DE102014104569A1

DE102014104569A1 - Schaltwalze und Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102014104569A1
Application number: DE102014104569.6A
Authority: DE
Inventors: Jan Dobrinski; Christoph Pabst
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Schaltwalze (42) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (16), mit einem mittels eines Walzenantriebs (44) um eine Längsachse (45) antreibbaren Walzenkörper (46), wobei an dem Walzenkörper (46) wenigstens eine sich über einen Umfangsabschnitt des Walzenkörpers (46) erstreckende Nut (48) ausgebildet ist, in die ein mit einer Kraftfahrzeug-Schaltkupplungsanordnung (36) gekoppeltes Nutfolgerelement (50) eingreifen kann, wobei die Nut (48) einer Leitkurve (66) folgt und eine Nutbreite (6) aufweist, die eine Verschiebung des Nutfolgerelements (50) entlang der Leitkurve (66) ermöglicht, wobei die Nut (48) wenigstens einen Neutralabschnitt (56), einen gegenüber dem Neutralabschnitt (56) in axialer Richtung versetzten Gangabschnitt (58) und einen den Neutralabschnitt (56) und den Gangabschnitt (58) verbindenden Schaltabschnitt (60) aufweist. Dabei ist die Nutbreite (b58) in dem Gangabschnitt (58) größer ist als die Nutbreite (b56) in dem Neutralabschnitt (56).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltwalze für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem mittels eines Walzenantriebs um eine Längsachse antreibbaren Walzenkörper, wobei an dem Walzenkörper wenigstens eine sich über einen Umfangsabschnitt des Walzenkörpers erstreckende Nut ausgebildet ist, in die ein mit einer Kraftfahrzeug-Schaltkupplungsanordnung gekoppeltes Nutfolgerelement eingreifen kann, wobei die Nut einer Leitkurve folgt und eine Nutbreite aufweist, die eine Verschiebung des Nutfolgerelementes entlang der Leitkurve ermöglicht, wobei die Nut wenigstens einen Neutralabschnitt, einen gegenüber dem Neutralabschnitt in axialer Richtung versetzten Gangabschnitt und einen den Neutralabschnitt und den Gangabschnitt verbindenden Schaltabschnitt aufweist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltanordnung mit einer Schaltwalze und mit einem Nutfolgerelement, das in die Nut der Schaltwalze eingreift.
Auf dem Gebiet der automatisierten Kraftfahrzeuggetriebe ist es bekannt, Schaltelemente wie Schaltkupplungen durch Aktuatoren zu betätigen.
Als Aktuatoren eignen sich hierfür neben hydraulischen Aktuatoren sog. Schaltwalzen, die häufig elektromotorisch angetrieben werden. Die Schaltwalze ist mit wenigstens einer, in der Regel mehreren Nuten ausgestattet, die über den Umfang verlaufen und jeweils sog. Leitkurven folgen. Die Leitkurven entsprechen den Sollkurven, entlang derer ein in die Nut eingreifendes Nutfolgerelement wie ein Gleitstein in Abhängigkeit von der Drehposition der Schaltwalze axial versetzt wird. Das Nutfolgerelement ist dabei in der Regel mit einem Schaltglied wie einer Schaltgabel verbunden, die in eine Schaltmuffe einer Schaltkupplungsanordnung greift. Die Schaltkupplungsanordnungen weisen dabei in der Regel eine Neutralposition auf und beinhalten eine, in der Regel jedoch zwei Schaltkupplungen, die ausgehend von der Neutralposition alternativ angefahren werden können.
Die Nutbreite der Nut ist hierbei so zu wählen, dass für das Nutfolgerelement in allen umfänglichen Nutbereichen eine ausreichende Bewegungsfreiheit besteht. Andererseits soll das Nutfolgerelement aber auch möglichst eng geführt werden, um möglichst kurze Schaltwalzenbahnen und exakte Positionen zu ermöglichen. Ferner ist in der Regel vorgesehen, dass in anderen Abschnitten der Schaltanordnung zusätzliches Spiel vorhanden ist. Beispielsweise ist in der Regel ein gewisses Spiel in axialer Richtung zwischen dem Schaltglied (z.B. Schaltgabel) und einer Umfangsnut einer Schiebemuffe vorgesehen. Hierdurch soll gewährleistet werden, dass die Schiebemuffen in jedem Fall vollständig in die Gangposition gelangen können und nicht aufgrund von Toleranzüberlagerungen oder dergleichen in einer Position vor einer Gangposition gehalten werden. Dies könnte deswegen nachteilig sein, weil die Verzahnungen von Schaltkupplungen in der Regel mit Hinterlegungen ausgebildet sind, die ein versehentliches Auslegen einer Schaltkupplung verhindern und die in der Regel erst in der Gangposition in Eingriff gelangen. Die Hinterlegungen haben auch die Funktion, den jeweiligen Gang aktiv einzulegen. Nur wenn die Nutbreite groß genug ist, kann diese Funktion auch erfüllt werden.
Aufgrund dieser gegenläufigen Anforderungen werden Schiebemuffen in der Neutralposition über die Schaltanordnung in der Regel nicht hinreichend genau positioniert. Daher ist in der Schaltkupplungsanordnung in der Regel eine Rastierung vorgesehen, mittels der die Schaltmuffe in der Neutralstellung gehalten wird. Derartige Neutralrastierungen können jedoch zu Geräuschproblemen führen und sind zudem kostenintensiv zu fertigen und zu montieren.
Beispiele von Schaltwalzen sind in den Dokumenten DE 199 24 335 B4 , DE 101 28 854 A1 und DE 195 43 645 B4 gezeigt. In dem letztgenannten Dokument ist dabei ferner eine Möglichkeit beschrieben, die Schaltwalze axial verschiebbar zu gestalten, wobei eine Federeinrichtung die Schaltwalze beim Schalten in Richtung der Synchronisierung drückt. Dies ermöglicht das Überspringen von Gängen, wohingegen Schaltwalzen ansonsten in der Regel ein rein sequentielles Einlegen von Gangstufen mit sich bringen.
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schaltwalze und eine verbesserte Schaltanordnung anzugeben, wobei vorzugsweise wenigstens eines der oben beschriebenen Probleme gelöst wird.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltwalze dadurch gelöst, dass die Nutbreite in dem Gangabschnitt größer ist als in dem Neutralabschnitt.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Schaltanordnung mit einer erfindungsgemäßen Schaltwalze und mit einem Nutfolgerelement, das in die Nut der Schaltwalze eingreift, wobei das Nutfolgerelement eine axiale Breite aufweist, die kleiner ist als die Nutbreite in dem Neutralabschnitt.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass Nutfolgerelement in dem Neutralabschnitt mit sehr geringem Spiel oder möglichst spielfrei zu führen. Dies ermöglicht es im Idealfall, dass ein mit dem Nutfolgerelement gekoppeltes Schaltglied exakt in der Neutralposition gehalten werden kann, so dass die hiermit ausgestattete Schaltanordnung keine Neutralrastierung für die Schaltmuffe benötigt.
Durch die Maßnahme, die Nutbreite in dem Gangabschnitt größer als die Nutbreite in dem Neutralabschnitt auszugestalten, kann zudem gewährleistet werden, dass eine mit dem Nutfolgerelement gekoppelte Schaltmuffe sicher und vorzugsweise bis zum Anschlag in die Gangposition gelangen kann.
Die Nutbreite kann dabei insbesondere zu der axialen Gegenseite hin vergrößert werden. Denn die axiale Gegenseite ist in der Gangposition der Schaltmuffe vorzugsweise funktionslos.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind insbesondere auf jenen Bereich gerichtet, bei dem ein Nutfolgerelement in der Nut von einer Neutralposition in eine Gangposition versetzt wird, wobei das Nutfolgerelement ausgehend von dem Neutralabschnitt zunächst den Schaltabschnitt durchfährt, in dem das Nutfolgerelement axial versetzt wird, und anschließend in den Gangabschnitt gelangt, bei dem die Gangposition der hiermit gekoppelten Schaltkupplungsanordnung eingerichtet ist.
An den Neutralabschnitt und den Gangabschnitt können sich weitere Abschnitte anschließen, die in manchen Ausführungsformen eine teils erhebliche Verbreiterung der Nut mit sich bringen, bspw. mit dem Zweck, Gänge überspringen zu können.
Es versteht sich ferner, dass bei der Anwendung auf Doppelkupplungsgetriebe eine Schaltanordnung auch zwei Schaltwalzen aufweisen kann, von denen eine bspw. den geraden Gangstufen des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet ist und die andere Schaltwalze den ungeraden Gangstufen des Doppelkupplungsgetriebes. Die erfindungsgemäße Maßnahme, die Nutbreite in dem Gangabschnitt größer auszubilden als in dem Neutralabschnitt, kann dabei in beiden Schaltwalzen realisiert werden.
Auch ist es denkbar, mehrere Nutfolger in eine Nut eingreifen zu lassen, wie es bspw. in dem Dokument DE 199 24 335 B4 beschrieben ist.
Eine Führungsseite der Nut ist jene, an der das Nutfolgerelement zumindest in dem Schaltabschnitt geführt wird, also jene Seite, von der eine Axialkraft auf das Nutfolgerelement bei einer Verdrehung der Schaltwalze ausgeübt wird. Auf das Nutfolgeelement wird auch eine Umfangskraft aufgebracht, die jedoch nicht funktionsrelevant ist. Die axiale Gegenseite ist hierbei bei einem Schaltvorgang in der Regel funktionslos und kann in manchen Ausführungsformen zumindest teilweise entfallen. Die Gegenseite wird hingegen bei einem Zurückdrehen der Schaltwalze verwendet, um bspw. einen Gang auszulegen.
Da sich an den Gangabschnitt in der dem Neutralabschnitt entgegengesetzten Richtung in der Regel ein weiterer Schaltabschnitt anschließt, der ein Versetzen des Nutfolgerelementes in die entgegengesetzte Richtung beinhaltet, ist in dem weiteren Schaltabschnitt folglich die andere Seite der Nut die Führungsseite. Die Begriffe der Führungsseite und der axialen Gegenseite sind folglich funktional bezogen auf spezielle Umfangsabschnitte der Nut zu verstehen.
Die vorliegend beschriebenen Abmessungen beziehen sich auf Sollabmessungen, die naturgemäß mit Herstellungstoleranzen behaftet sein können. Es versteht sich, dass diese Herstellungstoleranz bei der Bemessung der relativen Abmessungen von Nutbreite und Nutfolgerelement berücksichtigt werden, obgleich dies vorliegend nicht näher beschrieben ist.
Insgesamt kann eine Schaltwalze mit variabler Nutbreite realisiert werden, wobei vorzugsweise eine Spieleinschränkung im restlichen Bereich der Schaltanordnung realisiert wird, bspw. zwischen Schaltgabel und Schiebemuffennut. Diese Maßnahmen können zusammen dazu führen, dass die Schaltmuffe mittels der Schaltwalze in der Neutralposition exakt positioniert werden kann, und andererseits in der Gangposition der notwendige Schaltweg immer eingehalten werden kann.
Generell versteht sich, dass die Nutbreiten vorzugsweise für jeden Gang individuell in Abhängigkeit von der jeweiligen Toleranzsituation angepasst werden. Je nach Toleranzkette, die sich durch die innere Schaltung und in Wellenaufbau ergibt, führt dies zu jeweils gangspezifischen Werten. In Windungsgetrieben, bei denen zwei Losräder über eine Brücke miteinander verbindbar sind, ergeben sich ferner ganz eigene Toleranzsituationen, die vorzugsweise berücksichtigt werden.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst. Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Nutbreite in dem Gangabschnitt um einen ersten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite in dem Neutralabschnitt, wobei der ersten Breitenfaktor in einem Bereich von 1,02 bis 1,5 liegt, insbesondere in einem Bereich von 1,03 bis 1,2.
Durch die Wahl dieses ersten Breitenfaktors können die oben beschriebenen Vorteile mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand realisiert werden. In manchen Fällen wird die Gegenseite gar nicht bearbeitet, sondern kann "roh" ausgeführt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Nutbreite in dem Schaltabschnitt größer ist als die Nutbreite in dem Neutralabschnitt.
Durch diese Maßnahme kann gewährleistet werden, dass das Nutfolgerelement in dem Schaltabschnitt mit einer erhöhten Bewegungsfreiheit geführt werden kann. Außerdem wird hierdurch gewährleistet, dass besondere Formen des Nutfolgeelementes realisiert werden können, ohne dass dieses Element in dem Nutabschnitt klemmt. Etwaige Form- und Lageabweichungen des Nutfolgerelementes und der Nut können hierdurch kompensiert werden. Auf der Führungsseite der Nut wird das Nutfolgerelement dabei möglichst eng an der Leitkurve geführt, so dass eine möglichst kurze Nutlänge gebraucht wird, bis die Gangposition erreicht ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Nutbreite in dem Schaltabschnitt um einen zweiten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite in dem Neutralabschnitt, wobei der zweite Breitenfaktor in einem Bereich von 1,005 bis 1,03 liegt, insbesondere in einem Bereich von 1,01 bis 1,02.
Auch diese Werte des zweiten Breitenfaktors tragen zu einer effizienten Realisierung der oben beschriebenen Vorteile bei.
Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn die Nutbreite in dem Gangabschnitt größer ist als die Nutbreite in dem Schaltabschnitt.
Hierdurch kann in dem Schaltabschnitt noch eine vergleichsweise exakte Führung des Nutfolgerelementes realisiert werden, wohingegen in dem Gangabschnitt durch die größere Nutbreite ein sicheres Einlegen der jeweiligen Gangstufe und ggf. ein Einrasten von Hinterlegungen gewährleistet ist. Im Idealfall ist die Nutbreite in dem Gangabschnitt dabei so groß, dass die Schiebemuffe immer gegen einen Anschlag der Schaltkupplungsanordnung in der Gangposition anschlagen kann, bspw. einem Anschlag an einem Kupplungskörper, der mit einem Losrad verbunden ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Nutbreite in dem Gangabschnitt um einen dritten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite in dem Schaltabschnitt, wobei der dritte Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,5 liegt, insbesondere in einem Bereich von 1,02 bis 1,2.
Auch diese Werte des dritten Breitenfaktors tragen zu einer effizienten Realisierung der oben genannten Ziele bei.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, weist die Nut eine axiale Führungsseite auf, entlang der das Nutfolgerelement zumindest in dem Schaltabschnitt geführt wird, und weist eine gegenüberliegende axiale Gegenseite auf, wobei die Nutbreite eine erste Nuthälftenbreite zwischen der Leitkurve und der Führungsseite und eine zweite Nuthälftenbreite zwischen der Leitkurve und der Gegenseite aufweist, wobei die zweite Nuthälftenbreite zumindest abschnittsweise größer ist als die erste Nuthälftenbreite.
Diese Maßnahme ermöglicht eine variable axiale Verschiebung der Nutseiten in Bezug auf die Leitkurve. Auch diese Maßnahme kann zu den oben genannten Vorteilen beitragen.
Insbesondere ist es hierbei möglich, die Vergrößerung der Nutbreite lediglich in der zweiten Nuthälftenbreite zu realisieren.
Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die zweite Nuthälftenbreite in dem Schaltabschnitt und/oder in dem Gangabschnitt größer ist als die erste Nuthälftenbreite.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Nuthälftenbreite um einen vierten Breitenfaktor größer ist als die erste Nuthälftenbreite, wobei der vierte Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,2 liegt. Die zweite Nuthälftenbreite ist dabei vorzugsweise in dem Schaltabschnitt um einen vierten Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,05 größer als die erste Nuthälftenbreite. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zweite Nuthälftenbreite in dem Gangabschnitt um einen vierten Breitenfaktor in einem Bereich von 1,05 bis 1,2 größer ist als die erste Nuthälftenbreite.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist es vorteilhaft, wenn das Nutfolgerelement mit einem Schaltglied verbunden ist, das in eine Schaltmuffe einer Schaltkupplungsanordnung eingreift, wobei eine Neutralposition der Schaltmuffe durch Eingriff des Nutfolgerelementes in dem Neutralabschnitt eingerichtet ist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schaltmuffe ausschließlich durch den Eingriff des Nutfolgerelementes in dem Neutralabschnitt in ihrer Neutralposition gehalten wird, so dass zusätzliche Positionierungsmittel, wie eine Neutralrastierung, nicht erforderlich sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang in schematischer Form mit einer Schaltanordnung und einer Schaltwalze der erfindungsgemäßen Art;
2 einen Umfangsabschnitt der Schaltwalze der 1 in einer Abwicklung;
3 eine der 2 vergleichbare Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltwalze, wobei ein Nutfolgerelement in einem Neutralabschnitt liegt;
4 eine der 3 vergleichbare Darstellung, wobei das Nutfolgerelement in einem Schaltabschnitt liegt; und
5 eine der 3 vergleichbare Darstellung, wobei das Nutfolgerelement in einem Gangabschnitt liegt.
In 1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12 wie einen Verbrennungsmotor oder eine Hybrid-Antriebseinheit. Ferner weist der Antriebsstrang 10 eine Kupplungsanordnung 14 auf, die eingangsseitig mit dem Antriebsmotor 12 verbunden ist. Ein Ausgang der Kupplungsanordnung 14 ist mit einem Stufengetriebe 16 verbunden. Der Ausgang des Stufengetriebes 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilt wird.
Das Stufengetriebe 16 ist in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist beispielhaft eine Welle 24 auf, an der ein erstes Losrad 26 oder ein zweites Losrad 28 drehbar gelagert sind. Zwischen den Losrädern 26, 28 sind eine erste Schaltkupplung 30 und eine zweite Schaltkupplung 32 angeordnet, die mittels einer gemeinsamen Schaltmuffe 34 betätigbar sind und eine Schaltkupplungsanordnung 36 bilden. Die erste Schaltkupplung 30 dient zum Verbinden des ersten Losrades 26 mit der Welle 24. Die zweite Schaltkupplung 32 dient zum Verbinden des zweiten Losrades 28 mit der Welle 24. Die Losräder 26, 28 sind Teil von Radsätzen, die jeweiligen Gangstufen zugeordnet sind.
Zur Betätigung der Schaltmuffe 34 und folglich der ersten und der zweiten Schaltkupplung 30, 32 ist eine Schaltanordnung 40 vorgesehen. Die Schaltanordnung 40 weist eine Schaltwalze 42 auf, die mittels eines Walzenantriebs 44 um eine Längsachse 45 herum antreibbar ist, wie es durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Der Walzenantrieb 44 kann bspw. durch einen Elektromotor gebildet sein.
Die Schaltwalze 42 weist einen Walzenkörper 46 auf, an dessen Außenumfang wenigstens eine Nut 48 ausgebildet ist. Ein Nutfolgerelement 50, bspw. in der Form eines Gleitsteines, greift in die Nut 48. Das Nutfolgerelement 50 ist mit einem Schaltglied 52 wie einer Schaltgabel verbunden, die in die Schaltmuffe 34 greift. Drehbewegungen der Schaltwalze 42 werden folglich in Axialbewegungen der Schaltmuffe 34 umgesetzt. In 1 ist eine Neutralposition N der Schaltmuffe gezeigt, bei der keines der zwei Losräder 26, 28 mit der Welle 24 verbunden ist. Bei S ist – in gestrichelten Linien – eine Schaltposition S bzw. Gangposition S der Schaltmuffe 34 gezeigt, bei der die zweite Schaltkupplung 32 geschlossen ist, so dass das zweite Losrad 28 mit der Welle 24 drehfest verbunden ist, um auf diese Weise eine zugeordnete Gangstufe einzulegen.
Der Axialversatz von der Neutralposition N in die Schaltposition S ist in 1 mit a bezeichnet.
Die Nut 48 weist eine Nutbreite b auf.
2 zeigt einen Abschnitt der Nut 48 in einer schematischen Abwicklung. Dieser Abschnitt der Nut beinhaltet einen Neutralabschnitt 56, einen Gangabschnitt 58 und einen dazwischenliegenden Schaltabschnitt 60. Wenn sich das Nutfolgerelement 50 in dem Neutralabschnitt 56 befindet, ist die Neutralposition N der Schaltmuffe 34 eingerichtet. Der Gangabschnitt 58 ist gegenüber dem Neutralabschnitt 56 in axialer Richtung versetzt, und zwar um einen Axialversatz a', der dem Axialversatz a zwischen der Neutralposition N und der Schalt- bzw. Gangposition S entspricht.
Die Nut 48 weist innerhalb des in 2 gezeigten Abschnittes eine Führungsseite 62 und eine gegenüberliegende axiale Gegenseite 64 auf. Die Führungsseite 62 ist jene, die bei einer Verdrehung der Schaltwalze 42 das Nutfolgerelement 50 aus der in 2 gezeigten Position in die Gangposition verschiebt, die in 1 und 2 gestrichelt dargestellt ist (bei 50'), um die Schaltmuffe 34 von N nach S zu versetzen.
In den 1 und 2 ist ferner eine Leitkurve 66 gezeigt, die etwa mittig zwischen der Führungsseite 62 und der Gegenseite 64 liegt und den Sollverlauf des Nutfolgerelementes 50 bei einer Verdrehung der Schaltwalze definiert.
Die Nutbreite b unterteilt sich in eine erste Nuthälftenbreite bf zwischen der Leitkurve 66 und der Führungsseite 62 sowie eine zweite Nuthälftenbreite bg zwischen der Leitkurve 66 und der axialen Gegenseite 64.
Die Nutbreite b ist über den Umfang nicht konstant. Vielmehr weist die Nut 48 eine variable Nutbreite und/oder einen Nutkanten-Axialversatz zur Leitkurve 66 auf. In 1 ist ferner schematisch das Spiel l in axialer Richtung zwischen der Schaltmuffe 34 und dem Schaltglied 52 dargestellt. Dieses Spiel l wird bei der dargetellten Ausführungsform einer Schaltwalze mit variabler Nutbreite minimiert.
In dem Neutralabschnitt 56 weist die Nut 48 eine Nutbreite b₅₆ auf. In dem Gangabschnitt 58 weist die Nut 48 eine Nutbreite b₅₈ auf. In dem Schaltabschnitt 60 weist die Nut 48 eine Nutbreite b₆₀ auf. Die Nutbreiten b₅₈ und b₆₀ sind vorzugsweise größer als die Nutbreite b₅₆. Insbesondere gilt: b₅₆ ≤ b₆₀ < b₅₈.
Durch diese Maßnahme wird eine möglichst spielfreie Führung der Schiebemuffe 34 in Bezug auf das Schaltglied 52 und die Schaltwalze 42 in der Neutralposition N erzielt. Das Nutfolgerelement 50 wird in dem Neutralabschnitt 56 in axialer Richtung eng zwischen der Führungsseite 62 und der Gegenseite 64 geführt. In 2 ist dies aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung nicht näher dargestellt.
Ferner wird in dem Schaltabschnitt 60 hierdurch eine hinreichende Bewegungsfreiheit des Nutfolgerelementes 50 realisiert. Insbesondere bei zylinderförmigen Nutfolgeelementen kann die Nutbreite in dem Schaltabschnitt 60 auch gleich der Nutbreite in dem Neutralabschnitt 56 sein. In dem Gangabschnitt 58 kann der notwendige Schaltweg eingehalten werden.
Vorzugsweise werden die unterschiedlichen Nutbreiten dadurch erzielt, dass die zweite Nuthälftenbreite bg jeweils größer ist als die erste Nuthälftenbreite bf. Hierdurch kann das Nutfolgerelement 50 jeweils eng über die Führungsseite 62 an der Leitkurve 66 geführt werden. An der gegenüberliegenden Gegenseite ist innerhalb des in 2 gezeigten Umfangsabschnittes der Nut 48 hingegen nur in dem Neutralabschnitt 56 eine Funktion gegeben, und zwar um die Schaltmuffe 34 möglichst spielfrei zu führen. In dem Gangabschnitt 58 ist die Gegenseite hingegen weitgehend funktionslos, so dass deren Abstand von der Leitkurve 66 bedarfsweise vergrößert wird, um die oben genannten Funktionen zu erzielen.
Insbesondere in dem Gangabschnitt 58 wird durch die große Nutbreite b₅₈ erreicht, dass sich die Schaltmuffe 34 in der Schaltposition S immer vollständig einziehen kann, ohne dass sie über den Kontakt zwischen dem Nutfolgerelement 50 und der Gegenseite 64 zurückgehalten würde. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass ein Selbsteinzug unabhängig von der Toleranzlage der Schaltanordnung möglich ist. Die Nuthälftenbreite bg ist in diesem Bereich folglich deutlich erhöht.
Vorzugsweise ist die Nutbreite b₅₈ in dem Gangabschnitt 58 um einen ersten Breitenfaktor größer als die Nutbreite b₅₆ in dem Neutralabschnitt 56, wobei der erste Breitenfaktor in einem Bereich von 1,02 bis 1,5 liegt.
Die Nutbreite b₆₀ in dem Schaltabschnitt 60 ist vorzugsweise größer gleich der Nutbreite b₅₆ in dem Neutralabschnitt 56. Sofern das Nutfolgeelement von einer Zylinderform (in der radialen Draufsicht) abweicht, ist die Nutbreite b₆₀ in dem Schaltabschnitt 60 vorzugsweise größer als die Nutbreite b₅₆ in dem Neutralabschnitt 56. Ferner ist die Nutbreite b₆₀ in dem Schaltabschnitt 60 um einen zweiten Breitenfaktor größer als die Nutbreite b₅₆ in dem Neutralabschnitt, wobei der zweite Breitenfaktor in einem Bereich von 1,005 bis 1,03 liegt.
Die Nutbreite b₅₈ in dem Gangabschnitt 58 ist vorzugsweise größer als die Nutbreite b₆₀ in dem Schaltabschnitt 60, und zwar vorzugsweise um einen dritten Breitenfaktor, der in einem Bereich von 1,01 bis 1,5 liegt.
Ferner ist die zweite Nuthälftenbreite bg zumindest abschnittsweise größer als die erste Nuthälftenbreite bf, und zwar insbesondere in dem Schaltabschnitt 60 und/oder in dem Gangabschnitt 58. Die zweite Nuthälftenbreite bg ist vorzugsweise um einen vierten Breitenfaktor größer als die erste Nuthälftenbreite bf, wobei der vierte Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,2 liegt.
In den nachfolgenden 3 bis 5 wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht.
In dieser Ausführungsform haben die oben stehenden Nutbreiten und Nuthälftenbreiten die folgenden Werte, wobei diese Werte nur beispielhaft zu verstehen sind und insbesondere für einen ganz bestimmten Gang mit einer ganz bestimmten Toleranzsituation gelten. b₅₆ = 12,8 mm ± 0,05 mm bf₅₆ = 6,4 bg₅₆ = 6,4 bf₆₀ = 13 mm ± 0,05 mm bf₆₀ = 6,4 mm bg₆₀ = 6,6 mm b₅₈ = 13,5 mm ± 0,05 mm bf₅₈ = 6,4 mm bg₅₈ = 7,1 mm a' = 7,85 mm ± 0,05 mm.
Das Nutfolgerelement 50' weist bei der Ausführungsform der 3 bis 5 eine in der radialen Draufsicht etwa rautenförmige Gestalt auf, wobei die Rautenwinkel vorzugsweise dem Winkel entsprechen, den die Leitkurve 66 in dem Schaltabschnitt 60 gegenüber der Leitkurve 66 in dem Neutralabschnitt 56 einnimmt. Die Rautenwinkel können bspw. 25° betragen, wobei der Leitkurvenwinkel bspw. 26,5° beträgt.
In den obigen Figuren ist jeweils nur ein Abschnitt der Nut 48 gezeigt. Es versteht sich, dass sich an den Neutralabschnitt 56 jeweils wieder ein weiterer Schaltabschnitt anschließen kann, und an diesen wieder ein weiterer Gangabschnitt, usw.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19924335 B4 [0007, 0017]
DE 10128854 A1 [0007]
DE 19543645 B4 [0007]

Claims

Schaltwalze (42) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (16), mit einem mittels eines Walzenantriebs (44) um eine Längsachse (45) antreibbaren Walzenkörper (46), wobei an dem Walzenkörper (46) wenigstens eine sich über einen Umfangsabschnitt des Walzenkörpers (46) erstreckende Nut (48) ausgebildet ist, in die ein mit einer Kraftfahrzeug-Schaltkupplungsanordnung (36) gekoppeltes Nutfolgerelement (50) eingreifen kann, wobei die Nut (48) einer Leitkurve (66) folgt und eine Nutbreite (6) aufweist, die eine Verschiebung des Nutfolgerelements (50) entlang der Leitkurve (66) ermöglicht, und wobei die Nut (48) wenigstens einen Neutralabschnitt (56), einen gegenüber dem Neutralabschnitt (56) in axialer Richtung versetzten Gangabschnitt (58) und einen den Neutralabschnitt (56) und den Gangabschnitt (58) verbindenden Schaltabschnitt (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₅₈) in dem Gangabschnitt (58) größer ist als die Nutbreite (b₅₆) in dem Neutralabschnitt (56).
Schaltwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₅₈) in dem Gangabschnitt (58) um einen ersten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite (b₅₆) in dem Neutralabschnitt (56), wobei der erste Breitenfaktor in einem Bereich von 1,02 bis 1,5 liegt.
Schaltwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₆₀) in dem Schaltabschnitt größer ist als die Nutbreite (b₅₆) in dem Neutralabschnitt (56).
Schaltwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₆₀) in dem Schaltabschnitt (60) um einen zweiten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite (b₅₆) in dem Neutralabschnitt (56), wobei der zweite Breitenfaktor in einem Bereich von 1,005 bis 1,03 liegt.
Schaltwalze nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₅₈) in dem Gangabschnitt (58) größer ist als die Nutbreite (b₆₀) in dem Schaltabschnitt (60).
Schaltwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (b₅₈) in dem Gangabschnitt (58) um einen dritten Breitenfaktor größer ist als die Nutbreite (b₆₀) in dem Schaltabschnitt (60), wobei der dritte Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,5 liegt.
Schaltwalze nach einem der Ansprüche 1–6 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (48) eine axiale Führungsseite (62) aufweist, entlang der das Nutfolgerelement (50) zumindest in dem Schaltabschnitt (60) geführt wird, und eine gegenüberliegende axiale Gegenseite (64) aufweist, wobei die Nutbreite (b) eine erste Nuthälftenbreite (bf) zwischen der Leitkurve (66) und der Führungsseite (62) und eine zweite Nuthälftenbreite (bg) zwischen der Leitkurve (66) und der Gegenseite (64) aufweist, wobei die zweite Nuthälftenbreite (bg) zumindest abschnittsweise größer ist als die erste Nuthälftenbreite (bf).
Schaltwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nuthälftenbreite (bg) in dem Schaltabschnitt (60) und/oder in dem Gangabschnitt (58) größer ist als die erste Nuthälftenbreite (bf).
Schaltwalze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nuthälftenbreite (bg) um einen vierten Breitenfaktor größer ist als die erste Nuthälftenbreite (bf), wobei der vierte Breitenfaktor in einem Bereich von 1,01 bis 1,2 liegt.
Schaltanordnung (40) mit einer Schaltwalze (42) nach einem der Ansprüche 1–9 und mit einem Nutfolgerelement (50), das in die Nut (48) der Schaltwalze (42) eingreift, wobei das Nutfolgerelement (50) eine axiale Breite aufweist, die kleiner ist als die Nutbreite (b) in dem Neutralabschnitt (56).
Schaltanordnung nach Anspruch 10, wobei das Nutfolgerelement (50) mit einem Schaltglied (52) verbunden ist, das in eine Schaltmuffe (34) einer Schaltkupplungsanordnung (36) eingreift, wobei eine Neutralposition (N) der Schaltmuffe (34) durch Eingriff des Nutfolgerelements (50) in dem Neutralabschnitt (56) eingerichtet ist.