DE102014220429A1

DE102014220429A1 - Schalteinheit für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben mit Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014220429A1
Application number: DE102014220429.1A
Authority: DE
Inventors: Eckhardt Luebke; Matthias NITSCH
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-04-28
Also published as: BR102015019717A2; CN105508596A; CN105508596B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben umfassend eine zur Auswahl von einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Schaltschienen axial verschiebbar und zum Schalten der Schaltschienen einen Schaltfinger aufweisende und um eine eigene Achse verschwenkbar angeordnete Schaltwelle, wobei die Schaltwelle senkrecht zu den Schaltschienen ausgerichtet ist, eine Verriegelungsvorrichtung, umfassend einen Verriegelungsabschnitt zur Verriegelung nichtausgewählter Schaltschienen und zur Freigabe einer ausgewählten Schaltschiene und einen Führungsabschnitt zur Führung der Verriegelungsvorrichtung, wobei die Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie bei einer axialen Bewegung der Schaltwelle zur Wahl der Schaltschiene mitgeführt wird und bei einer Verschwenkung der Schaltwelle zum Schalten der Schaltschiene freiläuft, dadurch gekennzeichnet dass die Verriegelungsvorrichtung eine Aussparung aufweist in die der Schaltfinger zumindest teilweise hindurchgreift, sodass der Schaltfinger ein aus der axialen Bewegung der Schaltwelle resultierendes Moment an den Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung zur Führung der Verriegelungsvorrichtung überträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben umfassend eine zur Auswahl von einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Schaltschienen axial verschiebbar und zum Schalten der Schaltschienen einen Schaltfinger aufweisende und um eine eigene Achse verschwenkbar angeordnete Schaltwelle, wobei die Schaltwelle senkrecht zu den Schaltschienen ausgerichtet ist, eine Verriegelungsvorrichtung, umfassend einen Verriegelungsabschnitt zur Verriegelung nichtausgewählter Schaltschienen und zur Freigabe einer ausgewählten Schaltschiene und einen Führungsabschnitt zur Führung der Verriegelungsvorrichtung, wobei die Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie bei einer axialen Bewegung der Schaltwelle zur Wahl der Schaltschiene mitgeführt wird und bei einer Verschwenkung der Schaltwelle zum Schalten der Schaltschiene freiläuft.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswählen von Schaltschienen mittels einer Schalteinheit für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe.
Zum leichteren Führen von leichten und schweren Nutzfahrzeugen kommen schon seit längerer Zeit automatisierte Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben zum Einsatz. Zur zusätzlichen Verbesserung von Schalteigenschaften und zur Reduzierung des Verbrauchs kommen im Bereich der leichten und schweren Nutzfahrzeuge vermehrt Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz.
Ein Doppelkupplungsgetriebe ermöglicht mittels zweier Stränge bzw. Teilgetriebe mit zwei Lastschaltkupplungen, das heißt mit einer Doppelkupplung, die jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet sind, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, sowie je nach Gangzahl formschlüssige unsynchronisierte Schaltkupplungen einen vollautomatischen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung, das heißt mit Hilfe der Doppelkupplung kann entweder der eine oder der andere Getriebezweig kraftschlüssig geschaltet werden, während in dem anderen Teilgetriebe ein Gang vorgewählt werden kann. Bei bekannten Teilgetriebeanordnungen trägt ein Teilgetriebe eine Anzahl von geraden Gängen, ein anderes eine Anzahl von ungeraden Gängen. Bei bekannten Bauarten sind gerade Gänge einer ersten Gruppe von Schaltschienen zugeordnet, die wiederum einem ersten Teilgetriebe zugeordnet sind, während ungerade Gänge einer zweiten Gruppe von Schaltschienen zugeordnet sind, die wiederum dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet sind. Ein Rückwärtsgang kann je nach Bauart dem einen oder dem anderen Teilgetriebe zugeordnet werden.
Bei Doppelkupplungsgetrieben für Nutzfahrzeuge besteht – analog zu automatisierten Schaltgetrieben für Nutzfahrzeuge – einerseits die Notwendigkeit Schaltschienen zu verriegeln, um ein ungewolltes Einlegen eines Ganges zu verhindern.
So soll mittels geeigneter Verriegelungsvorrichtungen verhindert werden, dass „falsche“ Gänge eingelegt werden, das heißt, dass nicht ein Gang einer gewünschten Schaltschiene sondern ein Gang einer anderen Schaltschiene eingelegt wird. So kann einerseits zum Beispiel bei einem Zurückschalten aus einem 5. Gang in einen 4. Gang versehentlich ein parallel neben dem 4. Gang angeordneter 3. Gang eingelegt werden. Dies würde aufgrund der im Allgemeinen hohen Fahrzeuggeschwindigkeit zu unzulässig hohen Drehzahlen führen und die Gefahr eines Getriebeschadens erheblich erhöhen. So kann zum Beispiel das Getriebe blockiert und/oder zerstört werden und eine für Fahrer und Passagiere gefährliche Situation hervorrufen. Andererseits kann der gegenteilige Fall eintreten, dass bei einem Heraufschalten eines Ganges ein zu hoher Gang eingelegt wird, nämlich anstelle des 4. Gangs der 7. Gang eingelegt wird. Dies hat zur Folge, dass eine optimale Getriebeübersetzung nicht mehr gewährleistet ist und aufgrund der nun längeren Übersetzung eine wesentlich geringere Beschleunigung anliegt, was unter Umständen zu einem Abwürgen des Motors führt und ebenfalls eine potentielle Gefahr für Fahrer und Passagiere darstellt.
Andererseits besteht die Notwendigkeit die Anzahl der Aktuatoren mit dazugehörenden Ventilen und Sensoren in einer Schalteinheit zu verringern, sodass die Teilevielzahl und damit verbundene Kosten und Gewicht reduziert wird.
So ist aus der DE 10 2011 017 663 A1 der Anmelderin bekannt, dass eine Schalteinrichtung eines automatisierten Fahrzeuggetriebes mit einem Hauptgetriebeteil und einem Nebengetriebeteil einen Aktuator aufweist, der eine Verriegelungseinrichtung zur Fixierung der nicht zu schaltenden Schaltstangen aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass bei Betätigung einer Schaltstange im Hauptgetriebeteil sowohl weitere Schaltstangen des Hauptgetriebeteils als auch die Schaltstange des Nebengetriebeteils durch die gleiche Verriegelungseinrichtung fixiert sind und bei Betätigung der Schaltstange des Nebengetriebeteils alle Schaltstangen des Hauptgetriebeteils fixiert sind.
Aus der DE10249048A1 der Anmelderin ist bekannt, für ein mehrgängiges Fahrzeuggetriebe mit einem Hauptgetriebeteil und wenigstens einem Gruppengetriebeteil Aktuatoren zur Betätigung von Schaltelementen im Hauptgetriebeteil und Aktuatoren zur Betätigung von Schaltelementen im Gruppengetriebeteil vorzusehen, wobei die Aktuatoren zur Betätigung der Schaltelemente im Hauptgetriebeteil auch die Schaltelemente im Gruppengetriebeteil betätigen.
Die Druckschrift EP2179200B1 wird als nächstliegender Stand der Technik angesehen und offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. Sie betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Verriegelungseinrichtung, wobei die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass diese bei einer axialen Verschiebung der Schaltwelle zur Vorauswahl der Gänge mitgeführt und bei einer Verschwenkung der Schaltachse zum Schalten der Gänge freiläuft.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und betriebssichere Schaltalteinheit mit Verriegelungsvorrichtung von Schaltschienen und ein Verfahren zur Auswahl dieser Schaltschienen für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Verriegelungsvorrichtung eine Aussparung aufweist, in die der Schaltfinger zumindest teilweise eingreift, sodass der Schaltfinger ein aus der axialen Bewegung der Schaltwelle resultierendes Moment an den Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung zur Führung der Verriegelungsvorrichtung überträgt.
Die Schalteinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sich mittels eines sich in einem Eingriff mit der Verriegelungsvorrichtung befindenden Schaltfingers die Verriegelungsvorrichtung in eine Wählrichtung im Wesentlichen rotationsfrei und im Wesentlichen ohne Heb- und/oder Senkbewegungen bewegen lässt, das heißt, es erfolgt im Wesentlichen keine Drehbewegung um die Achse der senkrecht zu den nebeneinander angeordneten Schaltschienen ausgerichteten Schaltwelle und/oder im Wesentlichen keine linear senkrechte Auf- und/oder Abbewegung senkrecht zur Achse der Schaltwelle. Dazu ist die Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet, dass sie bei einer axialen Bewegung der Schaltwelle zur Wahl der Schaltschiene mitgeführt wird und bei einer Verschwenkung der Schaltwelle zum Schalten der Schaltschiene freiläuft.
Der Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung steht mit dem Schaltfinger in einem ersten einem Wählvorgang entsprechenden Zustand mechanisch in Kontakt und in einem zweiten einem Schaltvorgang entsprechenden Zustand mechanisch nicht in Kontakt mit dem Schaltfinger und weist in einer Schaltrichtung, das heißt einer Richtung in Längserstreckung einer Schaltschiene, eine Öffnung auf, die breiter ist als eine Breite einer jeweiligen Schaltschiene, sodass eine ausgewählte Schaltschiene durch diese Öffnung hindurch geschaltet werden kann.
Die Verriegelungsvorrichtung lässt sich somit bei der Auswahl eines anderen Ganges, das heißt von einem geschalteten Gang in einen nächst höheren oder in einen nächst niedrigeren Gang oder in einen Rückwärtsgang, axial durch den Schaltfinger mechanisch mitbewegen, wobei ein ausgewählter Gang schaltbar wird, während der noch geschaltete alte Gang und alle weiteren passiven, das heißt entweder nicht geschaltete oder nicht ausgewählte Schaltschienen, in ihrer jeweiligen Neutralposition verriegelt werden.
Der Schaltfinger, der nicht nur eine Schaltbewegung sondern auch eine Wählbewegung durchführt, ist auch unter dem Begriff „Wählfinger“ und „Schalt-/Wählfinger“ bekannt.
Eine Getriebesteuerung wählt und schaltet Gänge nach Fahrerwunsch oder selbsttätig sequentiell, das heißt, ein Gang nach dem anderen wird geschaltet, ohne Gangsprünge zu machen.
Die Auswahl eines Ganges erfolgt durch axiale Verschiebung und das Schalten der Schaltschiene, das heißt das Einlegen eines Ganges, durch eine Schwenkbewegung der Schaltwelle. Bei der Schaltbewegung überträgt der mit der Schaltwelle verbundene Schaltfinger ein Schaltmoment von der von einem ersten Aktuator, einem Schaltaktuator, angetriebenen Schaltwelle auf die Schaltschiene und bewegt sie in ihrer Längserstreckung zum Schalten der Schaltschiene in eine von zwei Schaltpositionen oder in eine Neutralposition. Der Schaltfinger wird zu einer ausgewählten Schaltschiene mittels eines zweiten Aktuators, einem sogenannten Wählaktuator, in Achsrichtung der Schaltwelle bewegt. Bei dieser Wählbewegung des Schaltfingers wird ein aus der axialen Bewegung resultierendes Moment sowohl beim Auswählen höher liegender Gänge als auch tiefer liegende Gänge als auch eines Rückwärtsganges auf einen Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung übertragen, sodass die mit der Schaltwelle nicht fest verbundene Verriegelungsvorrichtung rein mechanisch in Wählrichtung mitgeführt wird.
Die Verriegelungsvorrichtung umfasst eine Aussparung die eine Schwenkbewegung des in diese Aussparung zumindest teilweise hindurchgreifenden Schaltfingers um die Achse der Schaltwelle zum Schalten der ausgewählten Schaltschiene zulässt. Die Aussparung erstreckt sich dabei von einem Verrieglungsabschnitt über einen Teil des Führungsabschnitts der Verrieglungsvorrichtung und weist eine Breite auf, die größer als eine Breite des Schaltfingers und größer als eine Breite einer Schaltschiene ist, wobei die Breite des Schaltfingers kleiner oder gleich der Breite der Schaltschiene ist. Die Aussparung kann sich bis zur Öffnung des Verriegelungsabschnitts erstrecken und in ihr aufgehen, das heißt Öffnung und Aussparung wären in diesem Fall integral ausgeführt.
Bei der erfindungsgemäßen Schalteinheit handelt es sich um eine sogenannte „Schalten-Wählen“-Auslegung, das heißt, im Gegensatz zu einer „Schalten-Schalten“-Auslegung, bei der jede einzelne Schaltschiene zum Schalten eines Ganges jeweils durch einen Schaltaktuator geschaltet wird, das heißt jeder Schaltschiene ein separater Schaltaktuator zugeordnet ist, werden erfindungsgemäß die Schaltschienen von nur einem Schaltaktuator betätigt.
Es hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Schalteinheit mit maximal zwei Aktuatoren zum Schalten und Wählen betätigt werden kann.
Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Schalteinheit besonders für leichte und schwere Nutzfahrzeuge wie zum Beispiel leichte und schwere Lastkraftwagen, Busse und Industriefahrzeuge wie Dumper, ein besseres Verhältnis aus Anzahl der Schaltaktuatoren und Anzahl der zu betätigenden Schaltschienen bereitstellen kann als bisherige Schalten-Schalten-Auslegungen. So ist das Verhältnis bei der erfindungsgemäßen Schalteinheit 1/n wobei n die Anzahl der Schaltschienen darstellt, während bei Schalten-Schalten-Auslegungen besagtes Verhältnis 1:1 ist. Gerade bei Fahrzeugen mit einer hohen Anzahl an Gängen ist das Potential hinsichtlich Gewichtseinsparung und Kostenreduktion groß.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist das automatisierte Fahrzeuggetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe wird bei einem Gangwechsel entsprechend von einem ersten Getriebezweig bzw. ersten Teilgetriebe in einen zweiten Getriebezweig bzw. zweites Teilgetriebe kraftschlüssig geschaltet, während dann in dem anderen Teilgetriebe ein Gang ausgewählt werden kann. Wähl- und Schaltbewegungen werden von der axial verschiebbaren und um die eigene Achse verschwenkbaren Schaltwelle übertragen. Durch die Verwendung eines Doppelkupplungsgetriebes kann ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, was neben einem agiler wirkenden Fahrzeug auch eine schnellere Beschleunigung des Fahrzeugs ermöglicht.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Schalteinheit durch die Verriegelung passiver Schaltschienen bei gleichzeitiger Verriegelung der einen geschalteten Schaltschiene, einen Fail-safe-Betrieb bei Fahrzeugen mit Doppelkupplungsgetriebe ermöglicht, das heißt im Fahrbetrieb ist immer mindestens ein Vorwärtsgang des einen Teilgetriebes eingelegt, der es einem Fahrzeugführer zum Beispiel im Falle einer Störung der Aktuatorik und einem damit verbundenen Nichteinlegen des neuen ausgewählten Ganges des anderen Teilgetriebes ermöglicht, das Fahrzeug mit dem geschalteten Gang zumindest behelfsmäßig zu führen. Mit anderen Worten: Es ist immer ein Gang zumindest eines der beiden Teilgetriebe geschaltet. Insbesondere bei Bergauf- oder Bergabfahrten kann ein geschalteter Gang bei Problemen mit der Schaltaktuatorik einen zu großen Antriebsverlust bzw. eine zu schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs verhindern.
Darüber hinaus ist vorzugsweise eine erste Gruppe von Schaltschienen dem ersten Teilgetriebe und eine zweite Gruppe von Schaltschienen dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet. So lassen sich zum Beispiel gerade Gänge dem ersten Teilgetriebe und ungerade Gänge dem zweiten Teilgetriebe oder andersherum, die geraden dem zweiten und die ungeraden dem ersten Teilgetriebe zuordnen. Ein Rückwärtsgang kann entweder dem einen oder dem anderen Teilgetriebe zugeordnet werden. Durch diese Zuordnung können Auswahlvorgänge einfacher durchgeführt werden. So schaltet der Schaltfinger einen Gang einer Schaltschiene und wählt anschließend einen anderen Gang einer anderen Schaltschiene aus. Durch diese Zuordnung gelingt es, dass je Teilgetriebe immer ein Gang schaltbar ist, was einen vollautomatischen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht. Zum Beispiel kann bei einem Getriebe mit sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang der 1. und 3. Gang der ersten, der 2. und 4. Gang der zweiten, der 5. und 7. Gang der dritten und der 6. und der Rückwärtsgang der vierten Schaltschiene zugeordnet werden. Das Schalten der Gänge 1, 3 und 5 erfolgt dabei in einer ersten Längsrichtung der Schaltschienen während das Schalten der Gänge 2, 4 und 6 in einer zweiten der ersten Längsrichtung entgegengesetzten Längsrichtung der Schaltschienen erfolgt. Ein Heraufschalten der Gänge 1 bis 4 und 7 kann direkt erfolgen, das heißt, ein dem jeweiligen anderen Teilgetriebe zugeordneter Gang wird der Reihe nach ausgewählt und geschaltet, das heißt der Schaltfinger wird nach dem Schalten in diejenige Schaltschiene bewegt, die den nächst höheren Gang schaltet. Beim Schalten des höheren Ganges einer Schaltschiene wird hierbei gleichzeitig der niedrigere Gang entriegelt. Ist zum Beispiel der 1. Gang geschaltet, wählt der Schaltfinger den zweiten Gang auf der benachbarten Schaltschiene aus. Ist dieser dann geschaltet, wählt der Schaltfinger den 3. Gang aus, wobei gleichzeitig der 1. Gang entriegelt wird. Danach wird der 4. Gang ausgewählt, was gleichzeitig den 2. Gang entriegelt. Das Schalten des 7. Ganges entriegelt den 5. Gang. Das Schalten der Gänge von 4 auf 5 und 5 auf 6 erfordert, dass vor dem Auswählen des neuen Ganges ein Gang einer Schaltschiene entriegelt werden muss, die anschließend nicht ausgewählt wird. Das heißt, bei der Auswahl des 5. Ganges muss nun zunächst der 3. Gang auf der ersten Schaltschiene entriegelt werden, das heißt der Schaltfinger wird zunächst zum Entriegeln des dritten Ganges in die erste Schaltschiene und anschließend zum Schalten des 5. Ganges in die 3. Schaltschiene bewegt. Beim Auswählen des 6. Ganges muss zunächst der 4. Gang auf der zweiten Schaltschiene entriegelt werden, bevor der 6 Gang auf der vierten Schaltschiene ausgewählt und geschaltet werden kann.
Bei einem Runterschalten der Gänge verhält es sich analog, das heißt, das Runterschalten der Gänge 7 bis 5 und 3 bis 1 kann direkt erfolgen. Beim Runterschalten von Gang 5 auf Gang 4 muss zunächst Gang 6 der vierten Schaltschiene und beim Runterschalten von Gang 4 auf Gang 3 Gang 5 der dritten Schaltschiene entriegelt werden.
Weiter bevorzugt ist es, dass die Schaltschienen Öffnungen aufweisen, in die der Schaltfinger zum Wählen einer Schaltschiene und zum Schalten der Schaltschiene eingreift. Die Öffnungen der einzelnen Schaltschienen bilden querab zu diesen eine Wählgasse, die im Wesentlichen parallel zur Schaltwelle verläuft. Durch die Öffnungen der Schaltschienen wird ein Eingriff des Schaltfingers in die Schaltschiene zum Wählen und zum Schalten und die Führung des Schaltfingers erleichtert. Zum Schalten der Schaltschiene wird der Schaltfinger zumindest teilweise durch die Wählgasse in die Öffnung der ausgewählten Schaltschiene bewegt und wirkt über eine Oberfläche eines Schaltfingerkopfes auf eine der beiden Innenbewandungen der Öffnung einer Schaltschiene in Längsrichtung der Schaltschiene und überträgt so das Schaltmoment der Schaltwelle auf die Schaltschiene.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass jeweils eine Schaltschiene eine Mehrzahl an Verriegelungsmäulern zum formschlüssigen Eingriff eines den Verriegelungsabschnitt bildenden ersten Endes der Verriegelungsvorrichtung aufweist, wobei die Verriegelungsmäuler eine Bewegung der Verrieglungsvorrichtung parallel zur Schaltwelle zulassen. So gibt die Verriegelungsvorrichtung gleichzeitig eine ausgewählte Schaltschiene über eine Aussparung der Verriegelungsvorrichtung frei und verriegelt durch den Eingriff in die Verriegelungsmäuler sowohl eine geschaltete Schaltschiene als auch die übrigen Schaltschienen formschlüssig. Bei einer Auswahl eines nächsten Ganges wird die Verrieglungsvorrichtung durch den Schaltfinger axial mitgeführt, wobei sie dann die ausgewählte Schaltschiene freigibt, die vormals freigegebene und nun geschaltete Schaltschiene formschlüssig verriegelt und die übrigen Schaltschienen weiterhin in ihrer jeweiligen Position formschlüssig verriegelt.
Darüber hinaus ist es besonders bevorzugt, dass jeweils eine Schaltschiene drei Verriegelungsmäuler zum formschlüssigen Eingriff eines den Verriegelungsabschnitt bildenden ersten Endes der Verriegelungsvorrichtung aufweist, wobei die Verriegelungsmäuler der jeweiligen Schaltschiene auf einer gleichen Seite der Schaltwelle angeordnet sind. Die Verriegelungsmäuler sind derart angeordnet, dass in einem nichtgeschaltetem Zustand aller Schaltschienen ein jeweiliges erstes, zweites und drittes Verriegelungsmaul einer ersten Schaltschiene mit den jeweiligen ersten, zweiten und dritten Verriegelungsmäulern der übrigen Schaltschienen fluchtend sind. Dabei befinden sich die Verriegelungsmäuler auf derselben Seite der Schaltwelle, das heißt die eine Wählgasse bildenden Öffnungen der Schaltschienen sind zwischen der Schaltwelle und einem jeweiligen ersten Verriegelungsmaul einer jeweiligen Schaltschiene angeordnet. Die Anordnung der Verriegelungsmäuler auf derselben Seite der Schaltwelle bietet den Vorteil, dass der Verriegelungsabschnitt einfacher durch die Verriegelungsmäuler zu „manövrieren“ ist, das heißt leichter durch die Verriegelungsmäuler axial zu führen ist, als wenn auf beiden Seiten der Schaltwelle ein Verriegelungsabschnitt vorhanden wäre, der jeweils durch die Verriegelungsmäuler axial geführt werden müsste.
Die Verriegelungsmäuler sind weiterhin derart angeordnet, dass jeweils ein erstes Verriegelungsmaul einer ersten Schaltschiene mit den jeweiligen mit dem einen ersten Verriegelungsmaul fluchtenden Verriegelungsmäulern der übrigen Schaltschienen bei einer jeden möglichen Schaltposition einer oder zweier Schaltschienen und einer Neutralposition der übrigen Schaltschienen eine Verriegelungsgasse bildet, in die ein den Verriegelungsabschnitt bildendes erstes Ende der Verriegelungsvorrichtung formschlüssig eingreift.
Die Verriegelungsgasse verläuft im Wesentlichen parallel zur Schaltwelle und weist über eine Länge der Verriegelungsgasse einen gleichen senkrechten Abstand zur Schaltwelle auf, wobei besagter Abstand größenmäßig immer dem Abstand entspricht, der zwischen einer von einem zwischen zwei Verriegelungsmäulern angeordneten mittleren Verriegelungsmaul einer jeweiligen Schaltschiene gebildeten Verriegelungsgasse und der Schaltwelle besteht.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird unabhängig einer jeweiligen Position einer Schaltschiene, geschaltet oder neutral, immer eine von Verriegelungsmäulern definierte Verriegelungsgasse gebildet, in die zumindest ein wesentlicher Teil des Verriegelungsabschnitts über seine Länge hinweg formschlüssig eingreift. Bei einer Auswahl einer der geschalteten Schaltschiene vor- oder nachgeordneten Schaltschiene können die geschaltete Schaltschiene in ihrer jeweiligen geschalteten Position und nichtausgewählte Schaltschienen in ihrer jeweiligen Neutralstellung durch die Verriegelungsvorrichtung in der Verriegelungsgasse verriegelt werden, während die ausgewählte Schaltschiene durch die Verriegelungsvorrichtung zum Schalten freigegeben wird.
Ist zum Beispiel ein erster einer ersten Schaltschiene zugeordneter Gang geschaltet, und ein zweiter einer zweiten Schaltschiene zugeordneter Gang ausgewählt, so bildet das erste bzw. das dritte Verriegelungsmaul der ersten Schaltschiene mit dem ersten bzw. dem dritten Verrieglungsmaul der zweiten Schaltschiene und mit dem jeweils zweiten, dem mittleren, Verriegelungsmaul der übrigen Schaltschienen die Verriegelungsgasse. Bei einer Auswahl eines neuen Ganges durch den Schaltfinger wird der Verriegelungsabschnitt entlang der Verriegelungsgasse mit der Wählbewegung geführt, bis der Schaltfinger die Aussparung über die zu schaltende Schaltschiene führt, sodass sich eine Breite der Aussparung mit einer Breite der ausgewählten Schaltschiene deckt, wobei der wesentliche Teil des Verriegelungsabschnitts über seine Länge hinweg immer im Eingriff mit der Verriegelungsgasse ist, sodass die Schaltschienen bis auf die ausgewählte Schaltschiene, immer verriegelt bleiben. Das heißt weiterhin, dass der Verriegelungsabschnitts im Laufe eines Schaltprozesses durch eine sich immer wieder aus den einzelnen Verriegelungsmäulern neu zusammensetzende Verriegelungsgasse geführt wird.
Idealerweise weisen die einzelnen Verriegelungsmäuler derselben Schaltschiene einen gleichen Abstand zueinander. Dass nur ein wesentlicher Teil des Verriegelungsabschnitts in Eingriff sein muss, bedeutet, dass der Verriegelungsabschnitt länger sein kann, als eine Breite einer Gesamtanordnung der Schaltschienen bestehend aus den Breiten der einzelnen Schaltschienen und die zwischen ihnen liegenden Abstände.
Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass der Führungsabschnitt der Verrieglungsvorrichtung in einem Grundrissschnitt die Geometrie eines U-Profils aufweist. Das heißt, die Aussparung erstreckt sich von dem Verriegelungsabschnitt über einen Teil des Führungsabschnitts derart, dass, von einer Draufsicht gesehen, ein U-Profil des Führungsabschnitts entsteht. Dadurch kann in Abhängigkeit einer ersten oder einer zweiten Richtung der Wählbewegung das aus der axialen Bewegung der Schaltwelle resultierende Moment über den Schaltfinger in vorteilhafter Weise in einen ersten oder in einen zweiten Übertragungsabschnitt des Führungsabschnitts der Verriegelungsvorrichtung eingeleitet werden. Idealerweise ist das U-Profil symmetrisch, das heißt die Aussparung teilt die Verriegelungsvorrichtung in zwei im Wesentlichen gleich große und gleich schwere Übertragungsabschnitte. Der Schaltfinger greift dann nahezu mittig in den Führungsabschnitt ein und führt die Verriegelungsvorrichtung in eine der beiden axialen Richtungen der Schaltwelle. Eine optimale Kraftübertragung des Schaltfingers auf den Führungsabschnitt erfolgt dann, wenn der Schaltfinger den Führungsabschnitt mittig auf Höhe eines Schwerpunktes des U-Profils führt.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Verriegelungsvorrichtung auf einer Oberfläche der jeweiligen Schaltschiene aufliegend zwischen den Schaltschienen und der Schaltwelle angeordnet ist. Die Vorrichtung wird auf die Schaltschienen aufgelegt, sodass sie mechanisch ständig mit einer Mehrzahl an Oberflächen der Schaltschienen in Kontakt steht. Dadurch kann eine masseeinsparende Konstruktion realisiert werden, da auf etwaige Befestigungselemente verzichtet wird.
Weiter bevorzugt ist es, dass die Schaltschienen Öffnungen aufweisen, in die der Schaltfinger zum Wählen einer Schaltschiene und zum Schalten der Schaltschiene eingreift. Die Öffnungen der einzelnen Schaltschienen bilden querab zu ihnen eine Wählgasse die im Wesentlichen parallel zur Schaltwelle verläuft. Durch die Öffnungen wird ein Eingriff des Schaltfingers in die Schaltschiene zum Wählen und zum Schalten und die Führung des Schaltfingers erleichtert. Zum Schalten der Schaltschiene wirkt der Schaltfinger über eine Oberfläche eines Schaltfingerkopfes auf eine der beiden Innenbewandungen der Öffnung in Längsrichtung der Schaltschiene und überträgt so das Schaltmoment der Schaltwelle auf die Schaltschiene.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schaltfinger in einem Freiraum benachbarter Schaltschienen verschwenkt. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Schaltschiene, in deren Öffnung der Schaltfinger nicht einzig durch die Axialbewegung der Schaltwelle verbracht werden kann, auswählbar ist. In diesem Fall erfolgt die Auswahl der Schaltschiene, indem der Schaltfinger zunächst in einen Freiraum benachbarter Schaltschienen bewegt, in diesem Freiraum verschwenkt und anschließend durch eine axiale Bewegung der Schaltwelle mit einer Öffnung der geschalteten Schaltschiene in Eingriff gebracht. Für den umgekehrten Fall wird der Schaltfinger in eine der beiden Auswahlrichtungen axial zur Schaltwelle aus der Öffnung der geschalteten Schaltschiene in einen Raum zwischen zwei Schaltschienen bewegt und aus einer geschalteten Lage in eine neutrale Stellung verschwenkt. Weiterhin kann der Schaltfinger aus einer Öffnung einer geschalteten Schaltschiene zur Auswahl in eine andere Öffnung einer anderen in die gleiche Richtung geschaltete Schaltschiene ohne Verschwenken durch Axialbewegung der Schaltwelle bewegt werden.
Durch die Möglichkeit den Schaltfinger axial zu bewegen und in dem Freiraum zu verschwenken kann der Schaltfinger einfacher durch Öffnungen geschalteter und/oder nicht geschalteter Schaltschienen „hindurchmanövriert“ werden. So kann es sein, dass die Auswahl einer bestimmten Schaltschiene erst nach einer Abfolge aufeinanderfolgender Schwenk- und/oder Axialbewegungen des Schaltfingers möglich ist, so wie dies zum Beispiel beim Heraufschalten der Gänge von 4 auf 6 oder beim Runterschalten der Gänge von 5 auf 3 der Fall ist.
Für diese bevorzugte Ausführungsform ist eine erste Breite des Schaltfingers kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten Schaltschienen.
Weiter bevorzugt ist es, dass der Schaltfinger ein mit der Schaltwelle gekoppeltes Federelement umfasst, wobei das Federelement ausgebildet ist, den Schaltfinger von einem ersten vorgespannten Zustand in einen zweiten weniger vorgespannten Zustand zu überführen und umgekehrt. Ein Schaltfingerkopf liegt mit einem äußeren Ende auf einer Oberfläche einer Schaltschiene und wird zur Auswahl der Schaltschiene durch eine Drehbewegung der Schaltwelle in die Öffnung der Schaltschiene hineingedreht. Dabei überkommt der Schaltfingerkopf eine Federkraft des Federelements und wird zusammengedrückt bis er schließlich oberhalb der Öffnung der Schaltschiene aus einem maximal gespannten Zustand durch das Federelement in einen weniger gespannten Zustand überführt wird und somit entlastet wird.
Die Verwendung eines Schaltfingers mit einem erfindungsgemäßen Federelement ermöglicht eine kompaktere Bauweise der Schalteinheit, da kein Freiraum zwischen den Schaltschienen zum Verschwenken des Schaltfingers benötigt wird. Durch diese Verringerung der Abstände zwischen den Schaltschienen kann auch eine kürzere Schaltwelle realisiert werden. Das heißt auch, dass ein ein Federelement umfassender Schaltfinger eine Breite aufweisen kann, die größer als ein Abstand benachbarter Schaltschienen ist.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass eine einen Schaltfinger mit Federelement führende Öffnung einer Schaltschiene in einer Schaltposition ein Herausschwenken des Schaltfingers zulässt. Das heißt, der Schaltfinger verlässt in Schaltrichtung durch Herausdrehen des Schaltfingers die Öffnung. Dazu wird der Schaltfingerkopf in Schaltrichtung gegen eine Innenbewandung der Öffnung gedrückt, wodurch die Federkraft überwunden wird bis der Schaltfinger derart gestaucht ist, dass er aus der Öffnung in Längsrichtung der Schaltschiene herausgedreht werden kann.
In bevorzugter Weise weist eine Oberfläche eines Schaltfingerkopfes eine nach außen gewölbte Geometrie auf. Insbesondere weist der Schaltfingerkopf im Querschnitt im Wesentlichen eine bikonvexe Geometrie auf. So kann der Schaltvorgang in beide Schaltrichtungen über eine Kontaktfläche im Bereich eines Scheitelpunktes des Schaltfingerkopfes erfolgen, ohne dass beim Schalten das Federelement zusammengestaucht wird. Ist die Schaltschiene geschaltet, kann der Schaltfingerkopf über einen konvexen Abschnitt des Schaltfingerkopfes gestaucht werden und so mit einer Drehbewegung in Schaltrichtung aus der Öffnung herausgedreht werden.
Besonders ist bevorzugt, dass es sich bei den Verriegelungsmäulern um Nuten mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitten handelt, wobei das den Verriegelungsabschnitt bildende erste Ende der Verriegelungsvorrichtung eine dazu korrespondierende winkelförmige Geometrie aufweist. Durch die im Wesentlichen rechteckige bzw. winkelförmige Geometrie wird ein optimaler Formschluss gewährleistet. Die winkelförmige Geometrie weist vorzugsweise einen Winkel zwischen 85° und 95°, insbesondere einen rechteckigen Winkel auf, so dass das Verriegelungsblech im Querschnitt die Form eines L-Profils aufweist.
Insbesondere ist bevorzugt, dass es sich bei der Verriegelungsvorrichtung um ein Verriegelungsblech handelt. Das für das Blech verwendete Material kann ein beinahe jedes für die Fahrzeugtechnik übliches Metall sein.
Es ist bevorzugt, dass die Schaltwelle zur axialen Bewegung von einem ersten Wählaktuator und zur Schwenkbewegung von einem zweiten Schaltaktuator angetrieben ist, wobei beide Aktuatoren jeweils entweder einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb aufweisen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass zum Ausführen einer Wählbewegung und einer Schaltbewegung eines Schaltfingers eine gemeinsame Antriebseinrichtung vorgesehen ist, umfassend einen als elektrisch angetriebenen Spindeltrieb, der als Spindelmutter einen zum Ausführen der Wählbewegung und der Schaltbewegung umschaltbaren Schaltfinger aufweist, und einen als Umschaltelement ausgebildeten Wählmagneten zum Umschalten des Schaltfingers zwischen einer Wählposition und einer Schaltposition.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Auswählen einer Schaltschiene einer Schalteinheit, insbesondere nach einer zuvor beschriebenen Schalteinheit oder einer ihrer Fortbildungen, wobei diejenigen Fortbildungen ausgenommen sind, welche einen an der Schaltwelle federgelagerten Schaltfinger aufweisen, umfassend die Schritte: Bewegen des Schaltfingers mittels einer axialen Bewegung der Schaltwelle aus einer ersten Öffnung einer ersten Schaltschiene in einen Zwischenraum der ersten und einer zweiten Schaltschiene, Verschwenken des Schaltfingers um die Längsachse der Schaltwelle in Richtung einer zweiten Öffnung der zweiten Schaltschiene und Bewegen des Schaltfingers mittels der axialen Bewegung der Schaltwelle aus dem Zwischenraum der beiden Schaltschienen in die zweite Öffnung der zweiten Schaltschiene, wobei ein Verschwenkwinkel des Schaltfingers im zweiten Schritt im Wesentlichen 0° beträgt, wenn beide Schaltschienen in einer Neutralposition sind oder wenn beide Schaltschienen in eine gleiche Schaltrichtung geschaltet sind. Wenn die Öffnungen der Schaltschienen „auf gleicher Höhe sind“, das heißt in der Neutralposition sind oder wenn beide Schaltschienen in die gleiche Schaltrichtung geschaltet sind, beträgt der Verschwenkwinkel, um den der Schaltfinger von der ersten Öffnung der ersten Schaltschiene in Richtung der zweiten Öffnung der zweiten Schaltschiene verschwenkt wird, idealerweise 0°, sodass tatsächlich keine Verschwenkung erfolgen braucht. „Im Wesentlichen“ bedeutet, dass es toleranzbedingt vorkommen kann, dass der Verschwenkwinkel auch auf gleicher Höhe der Öffnungen bis zu 2° betragen kann.
Darüber hinaus wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Auswählen einer Schaltschiene einer Schalteinheit, insbesondere nach einer zuvor beschriebenen Schalteinheit mit einem an der Schaltwelle federgelagerten Schaltfinger, umfassend die Schritte: Verbringen eines sich mit einer Öffnung einer Schaltschiene in Eingriff befindenden und über ein Federelement (60) mit der Schaltwelle gekoppelten Schaltfingers auf eine Oberfläche der Schaltschiene durch Drücken eines Schaltfingerkopfes des Schaltfingers gegen eine Innenbewandung der Öffnung zur Überwindung einer Federkraft des Federelements mittels einer Schwenkbewegung der Schaltwelle und Herausschwenken des Schaltfingers mittels der Schwenkbewegung der Schaltwelle, Bewegen des zumindest teilweise auf der Oberfläche der Schaltschiene aufliegenden Schaltfingers mittels einer axialen Bewegung der Schaltwelle zur Positionierung auf einer anderen Schaltschiene, Verschwenken eines äußeren Endes eines Schaltfingerkopfes gegen die Oberfläche der ausgewählten Schaltschiene zur Überwindung einer Federkraft des Federelements zum Verbringen des Schaltfingers in die Öffnung der ausgewählten Schaltschiene.
Die erfindungsgemäße Schalteinheit mit einer Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer geschalteten Schaltschiene und nicht ausgewählten Schaltschienen und zum Freigeben einer ausgewählten Schaltschiene, wobei ein in eine Aussparung der Verriegelungsvorrichtung eingreifender mit einer axial verschiebbaren und zu den Schaltschienen senkrecht ausgerichteten Schaltwelle verbundener Schaltfinger ein aus der axialen Bewegung der Schaltwelle resultierendes Moment an einen Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung zur Führung der Verriegelungsvorrichtung überträgt, kann insbesondere für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben zur Reduzierung der Schaltaktuatoren verwendet werden. Diese Art der Verwendung ist besonders dann vorteilhaft, wenn durch eine Verringerung der Schaltaktuatoren eine Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung einerseits und eine Implementierung eines Fail-safe-Betriebs andererseits erreicht werden soll.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schalteinrichtung mit Verrieglungsvorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer dreidimensionalen Ansicht,
2 einen näheren Ausschnitt der 1 ohne Verriegelungsvorrichtung,
3 eine erste schematische Anordnung der Schaltstangen in Draufsicht,
4a eine erste schematische Draufsicht einer Verriegelungsvorrichtung,
4b eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsvorrichtung von 4a,
5a–5h eine weitere schematische Anordnung der Schaltstangen in Draufsicht,
6a–6b eine schematische Ansicht eines Schaltfingers mit Federelement,
7 eine gemeinsame Antriebseinrichtung für Wählen/Schalten in perspektivischer Sicht,
8 zeigt eine schematische Ansicht der Antriebseinrichtung aus 7 und
9 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Antriebseinrichtung aus 7.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schalteinrichtung 1 mit einer Verriegelungsvorrichtung 5 für ein nicht dargestelltes als 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebe (Dual Clutch Transmission, DCT) ausgeführtes automatisiertes Fahrzeuggetriebe. Die Schalteinheit umfasst eine Schaltwelle 2, die in Pfeilrichtung 6 axial verschiebbar und in Pfeilrichtung 7 um eine eigene Achse schwenkbar angeordnet ist. Ein mit der Schaltwelle 2 verbundener Schaltfinger 4 überträgt Schaltbewegungen von der Schaltwelle 2 in Pfeilrichtung 7 über nebeneinander angeordnete Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 an das nicht gezeigte automatisierte Fahrzeuggetriebe. Die Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 sind dabei parallel zueinander und senkrecht zur Schaltwelle 2 ausgerichtet und weisen einen Abstand zueinander auf, der größer ist als eine Breite des Schaltfingers und einen Freiraum 14, 24 und 34 zwischen den Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 definiert.
Zur Durchführung einer Wählbewegung und zum Schalten einer Schaltschiene 10, 20, 30, 40 wird der Schaltfinger 4 in Pfeilrichtung 6 entlang einer in 2 deutlich erkennbaren Wählgasse 8 in eine gewünschte Öffnung 15, 25, 35 oder 45 bewegt. Durch eine Schwenkbewegung der Schaltwelle 2 entlang der Pfeilrichtung 7 wird der Schaltfinger 4 um die Achse der Schaltwelle 2 verschwenkt. Der Schaltfinger 2 wirkt durch die Verschwenkung in der ausgewählten Öffnung auf die Schaltschiene, indem er ein Schaltmoment der Schaltwelle überträgt und schiebt die ausgewählte Schaltschiene in Abhängigkeit der Schwenkrichtung 7 in 1 nach links unten oder nach rechts oben und legt so den ausgewählten Gang ein.
Um einerseits zu verhindern, dass durch eine Betätigung einer benachbarten Schaltschiene versehentlich eine nicht ausgewählte Schaltschiene geschaltet wird und andererseits zu gewährleisten, dass gleichzeitig nichtausgewählte Schaltschienen in ihrer jeweiligen Position verriegelt werden, umfasst die Schalteinheit ein Verriegelungsblech 5.
Das Verriegelungsblech 5 ist als ein im Querschnitt L-förmiges und als ein im Grundrissschnitt U-förmiges Verriegelungsblech 5 ausgebildet und weist einen Verriegelungsabschnitt 54 mit einer Öffnung 51 und einen dazu rechtwinkligen Führungsabschnitt 54 mit einer Aussparung 52 auf. Der Führungsabschnitt 53 liegt auf Oberflächen der Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 auf während der Verrieglungsabschnitt 54 mit einem ersten Ende 55 in eine von Verriegelungsnuten 11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43 gebildete Verriegelungsgasse 9 der Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 formschlüssig eingreift. Zur besseren Führung des Verriegelungsblechs 5 entlang des Pfeils 6 greift der Schaltfinger 4 durch die die Schwenkbewegung des Schaltfingers 4 zulassende Aussparung 52 in den Führungsabschnitt 53 des Verriegelungsblechs 5 ein. Bei der Wählbewegung entlang des Pfeils 6 überträgt der Schaltfinger 4 ein aus der axialen Bewegung resultierendes Moment an den Führungsabschnitt 53 und schiebt so das Verriegelungsblech mechanisch quer zu den Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 und parallel zur Schaltwelle 2, wobei vier mit dem ersten Ende 55 des Verriegelungsabschnitts 54 im Eingriff befindlichen Verriegelungsnuten diese axiale Bewegung des Verriegelungsblechs zulassen. In 1 sind dies die jeweils mittleren Verriegelungsnuten 12, 22, 32 und 42.
Der Verriegelungsabschnitt 54 weist zum Freilaufen einer ausgewählten Schaltschiene eine Öffnung 51 mit einer Breite 56 auf, die breiter ist als eine Breite einer der Schaltschienen 10, 20, 30 oder 40. Die Breite 56 der Öffnung 51 ist derart an eine Breite einer jeweiligen Schaltschiene angepasst, dass der Verriegelungsabschnitt je nach Lage über die Öffnung 51 die ausgewählte Schaltschiene freilaufen lässt und gleichzeitig alle übrigen Schaltschienen in ihrer jeweiligen Position formschlüssig verriegelt. Wie in 1, 4a und 4b erkennbar, geht die Öffnung 51 des Verriegelungsabschnitts 54 in eine langlochförmige Aussparung 52 des Führungsabschnitts über, sodass die Breite 56 der Öffnung 51 und eine Breite 57 der Aussparung 54 gleich groß sind.
Den Schaltschienen 10, 20, 30 und 40 sind sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang zugeordnet, die wiederum zwei Teilgetrieben zugeordnet sind. Schaltschiene 10 schaltet die Gänge 1 und 3 (was dem dargestellten Buchstaben A bzw. B entspricht) und Schaltschiene 30 die Gänge 5 und 7 (E bzw. F) eines ersten Teilgetriebes. Schaltschiene 20 schaltet die Gänge 2 und 4 (C bzw. D) und Schaltschiene 40 schaltet Gang 6 (G) und den Rückwärtsgang eines zweiten Teilgetriebes.
Die in 1 dargestellte Position des Schaltfingers in der nicht erkennbaren Öffnung 25 der Schaltschiene 20 entspricht einer Momentaufnahme einer Wählbewegung entlang des Pfeils 6 von dem Rückwärtsgang der Schaltschiene 40 zu dem 1. Gang der Schaltschiene 10 oder umgekehrt. In dieser Momentaufnahme sind alle Schaltschienen 10, 20, 30, 40 in einer Neutralstellung, das heißt in einer nicht geschalteten Position. In der Verriegelungsgasse 9 verriegelt der Verriegelungsabschnitt 54 die nicht ausgewählten Schaltschienen 10, 30 und 40 und lässt die ausgewählte Schaltschiene 20 freilaufen.
Die Schaltschienen 10, 20, 30, 40 weisen jeweils drei Verriegelungsnuten 11, 12, 13 bzw. 21, 22, 23 bzw. 31, 32, 33 bzw. 41, 42, 43 auf, die in gleichem Abstand zueinander versetzt und auf einer gleichen Seite der Schaltwelle 2 angeordnet sind, das heißt die Wählgasse 8 liegt zwischen der Schaltwelle 2 und den Verrieglungsnuten 11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43. Sind die Schaltschienen 10, 20, 30, 40 alle in ihrer Neutralstellung, ist eine jeweils erste, zweite und dritte Verriegelungsnut 11, 12, 13 einer ersten Schaltschiene 10 mit den ersten, zweiten und dritten Verriegelungsnuten 21, 22, 23 bzw. 31, 32, 33 bzw. 41, 42, 43 der übrigen Schaltschienen 20, 30 und 40 fluchtend und die Verriegelungsgasse 9 wird von den jeweils zweiten Verriegelungsnuten 12, 22, 32 und 42 gebildet. Die sich aus vier Verriegelungsnuten zusammensetzende Verriegelungsgasse 9 wird durch eine Schaltbewegung insofern verändert, dass eine die Verriegelungsgasse 9 mitbildende Verriegelungsnut „weggeschaltet“ wird und eine andere Verriegelungsnut derselben Schaltschiene anstelle der weggeschalteten Verriegelungsnut tritt und so eine Verriegelungsasse mit neu zusammengesetzten Verriegelungsnuten entsteht.
Dadurch wird unabhängig einer Schaltposition oder einer Neutralstellung einer jeweiligen Schaltschiene 10, 20, 30, 40 die Verriegelungsgasse 9 gebildet, in welcher das erste Ende 55 des Verriegelungsabschnitts 54 formschlüssig in Eingriff ist. Das heißt, in Abhängigkeit einer aktuellen Schaltposition können zum Beispiel zwei erste Verriegelungsnuten 11, 21 einer ersten und zweiten Schaltschiene 10, 20 und zwei zweite Verriegelungsnuten 32, 42 einer dritten und vierten Schaltschiene 30, 40 die Verriegelungsgasse 9 bilden, wie dies in 5b gezeigt ist.
Funktionell betrachtet wird das Verriegelungsblech 5 mittels Schaltfinger 4 entlang der Pfeilrichtung 6 durch die sich aus den Verriegelungsnuten 11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43 mit jedem Schaltvorgang neu zusammensetzende Verriegelungsgasse 9 „hindurchmanövriert“. Dabei wird das Verriegelungsblech 5 ausschließlich durch die axiale Bewegung der Schaltwelle 2 über den Schaltfinger 4 parallel zur Schaltwelle 2 mechanisch geführt. Dabei greift das Ende 55 des Verriegelungsabschnitts 54 ständig in die Verriegelungsgasse 9 formschlüssig ein. Durch die Öffnung 51 des Verriegelungsblechs 5 hindurch wird eine ausgewählte Schaltschiene geschaltet, während der Verriegelungsabschnitt 54 die übrigen Schaltschienen in ihrer jeweiligen Position verriegelt. Der Schaltfinger 4 ist insofern nicht mit dem Verriegelungsblech 5 gekoppelt, als dass bei einer Schaltbewegung entlang des Pfeils 7 das Verriegelungsblech 5 nicht durch den Schaltfinger 4 berührt wird, sodass es hierbei auch nicht zu Heb- und/oder Senkbewegungen des Verriegelungsblechs 5 kommt und im Wesentlichen rotationsfrei ist.
2 zeigt einen größeren Ausschnitt der 1, wobei das Verriegelungsblech 5 nicht gezeigt ist. Gut zu erkennen sind die drei in gleichem Abstand zueinander angeordneten Verriegelungsnuten 11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43 der einzelnen Schaltschienen und die zueinander fluchtenden jeweils ersten, jeweils zweiten und jeweils dritten Verriegelungsnuten der Schaltschienen. In diesem Fall definieren die jeweils mittleren Verriegelungsnuten 12, 22, 32 und 42 die Verriegelungsgasse 9. Ebenfalls deutlich zu erkennen ist die Wählgasse 8, die durch die Öffnungen 15, 25, 35 und 45 gebildet wird.
3 zeigt in einer schematischen Anordnung die Schaltstangen aus 2 in Draufsicht.
4a zeigt eine schematische Draufsicht des im Grundrissschnitt U-förmigen Verriegelungsblechs einer bevorzugten Ausführung der Schalteinheit. 4b zeigt eine perspektivische Ansicht dazu. In 4b deutlich zu erkennen, ist das im Querschnitt L-förmige Profil des Verriegelungsblechs. Der Verriegelungsabschnitt steht rechtwinklig zu dem Führungsabschnitt. Der nicht dargestellte Schaltfinger greift durch die rechteckige Aussparung durch, wird in dieser Aussparung von der nicht gezeigten Schaltwelle geschwenkt und bewegt die ausgewählte Schaltschiene in eine von zwei Schaltrichtungen durch die Öffnung des Verriegelungsabschnitts hindurch. 4a und 4b zeigen ein Verriegelungsblech, bei dem die Öffnung und die Aussparung integral sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Aussparung die Form eines rechteckigen Langlochs hat.
5a bis 5h zeigen eine weitere schematische Anordnung der Schaltstangen einer erfindungsgemäßen Schalteinheit während eines Schalt- und/oder Wählvorganges in Draufsicht. Der Schaltfinger ist in diesen Figuren mit einem X gekennzeichnet. Eine nicht dargestellte elektronische Getriebesteuerung entscheidet entsprechend eines Schaltprogramms in Abhängigkeit zum Beispiel der Drehzahl, Geschwindigkeit und/oder Pedalstellung über die Gangwahl und steuert die Schaltvorgänge.
In 5a ist der einem ersten Teilgetriebe zugeordnete 1. Gang der Schaltschiene 10 geschaltet und der dem anderen Teilgetriebe zugeordnete 2. Gang der Schaltschiene 20 ausgewählt. Das Fahrzeug fährt im 1. Gang. Der Verriegelungsabschnitt verriegelt in der von den Verriegelungsnuten 11, 22, 32 und 42 gebildeten Verriegelungsgasse 9 die Schaltschiene 10 im 1. Gang und die Schaltschienen 30, 40 in ihrer jeweiligen Neutralstellung. Die Verriegelungsgasse 9 in den 5a bis 5d ist mit einer gestrichelten Linie gekennzeichnet. Die Öffnung 51 lässt die Schaltschiene 20 durchlaufen. Der Schaltfinger 4 ist in der Öffnung 25 positioniert.
In 5b hat der Schaltfinger die Schaltschiene 20 in dem lastfreien zweiten Teilgetrieben geschaltet und somit den 2. Gang vorgewählt. Das Fahrzeug fährt weiterhin im 1. Gang. Es erfolgt nun eine „Momentenübergabe“, das heißt eine dem zweiten Teilgetriebe zugeordnete Kupplung wird nach Vorgabe der Getriebesteuerung geschlossen und eine andere dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Kupplung geöffnet. Durch elektronisch aufeinander abgestimmtes „Schleifen“ der beiden Kupplungen geschieht in dieser Phase die Anpassung einer Motordrehzahl an eine neue Getriebeübersetzung. Es wird somit ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet. Zur Vermeidung eines deutlich spürbaren Rucks wird diese Wechselphase abhängig vom Drehzahlunterschied gemacht und beträgt einige Hundertstel- bis Zehntelsekunden. Der Verriegelungsabschnitt verriegelt unverändert die Schaltschienen 10, 30 und 40 wobei die Verriegelungsgasse 9 auf Höhe der Schaltschiene 20 nun von der Verriegelungsnut 21 mitgebildet wird.
Nun wird in 5c der nächste Gang, der 3. Gang vorgewählt. Dazu wird der Schaltfinger mittels eines nicht gezeigten Wählaktuators entlang der Wählgasse 8 in die Öffnung 15 der Schaltschiene 10 bewegt, was gleichzeitig das Verriegelungsblech mitbewegt. Ein formschlüssig in die Verriegelungsnuten eingreifendes Ende des Verriegelungsabschnitts wird dabei durch die Verriegelungsgasse 9 geführt. Anschließend schaltet ein nicht gezeigter Schaltaktuator den Schaltfinger in Bildrichtung nach oben in den 3. Gang, was gleichzeitig den 1. Gang entriegelt. Der 3. Gang ist nun vorgewählt. Es wiederholt sich obige Wechselphase, nur diesmal vom 2. auf den 3. Gang. Der Verriegelungsabschnitt verriegelt die Schaltschienen 20, 30 und 40.
In 5d ist der 4. Gang vorgewählt, das heißt der derselben Schaltschiene zugeordnete 2. Gang musste zuvor entriegelt werden. Es wiederholt sich die Momentenübergabe.
5e bis 5e zeigen die Auswahl und Schaltzustände der weiteren Gänge 5 bis 7. 5h zeigt den geschalteten Rückwärtsgang.
Anhand der 5a bis 5h wird auch deutlich, dass ohne Zugkraftunterbrechung nur von einem geraden in einen ungeraden Gang und umgekehrt geschaltet werden kann.
6a und 6b zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinheit. Der Schaltfinger 4 umfasst eine Feder 60, die einen Schaltfingerkopf 70 mit dem Wählaktuator 3 koppelt. Der Schaltfingerkopf 70 umfasst an einem inneren Ende zwei sich radial zur Schaltwellenachse erstreckenden Rasthaken 72a, 72b, die in einem entlasteten Zustand auf einer jeweiligen Schulter 73a, 73b zweier sich gegenüberliegenden Innenwände 74a, 74b einer mit dem Wählaktuator 3 verbundenen Führungshülse 74 aufliegen und somit die Bewegung des Schaltfingerkopfes radial nach außen in Pfeilrichtung 61 begrenzen. In 6a hat die gespannte Feder 60 den Schaltfingerkopf 70 um eine Strecke 63 radial nach außen in Pfeilrichtung in eine Öffnung einer Schaltschiene bewegt. Während der Bewegung in Pfeilrichtung 61 gleiten Rasthaken 72a, 72b entlang der Innenwände 74a, 74b bis sie auf den Schultern 73a, 73b aufliegen. Der Schaltfinger 4 ist nun schaltbereit für die Bewegung entlang der Pfeilrichtung 7.
6b zeigt deutlich, wie eine äußere Seite des Schaltfingerkopfes 70 auf einer Oberfläche einer Schaltschiene aufliegt und zur Auswahl einer Schaltschiene in eine Öffnung in Pfeilrichtung 80 hineingedreht wird. Dabei überkommt der Schaltfingerkopf 70 die Federkraft der Feder 60 und wird in Pfeilrichtung 62 um den Betrag 63 zusammengestaucht. Sobald eine Unterseite des Schaltfingerkopfes 70 den Kontakt zur Oberfläche der Schaltschiene verliert, beginnt die Feder den Schaltfingerkopf 70 radial entlang der Pfeilrichtung 61 nach außen zu drücken, das heißt in die Öffnung hinein zu drücken, sodass nun der entspannte Zustand, wie in Bild 6a gezeigt, vorliegt.
Zum Herausdrehen aus der Öffnung schwenkt die Schaltwelle 2 den Schaltfinger 4 in Schaltrichtung gegen eine Innenwand 81a, 81b der Öffnung. Der Schaltfingerkopf 70 überkommt die Federkraft und wird solange zusammengestaucht bis er aus der Öffnung „herausgedreht“ werden kann.
Für das Hineindrehen in die Öffnung und Herausdrehen aus der Öffnung weist der Schaltfingerkopf 70 eine bikonvexe Geometrie 71 auf. Mittels der bikonvexen Geometrie 71 wird eine Kontaktzeit zwischen Schaltfingerkopf 70 und Oberfläche einer Schaltschiene und zwischen Schaltfingerkopf 70 und der Innenwand einer Öffnung erheblich verkürzt und eine entsprechende Kontaktfläche verkleinert. Dies ermöglicht eine kompaktere Anordnung der Schalteinheit 1, wie zum Beispiel die Verringerung des Abstandes zwischen den Schaltschienen 10, 20, 30 und 40.
7 bis 9 zeigen eine gemeinsame Antriebseinrichtung 90 für einen Wähl-/Schaltaktuator in verschiedenen Ansichten.
Ein mit einem Elektromotor 91 angetriebener Spindeltrieb versetzt eine Spindel 92 in Rotation. Die Spindel 92 steht mit einer Spindelmutter 93 in Eingriff, die als Schaltfinger ausgebildet ist. Mit dem Schaltfinger werden nicht dargestellte Schaltschienen ausgewählt und geschaltet.
Um sowohl die Wählbewegung als auch die Schaltbewegung ausführen zu können, ist eine Umschalteinrichtung an der Spindelmutter vorgesehen. Die Umschalteinrichtung umfasst ein Betätigungselement zum Schalten eines umschaltbaren Magneten 95 zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition.
In der ersten Endposition des Umschaltmagneten 95 wird die Spindelmutter 93 über den Umschaltmagneten 95 formschlüssig mit der Spindel 92 verbunden. In den 7 bis 9 ist die Umschalteinrichtung seitlich an der Spindel vorgesehen. Der Umschaltmagnet 95 ist mittels einer Feder 96 bewegbar an der Spindelmutter 93 gelagert und wird mittels Stifte 97 und 98, die links und rechts der Feder 96 fest mit dem Umschaltmagneten 95 verbunden. Die Spindelmutter 93 weist Ausnehmungen auf, durch die die Stifte geführt werden. Um Formschluss mit der Spindelmutter zu erreichen, wird der über einen Niedrigstromkontakt betriebene Umschaltmagnet 95 durch das Betätigungselement aktiviert, sodass der Umschaltmagnet 95 wenige Millimeter 102 entlang der Pfeilrichtung 103 bewegt wird und beide Stifte 97, 98 unter Überwindung einer Federkraft der Feder 96 durch die Ausnehmungen der Spindelmutter 93 hindurch in komplementäre kreisrunde Einfräsungen in der Spindel 92 drückt.
In der zweiten Endposition des Umschaltmagneten 95 wird die Spindelmutter formschlüssig mit einem Gehäuse 99 der Antriebseinrichtung 90 in Verbindung gebracht. Dies geschieht durch Deaktivierung des Umschaltmagneten 95, sodass die vorgespannte Feder 96 den Umschaltmagneten 95 aus der ersten Endposition in die zweite Endposition die wenigen Millimeter 102 entlang der Pfeilrichtung 104 zurückdrückt. Ein etwas überstehendes Ende des Stiftes 98 greift in der zweiten Endposition zur Drehmomentabstützung im Gehäuse beim Schalten in eine von vier Führungsnuten 100 formschlüssig ein und verbindet dadurch die Spindelmutter mit dem Aktuatorgehäuse 99. Stift 98 verriegelt sozusagen in Schwenkrichtung formschlüssig mit dem Gehäuse. Die Führungsnuten 100 sind in Längsrichtung der Spindel 92 angeordnet und verlaufen parallel zu dieser. Die in Querrichtung zur Spindel 92 versetzt angeordneten Führungsnuten 100 gewähren einen Wählvorgang bei einem aus der Neutralstellung um bis zu +/–20° geneigten Schaltfinger.
Die Wählbewegung des Getriebestellers wird in der ersten Endposition des Wählmagneten realisiert, in der die Spindelmutter 93 formschlüssig mit dem Gehäuse der Antriebseinrichtung 90 verbunden ist. Somit wird die Spindelmutter 93 durch die Drehung der Spindel 92 axial bewegt. Dadurch wird die zum Schaltfinger ausgebildete Spindelmutter 93 der zu schaltenden Schaltschiene zugeordnet.
Der Schaltvorgang wird durch die zweite Endposition des Umschaltmagneten 95 realisiert. In dieser Position ist die Spindelmutter 93 in Formschluss mit der Spindel 92. Die Drehung der Spindel 92 verursacht eine Drehbewegung der Spindelmutter 93, sodass die zum Schaltfinger ausgebildete Spindelmutter 93 die ausgewählte Schaltschiene schaltet.
8 zeigt einen Querschnitt der 7 von unten betrachtet. Eine Feder 96 koppelt den Umschaltmagneten 95 mit der Spindelmutter 93. Links und rechts der Feder 96 befinden sich die Stifte 98 bzw. 97. In 8 ist die Wählstellung gezeigt, das heißt es besteht Formschluss zwischen Spindelmutter 93 und Spindel 92. Die Stifte 97, 98 sind hierzu in korrespondierende Einfräsungen der Spindel 92 gedrückt. Gut zu erkennen ist ein in Relation zum Umschaltmagneten 95 etwas überstehendes Ende des Stiftes 98.
In 9 sind Gehäuse 99, Führungsnuten 100 und ein Anschluss für den Umschaltmagneten 95 der Antriebseinrichtung 90 dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Schalteinheit
2: Schaltwelle
3: Wählaktuator
4, X: Schaltfinger
5: Verriegelungsblech
6: Wählrichtung
7: Schaltrichtung
8: Wählgasse
9: Verriegelungsgasse
10: 1. Schaltschiene
11: 1. Verriegelungsnut der 1. Schaltschiene
12: 2. Verriegelungsnut der 1. Schaltschiene
13: 3. Verriegelungsnut der 1. Schaltschiene
14: Freiraum zwischen der 1. und 2. Schaltschiene
15: Öffnung der 1. Schaltschiene
20: 2. Schaltschiene
21: 1. Verriegelungsnut der 2. Schaltschiene
22: 2. Verriegelungsnut der 2. Schaltschiene
23: 3. Verriegelungsnut der 2. Schaltschiene
24: Freiraum zwischen der 2. und 3. Schaltschiene
25: Öffnung der 2. Schaltschiene
30: 3. Schaltschiene
31: 1. Verriegelungsnut der 3. Schaltschiene
32: 2. Verriegelungsnut der 3. Schaltschiene
33: 3. Verriegelungsnut der 3. Schaltschiene
34: Freiraum zwischen der 3. und 4. Schaltschiene
35: Öffnung der 3. Schaltschiene
40: 4. Schaltschiene
41: 1. Verriegelungsnut der 4. Schaltschiene
42: 2. Verriegelungsnut der 4. Schaltschiene
43: 3. Verriegelungsnut der 4. Schaltschiene
45: Öffnung der 4. Schaltschiene
51: Öffnung des Verriegelungsabschnitts
52: Aussparung des Verriegelungsblechs
53: Führungsabschnitt
54: Verriegelungsabschnitt
55: erstes Ende des verriegelungsabschnitt
56: Breite der Öffnung des Verriegelungsabschnitts
57: Breite der Ausnehmung des Verriegelungsblechs
60: Feder
61: Pfeilrichtung radial nach außen des Schaltfingerkopfes
62: Pfeilrichtung radial nach innen des Schaltfingerkopfes
63: Betrag des Federwegs
70: Schaltfingerkopf
71: bikonvexe Geometrie
72a 72b: Rasthaken
73a, 73b: Schulter
74: Führungshülse
74a, 74b: Innenwände der Führungshülse
80: Pfeilrichtung Hineinschwenken in eine Öffnung
81a, 81b: Innenwände einer Öffnung
90: Gemeinsame Antriebseinrichtung
91: Elektromotor
92: Spindel
93: Spindelmutter als Schaltfinger ausgebildet
94: Lager
95: Umschaltmagnet
96: Feder
97: Stift
98: Stift
99: Aktuatorgehäuse
100: Führungsnuten
101: Anschluss für Umschaltmagnet
102: Betrag Federweg
103: Pfeilrichtung radial nach innen
104: Pfeilrichtung radial nach außen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011017663 A1 [0008]
DE 10249048 A1 [0009]
EP 2179200 B1 [0010]

Claims

Schalteinheit (1) für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben, umfassend eine zur Auswahl von einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Schaltschienen (10), (20), (30), (40) axial verschiebbar und zum Schalten der Schaltschienen (10), (20), (30), (40) einen Schaltfinger (4) aufweisende und um eine eigene Achse verschwenkbar angeordnete Schaltwelle (2), wobei die Schaltwelle (2) senkrecht zu den Schaltschienen (10), (20), (30), (40) ausgerichtet ist, eine Verriegelungsvorrichtung (5), umfassend einen Verriegelungsabschnitt (54) zur Verriegelung nichtausgewählter Schaltschienen und zur Freigabe einer ausgewählten Schaltschiene und einen Führungsabschnitt (53) zur Führung der Verriegelungsvorrichtung (5), wobei die Verriegelungsvorrichtung (5) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie bei einer axialen Bewegung (6) der Schaltwelle (2) zur Wahl der Schaltschiene mitgeführt wird und bei einer Verschwenkung (7) der Schaltwelle (2) zum Schalten der Schaltschiene freiläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (5) eine Aussparung (52) aufweist in die der Schaltfinger (4) zumindest teilweise hindurchgreift, sodass der Schaltfinger (4) ein aus der axialen Bewegung (6) der Schaltwelle (2) resultierendes Moment an den Führungsabschnitt (53) der Verriegelungsvorrichtung (5) zur Führung der Verriegelungsvorrichtung (5) überträgt.
Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Fahrzeuggetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe ist.
Schalteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe von Schaltschienen (10), (30) dem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist und eine zweite Gruppe von Schaltschienen (20), (40) dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschienen (10), (20), (30), (40) jeweils eine Öffnung (15), (25), (35), (45) aufweisen, in die der Schaltfinger (4) zum Wählen einer Schaltschiene und
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Schaltschiene (10), (20), (30), (40) eine Mehrzahl an Verriegelungsmäulern (11), (12), (13), (21), (22), (23), (31), (32), (33), (41), (42), (43) zum formschlüssigen Eingriff eines den Verriegelungsabschnitt (54) bildenden ersten Endes (55) der Verriegelungsvorrichtung (5) aufweist, wobei die Verriegelungsmäuler (11), (12), (13), (21), (22), (23), (31), (32), (33), (41), (42), (43) eine Bewegung der Verrieglungsvorrichtung (5) parallel zur Schaltwelle (2) zulassen.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Schaltschiene (10), (20), (30), (40) drei Verriegelungsmäuler zum formschlüssigen Eingriff eines den Verriegelungsabschnitt (54) bildenden ersten Endes (55) der Verriegelungsvorrichtung (5) aufweist, wobei die Verriegelungsmäuler der jeweiligen Schaltschiene (10), (20), (30), (40) auf einer gleichen Seite der Schaltwelle (2) angeordnet sind.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (53) der Verrieglungsvorrichtung (5) in einem Grundrissschnitt die Geometrie eines U-Profils aufweist.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (5) auf einer Oberfläche der jeweiligen Schaltschiene (10), (20), (30), (40) aufliegend zwischen den Schaltschienen (10), (20), (30), (40) und der Schaltwelle (2) angeordnet ist.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (4) in einem Freiraum (14), (24), (34) benachbarter Schaltschienen (10), (20), (30), (40) verschwenkt wird.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (4) ein mit der Schaltwelle (2) gekoppeltes Federelement (60) umfasst, wobei das Federelement (60) den Schaltfinger (4) von einem ersten vorgespannten Zustand in einen zweiten weniger vorgespannten Zustand überführt.
Schalteinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Schaltfinger mit Federelement führende Öffnung einer Schaltschiene in einer Schaltposition ein Herausschwenken des Schaltfingers zulässt.
Schalteinheit nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche eines Schaltfingerkopfes (70) eine nach außen gewölbte Geometrie (71) aufweist.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verriegelungsmäulern (11), (12), (13), (21), (22), (23), (31), (32), (33), (41), (42), (43) um Nuten mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitten handelt, wobei das den Verriegelungsabschnitt (54) bildende erste Ende (55) der Verriegelungsvorrichtung (5) eine dazu korrespondierende winkelförmige Geometrie aufweist.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verriegelungsvorrichtung (5) um ein Verriegelungsblech handelt.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (2) zur axialen Bewegung (6) von einem Wählaktuator und zur Schwenkbewegung (7) von einem Schaltaktuator anzutreiben ist, wobei beide Aktuatoren jeweils entweder einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb aufweisen.
Schalteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausführen einer Wählbewegung und einer Schaltbewegung eines Schaltfingers eine gemeinsame Antriebseinrichtung (90) vorgesehen ist, umfassend einen als elektrisch angetriebenen (91) Spindeltrieb, der als Spindelmutter (93) einen zum Ausführen der Wählbewegung und der Schaltbewegung umschaltbaren Schaltfinger aufweist und einen als Umschaltelement (95) ausgebildeten Wählmagneten zum Umschalten des Schaltfingers zwischen einer Wählposition und einer Schaltposition.
Verfahren zum Auswählen einer Schaltschiene einer Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 13 bis 16, umfassend die Schritte: – Bewegen des Schaltfingers (4) mittels einer axialen Bewegung (6) der Schaltwelle (2) aus einer ersten Öffnung einer ersten Schaltschiene in einen Zwischenraum der ersten und einer zweiten Schaltschiene, – Verschwenken des Schaltfingers um die Längsachse der Schaltwelle in Richtung einer zweiten Öffnung der zweiten Schaltschiene und – Bewegen des Schaltfingers (4) mittels der axialen Bewegung (6) der Schaltwelle (2) aus dem Zwischenraum der beiden Schaltschienen in die zweite Öffnung der zweiten Schaltschiene, – wobei ein Verschwenkwinkel des Schaltfingers im zweiten Schritt im Wesentlichen 0° beträgt, wenn beide Schaltschienen in einer Neutralposition sind oder wenn beide Schaltschienen in eine gleiche Schaltrichtung geschaltet sind.
Verfahren zum Auswählen einer Schaltschiene einer Schalteinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 12, umfassend die Schritte: – Verbringen eines sich mit einer Öffnung einer Schaltschiene in Eingriff befindenden und über ein Federelement (60) mit der Schaltwelle (2) gekoppelten Schaltfingers auf eine Oberfläche der Schaltschiene durch Drücken eines Schaltfingerkopfes (7) des Schaltfingers (4) gegen eine Innenbewandung der Öffnung zur Überwindung einer Federkraft des Federelements (60) mittels einer Schwenkbewegung der Schaltwelle (2) und – Herausschwenken des Schaltfingers mittels der Schwenkbewegung der Schaltwelle (2), – Bewegen des zumindest teilweise auf der Oberfläche der Schaltschiene aufliegenden Schaltfingers mittels einer axialen Bewegung (6) der Schaltwelle (2) zur Positionierung auf einer anderen Schaltschiene, – Verschwenken eines äußeren Endes eines Schaltfingerkopfes (70) gegen die Oberfläche der ausgewählten Schaltschiene zur Überwindung einer Federkraft des Federelements (60) zum Verbringen des Schaltfingers in die Öffnung der ausgewählten Schaltschiene.
Verwendung einer Schalteinheit für ein automatisiertes Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl an Teilgetrieben mit einer Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln von einer geschalteten Schaltschiene und von nicht ausgewählten Schaltschienen und zum Freigeben einer ausgewählten Schaltschiene, dadurch gekennzeichnet, dass ein in eine Aussparung der Verriegelungsvorrichtung eingreifender mit einer axial verschiebbaren und zu den Schaltschienen senkrecht ausgerichteten Schaltwelle verbundener Schaltfinger ein aus der axialen Bewegung der Schaltwelle resultierendes Moment an einen Führungsabschnitt der Verriegelungsvorrichtung zur Führung der Verriegelungsvorrichtung überträgt.