet sind. Die Kupplungskeile 47 weisen eine halbkugelförmige radiale Außenkontur 31 auf, die mit einem angepassten Innenprofil 29 eines Randbereichs 28 des Kuppelringes 33 in Reibschluss gebracht werden kann.
Dazu ist ein Synchronring 13 zwischen dem Nabenkörper 9 und dem Lamellenkupplungsring 17 angeordnet, wobei der dem Lamellenkupplungsring 17 einen inneren Koppelkonus 15 aufweist, der beim Indexieren des Sperrzahnkranzes 14 des Synchronrings 13 mit einem äußeren Koppelkonus 18 in Reibschluss steht und ein Synchronisieren der Drehzahl des Nabenkörpers 9 mit der Drehzahl des dem Lamellenkupplungsrings 17 bewirkt.
Sobald eine Indexierung und eine Synchronisierung abgeschlossen sind, kann der Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 über den Sperrzahnkranz 14 hinaus auf den Koppelzahnkranz 19 des Lamellenkupplungsrings 17 axial verschoben werden und steht dann an der radialen Außenkontur 31 der Kupplungskeile 47 an. Bei weiterem axialen Verschieben des Kuppelringes 33 der zweiteiligen Schaltmuffe 8 berührt der axiale Randbereich 28 die radiale Außenkontur 31 der Kupplungskeile 47 und verschiebt die Kupplungskeile 47 radial, so dass der Konusring 21, der an dem Lamellenpaket 25 anliegt und mit Abschrägungen der Kupplungskeile 47 zusammenwirkt, die Kupplungslamellen 5 und 6 des Lamellenpakets 25 zum Durchschalten der Lamellenkupplung 3 axial zusammenpresst.
Wenn die Lamellenkupplung 3 geschlossen ist, wird das Drehmoment des Gangzahnrads 2 über den Lamellenkupplungsring 17, den Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 und den Nabenkörper 9 auf die Getriebewelle 4 oder umgekehrt das Drehmoment der Getriebewelle 4 über den Nabenkörper 9, den Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 und den Lamellenkupplungsring 17 auf das Gangzahnrads 2 übertragen. Dabei steht der Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 mit dem Schaltzahnkranz 27 des Gangzahnrades 2 in Eingriff.
Wird der Kuppelring 33 in die in 1 gezeigte neutrale Stellung axial zurückgefahren kann die Lamellenkupplung 3 in ihre radiale Ausgangsposition gemäß 1 zurückkehren, wenn die Kupplungselemente 7 in ihre in 1 gezeigt Ausgangsposition zurückfedern. Die dazu erforderlichen federelastischen Elemente sind zur Vereinfachung der in 1 gezeigten Struktur weggelassen. In 1 wird lediglich ein Arretierungshaken 42 des Kupplungselements 7 gezeigt, der dafür sorgt, dass das Kupplungselement 7 bei seiner radialen Bewegung den Lamellenkupplungsring 17 trotz Rückfederung und auftretender Zentrifugalkraft nicht verlassen kann.
Da der Lamellenkupplungsring 17 mit den Kupplungselementen 7 und den zweiten Kupplungslamellen 6 auf der Nabe 16 des Gangzahnrades 2 drehbar gelagert ist, sind für diese Lagerung sowohl radiale Nadellager 22 als auch Axiallager 26 vorgesehen.
Die nachfolgenden 2 bis 4 stellen einzelne Kupplungsphasen beim Kuppeln des Nabenkörpers 9 mit dem Gangzahnrad 2 durch axiales Verschieben der zweiteiligen Schaltmuffe 8 dar. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden in den nachfolgenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
In 2 wird eine Synchronisationsphase gezeigt, bei der zunächst ein Reibschluss zwischen dem inneren Koppelkonus 15 des Synchronrings 13 und dem äußeren Koppelkonus 18 des Lamellenkupplungsrings 17 hergestellt wird, so dass der Lamellenkupplungsring 17 die Drehzahl des Nabenkörpers 9 aufnimmt, In dieser Kupplungsphase steht, wie 3 zeigt, der Schaltring 34 mit seiner Innenverzahnung 12 mit dem Koppelzahnkranz 19 des Lamellenkupplungsrings 17 in Eingriff.
Von dieser Kupplungsphase ausgehend, kann nun aufgrund der Federelemente 43 und 44 der Kuppelring 33 der Schaltmuffe 8 mit seinem profilierten Randbereich 28 in axialer Richtung A über den Kugelabgriff 32 der Kupplungselemente 7 geschoben werden, wie es 4 zeigt, so dass nun über die geschlossene Lamellenkupplung 3 die Drehzahl des Gangzahnrades 2 mit der Drehzahl der Getriebewelle 4 synchronisiert werden kann. Die Lamellenkupplung 3 nimmt eine kuppelnde geschlossene Funktion an, so dass auf einen konventionellen Schaltzahnkranz des Gangzahnrades 2 verzichtet werden kann. Somit ist es möglich, die diese Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 kompakt zu gestalten.
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 1 bis 4 anstelle der in den 1 bis 4 gezeigten Kupplungskeile 47 diese Funktion durch Kupplungskugel 48 als Kupplungselemente 7 übernommen wird. Die Kupplungskugeln 48 sind über den Umfang des Lamellenkupplungsringes 17 in einem ringförmigen nicht gezeigten Kugelkäfig verteilt angeordnet, wobei minimale nicht gezeigte Federelemente die Kugeln im Kugelkäfig radial nach Außen federelastisch vorspannen.
Beim axialen Verschieben des Kuppelringes 33 in Pfeilrichtung A werden die Kugeln von dem Innenprofil 29 in dem axialen Randbereich 28 des Kuppelringes 33 in radialer Richtung des Pfeils B verschoben und drücken den Konusring 21 in die axiale Richtung des Pfeils C. Der Konusring 21 presst das Lamellenpaket 25 zusammen, sodass die Lamellenkupplung 3 schließt und Drehmomente in den oben erörterten Richtungen übertragen kann.
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der gravierende Unterschied zwischen dieser dritten Ausführungsform der Erfindung und den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass die Lamellenkupplung 3 radial außerhalb der Schaltmuffe 8 angeordnet ist. Die Schaltmuffe 8 ist wie in den 6 bis 9 zweiteilig aufgebaut, mit einem äußeren Kuppelring 33, der einen inneren Schaltring 34 mit Innenverzahnung 12 umgibt.
Die Funktionsaufteilung zwischen Kuppelring 33 und Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 sind die gleichen, wie in den vorhergehenden Figuren, lediglich der Randbereich 28 des Kuppelrings 33 weist nun ein Profil auf, das sich von dem Innenprofil der vorhergehenden Ausführungsformen dahingehend unterscheidet, dass es einen Außenkonus 49 bildet, der mit dem Kugelabgriff 32 der Kupplungselemente 7 zusammenwirkt.
Auch bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung kann auf einen Schaltzahnkranz des Gangzahnrades 2 verzichtet werden und die Kupplungslamellen 5 mit der Nabe 16 des Gangzahnrades 2 fixiert werden. Beim Verschieben des Kuppelrings 33 in axialer Richtung A wird nun durch den Außenkonus 49 im Randbereich 28 des Kuppelrings 33 der Kupplungselement 7 radial nach außen in Pfeilrichtung C geschoben und nicht wie in den vorhergehenden Ausführungsformen in Pfeilrichtung B.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 30 gemäß 6 mit dem Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 in einer Synchronstellung. Dabei steht der Schaltring 34 in Eingriff mit dem Sperrzahnkranz 14 des Synchronrings 13.
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 30 gemäß 6 mit dem Schaltring 34 der Schaltmuffe 8 in Eingriff mit dem Koppelzahnkranz 19 des Lamellenkupplungsrings 17, so dass nun der Lamellenkupplungsring 17 die gleiche Drehzahl aufweist und aufnimmt wie die Getriebewelle 4.
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 30 gemäß 6 mit dem Kuppelring 33 der Schaltmuffe 8 in Eingriff mit den Kupplungselementen 7. Dabei verschiebt sich der Kuppelring 33 axial in Pfeilrichtung A und bewirkt, dass die Kupplungselemente 7 in radialer Richtung C zum Schließen der Lamellenkupplung 3 verschoben werden.
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 30 gemäß 6, die zwischen zwei Gangzahnrädern 2 und 2' zum wahlweisen Kuppeln eines der Gangzahnräder 2, 2' mit der Getriebewelle 4. Die Schaltmuffe 8 befindet sich in der dargestellten Position mittig zwischen den beiden Lamellenkupplungsringen 17 und 17'. Mit Hilfe eines mittig an dem Kuppelring 33 angeordneten, radial abstehenden Führungsring 45 kann der äußere Kuppelring 33 axial in die verschiedenen Kupplungsphasen, wie sie in den 10 bis 13 gezeigt werden, verschoben werden. Komponenten zum Einkuppeln des zweiten Gangzahnrades 2', welche die gleiche Funktion aufweisen wie die Komponenten zum Kuppeln des ersten Gangzahnrades 2 werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und mit einem zusätzlichen Strich markiert.
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung 40 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied der vierten Ausführungsform der Erfindung zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass lediglich eine Lamellenkupplung 3 benötigt wird, um einen Kraftschluss zwischen einem der beiden Gangzahnräder 2 bzw. 2' und der Getriebewelle 4 über den drehfest fixierten Nabenkörper 9 zu koppeln.
Dazu weist der Nabenkörper 9 keine gradlinige Außenverzahnung auf, sondern trägt erste Kupplungslamellen 5 der Lamellenkupplung 3, die mit zweiten Kupplungslamellen 6 zusammenwirken, welche mit dem Lamellenkupplungsring 17 verbunden sind. Dieser Lamellenkupplungsring 17 umgibt die Lamellenkupplung 3 auf dem Nabenkörper 9 und weist nun zwei Außenverzahnungen 36 und 37 auf, mit denen Innenverzahnungen 38 und 39 eines mittig geteilten Schaltrings aus den Schaltringen 34 und 34' wahlweise verbunden sind.
Dabei wirkt die eine erste Außenverzahnung 36 des Lamellenkupplungsrings 17 mit einer ersten Schaltringhälfte 34 über eine erste Innenverzahnung 38 des Schaltringes 34 zusammen, die ihrerseits einen Mitnehmer 35 aufweist, der federelastisch mit dem äußeren Kuppelring 33 zusammenwirkt. Die zweite Außenverzahnung 37 des Lamellenkupplungsrings 17 wirkt mit der zweiten Schaltringhälfte 34' über eine zweite Innenverzahnung 39 des Schaltringes 34' zusammen, die ihrerseits einen Mitnehmer 35' aufweist, der federelastisch mit dem äußeren Kuppelring 33 zusammenwirkt.
Der äußere Kuppelring 33 weist einen Führungsring 45 auf, welcher mit beispielsweise einer Schaltgabel zusammenwirken kann. Das Innenprofil 46 des äußeren Kuppelrings 33 ist so gestaltet, dass die Kupplungselemente 7 aus der hier gezeigten Stellung radial verschoben werden können, um die ersten und zweiten Kupplungslamellen 5 und 6 vom Nabenkörper 9 bzw. vom Lamellenkupplungsring 17 zusammenzupressen.
Auf den Außenverzahnungen 36 und 37 des Lamellenkupplungsrings 17, der in dieser Ausführungsform einstückig ausgebildet ist, können die Schaltringe 34 und 34' axial verschoben werden, wie es hier für den Schaltring 34' durch gestrichelte Linien dargestellt ist, der mit dem Sperrzahnkranz 14' des Synchronrings 13' und dem Schaltzahnkranz 27' des zweiten Gangzahnrads 2' in Eingriff bringbar ist. Somit kann mit einer einzigen Lamellenkupplung 3 ein erstes Gangzahnrad 2 und ein zweites Gangzahnrad 2' mit der Getriebewelle 4 in Eingriff gebracht werden.
12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kupplungs- und Synchronisierungsvorrichtung 50 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform sind zwei zu schaltende Gangzahnräder 2 und 2' drehbar ineinander derart gelagert, dass ihre Schaltzahnkränze 27 und 27' einander gegenüberstehen und entsprechende Synchronringe 13 und 13' benachbart zueinander angeordnet sind.
Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird lediglich eine einzige Lamellenkupplung 3 für ein Schalten von zwei Gangzahnrädern 2 und 2' eingesetzt. Die Lamellenkupplung ist jedoch nicht zwischen den Gangzahnrädern 2 und 2' angeordnet, sondern benachbart zu jeweils zwei nebeneinander angeordneten Gangzahnrädern 2 und 2' positioniert ist. Somit wird der Außenradius der Lamellenkupplung, der sonst durch den Abstand zwischen zwei Getriebewellen begrenzt ist nicht mehr von diesem Abstand bestimmt. Vielmehr kann nun der Außenradius der Lamellenkupplung den Abstand zwischen zwei Getriebewellen übersteigen und wird nur noch durch Innenwände des Schaltgetriebes limitiert. Die Kupplungselemente 7 können derart angeordnet sein, dass sie das Lamellenpaket teilen in zwei Bereiche aufteilen und zwischen den Bereichen eine Spreizwirkung entfalten wodurch die Kupplungslamellen zusammenpressbar sind.
Die Lamellenkupplung 3 ist wiederum mit ihren ersten Kupplungslamellen 5 mit dem Nabenkörper 9 verbunden, wobei der Lamellenkupplungsring 17 nun die Außenverzahnung 36 aufweist, mit der eine erste Innenverzahnung 39 des Schaltrings 34 kämmt und wobei der Schaltring 34 derart verlängert ist, dass er eine zweite Innenverzahnung 38 aufweist, die durch axiales Verschieben des Schaltrings 34 wahlweise mit dem Sperrzahnkranz 14 oder 14' bzw. mit dem Schaltzahnkranz 27 oder 27' in Eingriff stehen kann.
Darüber hinaus wird der Schaltring 34 von einem Kuppelring 33 umgeben, der mit den Kupplungselementen 7 zusammenwirkt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Lamellenkupplung 3 und die Kupplungselemente 7 mit dem Konusring 21 radial außerhalb der Schaltmuffe 8 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform gemäß 15 der Schaltring 34 nicht zweigeteilt, sondern weist lediglich die jeweils oben erwähnten, zueinander beabstandeten Innenverzahnungen 38 und 39 auf. Außerdem weist die Schaltmuffe 8 einen Führungsring 45 auf, mit dem die Schaltmuffe 8 axial verschoben werden kann, um sie wahlweise mit dem Schaltzahnkranz 27 bzw. 27' des ersten Gangzahnrades 2 bzw. zweiten Gangzahnrades 2' in Eingriff zu bringen.
Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Schaltgetriebe
2: Gangzahnrad
2': Gangzahnrad
3: Lamellenkupplung
3': Lamellenkupplung
4: Getriebewelle
5: erste Kupplungslamelle
6: zweite Kupplungslamelle
7: Kupplungselement
7': Kupplungselement
8: Schaltmuffe
8': Schaltmuffe
9: Nabenkörper
10: Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung
11: Außenverzahnung
11': Außenverzahnung
12: Innenverzahnung
12': Innenverzahnung
13: Synchronring
13': Synchronring
14: Sperrzahnkranz
14': Sperrzahnkranz
15: innerer Koppelkonus
15': innerer Koppelkonus
16: Nabe
16': Nabe
17: Lamellenkupplungsring
17': Lamellenkupplungsring
18: äußerer Koppelkonus
19: Koppelzahnkranz
20: Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung
21: Konusring
21': Konusring
22: Nadellager
22': Nadellager
23: Tellerfeder
24: Widerlager
25: Lamellenpaket
25': Lamellenpaket
26: Axiallager
27: Schaltzahnkranz
27': Schaltzahnkranz
28: axialer Randbereich
29: Innenprofil
30: Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung
31: radiale Außenkontur
32: Kugelabgriff
32': Kugelabgriff
33: Kuppelring
34: Schaltring
34': Schaltring
35: Mitnehmer
35': Mitnehmer
36: Außenverzahnung
37: Außenverzahnung
38: Innenverzahnung
39: Innenverzahnung
40: Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung
41: Nadellager
41': Nadellager
42: Arretierungshaken
42': Arretierungshaken
43: Federelement
44: Federelement
45: Führungsring
46: Innenprofil
47: Kupplungselement
47': Kupplungselement
48: Kupplungskugel
49: Außenkonus
50: Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung
51: Umfangsnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4809832 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Lehrbuch Kraftfahrzeugtechnik, Westermann Verlag, siebte Auflage 2009, Seite 371, Abbildung 5 [0004]

Claims

Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung für ein Schaltgetriebe (1), bei der bis zu zwei Gangzahnräder (2, 2') einzeln über eine einzelne Lammellenkupplung (3) mit einer Getriebewelle (4) koppelbar sind, wobei Kupplungslamellen (5, 6) der Lamellenkupplung (3) von radial verschieblichen Kupplungselementen (7) mittels einer axial verschieblichen Schaltmuffe (8) mit einem axial verschieblichen Kuppelring (33) zusammenpressbar sind.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend: – einen zylindrischen Nabenkörper (9), der eine Außenverzahnung (11) aufweist, und drehfest auf der Getriebewelle (4) anbringbar ist; – die axial verschiebliche Schaltmuffe (8) mit dem axial verschieblichen Kuppelring (33), die eine Innenverzahnung (12) aufweist, die mit der Außenverzahnung (11) des Nabenkörpers (9) achsverschieblich in Eingriff steht, und – mindestens einen Synchronring (13), der einen Sperrzahnkranz (14) und einen inneren Koppelkonus (15) aufweist, wobei auf einer Nabe (16) des Gangzahnrades (2) ein Lammellenkupplungsring (17) drehbar gelagert ist, der einen Koppelkonus (18) und einen Koppelzahnkranz (19) zum synchronisierten Eingriff mit der Innenverzahnung (12) der Schaltmuffe (8) aufweist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei an jedem Gangzahnrad (2) erste Kupplungslamellen (5) fixiert sind, die mit zweiten Kupplungslamellen (6) des Lammellenkupplungsrings (17) zusammenwirken, und wobei ein Konusring (21) mit den mehreren auf dem Umfang des Lamellenkupplungsrings (17) verteilt und radial verschieblichen Kupplungselementen (7) zusammenwirkt, die bei axialer Verschiebung der Schaltmuffe (8) die ersten und zweiten Kupplungslamellen (5, 6) über den Konusring (21) kraftschlüssig zusammenpressen und das Gangzahnrad (2) über die Schaltmuffe (8) und den Nabenkörper (9) mit der Getriebewelle (4) verbinden.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Kupplungselemente (7) Kupplungskeile (47) mit Kugelabgriffen (32) oder Kupplungskugeln (48) aufweisen.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Tellerfeder (23) ein elastisches Widerlager (24) für jeweils ein Lammellenpaket (25) der Lamellenkupplung (3) des mindestens einen Gangzahnrades (2) bildet.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Axiallager (26) zur Aufnahme von Druckkräften zwischen der Nabe (16) des mindestens einen Gangzahnrades (2) und dem Lamellenkupplungsring (17) angeordnet ist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bis zu zwei Gangzahnräder (2, 2') Schaltzahnkränze (27, 27') aufweisen, die einen Formschluss zwischen der Innenverzahnung der Schaltmuffe (8) und einem der Schaltzahnkränze (27, 27') der bis zu zwei Gangzahnräder (2, 2') bei offener Lamellenkupplung (3) aufweisen.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Kuppelring (33) in seinen axialen Randbereichen (28) ein Innenprofil (29) aufweist, das an eine radiale Außenkontur (31) der Kupplungselemente (7) angepasst ist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungselemente (7) Kugelabgriffe (32) aufweisen, die beim radialen Verschieben der Kupplungselemente (7) mit dem axial verschobenen Kuppelring (33) in Eingriff stehen.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Konusring (21) mit einer axial äußeren Kupplungslamelle des Lammellenkupplungsrings (17) stoffschlüssig verbunden ist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltmuffe (8) den radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring (33) und einen radial inneren Schaltring (34) aufweist, und wobei der radial äußere axial verschiebliche Kuppelring (33) den Schaltring (34) umgibt und mit den Kupplungselementen (7) zusammenwirkt, und wobei der radial innere Schaltring (34) eine Innenverzahnung (12) und einen radial äußeren Mitnehmer (35) aufweist, der in axialer Richtung federelastisch mit dem Kuppelring (33) verbunden ist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lamellenkupplung (3) und die Kupplungselemente (7) radial außerhalb des Kuppelrings (33) der Schaltmuffe (8) angeordnet sind.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 12, wobei ein Nabenkörper (9) erste Kupplungslamellen (5) der Lamellenkupplung (3) aufweist, die mit einer mehrteiligen Schaltmuffe (8) aus dem Kuppelring (33) und einem Schaltring (34) zusammenwirkt, wobei die mehrteilige Schaltmuffe (8) den radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring (33), der mit Kupplungselementen (7) der Lamellenkupplung (3) zusammenwirkt, einen axial fixierten radial inneren Lammellenkupplungsring (17), der mit dem Nabenkörper (9) über zweite Kupplungslamellen (6) kuppelbar ist und eine Außenverzahnung (36, 37) aufweist, und wobei radial zwischen dem Lammellenkupplungsring (17) und dem äußeren Kuppelring (33) zwei axial verschiebliche Schaltringe (34, 34') angeordnet sind, die über Innenverzahnungen (12, 12') mit den Außenverzahnungen (11, 11') des Lammellenkupplungsrings (17) in Eingriff stehen, wobei die Schaltringe (34, 34') mit Synchronringen (13, 13') zusammenwirken und über die Synchronringe (13, 13') mit Schaltzahnkränzen (27, 27') von Gangzahnrädern (2, 2') in Eingriff bringbar sind, und wobei jeder Schaltring (34, 34') einen Mitnehmer (35, 35') aufweist, der federelastisch mit dem radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring (33) verbunden ist.
Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 12, wobei auf einem ersten Gangzahnrad (2) ein zweites Gangzahnrad (2') derart drehbar gelagert ist, dass Schaltzahnkränze (27, 27') der Gangzahnräder (2, 2') benachbart zueinander mit dazwischen liegenden Synchronringen (13, 13') angeordnet sind, und wobei ein Nabenkörper (9) erste Kupplungslamellen (5) der Lamellenkupplung (3) aufweist, die mit der Schaltmuffe (8) über den Lamellenkupplungsring (17) zusammenwirkt, und wobei die Schaltmuffe (8) den radial äußeren axial verschieblichen Kuppelring (33), der mit Kupplungselementen (7) der Lamellenkupplung (3) zusammenwirkt, aufweist, und wobei der axial fixierte drehbar gelagerte Lammellenkupplungsring (17), der mit dem Nabenkörper (9) über die Lamellenkupplung kuppelbar ist, eine Außenverzahnung (11) aufweist, und wobei radial zwischen dem Lammellenkupplungsring (17) und dem äußeren Kuppelring (33) ein axial verschieblicher Schaltring (34) der Schaltmuffe (8) mit zwei beabstandeten Innenverzahnungen (38, 39) angeordnet ist, und wobei eine erste Innenverzahnung (38) mit der Außenverzahnung (36) des Lammellenkupplungsrings (17) in Eingriff steht und eine zweite Innenverzahnung (39) wahlweise über einen der Synchronringe (13, 13') mit einem der Schaltzahnkränze (27, 27') der Gangzahnräder (2, 2') in Eingriff bringbar ist.
Automatisches Schaltgetriebe (1) mit einer Kupplungs- und Synchronisationsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 50), nach einem der Ansprüche 1 bis 14.