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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere für ein vollautomatisches Stufengetriebe, sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes.
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Zur Kraftübertragung werden in der Fahrzeugtechnik neben handgeschalteten Wechselgetrieben auch automatische Getriebe, insbesondere gestufte vollautomatische Getriebe mit hydrodynamischem Drehmomentwandler und Planetengetrieben verwendet.
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Solche vollautomatischen Stufengetriebe wirken als zugkraftunterbrechungsfreie Lastschaltgetriebe, wobei der Leistungsfluss über Planetenradsätze erfolgt und die Gangwechsel durch Koppeln bzw. Lösen einzelner Planetenradsatz-Elemente zustande kommen. Die Kopplung einzelner Planetenradsatz-Elemente erfolgt derzeit meist mittels Lamellenkupplungen, die jedoch konstruktiv aufwendig und schwer sind sowie einen unerwünscht großen Bauraum beanspruchen. Da die Lamellenkupplungen auf ein maximal zu übertragendes Drehmoment ausgelegt werden müssen, sind im Übrigen viele Reibstellen bzw. Lamellen zur Drehmomentübertragung notwendig. Aufgrund der zahlreichen Reibstellen sind die unerwünschten Schleppmomente im entkoppelten Zustand recht hoch und wirken sich nachteilig auf den Getriebewirkungsgrad aus.
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In der
DE 10 2013 221 106 A1 ist ein Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge beschrieben, welches eine optimierte Position für vorhandene Zahnradsätze, Bremsen und Kupplungen bereitstellt. So sind insbesondere drei der rotierenden Kupplungen in derselben Getriebekomponente untergebracht, wobei zwei der Kupplungen radial gestapelt sind, um die axiale Länge zu minimieren.
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Die
US 2009/0215567 A1 offenbart ein Automatikgetriebe mit einer Lamellenbremse, die durch eine Zylinder/Kolben-Einheit betätigt werden kann, wobei ein Zylinder der Zylinder/Kolben-Einheit eine Druckkammer sowie einen Verbindungsabschnitt aufweist. Im Übrigen ist ein Ventilkörper zur Druckbeaufschlagung der Zylinder/Kolben-Einheit vorgesehen, der so an den Zylinder angrenzt, dass der Ventilkörper über den Verbindungsabschnitt mit der Druckkammer in Fluidverbindung steht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe zu schaffen, die besonders kompakt baut, einfach und preiswert herstellbar ist sowie einen besonders hohen Getriebewirkungsgrad ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltvorrichtung mit einem Kopplungsbauteil, mehreren Getriebewellen, die jeweils um eine Getriebeachse drehbar sind, einem Reibschlussring, der einen Reibkonus aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit einer Getriebewelle verbunden ist, einem Formschlussring, der eine Konusfläche aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit dem Kopplungsbauteil verbunden ist, sowie einem Betätigungskörper, der eine Konusfläche aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit dem Kopplungsbauteil verbunden ist, wobei sich der Reibkonus des Reibschlussrings zwischen die Konusfläche des Formschlussrings und die Konusfläche des Betätigungskörpers erstreckt, wobei die Getriebewelle und das Kopplungsbauteil in einer axialen Ausgangsstellung des Betätigungskörpers in Drehrichtung entkoppelt, in einer axialen Reibschlussstellung des Betätigungskörpers in Drehrichtung reibschlüssig gekoppelt sowie in einer axialen Formschlussstellung des Betätigungskörpers in Drehrichtung formschlüssig gekoppelt sind, wobei der Formschlussring in einer Formschlussstellung formschlüssig sowie in einer Freigabestellung nicht formschlüssig mit der Getriebewelle verbunden ist, und wobei der Formschlussring axial zwischen der Formschlussstellung und der Freigabestellung bewegbar sowie in die Freigabestellung beaufschlagt ist. Funktional ist die Schaltvorrichtung somit eine Konuskupplung mit Formschlusseingriff, wobei die zu koppelnden Bauteile bevorzugt in eine entkoppelte Ausgangsstellung beaufschlagt sind. Gegenüber einer herkömmlichen Lamellenkupplung ist eine solche Schaltvorrichtung deutlich kompakter aufgebaut und lässt sich erheblich energieeffizienter ansteuern. Da sich das maximal zu übertragende Drehmoment im gekoppelten Zustand der Schaltvorrichtung durch Formschlusseingriff übertragen lässt, sind nämlich im Vergleich zu einer herkömmlichen Lamellenkupplung weniger Reibstellen erforderlich, was zu einer deutlichen Verringerung der Schleppmomente führt und sich damit positiv auf den Getriebewirkungsgrad auswirkt. Die Reibschlussstellung des Betätigungskörpers befindet sich vorzugsweise axial zwischen der Ausgangsstellung und der Formschlussstellung des Betätigungskörpers und bildet eine Art axiale Zwischenstellung, in die sich der Betätigungskörper mit vergleichsweise geringem Energieaufwand bewegen lässt. Für zahlreiche Lastfälle reicht jedoch bereits eine Drehmomentübertragungskapazität der Schaltvorrichtung in der Reibschlussstellung der Schaltvorrichtung zur Drehmomentübertragung aus, sodass keine weitere Bewegung des Betätigungskörpers in seine Formschlussstellung notwendig ist. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf den Getriebewirkungsgrad aus. Lediglich in Lastfällen mit sehr hoher Drehmomentbeanspruchung wird der Betätigungskörper mit weiterem Energieaufwand in seine Formschlussstellung bewegt, um die Drehmomentübertragungskapazität der Schaltvorrichtung zu erhöhen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Schaltvorrichtung ist das Kopplungsbauteil ein Getriebegehäuse, sodass die Schaltvorrichtung als Bremse wirkt, welche die drehbare Getriebewelle abbremsen und drehfest am Gehäuse arretieren kann.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Schaltvorrichtung ist das Kopplungsbauteil eine weitere Getriebewelle oder ein mit der weiteren Getriebewelle fest verbundenes Getriebewellenelement. Die beiden separaten Getriebewellen sind dabei insbesondere koaxial angeordnete Getriebewellen unterschiedlicher Planetenradsätze, welche durch die Schaltvorrichtung eine Drehzahlangleichung erfahren.
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Bevorzugt weist der Reibkonus eine an die Konusfläche des Betätigungskörpers angrenzende, konusförmige Reibfläche sowie eine entgegengesetzte, an die Konusfläche des Formschlussrings angrenzende, konusförmige Reibfläche auf, wobei die Reibflächen und die Konusflächen koaxial und im Wesentlichen parallel ausgebildet sind. Auf diese Weise lässt sich die Rotation der Getriebewelle nach Art einer Mehrfachsynchronisierung von Schaltgetrieben einfach und schnell an die Drehzahl des Kopplungsbauteils anpassen, wobei ein als Getriebegehäuse ausgebildetes Kopplungsbauteil die Drehzahl Null aufweist.
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Die Konusflächen und die Reibflächen weisen bevorzugt einen Konuswinkel α auf, mit 5° ≤ α ≤ 15°, insbesondere α ≈ 10°, wobei der Konuswinkel dem halben Öffnungswinkel eines Konus entspricht. Ein für die Getriebehydraulik üblicher, auf den Betätigungskörper der Schaltvorrichtung wirkender Hydraulikdruck reicht bei diesen Konuswinkeln aus, um eine rasche Drehzahlangleichung zu realisieren. Ferner liegen diese Konuswinkel außerhalb eines Selbsthemmungsbereichs, wobei die zum Entkoppeln der Schaltvorrichtung notwendige Kraft besonders bevorzugt im Bereich der Federkraft einer üblichen Standardfeder liegt, sodass eine einfache und energiesparende Entkopplung möglich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung weist das Kopplungsbauteil einen Axialanschlag für den Betätigungskörper auf, der die Ausgangsstellung definiert. Durch die Federbeaufschlagung gegen den Axialanschlag ist keine Druckbeaufschlagung des Betätigungskörpers in der Ausgangsstellung notwendig, was zu einem besonders energieeffizienten Betrieb der Schaltvorrichtung beiträgt.
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Vorzugsweise stützt sich das Betätigungskörper-Federelement zum einen am Kopplungsbauteil und zum anderen am Betätigungskörper ab und ist insbesondere als Tellerfeder ausgebildet. Tellerfedern stellen dauerhaft eine weitgehend konstante Federkraft bereit, die im vorliegenden Fall eine zuverlässige Rückstellung des Betätigungskörpers gewährleistet. Darüber hinaus sind Tellerfedern einfach und preiswert herstellbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung weist die Getriebewelle oder ein fest mit der Getriebewelle verbundenes Getriebewellenelement einen Axialanschlag für den Reibschlussring auf, der eine Lüftungsstellung des Reibschlussrings definiert. Der Reibkonus ist dabei in der Lüftungsstellung von den angrenzenden Konusflächen des Formschlussrings und des Betätigungskörpers beabstandet.
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Bevorzugt ist ein Reibschlussring-Federelement vorgesehen, das den Reibschlussring axial in die Lüftungsstellung beaufschlagt, wobei der Reibschlussring zwischen der Lüftungsstellung und einer Reibschlussstellung bewegbar ist. Das Reibschlussring-Federelement kann sich zum einen an der Getriebewelle und zum anderen am Reibschlussring abstützen sowie insbesondere als Tellerfeder ausgebildet sein. Wie bereits oben erwähnt stellen Tellerfedern dauerhaft eine weitgehend konstante Federkraft bereit, welche im vorliegenden Fall eine zuverlässige Entkopplung der Getriebewelle vom Kopplungsbauteil gewährleistet. Unerwünschte Schleppmomente, die zu einer Beeinträchtigung der Getriebefunktion führen könnten, werden somit durch das Reibschlussring-Federelement zumindest stark reduziert, idealerweise sogar vollständig verhindert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung weist das Kopplungsbauteil einen Axialanschlag für den Formschlussring auf, der eine Freigabestellung des Formschlussrings definiert. In der Freigabestellung des Formschlussrings bilden die Getriebewelle und der Formschlussring in Drehrichtung keine Formschlussverbindung aus und sind auch im Übrigen allenfalls mittelbar (über den Reibschlussring) in Drehrichtung gekoppelt.
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Bevorzugt ist ein Formschlussring-Federelement vorgesehen, das den Formschlussring axial in die Freigabestellung beaufschlagt, wobei der Formschlussring zwischen der Freigabestellung und einer Formschlussstellung bewegbar ist. Das Formschlussring-Federelement kann sich dabei zum einen am Kopplungsbauteil und zum anderen am Formschlussring abstützen sowie insbesondere als Wellfederpaket oder Spiralfederpaket ausgebildet sein. Die vom Formschlussring-Federelement gewünschte, flache Federkennlinie bei hoher Federkraft in der Größenordnung von mehreren Kilonewton lässt sich über ein stark vorgespanntes Wellfederpaket oder Spiralfederpaket einfach und preiswert realisieren.
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Besonders bevorzugt ist der Betätigungskörper axial in Richtung zu seiner Formschlussstellung hin durch eine veränderliche Betätigungskraft beaufschlagbar ist, wobei das Formschlussring-Federelement den Formschlussring entgegen der Betätigungskraft mit einer Federkraft beaufschlagt, die etwa 60%–90%, vorzugsweise etwa 70%–80% einer maximalen Betätigungskraft beträgt. Der Formschlussring wird somit erst bei einer hohen Betätigungskraft entgegen der Federkraft des Formschlussring-Federelements in seine Formschlussstellung bewegt, sodass ein großer Anteil der veränderlichen Betätigungskraft als Regelbereich für die Reibverbindung zur Verfügung steht. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte, besonders feinfühlige Regelung des Schlupfbereichs in der Schaltvorrichtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung ist am Formschlussring eine erste Verzahnung und an der Getriebewelle oder einem fest mit der Getriebewelle verbundenen Getriebewellenelement eine axial an die erste Verzahnung angrenzende zweite Verzahnung ausgebildet, wobei die Verzahnungen in einer axialen Formschlussstellung des Formschlussrings ineinandergreifen und die Getriebewelle mit dem Kopplungsbauteil in Drehrichtung formschlüssig verbinden. Diese formschlüssige, insbesondere drehfeste Verbindung zwischen der Getriebewelle und dem Kopplungsbauteil über ineinandergreifende Verzahnungen ermöglicht dabei dauerhaft eine nahezu verschleißfreie Übertragung großer Getriebedrehmomente.
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Die Verzahnungen können in dieser Ausführungsform mehrere in Drehrichtung verteilte Zähne aufweisen, wobei jeder Zahn einer Verzahnung zwei zur Axialrichtung geneigte, entgegengesetzte Zahnflanken aufweist, welche axial zur anderen Verzahnung hin keilförmig zusammenlaufen. Die abgeschrägten Zahnflanken erleichtern beim Ausbilden der Formschlussverbindung zwischen der Getriebewelle und dem Kopplungsbauteil das Einspuren der Verzahnungen ineinander, was zu einem besonders flüssigen und ruckfreien Schaltablauf beiträgt. Außerdem wird durch die abgeschrägten Zahnflanken auch das Trennen des Formschlusses unter Last erleichtert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung weist das Kopplungsbauteil einen Zylinderabschnitt auf, und der Betätigungskörper ist als Kolben ausgeführt, wobei der Kolben im Zylinderabschnitt axial verschieblich geführt ist.
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Der Zylinderabschnitt und der Kolben definieren in dieser Ausführungsform insbesondere eine druckbeaufschlagbare Kammer zur Axialverschiebung des Kolbens. Diese Kammer lässt sich beispielsweise mit einem Hydraulikdruck beaufschlagen, um die Rotation der Getriebewelle zu bremsen oder an die Rotation einer weiteren Getriebewelle anzupassen. Statt einer hydraulischen Betätigung ist alternativ natürlich auch eine andere geeignete Betätigung, insbesondere eine elektromotorische Betätigung der Schaltvorrichtung denkbar.
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Die Erfindung umfasst darüber hinaus auch ein Kraftfahrzeuggetriebe mit mehreren Schaltvorrichtungen, von denen wenigstens eine Schaltvorrichtung wie obengenannt ausgeführt ist, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, wobei jede Schaltvorrichtung in einen Entkopplungszustand und einen Kopplungszustand sowie die wenigstens eine Schaltvorrichtung innerhalb des Kopplungszustands in eine Reibschlussstellung und eine Formschlussstellung schaltbar ist, wobei der wenigstens einen Schaltvorrichtung eine Getriebewelle und ein Kopplungsbauteil zugeordnet ist, welche im Entkopplungszustand in Drehrichtung entkoppelt und im Kopplungszustand in Drehrichtung entweder nur reibschlüssig oder reibschlüssig und formschlüssig gekoppelt sind, wobei durch verschiedene Schaltkombinationen der Schaltvorrichtungen einzelnen Gangstufen des Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnete Getriebeübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle einstellbar sind, wobei die wenigstens eine Schaltvorrichtung in einer vorbestimmten Gangstufe ihren Entkopplungszustand, in einer weiteren vorbestimmten Gangstufe ihre Reibschlussstellung und in noch einer weiteren Gangstufe des Kraftfahrzeuggetriebes ihre Formschlussstellung einnimmt. Abhängig von einer erforderlichen Drehmomentübertragungskapazität in der jeweiligen Gangstufe kann die Kopplung der Schaltvorrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen automatischen Kraftfahrzeuggetrieben wahlweise reibschlüssig oder reibschlüssig und formschlüssig erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Kraftfahrzeuggetriebe bei einem gewünschten Gangwechsel besonders energieeffizient ansteuern, was letztlich zu einem besonders hohen Getriebewirkungsgrad führt.
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Die obengenannte Aufgabe wird im Übrigen auch gelöst durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes, das eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie mehrere Schaltvorrichtungen aufweist, wobei jede Schaltvorrichtung in einen Entkopplungszustand und einen Kopplungszustand sowie wenigstens eine Schaltvorrichtung innerhalb des Kopplungszustands in eine Reibschlussstellung und eine Formschlussstellung schaltbar ist, wobei der wenigstens einen Schaltvorrichtung eine Getriebewelle und ein Kopplungsbauteil zugeordnet ist, welche im Entkopplungszustand in Drehrichtung entkoppelt und im Kopplungszustand in Drehrichtung entweder nur reibschlüssig oder reibschlüssig und formschlüssig gekoppelt sind. Durch verschiedene Schaltkombinationen der Schaltvorrichtungen werden einzelnen Gangstufen des Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnete Getriebeübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eingestellt, wobei wenigstens eine der Schaltvorrichtungen des Kraftfahrzeuggetriebes beim Wechsel der Gangstufe vom Entkopplungszustand in den Kopplungszustand oder vom Kopplungszustand in den Entkopplungszustand geschaltet wird, um die Getriebeübersetzung zu ändern. Ferner wird eine weitere Schaltvorrichtung, die sich bei diesem Wechsel der Gangstufe im Kopplungszustand befindet und nicht zur Änderung der Getriebeübersetzung benötigt wird, von der Reibschlussstellung in die Formschlussstellung oder von der Formschlussstellung in die Reibschlussstellung geschaltet, um eine Drehmomentübertragungskapazität dieser weiteren Schaltvorrichtung zu ändern. Die Anpassung der Drehmomentübertragungskapazität im Kopplungszustand der Schaltvorrichtung an das tatsächlich zu übertragende Drehmoment ermöglicht eine besonders energiesparende Ansteuerung des Kraftfahrzeuggetriebes und führt zu einem besonders hohen Getriebewirkungsgrad.
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Gemäß einer Verfahrensvariante überträgt die weitere Schaltvorrichtung in ihrem Kopplungszustand ein Drehmoment zwischen der zugeordneten Getriebewelle und dem zugeordneten Kopplungsbauteil, wobei die weitere Schaltvorrichtung in ihrer Reibschlussstellung eine erste Drehmomentübertragungskapazität und in ihrer Formschlussstellung eine gegenüber der ersten Drehmomentübertragungskapazität größere, zweite Drehmomentübertragungskapazität aufweisen.
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Bevorzugt wird eine in der Reibschlussstellung befindliche Schaltvorrichtung von der Reibschlussstellung in die Formschlussstellung geschaltet, bevor beim Wechsel der Gangstufe die erste Drehmomentübertragungskapazität dieser Schaltvorrichtung überschritten wird. Auf diese Weise ist im Kraftfahrzeuggetriebe mit minimalem Energieaufwand eine zuverlässige Drehmomentübertragung sichergestellt. Eine solche Betätigung der jeweiligen Schaltvorrichtung zwischen der Reibschlussstellung und der Formschlussstellung lässt sich mit geringem Aufwand in eine Getriebesteuerung des Kraftfahrzeuggetriebes implementieren, da die an den einzelnen Schaltvorrichtungen zu übertragenden Drehmomente für jede Gangstufe durch die Getriebeauslegung bekannt sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 ein Getriebeschema eines vollautomatischen Stufengetriebes mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung;
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2 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer axialen Ausgangsstellung eines Betätigungskörpers;
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3 ein Schnittdetail der Schaltvorrichtung gemäß 2;
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4 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer axialen Reibstellung des Betätigungskörpers;
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5 einen weiteren schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer axialen Reibstellung des Betätigungskörpers;
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6 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer axialen Reibschlussstellung des Betätigungskörpers;
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7 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer axialen Formschlussstellung des Betätigungskörpers;
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8 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Betätigungskörpers der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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9 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Betätigungskörper-Federelements der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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10 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Reibschlussrings der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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11 eine weitere teilgeschnittene, perspektivische Ansicht des Reibschlussrings der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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12 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Reibschlussring-Federelements der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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13 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines fest mit einer Getriebewelle verbundenen Getriebewellenelements der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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14 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Formschlussrings der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7;
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15 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Formschlussring-Federelements der Schaltvorrichtung gemäß den 2 bis 7; und
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16 einen schematischen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer axialen Ausgangsstellung des Betätigungskörpers.
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Die 1 zeigt ein elektrohydraulisch angesteuertes, vollautomatisches Stufengetriebe 10 eines Kraftfahrzeugs mit einem Drehmomentwandler 12, vier Planetengetrieben oder Planetenradsätzen 14 sowie einem schematisch angedeuteten Getriebegehäuse 16. Ferner sind eine Antriebswelle 18, eine Abtriebswelle 20 sowie mehrere Getriebewellen 24 vorgesehen, wobei im Folgenden auch Planetenradträger als Getriebewellen 24 bezeichnet werden. Die Getriebewellen 24 sind den einzelnen Planetenradsätzen 14 zugeordnet und koaxial zueinander angeordnet.
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Das Stufengetriebe 10 weist außerdem Schaltvorrichtungen 26, 28 auf, die mit einem Hydraulikdruck beaufschlagbar sind und eine Getriebewelle 24 entweder mit einer weiteren Getriebewelle 24 oder mit dem Getriebegehäuse 16 koppeln bzw. die Getriebewelle 24 von der weiteren Getriebewelle 24 oder dem Getriebegehäuse 16 entkoppeln können.
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Dabei wird eine Schaltvorrichtung 26, welche die Getriebewelle 24 mit dem Getriebegehäuse 16 koppelt auch als Bremsvorrichtung und eine Schaltvorrichtung 28, welche zwei Getriebewellen 24 miteinander koppelt, auch als Kupplungsvorrichtung bezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sechs Schaltvorrichtungen 26, 28 vorgesehen, von denen drei Schaltvorrichtungen 26 als Bremsvorrichtungen und drei Schaltvorrichtungen 28 als Kupplungsvorrichtungen ausgebildet sind. Beispielhaft befinden sich gemäß 1 zwei Bremsvorrichtungen und eine Kupplungsvorrichtung im gekoppelten Zustand (schraffiert angedeutet) sowie eine Bremsvorrichtung und zwei Kupplungsvorrichtungen im entkoppelten Zustand.
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Durch verschiedene Schaltkombinationen der Schaltvorrichtungen 26, 28 ergeben sich dann die den einzelnen Gangstufen des Stufengetriebes 10 entsprechenden Übersetzungen zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 20.
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Da die allgemeine Konstruktion und Funktionsweise vollautomatischer Stufengetriebe 10 aus dem Stand der Technik bereits allgemein bekannt ist, wird darauf nicht weiter eingegangen und im Folgenden lediglich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ansteuerung des Kraftfahrzeuggetriebes sowie der konstruktive Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtungen 26, 28 detailliert beschrieben.
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Jede Schaltvorrichtung 26, 28 ist in einen Entkopplungszustand und einen Kopplungszustand sowie wenigstens eine der Schaltvorrichtungen 26, 28 innerhalb des Kopplungszustands in eine Reibschlussstellung und eine Formschlussstellung schaltbar, wobei der wenigstens einen Schaltvorrichtung 26, 28 eine Getriebewelle 24 und ein Kopplungsbauteil 30 zugeordnet ist, welche im Entkopplungszustand in Drehrichtung entkoppelt und im Kopplungszustand in Drehrichtung entweder nur reibschlüssig oder reibschlüssig und formschlüssig gekoppelt sind.
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Einzelnen Gangstufen des Stufengetriebes 10 zugeordnete Getriebeübersetzungen zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 20 werden durch verschiedene Schaltkombinationen der Schaltvorrichtungen 26, 28 eingestellt. Beim Wechsel der Gangstufe werden dabei wenigstens eine, vorzugsweise genau zwei der Schaltvorrichtungen 26, 28 des Stufengetriebes 10 so angesteuert, dass sie von ihrem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand oder vom Kopplungszustand in den Entkopplungszustand schalten, um die Getriebeübersetzung zu ändern. Gleichzeitig wird eine weitere, im Kopplungszustand befindliche und nicht zur Änderung der Getriebeübersetzung benötigte Schaltvorrichtung 26, 28 so angesteuert, dass sie von der Reibschlussstellung in die Formschlusstellung oder von der Formschlussstellung in die Reibschlussstellung schaltet, um eine Drehmomentübertragungskapazität dieser weiteren Schaltvorrichtung 26, 28 zu ändern. Die Anpassung der Drehmomentübertragungskapazität im Kopplungszustand der Schaltvorrichtung 26, 28 an das tatsächlich zu übertragende Drehmoment ermöglicht eine besonders energiesparende Ansteuerung des Stufengetriebes 10 und führt zu einem besonders hohen Getriebewirkungsgrad.
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Die wenigstens eine Schaltvorrichtung 26, 28 überträgt in ihrem Kopplungszustand ein Drehmoment zwischen der zugeordneten Getriebewelle 24 und dem zugeordneten Kopplungsbauteil 30, wobei die Schaltvorrichtung 26, 28 in ihrer Reibschlussstellung eine erste Drehmomentübertragungskapazität und in ihrer Formschlussstellung eine gegenüber der ersten Drehmomentübertragungskapazität größere, zweite Drehmomentübertragungskapazität aufweist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird die in der Reibschlussstellung befindliche Schaltvorrichtung 26, 28 von der Reibschlussstellung in die Formschlussstellung geschaltet, bevor beim Wechsel der Gangstufe die erste Drehmomentübertragungskapazität dieser Schaltvorrichtung 26, 28 überschritten wird. Auf diese Weise ist im Stufengetriebe 10 mit minimalem Energieaufwand eine zuverlässige Drehmomentübertragung sichergestellt.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt einer Schaltvorrichtung 26, 28 für das vollautomatische Stufengetriebe 10 gemäß 1, mit einem Kopplungsbauteil 30, den Getriebewellen 24, die jeweils um eine Getriebeachse A drehbar sind, einem Reibschlussring 32, der einen Reibkonus 34 aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit der Getriebewelle 24 verbunden ist, einem Formschlussring 36, der eine Konusfläche 38 aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit dem Kopplungsbauteil 30 verbunden ist, und einem Betätigungskörper 40, der eine Konusfläche 42 aufweist und im Wesentlichen drehfest sowie axial verschieblich mit dem Kopplungsbauteil 30 verbunden ist, wobei sich der Reibkonus 34 des Reibschlussrings 32 zwischen die Konusfläche 38 des Formschlussrings 36 und die Konusfläche 42 des Betätigungskörpers 40 erstreckt.
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Der Betätigungskörper 40 ist axial verschieblich angeordnet, wobei die Getriebewelle 24 und das Kopplungsbauteil 30 in einer axialen Ausgangsstellung des Betätigungskörpers 40 in Drehrichtung entkoppelt, d. h. relativ zueinander frei drehbar sind, in einer axialen Reibschlussstellung des Betätigungskörpers 40 in Drehrichtung reibschlüssig und in einer axialen Formschlussstellung des Betätigungskörpers 40 in Drehrichtung formschlüssig gekoppelt sind.
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Gemäß den 2 bis 7 ist das Kopplungsbauteil 30 durch das Getriebegehäuse 16 gebildet, sodass die Schaltvorrichtung 26 als Bremsvorrichtung wirkt und die Getriebewelle 24 eines Planetenradsatzes 14 am Getriebegehäuse 16 arretieren kann.
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Alternativ ist das Kopplungsbauteil 30 ein mit einer weiteren Getriebewelle 24 fest verbundenes Getriebewellenelement 43 (siehe auch 16). Die Schaltvorrichtung 28 wirkt dann als Kupplungsvorrichtung, welche die Getriebewelle 24 eines Planetenradsatzes 14 mit der Getriebewelle 24 eines anderen Planetenradsatzes 14 in Drehrichtung so koppeln kann, dass die Drehzahlen der Getriebewellen 24 zunächst angeglichen werden und die Getriebewellen 24 danach entweder durch Reibschluss oder durch Reibschluss und Formschluss im Wesentlichen drehfest verbunden sind.
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Gemäß 2 weist das Kopplungsbauteil 30 einen Zylinderabschnitt 44 auf, und der Betätigungskörper 40 ist als Kolben ausgeführt, wobei der Kolben axial verschieblich im Zylinderabschnitt 44 geführt ist. Der Zylinderabschnitt 44 und der Kolben definieren dabei eine abgedichtete, druckbeaufschlagbare Kammer 46 zur Axialverschiebung des Kolbens. Der Betätigungskörper 40 ist hier als Kolben mit einstückig angeformter Konusfläche 42 ausgebildet. Insbesondere aus Fertigungsgründen ist alternativ jedoch auch denkbar, dass der Betätigungskörper 40 zweiteilig ausgebildet ist und ein Kolbenelement sowie ein separates, fest mit dem Kolbenelement verbundenes Konusflächenelement aufweist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung 26 Teil eines elektrohydraulisch angesteuerten, vollautomatischen Stufengetriebes 10, sodass die Kammer 46 durch den Druck eines Hydraulikfluids beaufschlagbar ist, um die Rotation der Getriebewelle 24 zu beeinflussen, insbesondere zu bremsen.
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Statt einer hydraulischen Betätigung ist alternativ selbstverständlich auch eine elektromotorische Betätigung der Schaltvorrichtung 26, 28 denkbar.
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Ausgehend von einem entkoppelten Zustand wird im Folgenden anhand der 2 bis 7 ein Kopplungsvorgang der Schaltvorrichtung 26 beschrieben.
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Im entkoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26 gemäß den 2 und 3 sind die Getriebewelle 24 und das Kopplungsbauteil 30 in Drehrichtung entkoppelt, d. h. die Getriebewelle 24 ist relativ zum Kopplungsbauteil 30 frei drehbar.
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Der als Kolben ausgebildete Betätigungskörper 40 ist im entkoppelten Zustand nicht oder nur in zu vernachlässigbarem Maße druckbeaufschlagt und befindet sich dementsprechend in seiner axialen Ausgangsstellung, die durch einen am Kopplungsbauteil 30 ausgebildeten Axialanschlag 48 definiert ist (2).
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Um im entkoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26 unerwünschte Schleppmomente zu vermeiden ist ein Betätigungskörper-Federelement 50 vorgesehen, welches den Betätigungskörper 40 in seine Ausgangsstellung beaufschlagt. Das Betätigungskörper-Federelement 50 stützt sich dabei zum einen am Betätigungskörper 40 und zum anderen am Kopplungsbauteil 30 ab, sodass der Betätigungskörper 40 axial gegen den Axialanschlag 48 des Kopplungsbauteils 30 gedrückt wird und damit lagesicher in seiner Ausgangsstellung gehalten ist.
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Der Reibschlussring 32 befindet sich im entkoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26 in einer „Lüftungsstellung”, d. h. einer axialen Stellung, in welcher die Konusflächen 38, 42 des Formschlussrings 36 bzw. des Betätigungskörpers 40 vom Reibkonus 34 des Reibschlussrings 32 beabstandet sind (siehe auch 3).
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Gemäß 2 ist ein fest mit der Getriebewelle 24 verbundenes Getriebewellenelement 52 vorgesehen, wobei die Lüftungsstellung des Reibschlussrings 32 durch einen am Getriebewellenelement 52 ausgebildeten Axialanschlag 54 definiert ist.
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Analog zum Betätigungskörper 40 werden unerwünschte Schleppmomente im entkoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26 dadurch verhindert, dass auch der Reibschlussring 32 lagesicher in seiner Lüftungsstellung gehalten wird. Hierzu ist ein Reibschlussring-Federelement 56 vorgesehen, das den Reibschlussring 32 axial in die durch den Axialanschlag 54 definierte Lüftungsstellung beaufschlagt. Das Reibschlussring-Federelement 56 stützt sich dabei zum einen über das Getriebewellenelement 52 axial an der Getriebewelle 24 und zum anderen am Reibschlussring 32 ab, sodass der Reibschlussring 32 gegen den Axialanschlag 54 des Getriebewellenelements 52 gedrückt wird und damit lagesicher in seiner Lüftungsstellung gehalten ist.
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Der Formschlussring 36 befindet sich im entkoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26 in einer axialen Freigabestellung gemäß 2, wobei die Getriebewelle 24 und der Formschlussring 36 in der Freigabestellung des Formschlussrings 36 in Drehrichtung keine Formschlussverbindung miteinander ausbilden und im Übrigen allenfalls mittelbar über den Reibschlussring 32 in Drehrichtung gekoppelt sind.
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Gemäß den 2 und 3 weist das Kopplungsbauteil 30 einen Axialanschlag 58 für den Formschlussring 36 auf, z. B. durch einen Absatz gebildet, wobei die Freigabestellung des Formschlussrings 36 durch den Axialanschlag 58 definiert ist.
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Um einen unbeabsichtigten Formschlusseingriff zwischen dem Formschlussring 36 und dem mit der Getriebewelle 24 fest verbundenen Getriebewellenelement 52 zu verhindern, ist ein Formschlussring-Federelement 60 vorgesehen, das den Formschlussring 36 in die Freigabestellung beaufschlagt. Das Formschlussring-Federelement 60 stützt sich dabei zum einen am Kopplungsbauteil 30 und zum anderen am Formschlussring 36 ab, sodass der Formschlussring 36 gegen den Axialanschlag 58 gedrückt wird und somit lagesicher in seiner Freigabestellung gehalten ist.
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Die 3 zeigt einen Detailausschnitt der Schaltvorrichtung 26 gemäß 2 im Bereich des Reibkonus 34. Dabei wird deutlich, dass der Reibkonus 34 auf einer radialen Innenseite sowie einer radialen Außenseite jeweils mit einem Reibbelag 62 beschichtet ist. Der Reibkonus 34 des Reibschlussrings 32 weist somit eine an die Konusfläche 42 des Betätigungskörpers 40 angrenzende, konusförmige Reibfläche 64 sowie eine entgegengesetzte, an die Konusfläche 38 des Formschlussrings 36 angrenzende Reibfläche 66 auf, wobei die Reibflächen 64, 66 und die Konusflächen 38, 42 koaxial und im Wesentlichen parallel ausgebildet sind. Auf diese Weise lassen sich während des Kopplungsvorgangs große Reibkräfte realisieren, welche zu einer raschen Drehzahlbeeinflussung der Getriebewelle 24 führen.
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Besonders bevorzugt weisen die Konusflächen 38, 42 und die Reibflächen 64, 66 einen Konuswinkel α auf, mit 5° ≤ α ≤ 15°, insbesondere α ≈ 10°. In diesem Winkelbereich lässt sich mit einem für die Getriebehydraulik üblichen Hydraulikdruck in der Kammer 46 zwischen der Getriebewelle 24 und dem Getriebewellenelement 52 ein Reibmoment realisieren, welches zu einer ausreichend raschen Drehzahlangleichung führt. Ferner ist in diesem Bereich des Konuswinkels α auch gewährleistet, dass die Federkräfte des Betätigungskörper-Federelements 50 und des Reibschlussring-Federelements 56 ausreichen, um die Reibverbindung bei Bedarf wieder zuverlässig zu lösen und den Betätigungskörper 40 in seine axiale Ausgangsstellung sowie den Reibschlussring 32 in seine Lüftungsstellung zu bewegen.
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Die 4 zeigt die Schaltvorrichtung 26 im Zustand einer beginnenden Reibkopplung zwischen der Getriebewelle 24 und dem Kopplungsbauteil 30.
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Der als Kolben ausgebildete Betätigungskörper 40 hat sich infolge einer Druckbeaufschlagung der Kammer 46 axial von seiner Ausgangsstellung gemäß 2 so weit gelöst, dass die Konusfläche 42 des Betätigungskörpers 40 bereits einen ersten Reibkontakt mit der Reibfläche 64 des Reibschlussrings 32 ausbildet. Somit befindet sich der Betätigungskörper 40 gemäß 4 bereits in einer axialen Reibstellung.
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An der axialen Position des Reibschlussrings 32 und des Formschlussrings 36 hat sich gegenüber den 2 und 3 jedoch noch nichts geändert.
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Gemäß 5 hat sich der Betätigungskörper 40 durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in der Kammer 46 gegenüber der 4 axial noch weiter von seiner Ausgangsstellung entfernt und befindet sich in einer Reibschlussstellung. Durch diese weitere Axialbewegung des Betätigungskörpers 40 hat sich nunmehr auch der Reibschlussring 32 in axialer Richtung von seinem Axialanschlag 54 entfernt. Dementsprechend befindet sich der Reibschlussring 32 nicht mehr in seiner axialen Lüftungsstellung gemäß den 2 bis 4, sondern in einer axialen Reibschlussstellung, in welcher auch die Reibfläche 66 des Reibkonus 34 einen Reibkontakt mit der Konusfläche 38 des Formschlussrings 36 ausbildet. Der Formschlussring 36 befindet sich bei diesem ersten Reibkontakt mit dem Reibschlussring 32 weiterhin in seiner Freigabestellung gemäß den 2 bis 4.
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Durch eine weitere Erhöhung des Hydraulikdrucks in der Kammer 46 hat sich der Betätigungskörper 40 gemäß 6 noch etwas weiter von seiner axialen Ausgangsstellung entfernt, befindet sich jedoch nach wie vor in seiner Reibschlussstellung. Infolge der weiteren Bewegung des Betätigungskörpers 40 hat sich nunmehr auch der Formschlussring 36 axial entgegen der Kraft des Formschlussring-Federelements 60 aus seiner Freigabestellung gelöst und befindet sich unmittelbar vor einem Formschlusseingriff mit dem Getriebewellenelement 52. Demzufolge findet in dem in 6 dargestellten Zustand der Schaltvorrichtung 26 die maximale reibschlüssige Momentenübertragung zwischen der Getriebewelle 24 und dem Kopplungsbauteil 30 statt. Entsprechend weist die Schaltvorrichtung 26 in dieser Reibschlussstellung des gekoppelten Zustands eine erste Drehmomentübertragungskapazität auf.
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Die 7 zeigt schließlich den formschlüssig gekoppelten Zustand der Schaltvorrichtung 26, in welcher der Betätigungskörper 40 eine Formschlussstellung einnimmt, die einer maximalen axialen Auslenkung des Betätigungskörpers 40 von seiner Ausgangsstellung gemäß 2 entspricht. Durch die zusätzliche axiale Bewegung des Betätigungskörpers 40 hat sich auch der Formschlussring 36 gegenüber der 6 axial weiter von seiner Freigabestellung gemäß den 2 bis 4 entfernt und eine Formschlussstellung erreicht, in welcher der Formschlussring 36 und das Getriebewellenelement 52 in Drehrichtung formschlüssig ineinander greifen. Die Schaltvorrichtung 26 weist in dieser Formschlussstellung des gekoppelten Zustands eine gegenüber der ersten Drehmomentübertragungskapazität größere, zweite Drehmomentübertragungskapazität auf.
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Konkret ist am Formschlussring 36 eine erste Verzahnung 68 (siehe auch 14) und am Getriebewellenelement 52 eine axial an die erste Verzahnung 68 angrenzende zweite Verzahnung 70 (siehe auch 13) ausgebildet, wobei die Verzahnungen 68, 70 gemäß 7 in der axialen Formschlussstellung des Betätigungskörpers 40 und des Formschlussrings 36 ineinandergreifen und die Getriebewelle 24 mit dem Kopplungsbauteil 30 in Drehrichtung formschlüssig verbinden.
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Durch den Kopplungsvorgang der Schaltvorrichtung 26 wurde die Getriebewelle 24 folglich auf eine Drehzahl Null abgebremst und an dem durch das Getriebegehäuse 16 gebildeten Kopplungsbauteil 30 in Drehrichtung formschlüssig arretiert.
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Falls das Kopplungsbauteil 30 alternativ als fest mit der weiteren Getriebewelle 24 verbundenes Getriebewellenelement 43 ausgebildet ist, erfolgt durch den Kopplungsvorgang der Schaltvorrichtung 28 eine Drehzahlsynchronisierung sowie eine formschlüssige Verbindung der Getriebewellen 24 in Drehrichtung.
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Die 8 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Betätigungskörpers 40, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als einfaches Blechumformteil ausgebildet ist. Der Betätigungskörper 40 ist als Kolben ausgebildet und weist gemäß 8 radial nach außen abgebogene Zähne 72 auf, welche in entsprechende Führungsnuten 74 des Kopplungsbauteils 30 eingreifen und eine im Wesentlichen drehfeste sowie axial verschiebliche Verbindung mit dem Kopplungsbauteil 30 gewährleisten. Insbesondere aus Fertigungsgründen ist alternativ jedoch auch denkbar, dass der Betätigungskörper 40 zweiteilig ausgebildet ist und ein Kolbenelement sowie ein separates, fest mit dem Kolbenelement verbundenes Konusflächenelement aufweist.
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Die 9 zeigt das teilgeschnittene Betätigungskörper-Federelement 50, welches den Betätigungskörper 40 axial in seine Ausgangsstellung gemäß den 2 und 3 beaufschlagt. Das Betätigungskörper-Federelement 50 ist gemäß 9 als Tellerfeder ausgebildet und weist eine flache, idealerweise leicht abfallende Federkennlinie auf. Die das Betätigungskörper-Federelement 50 bildende Tellerfeder ist gemäß 9 radial geschlitzt ausgeführt, sodass sich in Drehrichtung eine besonders gleichmäßige axiale Beaufschlagung des Betätigungskörpers 40 ergibt.
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Die 10 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Reibschlussrings 32, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als einfaches Blechumformteil ausgebildet ist. Der Reibschlussring 32 weist gemäß 10 radial einwärts abgebogene Zähne 76 auf, die in entsprechende Führungsnuten 78 des Getriebewellenelements 52 eingreifen und eine im Wesentlichen drehfeste sowie axial verschiebliche Verbindung mit der Getriebewelle 24 gewährleisten.
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Die 11 zeigt eine weitere teilgeschnittene Ansicht des Reibschlussrings 32 in einem Bereich zur Lagerung des Reibschlussring-Federelements 56. Als Lager sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere gleichmäßig über den Umfang des Reibschlussrings 32 verteilte, ausgestanzte Lagerlappen 80 vorgesehen, an denen sich das Reibschlussring-Federelement 56 abstützt, um den Reibschlussring 32 in seine Lüftungsstellung zu beaufschlagen.
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Die 12 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Reibschlussring-Federelements 56, welches den Reibschlussring 32 axial in seine Lüftungsstellung gemäß den 2 und 3 beaufschlagt. Das Reibschlussring-Federelement 56 ist gemäß 12 als Tellerfeder ausgebildet und weist eine flache, idealerweise leicht abfallende Federkennlinie auf. Die das Reibschlussring-Federelement 56 bildende Tellerfeder ist gemäß 12 radial geschlitzt ausgeführt, sodass sich in Drehrichtung eine besonders gleichmäßige axiale Beaufschlagung des Getriebewellenelements 52 ergibt.
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Die 13 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des fest mit der Getriebewelle 24 verbundenen Getriebewellenelements 52, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als einfaches Blechumformteil ausgebildet ist.
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Gut zu erkennen sind hierbei die Führungsnuten 78, in welche die Zähne 76 des Reibschlussrings 32 eingreifen, um den Reibschlussring 32 im Wesentlichen drehfest und axial verschieblich über das Getriebewellenelement 52 mit der Getriebewelle 24 zu verbinden. Der Axialanschlag 54 des Getriebewellenelements 52 ist in der dargestellten Ausführungsform aus Fertigungsgründen durch separate, über den Umfang des Getriebewellenelements 52 verteilt angeordnete Anschlagklammern 81 gebildet, die insbesondere als Federstahlklammern ausgeführt und mit dem Getriebewellenelement 52 fest verbunden, insbesondere verrastet oder verklipst sind.
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Ferner ist die zweite Verzahnung 70 zu erkennen, welche in die erste Verzahnung 68 des Formschlussrings 36 eingreifen kann, um die Getriebewelle 24 in Drehrichtung formschlüssig mit dem Kopplungsbauteil 30 zu verbinden (siehe auch 6 und 7).
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Die 14 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Formschlussrings 36, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet ist und ein Verzahnungselement 77 mit der ersten Verzahnung 68 sowie ein Konusflächenelement 79 mit der Konusfläche 38 aufweist, wobei das Verzahnungselement 77 und das Konusflächenelement 79 als einfache Blechstanz- bzw. Blechumformteile ausgebildet sind. Ferner ist noch ein Detail der ersten Verzahnung 68 des Verzahnungselements 77 dargestellt.
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Gemäß 14 weisen sowohl das Verzahnungselement 77 des Formschlussrings 36 als auch das Konusflächenelement 79 des Formschlussrings 36 radial nach außen abgebogene Zähne 86 auf, die in entsprechende Führungsnuten 88 des Kopplungsbauteils 30 eingreifen und eine im Wesentlichen drehfeste sowie axial verschiebliche Verbindung mit dem Kopplungsbauteil 30 gewährleisten.
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In einer alternativen Ausführungsvariante des Kraftfahrzeuggetriebes ist der Formschlussring 36 als einstückiges Blechumformteil ausgebildet und weist die erste Verzahnung 68, die Konusfläche 38 und die Zähne 86 auf.
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Mit Blick auf die 13 und 14 fällt auf, dass die Verzahnungen 68, 70 mehrere in Drehrichtung verteilte Zähne 82 aufweisen, wobei jeder Zahn 82 der ersten Verzahnung 68 zwei zur Axialrichtung geneigte, entgegengesetzte Zahnflanken 84 aufweist, welche zur axial angrenzenden, zweiten Verzahnung 70 hin keilförmig zusammenlaufen. Analog weist jeder Zahn 82 der zweiten Verzahnung 70 zwei zur Axialrichtung geneigte, entgegengesetzte Zahnflanken 84 auf, welche axial zur ersten Verzahnung 68 hin keilförmig zusammenlaufen.
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Die 15 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Formschlussring-Federelements 60, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Wellfederpaket ausgebildet ist. Das Wellfederpaket wird stark vorgespannt in die Schaltvorrichtung 26 eingebaut und weist im eingespannten Zustand eine flache Federkennlinie sowie vorzugsweise eine Federkraft von mehreren Kilonewton, besonders bevorzugt in Größenordnung von etwa 5 kN auf.
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Schließlich zeigt die 16 eine Schaltvorrichtung 28, welche sich von der zuvor anhand der 2 bis 7 beschriebenen Schaltvorrichtung 26 lediglich dadurch unterscheidet, dass das Kopplungsbauteil 30 kein Getriebegehäuse 16, sondern die weitere Getriebewelle 24 oder das mit der weiteren Getriebewelle 24 fest verbundene Getriebewellenelement 43 ist.
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Dies bedeutet mit anderen Worten, dass sich die Kammer 46 mitsamt dem darin befindlichen Hydraulikfluid um die Getriebeachse A dreht. Aufgrund der Rotation des Hydraulikfluids entstehen in der Kammer 46 Fliehkräfte, die u. a. den Betätigungskörper 40 axial entgegen der Kraft des Betätigungskörper-Federelements 50 beaufschlagen und bei hoher Drehzahl der weiteren Getriebewelle 24 zu einem unerwünschten Reibkontakt zwischen dem Reibschlussring 32 und dem Betätigungskörper 40 führen können. Aus diesem Grund ist zur Fliehkraftkompensation eine Trennwand 90 vorgesehen, die im Zylinderabschnitt 44 des Getriebewellenelements 43 eine weitere Kammer 92 ausbildet, in der das Betätigungskörper-Federelement 50 aufgenommen ist. Die weitere Kammer 92 ist bei feststehender weiterer Getriebewelle 24 mit weitgehend drucklosem Hydraulikfluid gefüllt, sodass bei einer Rotation der weiteren Getriebewelle 24 nur Fliehkräfte wirken. Die aus den Fliehkräften des Hydraulikfluids in den Kammern 46, 92 resultierenden Axialkräfte auf den als Kolben ausgebildeten Betätigungskörper 40 heben sich dabei im Wesentlichen auf, sodass auf den Kolben keine unerwünschte, aus den Fliehkräften des Hydraulikfluids resultierende, drehzahlabhängige Axialkraft wirkt.
