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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schalten von zumindest zwei Losrädern an zwei zugeordneten Wellen für ein Getriebe eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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In Getrieben von Fahrzeugen werden Schiebemuffen, Schalträder und Synchronpakete zur Anbindung und Synchronisation von Losrädern und Wellen genutzt. Die Schiebemuffen werden über Schaltgabeln bewegt und erzeugen einen Formschluss zwischen Losrad und Welle, so dass ein Moment zwischen Losrad und Welle übertragen werden kann. Radsatzpaarungen auf den jeweiligen Getriebewellen bestehen in der Regel jeweils aus einem Losrad und einem Festrad. In Hybridgetrieben von Fahrzeugen sind mehrerer Energiewandler, beispielsweise ein Elektromotor und eine Verbrennungskraftmaschine, an den Antriebsstrang angebunden. Dabei sind durch Losrad-Festrad-Radsatzpaarungen nur begrenzt Betriebsfunktionen realisierbar.
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Beispielsweise befasst sich die
DE 10 2010 043 354 A1 mit der Ausgestaltung eines Hybridgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Dort sind mehrere verschiedenen Getriebewellen zugeordnete Losräder vorgesehen, die in zwei Radsatzebenen zur Bildung von Gängen angeordnet sind. Hierbei ist den Losrädern jeweils eine Schaltvorrichtung zur Herstellung einer drehfesten Verbindung mit der zugehörigen Welle zugeordnet. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass zum Schalten der Losräder eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen erforderlich ist, die den Aufbau des Getriebes verkompliziert und die Herstellung aufwändig macht.
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In
DE 102 06 470 A1 ist ein Schaltgetriebe gezeigt, bei dem zwei miteinander kämmende Zahnräder durch jeweils eine verschiebbare Schaltmuffe miteinander koppelbar sind. Dabei sind die Schaltmuffen einer gemeinsamen Schaltschwinge zugeordnet und ein Verschwenken dieser zu einer Verschiebung der beiden Schaltmuffen in einander entgegengesetzte Richtungen führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Pantentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst.
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Es wird eine Anordnung zum Schalten von mehreren Losrädern an mehreren zugeordneten Wellen vorgeschlagen, wobei zumindest ein erstes Losrad an einer zugeordneten ersten Welle und zumindest ein zweites Losrad an einer zugeordneten zweiten Welle miteinander in Antriebsverbindung stehen und zum Koppeln mit der jeweils zugehörigen Welle durch eine Schaltvorrichtung gleichzeitig schaltbar sind. Die Schaltvorrichtung weist zumindest einen um eine Schwenkachse verschwenkbaren Schwenkhebel auf, der bügelförmig mit zwei Seitenarmen ausgeführt ist. An den Seitenarmen ist der Schwenkhebel jeweils an einer Schwenklagerung in Wellenachsenrichtung verschwenkbeweglich gelagert, wobei die Schwenklagerung als Kugelgelenk ausgeführt ist. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute und bauraumsparende Anordnung zum gleichzeitigen Schalten von zumindest zwei Losrädern an zwei zugeordneten Wellen ermöglicht. Hierdurch ist in Fahrzeuggetrieben zumindest eine Antriebseinheit mit zwei Wellen über die ihnen jeweils zugeordneten Losräder auf einfache Weise durch Schalten einer Schaltvorrichtung koppel- bzw. von diesen entkoppelbar. Dabei können die Losräder als Riemen- oder Kettenräder über einen Zugmitteltrieb verbunden sein oder als Zahnräder miteinander in Eingriff oder über ein Rädergetriebe in Verbindung stehen.
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Bevorzugt ist in einer Neutralstellung der Schaltvorrichtung das erste und das zweite Losrad zugleich von der jeweils zugehörigen Welle abkoppelbar oder in diesem Zustand haltbar. Durch die Entkoppelung der Losräder kann eine oder können mehrere Antriebseinheiten, beispielsweise ein Elektromotor, an die Losräder angekoppelt werden und unabhängig vom Betriebszustand der zugeordneten Wellen Drehzahl und Last einleiten, beispielsweise können so Nebenaggregate angetrieben werden.
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Vorzugsweise ist dabei durch Schalten aus der Neutralstellung in eine erste Schaltstellung das erste Losrad zum drehfesten Koppeln mit der ersten Welle und durch Schalten aus der Neutralstellung in eine zweite Schaltstellung das zweite Losrad zum drehfesten Koppeln mit der zweiten Welle schaltbar.
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Es ist von Vorteil, wenn die Losräder selektiv an die zugeordneten Wellen ankoppel- bzw. von diesen abkoppelbar sind. Hierzu ist in einer ersten Schaltstellung der Schaltvorrichtung bevorzugt das erste Losrad mit der ersten Welle koppelbar und zugleich das zweite Losrad von der zweiten Welle abkoppelbar oder in diesem Zustand haltbar. In einer zweiten Schaltstellung der Schaltvorrichtung ist vorzugsweise das zweite Losrad mit der zweiten Welle koppelbar und zugleich das erste Losrad von der ersten Welle abkoppelbar oder in diesem Zustand haltbar. Hierdurch ist zumindest eine Antriebseinheit über die Losräder mit der jeweils zugeordneten Welle verbindbar.
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Alternativ oder ergänzend ist auch eine Anbindung an beide Wellen möglich. Hierzu sind in einer dritten Schaltstellung der Schaltvorrichtung sowohl das erste als auch das zweite Losrad mit der jeweils zugeordneten Welle gleichzeitig koppelbar. Bei dieser Verschaltung der Losräder ist die direkte Übersetzung zwischen den jeweils zugeordneten Wellen bzw. zwischen den Losrädern nutzbar.
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Demgemäß wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine Anordnung zum Schalten von zumindest zwei Losrädern mit einer Schaltvorrichtung gelöst, bei der in einer Schaltstellung der Schaltvorrichtung das erste und das zweite Losrad mit der jeweils zugeordneten Welle gleichzeitig koppelbar sind.
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Eine besonders einfach aufgebaute Schaltvorrichtung zum gleichzeitigen Schalten von zwei Losrädern kann durch eine sogenannte flip-flop- oder Kippschaltung erreicht werden. Vorzugsweise ist hierzu ein verschwenkbarer Hebel oder ein verschwenkbares Hebelsystem vorgesehen. Bevorzugt weist die Schaltvorrichtung zumindest einen um eine Schwenkachse verschwenkbaren Schwenkhebel auf. Hierbei ist durch ein einfaches Hin- und Herverschwenken des Schwenkhebels ein jeweils gleichzeitiges Schalten der Losräder möglich. Vorzugsweise ist dabei durch Verschwenken des Schwenkhebels aus einer Neutralstellung in eine Schwenkrichtung das erste Losrad zum drehfesten Koppeln mit der ersten Welle und durch Verschwenken des Schwenkhebels aus der Neutralstellung in die andere Schwenkrichtung das zweite Losrad zum drehfesten Koppeln mit der zweiten Welle schaltbar. Auf diese Weise wird durch einen beidseitig verschwenkbaren Schwenkhebel ein gleichzeitiges selektives Schalten von zwei Losrädern an zwei zugeordneten Wellen durch einfaches Hin- und Herverschwenken des Schwenkhebels ermöglicht. Der Schwenkhebel kann hierbei als einfacher Kipphebel oder als einfache Schaltwippe ausgeführt sein.
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Die Schaltvorrichtung ist so durch Verschwenken des Schwenkhebels aus einer Neutralstellung in eine Schwenkrichtung in die erste Schaltstellung und durch Verschwenken des Schwenkhebels in die andere Schwenkrichtung in die zweite Schaltstellung überführbar.
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Alternativ oder ergänzend kann die Schaltvorrichtung zumindest eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Schaltwalze oder Schaltwelle aufweisen. Durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle aus einer Neutralstellung in eine Drehrichtung ist das erste Losrad zum drehfesten Koppeln mit der ersten Welle und durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle aus der Neutralstellung in die andere Drehrichtung das zweite Losrad zum drehfesten Koppeln mit der zweiten Welle schaltbar.
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Die Schaltvorrichtung ist so aus einer Neutralstellung durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle in die eine Drehrichtung in die erste Schaltstellung und durch Verdrehen in die andere Drehrichtung in die zweite Schaltstellung überführbar. Alternativ oder ergänzend ist die Schaltvorrichtung durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle in die eine oder andere Drehrichtung in die dritte Schaltstellung überführbar.
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Zum Schalten der Losräder bildet der Schwenkhebel vorzugsweise auf beiden Seiten seiner Schwenkachse jeweils zumindest einen Hebelarm. Auf einer Seite ist zumindest ein erster Hebelarm zumindest einem ersten Losrad an der ersten Welle und auf der anderen Seite zumindest ein zweiter Hebelarm zumindest einem zweiten Losrad an der zweiten Welle zugeordnet. Durch Verschwenken des Schwenkhebels sind das erste Losrad am ersten Hebelarm und das zweite Losrad am zweiten Hebelarm schaltbar. Auf einfache Weise wird so an den Schwenkarmen des Schwenkhebels ein gleichzeitiges Schalten von zwei Losrädern an zwei zugeordneten Wellen ermöglicht.
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Zum Schalten der Losräder weist die Schaltwalze oder Schaltwelle bevorzugt zumindest eine erste Schaltkulisse und zumindest ein in dieser geführtes dem ersten Losrad zugeordnetes erstes Schaltgestänge und zumindest eine zweite Schaltkulisse und zumindest ein in dieser geführtes dem zweiten Losrad zugeordnetes zweites Schaltgestänge auf. Durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle sind dabei das erste Losrad am ersten Schaltgestänge und das zweite Losrad am zweiten Schaltgestänge schaltbar.
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Vorzugsweise ist zum Schalten des ersten Losrads zumindest ein erstes Schaltelement an der ersten Welle und zum Schalten des zweiten Losrads zumindest ein zweites Schaltelement an der zweiten Welle vorgesehen. Die Schaltelemente sind auf der jeweils zugeordneten Welle drehfest koaxial angeordnet und entlang dieser zum Koppeln bzw. Entkoppeln des jeweils zugeordneten Losrads mit der jeweils zugeordneten Welle verschiebbar. Durch die Schaltvorrichtung sind beide Schaltelemente zum Koppeln bzw. Entkoppeln des jeweils zugeordneten Losrads mit der jeweils zugeordneten Welle schaltbar. Die Schaltelemente können beispielsweise jeweils als Schiebe- oder Schaltmuffe ausgeführt sein und insbesondere jeweils ein Synchronpaket zum synchronisierten Schalten des jeweils zugeordneten Losrads aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht der Schwenkhebel an zumindest einem ersten Hebelarm zum Schalten des ersten Losrads mit zumindest einer diesem zugeordneten ersten Schiebemuffe an der ersten Welle und an zumindest einem zweiten Hebelarm zum Schalten des zweiten Losrads mit zumindest einer diesem zugeordneten zweiten Schiebemuffe an der zweiten Welle in Verbindung. Durch Verschwenken des Schwenkhebels ist am ersten Hebelarm die erste Schiebemuffe zum Schalten des ersten Losrads und am zweiten Hebelarm die zweite Schiebemuffe zum Schalten des zweiten Losrads jeweils entlang der zugeordneten Welle verschiebbar. Auf diese Weise wird durch Verschwenken des Schwenkhebels ein gleichzeitiges Verschieben von zwei Schiebemuffen entlang der zugeordneten Welle zum Schalten von zwei zugeordneten Losrädern ermöglicht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht das erste Schaltgestänge mit zumindest einer dem ersten Losrad zugeordneten ersten Schiebemuffe an der ersten Welle und das zweite Schaltgestänge mit zumindest einer dem zweiten Losrad zugeordneten zweiten Schiebemuffe an der zweiten Welle in Verbindung. Durch Verdrehen der Schaltwalze oder Schaltwelle am ersten Schaltgestänge ist die erste Schiebemuffe zum Schalten des ersten Losrads und am zweiten Schaltgestänge die zweite Schiebemuffe zum Schalten des zweiten Losrads jeweils entlang der zugeordneten Welle verschiebbar.
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Bevorzugt weisen dabei die Hebelarme am Schwenkhebel bzw. die Schaltgestänge der Schaltwalze bzw. Schaltwelle jeweils zumindest ein Mitnahmeelement zur formschlüssigen Verbindung mit der jeweils zugeordneten Schiebemuffe auf. Beispielsweise kann das Mitnahmeelement als ein am Hebelarm oder am Schaltgestänge vorstehender Kontaktstift oder eine vorstehende Kontaktnase ausgeführt sein, die in eine an der Schiebemuffe gebildete korrespondierende Vertiefung, insbesondere eine Ringnut am Außenumfang, eingreift.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwenkhebel bügelförmig mit zwei Seitenarmen und an diesen mit jeweils zwei Hebelarmen ausgebildet. Hierbei sind die Schwenkarme auf der einen Seite an den ersten Hebelarmen mit zumindest einer dem ersten Losrad zugeordneten ersten Schiebemuffe und auf der anderen Seite an den zweiten Hebelarmen mit zumindest einer dem zweiten Losrad zugeordneten zweiten Schiebemuffe verbunden. Durch Verschwenken des Schwenkhebels ist an den ersten Hebelarmen die erste Schiebemuffe zum Schalten des ersten Losrads und an den zweiten Hebelarmen die zweite Schiebemuffe zum Schalten des zweiten Losrads jeweils entlang der zugeordneten Welle verschiebbar. Durch die Verbindung an beiden Seitenarmen des Schwenkhebels sind dabei die Schiebemuffen beidseitig betätigbar und führbar.
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Der Schwenkhebel kann als ein U-förmiger Bügel mit an den U-Schenkeln gebildeten Seitenarmen ausgeführt sein.
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Vorzugsweise ist der Schwenkhebel an den Seitenarmen jeweils an einer Schwenklagerung in Wellenachsenrichtung verschwenkbeweglich gelagert.
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Bevorzugt ist die Schwenklagerung als Kugelgelenk ausgeführt.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Variante der Anordnung aus 1 in einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 4 eine weitere Ansicht der Anordnung aus 3,
- 5 eine Teilansicht der Anordnung aus 3 und 4,
- 6 bis 9 jeweils einen Teilschnitt der Anordnung aus 3 und 4.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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In 1 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Anordnung zum Schalten von zumindest zwei Losrädern A1, B1 an zwei jeweils zugeordneten Wellen A, B für ein Getriebe eines Fahrzeugs dargestellt. Die Wellen A, B sind achsenparallel angeordnet. Ein erstes Losrad A1 ist auf einer ersten Welle A und ein zweites Losrad B1 ist auf einer zweiten Welle B drehbar gelagert angeordnet. Die Losräder A1, B1 sind jeweils als Zahnrad ausgeführt, stehen kämmend im Eingriff miteinander und bilden ein Radsatzpaar, über das eine oder beide Wellen mit zumindest einer nicht dargestellten Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor, verbindbar sind. Dabei kann auch zumindest ein Losrad A1, B1 über ein Rad oder eine Räderkette mit der Antriebseinheit verbunden sein. Über eine Schaltvorrichtung sind erstes und zweites Losrad A1, B1 zum drehfesten Koppeln mit der jeweils zugehörigen Welle gleichzeitig schaltbar. Dabei kann die erste Welle A die Getriebeeingangswelle und die zweite Welle B die Getriebeausgangswelle eines zweiwelligen Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Handschaltgetriebes, bilden.
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Die Schaltvorrichtung weist eine Schaltmechanik zum gleichzeitigen Schalten der Losräder A1, B2 auf. Dabei ist zum Koppeln und Synchronisieren der Losräder A1, B1 mit der jeweiligen Welle A, B ein dem erstem Losrad A1 zugeordnetes erstes Schaltelement, hier als Schiebemuffe A2 ausgeführt, und ein dem zweiten Losrad B1 zugeordnetes Schaltelement, hier als Schiebemuffe B2 ausgeführt, vorgesehen. Die Schiebemuffen A2, B2 sind auf der jeweils zugeordneten Welle A, B drehfest und entlang dieser verschiebbar zum Koppeln des jeweils zugeordneten Losrads A1, B1 mit der jeweils zugeordneten Welle A, B angeordnet. Die Schaltmechanik greift derart an den Schiebemuffen A2, B2 an, dass ein synchrones Schalten des ersten Losrads A1 und des zweiten Losrads B1 durch ein Stellglied oder eine Stelleinrichtung, beispielsweise einen Schaltaktor, möglich ist.
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Die Schaltvorrichtung weist einen um einen Drehpunkt bzw. um eine Schwenkachse 1 in Richtung der Wellenachsen hin- und herverschwenkbar gelagerten Schwenkhebel auf. Dieser ist zwischen den Wellen A, B angeordnet und bildet beidseitig seines Drehpunkts bzw. seiner Schwenkachse 1 jeweils einen Hebelarm 2, 3. Dabei steht ein erster Hebelarm 2 des Schwenkhebels mit der ersten Schiebemuffe A2 an der ersten Welle A und der zweite Hebelarm 3 mit der zweiten Schiebemuffe B2 an der zweiten Welle B in Verbindung. Auf diese Weise sind durch Verschwenken des Schwenkhebels um die Schwenkachse 1 die Schiebemuffen A2, B2 entlang der jeweils zugeordneten Welle A, B in jeweils zueinander entgegengesetzten Richtungen an den achsenparallelen Welten A, B synchron verschiebbar. Dabei weist der Schwenkhebel am Ende des ersten Hebelarms 2 zur Verbindung mit der ersten Schiebemuffe A2 und am Ende des zweiten Hebelarms 3 zur Verbindung mit der zweiten Schiebemuffe B2 jeweils zumindest ein Mitnahmeelement 4 auf. Die Mitnahmeelemente 4 greifen jeweils an der zugeordneten Schiebemuffe A2, B2 formschlüssig an. Auf diese Weise bildet der Schwenkhebel einen zum gleichzeitigen Schalten der Losräder A1, B1 um die Schwenkachse 1 verschwenkbaren Kipphebel oder eine zum gleichzeitigen Schalten der Losräder A1, B1 um die Schwenkachse 1 verschwenkbare Schaltwippe.
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Dabei greifen die Mitnahmeelemente 4 jeweils in am Außenumfang der Schiebemuffen A2, B2 korrespondierende Vertiefungen, hier eine Ringnut am Außenumfang der Schiebemuffen A2, B2, ein und bilden so eine axiale Formschlussverbindung zwischen den Hebelarmen 2, 3 und den Schiebemuffen A2, B2.
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Zum axialen Hin- und Herverschwenken des Schwenkhebels ist dieser mit einem Stellglied oder eine Stelleinrichtung zur Einleitung einer Stellkraft oder eines Stellmoments verbindbar.
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Der Schwenkhebel ist in der Neutralstellung N dargestellt. In der Neutralstellung N befinden sich erstes und zweites Losrad A1, B1 in von der jeweils zugeordneten Welle A, B abgekoppeltem Zustand und sind dadurch frei drehbar auf dieser angeordnet. Durch Verschwenken des Schwenkhebels aus der Neutralstellung N in eine Schwenkrichtung, hier in der Bildebene im Uhrzeigersinn nach rechts, in eine erste Schaltstellung (Pos1) ist die erste Schiebemuffe A2 über die Verbindung am ersten Hebelarm 2 in der Bildebene nach rechts auf der ersten Welle A verschiebbar. Dabei ist die erste Schiebemuffe A2 mit dem ersten Losrad A1 drehfest verbindbar und dieses dadurch mit der ersten Welle A drehfest koppelbar. Zugleich ist die zweite Schiebemuffe B2 über die Verbindung am zweiten Hebelarm 3 an der zweiten Welle B in der Bildebene nach links verschiebbar. Hierdurch ist das zweite Losrad B1 in von der zweiten Welle B abgekoppeltem Zustand haltbar und auf dieser frei drehbar.
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Durch Verschwenken des Schwenkhebels aus der Neutralstellung N in die andere Schwenkrichtung, hier in der Bildebene entgegen dem Uhrzeigersinn nach links, in eine zweite Schaltstellung (Pos2) ist die zweite Schiebemuffe B2 über die Verbindung am zweiten Hebelarm 3 in der Bildebene nach rechts auf der zweiten Welle B verschiebbar. Dabei ist die erste Schiebemuffe B2 mit dem zweiten Losrad B1 drehfest verbindbar und dieses dadurch mit der zweiten Welle B drehfest koppelbar. Zugleich ist die erste Schiebemuffe A2 über die Verbindung am ersten Hebelarm 2 an der ersten Welle A in der Bildebene nach links verschiebbar. Hierdurch ist das erste Losrad A1 in von der ersten Welle A abgekoppeltem Zustand haltbar und auf dieser frei drehbar.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung. Hierbei weist die Schaltvorrichtung eine um eine Drehachse 5 drehbar gelagerte Schaltwalze oder Schaltwelle auf. Diese ist zwischen den Wellen A, B mit zu diesen achsenparalleler Drehachse 5 angeordnet und bildet eine erste Schaltkulisse 6 und eine zweite Schaltkulisse 7 aus. In der ersten Schaltkulisse 6 wird ein mit der ersten Schiebemuffe A2 verbundenes erstes Schaltgestänge 8 und in der zweiten Schaltkulisse 7 ein mit der zweiten Schiebemuffe B2 verbundenes zweites Schaltgestänge 9 geführt. Durch Verdrehung der Schaltwalze sind erstes und zweites Schaltgestänge 8, 9 entsprechend der Führung in der ersten und zweiten Schaltkulisse 6, 7, wie durch jeweils einen Doppelpfeil angedeutet, axial hin- und herbewegbar und dabei die Schiebemuffen A2, B2 entlang der jeweils zugeordneten Welle A, B in zueinander entgegengesetzte oder gleiche Richtungen synchron verschiebbar. Hierbei greifen die Schaltgestänge 8, 9 jeweils an einem Endabschnitt in die jeweils zugeordnete Schaltkulisse 6, 7 der Schaltwalze ein und am anderen Endabschnitt über Mitnahmeelemente 4 an den jeweils zugeordneten Schiebemuffen A2, B2 formschlüssig an.
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Die Schaltwalze ist durch ein koaxial zu dieser angeordnetes Stellglied oder eine Stelleinrichtung in beiden Drehrichtungen um die Drehachse 5 drehend antreibbar.
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Die Schaltwalze ist in der Neutralstellung N dargestellt. In der Neutralstellung N befinden sich erstes und zweites Losrad A1, B1 jeweils in von der jeweils zugeordneten Welle A, B abgekoppeltem Zustand und sind dadurch jeweils frei drehbar auf dieser angeordnet. Durch Verdrehen der Schaltwalze um die Drehachse 5 aus der Neutralstellung in eine Drehrichtung in eine erste Schaltstellung (Pos1) ist die erste Schiebemuffe A2 über das erste Schaltgestänge 8 in der Bildebene nach rechts verschiebbar. Dabei ist die erste Schiebemuffe A2 mit dem ersten Losrad A1 drehfest verbindbar und dadurch dieses mit der ersten Welle A drehfest koppelbar. Zugleich ist die zweite Schiebemuffe B2 an der zweiten Welle B über das zweite Schaltgestänge 9 in der Bildebene nach links verschiebbar oder in der bisherigen Stellung haltbar. Hierdurch ist das zweite Losrad B1 in von der zweiten Welle B abgekoppeltem Zustand haltbar und auf dieser frei drehbar.
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Durch Verdrehen der Schaltwalze um die Drehachse 5 aus der Neutralstellung N in die andere Drehrichtung in eine zweite Schaltstellung (Pos2) ist die zweite Schiebemuffe B2 über das zweite Schaltgestänge 9 in der Bildebene nach rechts verschiebbar. Dabei ist die zweite Schiebemuffe B2 mit dem zweiten Losrad B1 drehfest verbindbar und dadurch dieses mit der zweiten Welle B drehfest koppelbar. Zugleich ist die erste Schiebemuffe A2 an der ersten Welle A über das erste Schaltgestänge 8 in der Bildebene nach links verschiebbar oder in der bisherigen Stellung haltbar. Hierdurch ist das erste Losrad A1 in von der ersten Welle A abgekoppeltem Zustand haltbar und auf dieser frei drehbar.
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Durch Verdrehen der Schaltwalze um die Drehachse 5 aus der Neutralstellung N in die eine oder andere Drehrichtung in eine dritte Schaltstellung (Pos3) sind die erste und die zweite Schiebemuffe A2, B2 über das erste und zweite Schaltgestänge 8, 9 gleichzeitig in der Bildebene nach rechts verschiebbar und mit dem ersten bzw. zweiten Losrad A1, B1 drehfest verbindbar. Dadurch ist das erste Losrad A1 mit der ersten Welle A und das zweite Losrad B1 mit der zweiten Welle B drehfest koppelbar.
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In 3 bis 9 ist in einem dritten Ausführungsbeispiel eine Variante der Anordnung aus 1 mit einer besonderen Ausgestaltung des Schwenkhebels dargestellt. Der Schwenkhebel ist als ein U-förmiger Bügel ausgeführt. Er überspannt an seiner geschlossenen U-Seite quer zu den Wellenachsen die jeweils an einem Ende der Wellen A, B in einer Ebene als koaxial angeordneten Schiebemuffen A2, B2 (3 und 4). Diese sind mit gleichem Außendurchmesser ausgeführt und werden an den durch die U-Schenkel gebildeten Seitenarmen des Schwenkhebels beidseitig umfasst. Hierbei sind die Schiebemuffen A2, B2 zum Schalten der Losräder A1, B1 jeweils an deren dem jeweiligen Ende der Wellen A, B zugewandten Seiten angeordnet.
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Der Schwenkhebel ist an den Seitenarmen jeweils über ein erstes und zweites Schwenklager 10, 11 gelenkig an der Umgebungskonstruktion, z.B. am Getriebegehäuse oder am Motorblock des Fahrzeugs abgestützt. Die Schwenklager 10, 11 sind an den einander zugewandten Innenseite der Seitenarme etwa in Höhe des Eingriffs der Verzahnungen an den Losrädern A1, B1 einander gegenüberliegend angeordnet (5, 3 und 4). Hierbei verläuft die durch die Schwenklager 10, 11 gebildete Schwenkachse 1 zwischen den Wellen A, B quer zu deren Wellenachsen. Um die Schwenkachse 1 ist der Schwenkhebel in Achsenrichtung der Wellen A, B hin und her verschwenkbar, wie durch einen Pfeil angedeutet (3). Der Schwenkhebel ist in der Neutralstellung dargestellt und aus dieser im Uhrzeigersinn nach rechts in die erste Schaltstellung (Pos1) und entgegen dem Uhrzeigersinn nach links in die zweite Schaltstellung (Pos2) verschwenkbar.
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Die Schwenklager 10, 11 weisen jeweils eine an der Innenseite der Seitenarme vorstehend ausgebildete Lageraufnahme auf, die jeweils ein Lagerauge bildet, in das jeweils ein erster und zweiter Kugelkopf 12, 13 eines Abstützstiftes verschwenkbeweglich aufgenommen ist (5 bis 9). Zur Erhöhung der Festigkeit der Schwenkhebel sind Bereich der Schwenklager 10, 11 die Seitenarme in Schwenkrichtung verbreitert ausgeführt. Zur weiteren Verstärkung ist auf Höhe der Schwenklager 10, 11 eine die Seitenarme verbindende Querstrebe ausgebildet.
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Der Schwenkhebel bildet an seinen Seitenarmen zu beiden Seiten der Schwenkachse 1 bzw. der Schwenklager 10, 11 auf einer Seite zwei der ersten Schiebemuffe A2 zugeordnete erste Hebelarme 2 und auf der anderen Seite zwei der zweiten Schiebemuffe B2 zugeordnete zweite Hebelarme 3 aus. Die Hebelarme 2, 3 werden jeweils durch ein Mitnahmeelement 14 an den Seitenarmen begrenzt, an dem diese jeweils mit der Schiebemuffen A2, B2 in Verbindung stehen (4, 6 und 7). Hierdurch sind die Schiebemuffen A2, B2 jeweils beidseitig mit den Seitenarmen an jeweils zwei zugeordneten Hebelarmen 2, 3 am Schwenkhebel verbunden. Bei Verschwenken des Schwenkhebels sind auf diese Weise die Schiebemuffen A2, B2 jeweils beidseitig durch beide Seitenarme des Schwenkhebels betätigbar und führbar.
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An jedem Seitenarm des Schwenkhebels sind so jeweils zwei Mitnahmeelemente 14 angeordnet, die jeweils einer Schiebemuffe A2, B2 zugeordnet und etwa auf Höhe der Mittelachsen der Wellen A, B ausgebildet sind. Die Mitnahmeelemente 14 stehen jeweils an den einander zugewandten Innenseiten der Seitenarme stiftförmig vor. Dabei liegen die jeweils einer Schiebemuffe A2, B2 zugeordneten Mitnahmeelemente 14 einander an den Seitenarmen gegenüber (5 und 6).
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Der Abstand der Mitnahmeelemente 14 an den Seitenarmen des Schwenkhebels zur Schwenkachse 1 ist variabel und kann an diesen jeweils unterschiedlich sein. Es ist möglich, dass der Schwenkhebel nach einem Verschwenken durch die Federkraft von entsprechend angeordneten Federmitteln in die Neutralstellung rückstellbar ist. Zur Schwingungstilgung können Feder-Dämpfereinheiten oder Zusatzmassen am Schwenkhebel angebracht sein. Weiterhin können zur Arretierung des Schwenkhebels eine mechanische Sperre oder andere Sperrmittel vorgesehen sein, die ein Verschwenken des Schwenkhebels aus der Neutralstellung N oder aus einer der Schaltstellungen Pos1, Pos2 verhindern.
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Die Mitnahmeelemente 14 greifen jeweils in am Außenumfang der Schiebemuffen A2, B2 korrespondierende Vertiefungen, hier eine Ringnut am Außenumfang der Schiebemuffe, ein und bilden so eine axiale Formschlussverbindung zwischen den Seitenarmen des Schwenkhebels und den Schiebemuffen A2, B2.
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Zur Betätigung des Schwenkhebels ist ein an einem Seitenarm etwa auf Höhe der Schwenkachse 1 quer abstehender Betätigungsarm mit einem sich zu diesem vertikal erstreckenden gabelförmigen Anschlussteil 15 für einen Stellaktor vorgesehen (4, 5, 6 und 8), der ein Hin- und Herverschwenken und gegebenenfalls eine Arretierung des Schwenkhebels ermöglicht. Am Anschlussteil 15 kann eine axiale Betätigungskraft F zur Erzeugung eines Schwenkmoments zum Verschwenken des Schwenkhebels eingeleitet werden (3 und 4).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehpunkt, Schwenkachse
- 2
- erster Hebelarm
- 3
- zweiter Hebelarm
- 4
- Mitnahmeelement
- 5
- Drehachse
- 6
- erste Schaltkulisse
- 7
- zweite Schaltkulisse
- 8
- erstes Schaltgestänge
- 9
- zweites Schaltgestänge
- 10
- erstes Schwenklager
- 11
- zweites Schwenklager
- 12
- erster Kugelkopf
- 13
- zweiter Kugelkopf
- 14
- Mitnahmeelement
- 15
- Anschlussteil
- A
- erste Welle
- B
- zweite Welle
- F
- Betätigungskraft
- N
- Neutralstellung
- A1
- erstes Losrad
- B1
- zweites Losrad
- A2
- erste Schiebemuffe
- B2
- zweite Schiebemuffe
- Pos1
- Schaltstellung
- Pos2
- Schaltstellung
- Pos3
- Schaltstellung
