DE102013021947A1

DE102013021947A1 - Schaltgetriebe und Kupplungsbaugruppe dafür

Info

Publication number: DE102013021947A1
Application number: DE102013021947.7A
Authority: DE
Inventors: Mathias Remmler; Christian Rübsam
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25
Also published as: CN104728296B; CN104728296A; US20150176660A1; US9518618B2

Abstract

Eine Kupplungsbaugruppe für ein Schaltgetriebe umfasst
– eine erste Welle (1), die eine erste Kupplungsscheibe (2) trägt,
– eine zu der ersten Welle (1) koaxiale und eine axial verschiebbare zweite Kupplungsscheibe (4) tragende zweite Welle (3),
– eine erste Rampe (11), von der wenigstens ein Abschnitt (19) eine zu den Wellen (1, 3) koaxiale Schraubenlinie beschreibt, und
– einen ersten Stellkörper (10), der, geklemmt zwischen der ersten Rampe (11) und der zweiten Kupplungsscheibe (4), um eine gemeinsame Achse der Wellen (1, 3) zwischen einer Offenstellung, in der die Kupplungsscheiben (2, 4) voneinander beabstandet sind, und einer Schließstellung, in der die Kupplungsscheiben (2, 4) sich reibschlüssig berühren, bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe und insbesondere eine Kupplungsbaugruppe für ein solches Schaltgetriebe.
Die Kupplungen herkömmlicher manueller Schaltgetriebe sind meistens zur Betätigung durch ein Kupplungspedal ausgelegt und umfassen zwei zusammenwirkende Kupplungsscheiben und einen sich ringförmig um eine Welle der Kupplung erstreckenden, durch Pedalbetätigung axial beweglichen Ausrücker, der über eine als Hebel wirkende Ausrückplatte eine der Kupplungsscheiben axial verstellt. Zum Betätigen des Ausrückers eingesetzte Hebel beanspruchen beträchtlichen Bauraum sowohl in Richtung der Achse als auch in radialer Richtung. Außerdem ist eine solche Kupplung nur schlecht für eine automatisierte Betätigung mittels eines Stellmotors geeignet, da eine Drehbewegung des Stellmotors zunächst in eine Linearbewegung umgesetzt oder ein Untersetzungsgetriebe zwischen Stellmotor und Ausrücker vorgesehen werden muss, um die zum Verschieben des Ausrückers erforderliche Kraft zu erzeugen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kupplungsbaugruppe zu schaffen, die kompakt baut und gut für eine automatisierte Betätigung geeignet ist.
Die Aufgabe einer Ausführungsform wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch eine Kupplungsbaugruppe mit einer eine erste Kupplungsscheibe tragenden ersten Welle, einer zu der ersten Welle koaxialen und eine axial verschiebbare zweite Kupplungsscheibe tragenden zweiten Welle, einer ersten Rampe, von der wenigstens ein Abschnitt eine zu den Wellen koaxiale Schraubenlinie beschreibt, und einem ersten Stellkörper, der, geklemmt zwischen der ersten Rampe und der zweiten Kupplungsscheibe, um eine gemeinsame Achse der Wellen zwischen einer Offenstellung, in der die Kupplungsscheiben voneinander beabstandet sind, und einer Schließstellung, in der die Kupplungsscheiben sich reibschlüssig berühren, bewegbar ist.
Die Unterbringung des Stellkörpers beansprucht nur geringen Bauraum, und da eine Verstellkraft auf den Stellkörper mit einem großen Hebelarm ausgeübt werden kann, genügt für einen automatisierten Betrieb ein einfacher und kleinformatiger Stellmotor.
Zwischen dem Stellkörper und der zweiten Kupplungsscheibe kann ein Wälzlager geklemmt sein, um die bei Drehung der zweiten Welle von der zweiten Kupplungsscheibe auf den Stellkörper in Umfangsrichtung der Welle einwirkende Kraft gering zu halten. Je geringer diese Kraft ist, umso geringer ist das Drehmoment, das ein Stellmotor aufzubringen in der Lage sein muss, um den Stellkörper zu bewegen.
Um eine reibungsarme Verstellung zu ermöglichen, kann der Stellkörper insbesondere als Kugel geformt sein.
Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge umfasst die Rampe außer dem schraubenlinienförmigen Abschnitt auch einen neutralen Abschnitt, auf dem der Stellkörper bewegbar ist, während die Kupplungsscheiben sich in der Offenstellung befinden. Ein solcher neutraler Abschnitt ermöglicht insbesondere die Nutzung eines gleichen Stellmotors zum Verstellen der Kupplungsscheiben und zum Einlegen eines Gangs in einem Schaltgetriebe, in dem die erfindungsgemäße Kupplungsbaugruppe verwendet ist.
Der neutrale Abschnitt kann beiderseits von schraubenlinienförmigen Abschnitten umgeben sein. So führt jede Bewegung des Stellkörpers um die Achse, egal in welcher Richtung, nach Verlassen des neutralen Abschnitts und Eintritt in einen der schraubenlinienförmigen Abschnitte, letztlich zum Erreichen der Schließstellung. Auch die Vorteile dieser Maßnahme wirken sich insbesondere beim Schalten von Gängen in einem die Kupplungsbaugruppe verwendenden Schaltgetriebe aus.
Einer Weiterbildung zufolge kann die Kupplungsbaugruppe als Doppelkupplungsbaugruppe ausgelegt sein, bei der die erste Welle eine dritte Kupplungsscheibe trägt, eine dritte Welle als eine die zweite Welle konzentrisch umgebende Hohlwelle ausgebildet ist und eine axial verschiebbare vierte Kupplungsscheibe trägt, und ein zweiter Stellkörper, geklemmt zwischen einer zweiten Rampe und der vierten Kupplungsscheibe, um eine gemeinsame Achse der Wellen zwischen einer Offenstellung, in der die dritten und vierten Kupplungsscheiben voneinander beabstandet sind, und einer Schließstellung, in der die dritten und vierten Kupplungsscheiben sich reibschlüssig berühren, bewegbar ist.
Die erste und zweite Kupplungsscheibe können ein erstes Lamellenpaket und die dritte und vierte Kupplungsscheibe ein zweites Lamellenpaket bilden. Wenn die Lamellenpakete unterschiedliche Radien haben, können sie platzsparend axial miteinander überlappend angeordnet sein.
Auch die ersten und zweiten Rampen können in Bezug auf die Achse auf unterschiedlichen Radien angeordnet sein, dabei aber zum Ausüben des zum Herstellen des Reibschlusses zwischen den Kupplungsscheiben notwendigen Drucks auf einem gleichen Träger axial abgestützt sein.
Ein Hebel, der an dem auf dem kleineren Radius angeordneten Stellkörper angreift, kann sich durch einen zwischen dem Träger und der auf dem größeren Radius angeordneten Rampe freigehaltenen Spalt erstrecken. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die ersten und zweiten Stellkörper sich bei ihren Bewegungen gegenseitig behindern.
Um den Schließdruck auf die zweite Kupplungsscheibe gleichmäßig über deren Umfang zu verteilen, sollten wenigstens drei erste Stellkörper und erste Rampen um die zweite Welle herum verteilt sein, und zwar vorzugsweise auf einem zu der Achse koaxialen Kreis und/oder in gleichen Winkelabständen. Vorzugsweise ist die Zahl der Stellkörper und Rampen jeweils genau drei.
Die Stellkörper können in Bohrungen einer um die zweite Welle drehbaren, vorzugsweise scheibenförmigen, Halterung aufgenommen sein. Insbesondere wenn die Stellkörper Kugeln sind und in den Bohrungen mit geringem Spiel aufgenommen sind, können sie unter einer von der Scheibe in Umfangsrichtung auf sie ausgeübten Stellkraft zwischen Rampe und Wälzlager rotieren und so eine reibungsarme Verstellung ermöglichen.
Um die Verstellung anzutreiben, kann die Halterung einen Verzahnungssektor aufweisen. Insbesondere wenn mehrere Stellkörper und zugehörige Rampen auf einem gleichen Radius angeordnet sind, ist die Bewegungsfreiheit eines einzelnen Stellkörpers sinnvollerweise jeweils nur ein Bruchteil eines Vollkreises, und dementsprechend muss sich auch der Verzahnungssektor allenfalls über einen Kreisbruchteil erstrecken.
Die Aufgabe wird einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Schaltgetriebe mit einer Kupplungsbaugruppe wie oben beschrieben und einer Schaltmuffe, die zwischen einer Neutralstellung, in der sie die Drehung eines Losrades um eine Welle zulässt, und einer Sperrstellung, in der sie das Losrad an der Welle formschlüssig verriegelt, beweglich ist, einer Kulisse, von der wenigstens ein Abschnitt eine Schraubenlinie mit zu der Welle paralleler Achse beschreibt, und einem mit der Kulisse zusammenwirkenden Nocken, wobei von Nocken und Kulisse das eine gekoppelt an die Drehung der Halterung um die Achse drehbar ist und das andere die axiale Bewegung der Schaltmuffe antreibt. Ein solcher Aufbau erlaubt es, mit einer einzigen kontinuierlichen Stellbewegung eines Stellmotors sowohl das Ein- bzw. Auslegen eines Gangs durch Verschieben der Schaltmuffe als auch die Verstellung der Kupplungsscheiben zwischen Offen- und Schließstellung anzutreiben.
Wenn der schraubenlinienförmige Abschnitt der Kulisse beiderseits von sich in Umfangsrichtung um die Welle erstreckenden neutralen Abschnitten umgeben ist, kann bewirkt werden, dass die Verstellung der Kupplungsscheiben und die Bewegung der Schaltmuffe in verschiedenen Phasen der Stellbewegung stattfinden. Insbesondere sollte hierfür der Nocken mit dem schraubenlinienförmigen Abschnitt der Kulisse dann zusammenwirken, wenn der Stellkörper sich am neutralen Abschnitt der Rampe befindet. So kann gewährleistet werden, dass die Kupplungsscheiben sich stets in der Offenstellung befinden, während die Schaltmuffe bewegt wird, so dass kein gleichzeitig übertragenes Drehmoment die Verstellung der Schaltmuffe behindern kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplungsbaugruppe entlang der in 2 und 3 mit I-I bezeichneten Ebene;
2 eine Draufsicht auf einen Träger der Baugruppe aus 1, mit drei Rampen und auf den Rampen geführten Kugeln;
3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III aus 1;
4 einen axialen Schnitt durch ein Schaltgetriebe mit einer Kupplungsbaugruppe gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Erfindung;
5 eine Draufsicht auf den Träger der Kupplungsbaugruppe aus 4, mit sechs auf zwei konzentrischen Kreisen angeordneten Rampen;
6 einen Schnitt entlang der Ebene VI-VI aus 4; und
7 einen Schnitt durch eine Kupplungsbaugruppe gemäß einer Variante.
1 zeigt in stark schematisierter Form eine Kupplungsbaugruppe gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. An einer ersten Welle 1 ist drehfest und axial unbeweglich eine erste Kupplungsscheibe 2 angebracht. Einem Ende der Welle 1 liegt koaxial eine zweite Welle 3 gegenüber. Die zweite Welle 3 trägt drehfest, aber axial beweglich eine zweite Kupplungsscheibe 4. Die Welle 3 erstreckt sich durch eine Öffnung eines plattenförmigen Trägers 5, der mit einem (nicht dargestellten) Gehäuse eines Schaltgetriebes fest verbunden ist oder eine Wand dieses Gehäuses bildet. In einer Öffnung 7 des Trägers 5 ist die Welle 3 durch ein Wälzlager 6 gehalten und geführt.
Koaxial zu der Welle 1 erstreckt sich rings um die Öffnung 7 eine scheibenförmige Halterung 8 mit mehreren axialen Bohrungen 9, die jeweils einen Stellkörper 10 aufnehmen. Die Stellkörper 10 sind hier kugelförmig; andere für die Wälzkörper von Wälzlagern gebräuchliche Formen, wie etwa Zylinder- oder Kegelstumpfformen, kommen ebenfalls in Betracht. Die Stellkörper 10 greifen jeweils auf einer Seite in eine in dem Träger 5 ausgesparte Rampe 11 ein. Die Tiefe der Rampe 11 ist in Umfangsrichtung rings um die Welle 1 variabel; in der in 1 gezeigten Schnittebene befinden sich die Stellkörper 10 jeweils an einem Punkt maximaler Tiefe der Rampen 11. An einer dem Träger 5 gegenüberliegenden Seite sind die Stellkörper 10 in Kontakt mit einem Axial-Wälzlager 12. Eine nicht dargestellte Feder übt auf die Kupplungsscheibe 4 eine Kraft in axialer Richtung aus, durch die die Stellkörper 10 und das Wälzlager 12 zwischen der Kupplungsscheibe 4 und dem Träger 5 geklemmt gehalten sind.
An einem Randbereich der scheibenförmigen Halterung 8 ist ein zu der Welle 1 koaxialer Verzahnungssektor 13 gebildet.
Wenn die Kupplungsbaugruppe in einem Schaltgetriebe eingebaut ist, kämmt der Verzahnungssektor 13, wie in 1 gezeigt, mit einem Zahnrad 14, an dem zum Wandeln von Drehbewegung in Translation eine wenigstens abschnittweise schraubenlinienförmige Kulisse 15 gebildet ist. Im hier gezeigten Fall ist das Zahnrad 14 um eine Achse 16 drehbar, aber axial unbeweglich auf einer sich entlang der Achse 16 erstreckenden Welle 16' gehalten, und ein von der Welle 16' abstehender Nocken 17 greift in die Kulisse 15 ein, um eine Drehung des Zahnrades 14 in eine axiale Translation der drehfesten Welle 16' umzuwandeln.
2 zeigt eine Draufsicht auf den Träger 5 und die drei in die Rampen 11 des Trägers 5 eingreifenden Stellkörper 10. Die Rampen 11 haben jeweils drei in Umfangsrichtung aufeinander folgende Abschnitte, einen zentralen Abschnitt 18 und beiderseits an den zentralen Abschnitt angrenzende Steigungsabschnitte 19, in denen die Tiefe der Rampe 11 jeweils nach außen abnimmt.
3 zeigt einen Schnitt durch die Kupplungsbaugruppe entlang der in 1 mit III-III bezeichneten, durch die scheibenförmige Halterung 8 verlaufenden Ebene. In 2 und 3 befinden sich die Stellkörper 10 jeweils in einer Neutralstellung, in der Mitte der zentralen Abschnitte 18 ihrer Rampen 11. Wenn die Halterung 8 über das Zahnrad 14 zu einer Drehung um die Welle 3 angetrieben wird, bewegen sich die Stellkörper 10 in Umfangsrichtung über die Rampen 11. Solange sie sich noch in den zentralen Abschnitten 18 befinden, ändert sich ihr Abstand von der Kupplungsscheibe 2 dabei nicht.
Da der Nocken 17 jedoch in einen schraubenlinienförmigen Abschnitt 20 der Kulisse 15 eingreift, während sich die Stellkörper 10 in den zentralen Abschnitten 18 befinden, wird eine Translation der Welle 16' erreicht, die genutzt werden kann, um zum Beispiel eine Schaltmuffe eines an sich bekannten und in den Figuren nicht dargestellten Sperrsynchronisierers an der Welle 3 oder einer anderen Welle des Schaltgetriebes zu betätigen und so in dem Schaltgetriebe einen Gang einzulegen.
Nachdem die Welle 16' die Schaltmuffe weit genug verschoben hat, um den Gang einzulegen, erreicht der Nocken 17 einen in Umfangsrichtung der Achse 16 orientierten neutralen Abschnitt 21 der Kulisse 15, so dass, wenn das Zahnrad 14 weitergedreht wird, die Welle 16' nicht mehr weiter verlagert wird. In Folge dieser weiteren Drehung gelangen jedoch die Stellkörper 10 in Steigungsabschnitte 19, in denen sie entlang einer zu den Wellen 1, 3 koaxialen Schraubenlinie geführt sind, und rücken dabei, entsprechend der Steigung der Schraubenlinie, gegen die Kupplungsscheibe 2 vor. Der Druck der Stellkörper 10 überträgt sich über das Wälzlager 12 auf die Kupplungsscheibe 4 und presst diese gegen die Kupplungsscheibe 2, so dass die Kupplung schließt und über den zuvor eingelegten Gang Drehmoment von der Welle 1 an einen Ausgang des Schaltgetriebes übertragen wird.
4 zeigt eine weiterentwickelte Ausgestaltung der Kupplungsbaugruppe und ein über die Kupplungsbaugruppe angetriebenes Schaltgetriebe in einem axialen Schnitt. Wiederum sind eine antriebsseitige Welle mit 1, eine abtriebsseitige Welle mit 3, mit der Welle 1 verbundene Kupplungsscheiben, hier in Form eines Lamellenpakets, mit 2 und mit der Welle 3 verbundene Kupplungsscheiben mit 4 bezeichnet. Ein Träger, der die Kupplungsscheiben 4 mit der Welle 3 verbindet, hat im Wesentlichen die Form einer flachen Schale 23 mit einem in axialer Richtung orientierten Wandabschnitt 24, von dem die Kupplungsscheiben 4 radial nach außen abstehen. Entsprechend ist ein Träger der Kupplungsscheiben 2 als an der Welle 1 verankerte Schale 25 von etwas größerem Durchmesser ausgebildet, bei der die Kupplungsscheiben 2 oder Lamellen von einem axialen Wandabschnitt 26 nach innen abstehen, um zwischen die Lamellen 4 einzugreifen. An den Wandabschnitt 26 schließt ein radial einwärts verlaufender Wandabschnitt 27 an, in dem in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Öffnungen 28 gebildet sind. Durch die Öffnungen 28 hindurch sind die Kupplungsscheiben 4 mit dem Wälzlager 12 verbunden und ggf. dem von den Stellkörpern 10 ausgeübten Druck ausgesetzt.
Ein Ring 29, in dem die die Stellkörper 10 führenden Rampen 11 ausgespart sind, ist an der Wand 5 des Getriebegehäuses über mehrere, vorzugsweise unmittelbar hinter den zentralen Abschnitten 18 der Rampen 11 angeordnete kurze Säulen 30 abgestützt.
Durch einen zwischen dem Ring 29 und der Wand 5 freigehaltenen Spalt 31 erstreckt sich ein Stellhebel 32 (siehe auch 6). An einem freien Ende des Stellhebels 32 ist ein Verzahnungssektor 33 gebildet, der wie der Verzahnungssektor 13 der Halterung 8 vorgesehen ist, um von einem Zahnrad 14' angetrieben zu werden, das wie das mit Bezug auf 1 beschriebene Zahnrad 14 mit einer Kulisse 15 versehen ist. Das innere Ende des Stellhebels 32 ist verbunden mit einer scheibenförmigen Halterung 34, die in einer zentralen Öffnung der Halterung 8 untergebracht ist und wie diese drei Bohrungen aufweist, in denen kugelförmige Stellkörper 35 gefangen sind. Die radial ineinander geschachtelte Anordnung der Halterungen 8, 34 ist insbesondere in der Schnittdarstellung der 6 zu erkennen. Wie insbesondere in 5 zu erkennen, sind die Stellkörper 35 in Rampen 36 beweglich, die auf einem Kreis mit kleinerem Durchmesser als demjenigen der Rampen 11 im Ring 29 ausgespart sind. Die Unterteilung der Rampen 36 in zentrale Abschnitte 18 gleichbleibender Tiefe und Steigungsabschnitte 19 ist die gleiche wie bei den Rampen 11.
Wie wiederum in 4 zu erkennen, wirken die Stellkörper 35 über ein von dem Wälzlager 12 umgebenes zweites axiales Wälzlager 37 auf Kupplungsscheiben 38, die axial beweglich an einem der Welle 1 zugewandten Ende einer die Welle 3 konzentrisch umgebenden Hohlwelle 22 verankert sind. Sie wirken zusammen mit Kupplungsscheiben 39, die an einem zweiten axialen Wandabschnitt 40 der Schale 23, radial innerhalb der von den Kupplungsscheiben 2, 4 gebildeten Lamellenpakete und mit diesen in axialer Richtung überlappend, angeordnet sind.
Das im linken Teil der 4 dargestellte Schaltgetriebe ist ein willkürliches Beispiel eines Doppelkupplungsgetriebes, mit dem die im rechten Teil derselben Fig. dargestellte und oben beschriebene Kupplungsbaugruppe zusammenwirken kann. Andere Bauformen von Doppelkupplungsgetrieben kommen gleichermaßen in Betracht.
Die Welle 3 und die Hohlwelle 22 tragen jeweils zwei Festräder 41, 42 bzw. 43, 44. Nebenwellen 45, 46 sind versehen mit Losrädern 47–53 und Sperrsynchronisiereinrichtungen 54–57.
Ein hier nicht im Detail beschriebener Auswahlmechanismus 58 koppelt wahlweise entweder die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 56 oder diejenige der Sperrsynchronisiereinrichtung 54 an die Welle 16 und über sie an die Halterung 8. Ein zweiter Auswahlmechanismus 59 koppelt wahlweise die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 55 oder 57 an die Halterung 34. Um den ersten Gang einzulegen, in 4 symbolisiert als „1” im Kreis, muss die Sperrsynchronisiereinrichtung 56 das Losrad 50 an die Nebenwelle 46 koppeln. Im Auswahlmechanismus 58 wird dafür die Sperrsynchronisiereinrichtung 56 angewählt, und ein am Zahnrad 14' angreifender Stellmotor 60 wird in Gang gesetzt, um die Welle 16' und mit ihr die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 56 nach links, zum Losrad 50, zu verschieben. Wenn das Losrad 50 an die Welle 46 gekoppelt und die Verschiebung der Welle 16' beendet ist, rotiert der Stellmotor 60 weiter, wodurch die Stellkörper 10 in die Steigungsabschnitte 19 ihrer Rampen 11 eintreten und die Kupplungsscheiben 2, 4 gegeneinander pressen.
Noch während der Kontakt zwischen den Kupplungsscheiben 2, 4 besteht, kann ein Stellmotor 61 in Gang gesetzt werden, um die Sperrsynchronisiereinrichtung 57 am Losrad 53 in Eingriff zu bringen und die Halterung 34 zu verdrehen. So lange dabei die Stellkörper 35 in den zentralen Abschnitten ihrer Rampen 36 bleiben, wird über die Räder 44, 53 kein Drehmoment übertragen. Erst wenn die Stellkörper 35 in die Steigungsabschnitte ihrer Rampen eintreten und gleichzeitig die Stellkörper 10 in die zentralen Abschnitte zurückkehren, kommt es zum Lastwechsel auf die Räder 44, 53 und damit zum Umschalten in den zweiten Gang, symbolisiert als „2” im Kreis.
Für den dritten Gang wird das Rad 47 an die Welle 45, für den vierten das Rad 48 an die Welle 45, für den fünften das Rad 51 an die Welle 46 und für den sechsten Gang das Rad 52 an die Welle 46 gekoppelt.
Das Rad 49 treibt über eine nicht dargestellte dritte Nebenwelle einen Rückwärtsgang an. Alternativ kann das Rad 49 mit dem Losrad 53 auf der Nebenwelle 46 kämmen, so dass zum Einlegen des Rückwärtsgangs das Rad 49 durch die Sperrsynchronisiereinrichtung 55 an der Nebenwelle 45 festgelegt wird, während die Sperrsynchronisiereinrichtung 57 mit dem Losrad 53 außer Eingriff ist. Einer weiteren Alternative zufolge kann das Festrad 44 an das Rad 49 über ein Rad einer nicht dargestellten Nebenwelle gekoppelt sein.
Da geradzahlige Vorwärtsgänge jeweils von einer der beiden Wellen 3, 22 und ungeradzahlige von der jeweils anderen Welle angetrieben werden, ist unterbrechungsfreies Schalten zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Gängen möglich.
7 zeigt eine zweite Kupplungsbaugruppe für ein Doppelkupplungsgetriebe in einem zu 4 analogen axialen Schnitt. Funktionsgleiche Komponenten sind hier mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 4–6 und werden nicht erneut beschrieben. Das äußere axiale Wälzlager 12 ist hier um das von den Kupplungsscheiben 2, 4 gebildete Lamellenpaket herum angeordnet und gegen das innere Wälzlager 37 axial versetzt. Die Rampen 11, 36 liegen in unterschiedlichen zur Welle 2 senkrechten Ebenen; im hier gezeigten Fall befinden sich die Rampen 11 am Ring 29, die Rampen 36 hingegen an der Wand 5 des Getriebegehäuses. Die Struktur der Halterung 34 kann dadurch vereinfacht werden, da sie, anders als in 4 gezeigt, wie die Halterung 8 einteilig plattenförmig, mit sich entlang ihres Randes erstreckendem Verzahnungssektor 33, sein kann.
Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Kupplungsscheibe
3: Welle
4: Kupplungsscheibe
5: Wand
6: Wälzlager
7: Öffnung
8: Halterung
9: Bohrung
10: Stellkörper
11: Rampe
12: Wälzlager
13: Verzahnungssektor
14: Zahnrad
15: Kulisse
16: Achse
16': Welle
17: Nocken
18: zentraler Abschnitt
19: Steigungsabschnitt
20: schraubenlinienförmiger Abschnitt
21: neutraler Abschnitt
22: Hohlwelle
23: Schale
24: Wandabschnitt
25: Schale
26: Wandabschnitt
27: y ..·y ..·y ..·y ..·y ..·y ..
28: Öffnung
29: Ring
30: Säule
31: Spalt
32: Stellhebel
33: Verzahnungssektor
34: Halterung
35: Stellkörper
36: Rampe
37: Wälzlager
38: Kupplungsscheibe
39: Kupplungsscheibe
40: Wandabschnitt
41: Festrad
42: Festrad
43: Festrad
44: Festrad
45: Nebenwelle
46: Nebenwelle
47: Losrad
48: Losrad
49: Losrad
50: Losrad
51: Losrad
52: Losrad
53: Losrad
54: Sperrsynchronisiereinrichtung
55: Sperrsynchronisiereinrichtung
56: Sperrsynchronisiereinrichtung
57: Sperrsynchronisiereinrichtung
58: Auswahlmechanismus
59: Auswahlmechanismus
60: Stellmotor
61: Stellmotor

Claims

Kupplungsbaugruppe für ein Schaltgetriebe mit einer eine erste Kupplungsscheibe (2) tragenden ersten Welle (1), einer zu der ersten Welle (1) koaxialen und eine axial verschiebbare zweite Kupplungsscheibe (4) tragenden zweiten Welle (3), einer ersten Rampe (11), von der wenigstens ein Abschnitt (19) eine zu den Wellen (1, 3) koaxiale Schraubenlinie beschreibt, und einem ersten Stellkörper (10), der, geklemmt zwischen der ersten Rampe (11) und der zweiten Kupplungsscheibe (4), um eine gemeinsame Achse der Wellen (1, 3) zwischen einer Offenstellung, in der die Kupplungsscheiben (2, 4) voneinander beabstandet sind, und einer Schließstellung, in der die Kupplungsscheiben (2, 4) sich reibschlüssig berühren, bewegbar ist.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 1, bei der zwischen dem Stellkörper (10) und der zweiten Kupplungsscheibe (4) ein Wälzlager (12) geklemmt ist.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stellkörper (10) eine Kugel ist.
Kupplungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Rampe (11) ferner einen neutralen Abschnitt (18) aufweist, auf dem der Stellkörper (10) bewegbar ist, während die Kupplungsscheiben (2, 4) sich in der Offenstellung befinden.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 4, bei der der neutrale Abschnitt (18) beiderseits von schraubenlinienförmigen Abschnitten (19) umgeben ist.
Kupplungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Welle (1) eine dritte Kupplungssscheibe (39) trägt, eine dritte Welle als eine die zweite Welle (3) konzentrisch umgebende Hohlwelle (22) ausgebildet ist und eine axial verschiebbare vierte Kupplungsscheibe (38) trägt, und ein zweiter Stellkörper (35), geklemmt zwischen einer zweiten Rampe (36) und der vierten Kupplungsscheibe (38), um eine gemeinsame Achse der Wellen (1, 3, 22) zwischen einer Offenstellung, in der die dritten und vierten Kupplungsscheiben (38, 39) voneinander beabstandet sind, und einer Schließstellung, in der die dritten und vierten Kupplungsscheiben (38, 39) sich reibschlüssig berühren, bewegbar ist.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 6, bei der die erste und zweite Kupplungsscheibe (2, 4) ein erstes Lamellenpaket und die dritte und vierte Kupplungsscheibe (38, 39) ein zweites Lamellenpaket bilden, und die Lamellenpakete unterschiedliche Radien haben und axial überlappend angeordnet sind.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, bei der erste und zweite Rampen (11, 36) auf unterschiedlichen Radien in Bezug auf die Achse angeordnet und auf einem gleichen Träger (5) axial abgestützt sind.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 8, bei der zwischen dem Träger (5) und der auf dem größeren Radius angeordneten Rampe (11) ein Spalt (31) freigehalten ist, durch den sich ein an dem auf dem kleineren Radius angreifenden Stellkörper (35) angreifender Hebel (32) erstreckt.
Kupplungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens drei erste Stellkörper (10) und erste Rampen (11) um die zweite Welle (3) herum, vorzugsweise auf einem zu der Achse koaxialen Kreis, verteilt sind.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der die Stellkörper (11) in Bohrungen (9) einer um die zweite Welle (3) drehbaren Haltrerung (8) aufgenommen sind.
Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 11, bei der die Halterung (8) einen Verzahnungssektor (13) aufweist.
Schaltgetriebe mit einer Kupplungsbaugruppe nach Anspruch 10 oder 11 und einer Schaltmuffe, die zwischen einer Neutralstellung, in der sie die Drehung eines Losrades (47–53) um eine Welle (45, 46) zulässt, und einer Sperrstellung, in der sie das Losrad (47–53) an der Welle (45, 46) formschlüssig verriegelt, einer Kulisse (15), von der wenigstens ein Abschnitt (20) eine Schraubenlinie mit zu der Welle (45, 46) paralleler Achse (16) beschreibt, und einem mit der Kulisse (15) zusammenwirkenden Nocken (17), wobei von Nocken (17) und Kulisse (15) das eine (15) gekoppelt an die Drehung der Halterung (8) um die Achse (16) drehbar ist und das andere (17) die axiale Bewegung der Schaltmuffe antreibt.
Schaltgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der schraubenlinienförmige Abschnitt (20) der Kulisse (15) beiderseits von sich in Umfangsrichtung um die Achse (16) erstreckenden neutralen Abschnitten (21) umgeben ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Nocken (17) mit dem schraubenlinienförmigen Abschnitt (20) der Kulisse (15) zusammenwirkt, wenn der Stellkörper (10) sich am neutralen Abschnitt (18) der Rampe (11) befindet.