-
Die Erfindung betrifft eine Schaltwalzenanordnung, insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, und ein Getriebe mit einer solchen Schaltwalzenanordnung.
-
Es sind Getriebe mit Schaltwalzenanordnungen bekannt, bei welchen das Schalten der Getriebeübersetzungen mittels Schaltelementen erfolgt, die über eine Schaltwalze betätigt werden. Dazu wird die Schaltwalze verdreht, wobei am Umfang der Schaltwalze konturierte Nuten, wie Kurvenbahnen, vorgesehen sind, in die Stifte eingreifen, um die Schaltelemente verlagern zu können. Durch die Konturierung der Nuten in einer axialen Richtung kann eine gezielte Steuerung der Wahl der im Getriebe eingelegten Getriebeübersetzung bei einer Umdrehung der Schaltwalze vorgenommen werden. Durch die axiale Konturierung der Nuten werden die Schaltelemente, die mit den Nuten gekoppelt sind, bei einer Umdrehung der Schaltwalze verlagert.
-
Eine solche Schaltwalzenanordnung ist durch die
DE 10 2005 022 926 bekannt geworden. Diese Druckschrift zum Stand der Technik offenbart ein Zweiganggetriebe für einen Elektroantrieb eines Kraftfahrzeugs. Der Elektromotor wird über ein Zweiganggetriebe an eine Antriebsachse antriebsverbunden. Dabei weist die Schaltwalze der Schaltwalzenanordnung eine Nut auf, in die das Schaltelement eingreift, um zwischen den beiden Übersetzungen des Getriebes umschalten zu können. In diese Nut greift auch ein Betätigungselement für eine Parksperre ein. Dadurch kann zusätzlich auch die Parksperre durch Verdrehung der Schaltwalze betätigt werden.
-
Die
DE 10 2012 012 673 A1 offenbart ein Getriebe mit einer Schaltwalzenanordnung, wobei die Schaltwalze eine eigene als Kurvenbahn ausgebildete Nut für die Betätigung der Parksperre aufweist. Dadurch wird in einer definierten Position der Schaltwalze die Parksperre aktiviert.
-
Auch sind Schaltwalzenanordnungen bekannt, bei welchen an einem axialen Endbereich der Schaltwalze eine Kontur angebracht ist, an welcher sich ein Betätigungselement einer Kupplung in axialer Richtung abstützt. Dabei wirkt aufgrund der Rückstellkraft der Kupplung eine Kraft über den sich an der Kontur abstützenden Hebel auf die Kontur der Schaltwalze, was dazu führen kann, dass sich die Schaltwalze selbständig verdreht und ungewollt die Parksperre aktiviert wird, obwohl der Antriebsmotor in Betrieb ist. Dies kann zu einer ungewollten Beschädigung des Getriebes führen.
-
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltwalzenanordnung zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist aber dennoch gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Auch ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Getriebe mit einer solchen Schaltwalzenanordnung zu schaffen. Weiterhin ist es die Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit einer Schaltwalzenanordnung zu schaffen.
-
Die Aufgabe zur Schaltwalzenanordnung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Schaltwalzenanordnung, insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer verdrehbaren Schaltwalze mit einer Außenfläche, mit zumindest einer am Umfang der Außenfläche verlaufenden ersten Nut als Führungsbahn, in welche zumindest ein Schaltelement eingreifbar ist, wobei an zumindest einem axialen Ende der Schaltwalze eine Kontur ausgebildet ist, welche zur Betätigung eines Betätigungselements vorgesehen ist, welches sich an der Kontur in axialer Richtung abstützt, wobei an der Schaltwalze umfangsseitig oder axial eine zweite Nut vorgesehen ist, in welche ein Stoppelement steuerbar eingreifbar ist, um eine definierte Begrenzung der Verdrehung der Schaltwalze zu bewirken. Durch die definierte Begrenzung der Verdrehung der Schaltwalze kann eine vordefinierte unbeabsichtigte Betätigung durch die Schaltwalzenanordnung gesteuert gezielt verhindert werden bzw. eine vordefinierte beabsichtigte Betätigung gezielt zugelassen werden.
-
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Stoppelement aktuatorisch in die zweite Nut eingreifbar oder nicht in die zweite Nut eingreifbar ansteuerbar ist. Dadurch kann mittels eines beispielsweise einfach ausgebildeten Aktuators das Stoppelement in eine Betriebsposition gebracht werden, um die beabsichtigte Betätigung zuzulassen oder eine unbeabsichtigte Betätigung zu verhindern.
-
So ist es bei einem Ausführungsbeispiel auch vorteilhaft, wenn das Stoppelement ein Stift ist, welcher aktuatorisch in die zweite Nut einfahrbar oder aus der zweiten Nut ausfahrbar ansteuerbar ist. Der Stift hat dabei den Vorteil, dass er mit einem einfachen Aktuator ein- bzw. ausfahrbar ist.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweite Nut einen in Umfangsrichtung vorgesehenen Endbereich aufweist, an welchem das Stoppelement anschlagen kann, um eine weitere Verdrehbarkeit der Schaltwalze zu begrenzen. Das Stoppelement bzw. der Stift ist dabei bevorzugt derart angeordnet und ausgebildet, dass er eine weitere Verdrehung der Schaltwalze an einem Endbereich der zweiten Nut sicher aufhalten kann. Das Stoppelement bzw. der Stift ist entsprechend stabil ausgebildet und auch gegen entsprechend wirkende Kräfte aufgrund der Abstützung der Schaltwalze an dem Stoppelement oder an dem Stift abgestützt. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn das Stoppelement oder der Stift von radial außen oder stirnseitig axial in die zweite Nut einfahren kann.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Endbereich der zweiten Nut derart angeordnet ist, dass die Schaltwalze nicht in eine vordefinierte Einstellung verdrehbar ist, wenn das Stoppelement in die zweite Nut eingreift. Der Endbereich liegt dabei in Verdrehrichtung vor einer zu der vordefinierten Einstellung zugehörigen Drehstellung. Dadurch kann erreicht werden, dass diese Drehstellung in erwünschten Betriebssituationen nicht eingenommen werden kann, weil die Schaltwalze zuvor angehalten werden kann.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schaltwalze zur Betätigung eines Getriebes vorgesehen ist und die vordefinierte Einstellung eine Parksperreneinstellung ist. Dadurch kann beispielsweise in einem fahrenden Betrieb des Getriebes eine unbeabsichtigte Einlegung der Parksperre mechanisch verhindert werden. Dadurch ist es evtl. möglich, den ansonsten notwendigen Überwachungsaufwand zu reduzieren.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn die zumindest eine erste Nut sich über einen ersten Umfangsbereich der Außenfläche erstreckt und dass die zweite Nut sich über einen zweiten Umfangsbereich der Außenfläche und/oder der Stirnseite erstreckt, wobei der erste Umfangsbereich größer ist als der zweite Umfangsbereich. Entsprechend wird erreicht, dass bei Eingriff des Stoppelements in die zweite Nut die Verdrehung der Schaltwalze nur im zweiten Umfangsbereich erfolgen kann und eine Verdrehung darüber hinaus blockiert ist.
-
Die Aufgabe zu dem Getriebe wird mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Getriebe mit zumindest einem Schaltelement zum Schalten zumindest zweier Getriebeübersetzungen und mit einer Kupplung, welche mittels eines Betätigungselements betätigbar ist, mit einer erfindungsgemäßen Schaltwalzenanordnung.
-
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mittels der Schaltwalze zwei oder mehr Getriebeübersetzungen schaltbar sind.
-
Die Aufgabe zu dem Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit einer erfindungsgemäßen Schaltwalzenanordnung, wobei das Stoppelement der Schaltwalzenanordnung in die zweite Nut eingefahren wird, um eine unbeabsichtigte Betätigung einer Parksperre zu verhindern und dass das Stoppelement aus der zweiten Nut ausgefahren wird, um eine beabsichtigte Betätigung einer Parksperre zu ermöglichen.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Schaltwalze einer Schaltwalzenanordnung eines Getriebes.
-
Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Schaltwalze 1 einer Schaltwalzenanordnung 2, wobei die Schaltwalze 1 derart dargestellt ist, dass ihr Umfang 3 abgewickelt erscheint.
-
Die Schaltwalzenanordnung 2 dient dabei insbesondere zum Schalten einer Getriebeübersetzung eines Getriebes 4 eines Kraftfahrzeugs und/oder zur Betätigung einer Kupplung. Das Kraftfahrzeug kann dabei ein Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor als Antriebsmotor sein. Dabei kann im Antriebsstrang beispielsweise zwischen zwei Getriebeübersetzungen geschaltet werden. Alternativ können auch mehr als zwei Übersetzungen geschaltet werden.
-
Auch kann das Getriebe 4 ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor oder mit Hybridmotor mit Verbrennungsmotor und mit Elektromotor sein. Dabei kann das Getriebe 4 ein Getriebe mit zwei Getriebeübersetzungen oder mit mehr als zwei Getriebeübersetzungen sein, beispielsweise mit sechs, sieben, acht oder mehr Übersetzungsstufen.
-
Die Schaltwalzenanordnung 2 ist mit einer verdrehbaren Schaltwalze 1 versehen, die beispielsweise elektromotorisch oder anderweitig aktuatorisch angetrieben verdrehbar ist. Die Schaltwalze 1 weist eine Außenfläche 5 auf, wobei in der Außenfläche 5 zumindest eine am Umfang der Außenfläche 5 verlaufende erste Nut 6 als Führungsbahn ausgebildet ist. In diese erste Nut 6 greift ein Schaltelement beispielsweise mit einem Zapfen 8 ein, so dass das Schaltelement 7 durch die Kontur der ersten Nut 6 und die Umdrehung der Schaltwalze verlagert wird, um eine Getriebeübersetzung schalten zu können. Dabei wird das Schaltelement 7 typischerweise in einer Richtung längs der Längsachse der Schaltwalze 1 verlagert.
-
Die erste Nut 6 ist als umlaufende Nut ausgebildet, wie es 1 zeigt. Die erste Nut 6 weist dabei zwei Bereiche 9, 10 auf, in welchen die erste Nut 6 im Wesentlichen gerade verläuft. Dabei sind die beiden Bereiche 9, 10 seitlich zueinander versetzt angeordnet, wobei die erste Nut 6 einen Übergangsbereich 11 ausbildet, in welchem die erste Nut 6 schräg verläuft. Durch Verdrehen der Schaltwalze 1 wird der Zapfen 8 des Schaltelements entsprechend der Kontur der ersten Nut 6 verlagert.
-
Weiterhin ist zu erkennen, dass an zumindest einem axialen Ende 12 der Schaltwalze 1 eine Kontur 13 ausgebildet ist, welche zur Betätigung eines Betätigungselements 14 vorgesehen ist. Dabei stützt sich das Betätigungselement beispielsweise mittels einer Rolle 15 an der Kontur 13 ab. Wird die Schaltwalze 1 verdreht, so bewegt sich das Betätigungselement 14 und wird beispielsweise verschwenkt, um eine Kupplung, beispielsweise eine Lamellenkupplung oder allgemein eine Reibungskupplung, zu betätigen. Da die Kupplung üblicherweise mit einer Feder beaufschlagt wird, um in einem eingerückten Zustand zu sein, wird beim Ausrücken das Betätigungselement 14 betätigt, so dass eine Kraft auf die Kontur 13 wirkt, was in einem ungünstigen Fall ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Schaltwalze 1 bedeuten kann.
-
Um eine unbeabsichtigte Verdrehung der Schaltwalze 1 in eine vordefinierte Drehstellung zu verhindern bzw. eine solche Verdrehung nur gezielt zuzulassen, weist die Schaltwalze 1 eine zweite Nut 16 auf, in welche ein Stoppelement 17 steuerbar eingreifbar ist, um eine definierte Begrenzung der Verdrehung der Schaltwalze 1 zu bewirken bzw. zu erlauben.
-
Zur steuerbaren Betätigung kann das Stoppelement 17 aktuatorisch in die zweite Nut 16 eingreifen oder nicht in die zweite Nut eingreifen, wobei dies gesteuert vorgenommen werden kann. Das Stoppelement ist bevorzugt mittels eines Aktuators verlagerbar, wie beispielsweise elektromotorisch mittels eines Elektromotors. Alternativ kann das Stoppelement mittels eines Magnetaktuators verlagert werden oder pneumatisch oder hydraulisch mittels eines entsprechenden Druckmittelaktuators.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Stoppelement 17 ein Stift, welcher aktuatorisch in die zweite Nut 16 einfahrbar ist oder aus der zweiten Nut 16 ausfahrbar ansteuerbar ist. Dabei kann der Stift von einem Aktuator bewegt werden.
-
Die zweite Nut kann auch axial in einer Stirnseite der Schaltwalze eingebracht sein.
-
In 1 ist zu erkennen, dass die zweite Nut 16 einen in Umfangsrichtung vorgesehenen Endbereich 18 aufweist, an welchem das Stoppelement 17 anschlagen kann, um eine weitere Verdrehbarkeit der Schaltwalze 1 zu begrenzen. Dabei ist der Endbereich 18 der zweiten Nut 16 derart angeordnet, dass die Schaltwalze 1 nicht in eine vordefinierte Einstellung verdrehbar ist, wenn das Stoppelement 17 in die zweite Nut 16 eingreift. Entsprechend kann die Schaltwalze 1 zur Betätigung eines Getriebes vorgesehen sein und die vordefinierte Einstellung ist dabei vorzugsweise eine Parksperreneinstellung. Dadurch kann das Einlegen der Parksperre verhindert werden, wenn das Stoppelement in die zweite Nut eingefahren wird.
-
In 1 ist auch zu erkennen, dass die zumindest eine erste Nut 6 sich über einen ersten Umfangsbereich der Außenfläche erstreckt, vorzugsweise um 360°, und dass die zweite Nut 16 sich über einen zweiten Umfangsbereich der Außenfläche erstreckt, wobei der erste Umfangsbereich größer ist als der zweite Umfangsbereich.
-
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit einer Schaltwalzenanordnung 2, wobei das Stoppelement 17 in die zweite Nut 16 eingefahren wird, um eine unbeabsichtigte Betätigung, beispielsweise einer Parksperre, zu verhindern und dass das Stoppelelement 17 aus der zweiten Nut 16 ausgefahren wird, um eine beabsichtigte Betätigung, insbesondere einer Parksperre, zu ermöglichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102005022926 [0003]
- DE 102012012673 A1 [0004]
