DE102017121164B4

DE102017121164B4 - Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102017121164B4
Application number: DE102017121164.0A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Takeuchi; Akihiko Ichikawa; Junichi Muraoka; Kotaro Hoshihara; Tomohiro Yoshimura; Jun YABUTA; Klemens POLLMEIER; Lars Van Leeuwen; Andree MILLER
Original assignee: Toyota Motorsport GmbH; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Gazoo Racing Europe GmbH; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: DE102017121164A1; CN107816514B; CN107816514A; JP2018044613A; US20180073635A1; US10788125B2; JP6654751B2

Abstract

Fahrzeuggetriebe (10), aufweisend:eine Welle (22);eine Mehrzahl von Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), die so auf die Welle (22) gepasst sind, dass die Schaltungszahnräder in Bezug auf die Welle (22) drehbar sind;einen Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c), der in einer axialen Richtung der Welle (22) neben den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) liegt, wobei der Wechselmechanismus so gestaltet ist, dass er umschaltet zwischen einem Zustand, in dem sich ein ausgewähltes von den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) und die Welle (22) als Einheit drehen, und einem Zustand, wo sich das Schaltungszahnrad und die Welle (22) relativ zueinander drehen; undeinen Schiebemechanismus (33), der so gestaltet ist, dass er eine Kraft in der axialen Richtung der Welle (22) an den Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) anlegt; wobei(i) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) dazu dient, eine Getriebestellung des Fahrzeuggetriebes (10) zu ändern;(ii) jedes der Schaltungszahnräder (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) eine Mehrzahl von Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) aufweist, die an einer Oberfläche des Schaltungszahnrads (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) vorgesehen sind, das in der axialen Richtung der Welle (22) dem Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) zugewandt ist, so dass die Verzahnungszähne von der Oberfläche vorstehen,(iii) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) einen ersten Ring (50a, 50c) und einen zweiten Ring (52a, 52c) aufweist, wobei der erste Ring (50a, 50c) so auf die Welle (22) gepasst wird, dass der erste Ring sich nicht relativ zur Welle (22) drehen kann und sich relativ zur Welle (22) in der axialen Richtung der Welle (22) bewegen kann, wobei der zweite Ring (52a, 52c) so auf die Welle (22) gepasst wird, dass der zweite Ring sich nicht relativ zur Welle (22) drehen kann und sich in der axialen Richtung der Welle (22) relativ zur Welle (22) bewegen kann, wobei mindestens einer vom ersten Ring (50a, 50b) und zweiten Ring (52a, 52c) erste Einrückungszähne (66a, 66c, 72a, 72c) umfasst, die mit den Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) von einem der Schaltungszahnräder (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) verzahnt sind,(iv) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) ferner Federn (78, 131) aufweist, wobei die Federn so gestaltet sind, dass sie den ersten Ring (50a, 50c) und den zweiten Ring (52a, 52c) zueinander vorspannen, und die Federn so gestaltet sind, dass sie elastisch verformt werden, wenn sich der erste Ring (50a, 50c) und der zweite Ring (52a, 52c) in der axialen Richtung der Welle (22) voneinander wegbewegen, und(v) der erste Ring (50a, 50b) und der zweite Ring (52a, 52c) über Kopplungsmechanismen (80; 120) an einer Mehrzahl von Stellen in der Umfangsrichtung miteinander verkoppelt sind, wobei die Kopplungsmechanismen (80; 120) in Durchgangslöchern (82; 136), die im ersten Ring (50a, 50b) bereitgestellt sind, und in Durchgangslöchern (83; 138), die im zweiten Ring (52a, 52c) bereitgestellt sind, angeordnet sind, und wobei die Kopplungsmechanismen (80; 120) jeweils ein erstes Eingriffselement (84; 124), ein Abdeckungselement (86; 126), einen Verbindungsstift (88; 128), ein zylindrisches Element (90; 130), eine der Federn (78; 131) und ein zweites Eingriffselement (92; 134) umfassen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, und betrifft insbesondere den Aufbau des Getriebes, das eine Unterbrechung einer Drehmomentübertragung während des Schaltens hemmt oder verhindert.
Ein Getriebe, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist und das einen Aufbau hat, der eine Unterbrechung einer Drehmomentübertragung während des Schaltens hemmen oder verhindern kann, wurde bereits vorgeschlagen. Ein Beispiel für das Getriebe ist in der japanischen Patentschrift JP 5 707 119 B2 beschrieben. In dem in der japanischen Patentschrift JP 5 707 119 B2 beschriebenen Getriebe sind eine Mehrzahl von Kupplungsringen und eine Mehrzahl von Schaltungszahnrädern, die mit den Kupplungsringen verzahnt werden, auf der gleichen Achse angeordnet, und während eines Gangwechsels wird ein angriffsseitiges Schaltungszahnrad in den entsprechenden Kupplungsring eingerückt, und gleichzeitig wird ein freigabeseitiges Schaltungszahnrad aus dem entsprechenden Kupplungsring ausgerückt, so dass eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung während des Schaltens gehemmt oder verhindert wird. Genauer sind zwischen dem Kupplungsring und einer Antriebskraftübertragungswelle Führungsabschnitte vorgesehen, die jeweils aus einer Nockennut und einem Nockenvorsprung bestehen. Wenn ein Zahnrad zum Schalten in eine höhere Gangstufe und ein Zahnrad zum Schalten in eine niedrigere Gangstufe zur selben Zeit gleichzeitig in die Kupplungsringe eingerückt sind, bewirken während eines Rauf- oder Runterschaltens Schrägen, die in den Nockennuten vorgesehen sind, dass eine Schubkraft in einer Ausrück- oder Freigaberichtung erzeugt wird und an den freigabeseitigen Kupplungsring angelegt wird.
Darüber hinaus offenbart die DE 23 24 801 A einen Gangwähler für eine Gangschaltung, die einen drehbaren wellenartigen Bauteil aufweist und wenigstens ein Paar Zahnräder, die um eine Achse drehbar montiert sind, welche gemeinsam mit der Drehachse des wellenartigen Bauteils verläuft, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen diese Zahnräder in eine Antriebsverbindung miteinander gebracht werden können. Ferner sind vorgesehen: a) ein Gangwählerelement für jedes Zahnrad, welches nicht drehbar an dem wellenartigen Bauteil neben einer Seite eines jeden Zahnrades montiert ist und eine axiale Bewegung relativ zu diesem-Zahnrad durchführen kann, b) Einrichtungen, welche jedes Gangwählerelement axial vom benachbarten Zahnrad fortdrücken, c) wenigstens ein Verbindungselement, welches sich mit jedem Zahnrad des Zahnradpaares an der Seite dreht, die dem Gangwähler benachbart ist, d) wenigstens ein entsprechendes Verbindungselement, welches von jedem Gangwählerelement getragen wird und so angeordnet ist, dass es in Eingriff mit dem Verbindungselement gebracht werden kann und sich mit dem Verbindungselement dreht, welches mit dem benachbarten Zahnrad drehbar ist und zwar bei einer axialen Bewegung des Gangwählerelementes zu dem benachbarten Zahnrad hin, wobei sieh das Verbindungselement vom Verbindungselement löst, welches mit dem Zahnrad drehbar ist und zwar bei einer axialen Bewegung des Gangwählers von dem benachbarten Zahnrad fort, und e) ein Betätigungsglied, welches derart angeordnet ist, dass es den Gangwähler derart zum benachbarten Zahnrad verschiebt, dass die miteinander zusammenarbeitenden Verbindungselemente in Eingriff miteinander gelangen, wobei sich die Verbindungselemente mit denjenigen Verbindungselementen drehen, die sich mit dem benachbarten Zahnrad drehen, bis das Betätigungsglied verschoben wird und die Verbindungselemente, die vom Gangwähler getragen werden, sich in eine Stellung vor den Verbindungselementen bewegen, die sich mit dem Zahnrad drehen. Ferner sind aus DE 60 2004 012 619 T2 und DE 10 2013 108 450 A1 Fahrzeuggetriebe bekannt, die Gangschaltvorgänge ohne Zugkraftunterbrechung durchführen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem in der japanischen Patentschrift JP 5 707 119 B2 beschriebenen Getriebe sind schräge Flächen an Einrückungszähnen (Kupplungszähnen) des Kupplungsrings vorgesehen, und Verzahnungszähne des Schaltungszahnrads werden entlang der schrägen Flächen bewegt, so dass die Einrückungszähne leicht ausgerückt werden können. Bei dieser Anordnung brauchen die Verzahnungszähne des Schaltungszahnrads Zeit, um sich entlang der schrägen Flächen zu bewegen, und daher können die Einrückungszähne möglicherweise nicht sofort von den Verzahnungszähnen abgerückt werden. Da die Trägheitskraft in jeder Getriebestellung anders ist, können sich die Einrückungszähne je nach dem Neigungswinkel weniger leicht abrücken lassen. Angesichts dieser Möglichkeit kann darüber nachgedacht werden, den Neigungswinkel für jede Getriebestellung zu ändern, aber dadurch würden die Herstellungskosten steigen.
Die vorstehenden Probleme und die sich daraus ergebende Aufgabe werden durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung wurde vor dem Hintergrund der obigen Situation gemacht und gibt ein Getriebe an, das eine Unterbrechung einer Drehmomentübertragung während eines Schaltens hemmen oder verhindern kann, wobei das Getriebe so aufgebaut ist, dass es eine Verzahnung zwischen Einrückungszähnen einer Kupplung und Verzahnungszähnen eines Schaltungszahnrads, die während des Schaltens auseinandergerückt werden sollen, zuverlässig lösen kann.
Gemäß einem erläuternden Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeuggetriebe angegeben, das eine Welle, mehrere Schaltungszahnräder, einen Wechselmechanismus und einen Schiebemechanismus umfasst. Die Schaltungszahnräder sind so auf die Welle gepasst, dass die Schaltungszahnräder in Bezug auf die Welle drehbar sind. Der Wechselmechanismus liegt in einer axialen Richtung der Welle neben den Schaltungszahnrädern. Der Wechselmechanismus ist dafür ausgelegt, zwischen einem Zustand, wo sich ein ausgewähltes von den Schaltungszahnrädern und die Welle als Einheit drehen, und einem Zustand, wo das Schaltungszahnrad und die Welle sich relativ zueinander drehen, umzuschalten. Der Schiebemechanismus ist dafür ausgelegt, eine Kraft an den Wechselmechanismus in der axialen Richtung der Welle anzulegen. Der Wechselmechanismus dient dazu, eine Getriebestellung des Fahrzeuggetriebes zu wechseln. Jedes von den Schaltungszahnrädern schließt mehrere Verzahnungszähne ein, die an einer Oberfläche des Schaltungszahnrads, das dem Wechselmechanismus in der axialen Richtung der Welle zugewandt ist, so vorgesehen sind, dass die Verzahnungszähne von der Oberfläche vorstehen. Der Wechselmechanismus schließt einen ersten Ring und einen zweiten Ring ein. Der erste Ring ist so auf die Welle gepasst, dass der erste Ring in Bezug auf die Welle drehfest ist und in Bezug auf die Welle in der axialen Richtung der Welle bewegbar ist. Der zweite Ring ist so auf die Welle gepasst, dass der zweite Ring in Bezug auf die Welle drehfest ist und in Bezug auf die Welle in der axialen Richtung der Welle bewegbar ist. Mindestens einer vom ersten Ring und vom zweiten Ring schließt erste Einrückungszähne ein, die mit den Verzahnungszähnen von einem der Schaltungszahnräder verzahnt werden. Der Wechselmechanismus schließt ferner eine Mehrzahl von Federn ein. Die Federn sind dafür ausgelegt, den ersten Ring und den zweiten Ring zueinander vorzuspannen. Die Federn sind dafür ausgelegt, elastisch verformt zu werden, wenn sich der erste Ring und der zweite Ring in der axialen Richtung der Welle voneinander wegbewegen.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe sind die Federn vorgesehen, um den ersten Ring und den zweiten Ring zueinander vorzuspannen. Wenn einer von den Ringen vom anderen Ring wegbewegt wird, werden die Federn daher elastisch verformt, so dass eine Vorspannkraft, die von den Federn erzeugt wird, an den anderen Ring in einer solchen Richtung angelegt wird, dass der andere Ring dem einen Ring näherkommt. Wenn der eine Ring während des Schaltens vom anderen Ring wegbewegt wird, wird daher in einem Zustand, wo die ersten Einrückungszähne des anderen Rings mit dem Verzahnungszahnrad des Schaltungszahnrads verzahnt sind, die Vorspannkraft an den anderen Ring angelegt. Wenn eine Kraft, die auf eine Reibung zwischen den ersten Einrückungszähnen des anderen Rings und den Verzahnungszähnen des Schaltungszahnrads zurückgeht, kleiner wird als die Vorspannkraft, wird dann der andere Ring aufgrund der Vorspannkraft zu dem einen Ring hingezogen und die ersten Einrückungszähne des anderen Rings und die Verzahnungszähne des Schaltungszahnrads werden umgehend auseinandergerückt. Somit können die ersten Einrückungszähne des Rings und die Verzahnungszähne des Schaltungszahnrads dank der Vorspannkraft der Federn zuverlässig auseinandergerückt werden.
In dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe kann vom ersten Ring und zweiten Ring mindestens einer zweite Einrückungszähne einschließen, die zum anderen vom ersten Ring und zweiten Ring vorstehen. Die zweiten Einrückungszähne können durch Durchgangslöcher durchgreifen, die im anderen Ring vorgesehen sind, und können so ausgelegt sein, dass sie mit den Verzahnungszähnen von einem der Schaltungszahnräder, das dem anderen Ring zugewandt ist, verzahnt werden können. Die Federn können so gestaltet sein, dass sie elastisch verformt werden, wenn der erste Ring und der zweite Ring zu dem oben angegebenen einen von den Schaltungszahnrädern bewegt werden und die zweiten Einrückungszähne die Verzahnungszähne des Schaltungszahnrads berühren.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe greifen die zweiten Einrückungszähne durch die im anderen Ring vorgesehenen Durchgangslöcher durch. Wenn die zweiten Einrückungszähne mit den Verzahnungszähnen des Schaltungszahnrads kollidieren, während der erste Ring und der zweite Ring zum Schaltungszahnrad hinbewegt werden, werden die Federn elastisch verformt, so dass ein kollisionsbedingter Stoß verringert werden kann. Auch dann, wenn die zweiten Einrückungszähne während einer Bewegung des ersten Rings und des zweiten Rings die Verzahnungszähne berühren, werden die zweiten Einrückungszähne von den Verzahnungszähnen weggeschoben, und die Bewegung des anderen Rings wird nicht beschränkt; daher können die Verzahnungszähne leicht mit den ersten Einrückungszähnen und den zweiten Einrückungszähnen verzahnt werden. Nachdem eine gegenseitige Verzahnung hergestellt wurde, bewirken die Federn, dass die zweiten Einrückungszähne wieder in die Ausgangsstellungen zurückkehren. Nachdem eine gegenseitige Verzahnung hergestellt wurde, ist der Bereich, über den sich die einzelnen Verzahnungszähne bewegen können, somit auf den Zwischenraum zwischen dem ersten Einrückungszahn und dem zweiten Einrückungszahn beschränkt, und ein totes Spiel zwischen dem Verzahnungszahn und dem ersten und dem zweiten Einrückungszahn, gemessen in der Drehrichtung, ist daher verringert.
In dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe können die zweiten Einrückungszähne in einer Umfangsrichtung neben den ersten Einrückungszähnen liegen, und die zweiten Einrückungszähne können, in der Drehrichtung während eines Vorwärtsfahrens betrachtet, vor den ersten Einrückungszähnen liegen.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe liegen die zweiten Einrückungszähne, in der Drehrichtung während des Vorwärtsfahrens betrachtet, vor den ersten Einrückungszähnen. Daher werden die Verzahnungszähne während des Fahrens mit den ersten Einrückungszähnen verzahnt. Auch wenn der Ring, an dem die zweiten Einrückungszähne vorgesehen sind, vom Schaltungszahnrad wegbewegt wird, wird daher eine gegenseitige Verzahnung zwischen den ersten Einrückungszähnen, die am anderen Ring vorgesehen sind, und den Verzahnungszähnen aufrechterhalten.
Im oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe können in einem Zustand, wo der erste Ring und der zweite Ring nebeneinanderliegen, die Federn vorab elastisch verformt werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe werden die Federn in dem Zustand, wo der erste Ring und der zweite Ring nebeneinanderliegen, die Federn vorab elastisch verformt. Auch in dem Zustand, wo der erste Ring und der zweite Ring nebeneinanderliegen, kann somit eine Vorspannkraft erzeugt werden, die diese Ringe aneinander zieht oder zueinander drängt.
Im oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe können die Federn in einer Umfangsrichtung des ersten Rings und des zweiten Rings in gleichen Winkelabständen angeordnet sein.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe sind die Federn in der Umfangsrichtung des ersten Rings und des zweiten Rings in gleichen Winkelabständen angeordnet. Daher kann die Vorspannkraft, die zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring angelegt wird, in der Drehrichtung gleichmäßig bereitgestellt werden.
In dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe können die ersten Einrückungszähne, die von dem neben dem Schaltungszahnrad liegenden ersten Ring oder zweiten Ring zum Schaltungszahnrad vorstehen, mit schrägen Flächen versehen sein.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe sind die ersten Einrückungszähne, die von dem neben dem Schaltungszahnrad liegenden ersten Ring oder zweiten Ring zum Schaltungszahnrad vorstehen, mit schrägen Flächen versehen. Wenn das Schaltungszahnrad und der Ring sich relativ zueinander drehen, werden in einem Fall, wo die Verzahnungszähne die schrägen Flächen berühren, die Verzahnungszähne daher von den schrägen Flächen nach außen geschoben, so dass die Verzahnungszähne und die ersten Einrückungszähne zuverlässig auseinandergerückt werden können.
Im oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe kann die Höhe einer Vorspannkraft der Federn so eingestellt werden, dass eine gegenseitige Verzahnung zwischen den ersten Einrückungszähnen eines Ringes, bei dem es sich entweder um den ersten Ring oder den zweiten Ring handelt, und den Verzahnungszähnen eines entsprechenden von den Schaltungszahnrädern aufrechterhalten wird, wenn sich in einem Zustand, wo Leistung zwischen dem einen Ring und dem entsprechenden Schaltungszahnrad übertragen wird, der andere Ring von dem einen Ring wegbewegt, wobei die ersten Einrückungszähne des einen Rings mit den Verzahnungszähnen des Schaltungszahnrads verzahnt sind.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrzeuggetriebe wird die Höhe einer Vorspannkraft der Feder auf die oben beschriebene Weise eingestellt. Auch wenn sich der andere Ring von dem einen Ring wegbewegt, kann daher eine gegenseitige Verzahnung zwischen den ersten Einrückungszähnen des einen Rings und den Verzahnungszähnen aufrechterhalten werden. Wenn zwischen den ersten Einrückungszähnen des einen Rings und den Verzahnungszähnen keine Leistung mehr übertragen wird, wird der eine Ring unter der Vorspannkraft der Feder zum anderen Ring hingezogen, und die ersten Einrückungszähne und die Verzahnungszähne werden sofort auseinandergerückt.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von als Beispiele dienenden Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:

1 ein Blockschema ist, das den Aufbau eines Fahrzeuggetriebes gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der Erfindung vereinfacht darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Schiebemechanismus zeigt, der eine Schaltbetätigungskraft zum Schalten des Getriebes in die einzelnen Getriebestellungen an die einzelnen Wechselmechanismen in dem in 1 gezeigten Getriebe anlegt;
3 eine perspektivische Explosionsansicht eines in 1 gezeigten ersten Wechselmechanismus in dem Fahrzeuggetriebe der ersten Ausführungsform ist;
4 eine Querschnittsansicht ist entlang einer Ebene, die durch eine Mittellinie eines Verbindungsstifts und einer Achse verläuft, und einen Zustand zeigt, in dem ein erster Klauenring und ein zweiter Klauenring im Fahrzeuggetriebe der ersten Ausführungsform durch einen Kopplungsmechanismus miteinander verkoppelt sind;
5 eine Querschnittsansicht ist, die einen Zustand zeigt, wo sich der erste Klauenring und der zweite Klauenring in Bezug aufeinander und voneinander weg in der Richtung der Achse bewegen;
6 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zeigt zwischen dem Verstellweg als Maß eines Abstands zwischen dem ersten Klauenring und dem zweiten Klauenring, die in 5 gezeigt sind, und einer Vorspannkraft, die zwischen dem ersten Klauenring und dem zweiten Klauenring erzeugt wird;
7 eine Querschnittsansicht ist, die einen Zustand zeigt, wo der erste Klauenring und der zweite Klauenring aneinander anstoßen, und eine Vorbelastung angelegt wird, die von einer kurz und lang gestrichelten Linie von 6 angegeben wird;
8 eine Ansicht ist, die von 6 verschieden ist und die eine andere Beziehung zwischen dem Verstellweg und der Vorspannkraft zeigt;
9 eine Ansicht ist, die von 6 und 8 verschieden ist und die eine andere Beziehung zwischen dem Verstellweg und der Vorspannkraft zeigt;
10 eine Ansicht ist, die Betriebszustände eines ersten Wechselmechanismus und eines dritten Wechselmechanismus während des Fahrens in einer Getriebestellung eines ersten Gangs im Fahrzeuggetriebe der ersten Ausführungsform vereinfacht zeigt;
11A eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus in einer Schaltungsübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf eine Getriebestellung für einen zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
11B eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus, die auf diejenigen von 11A folgen, in der Schaltübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf die Getriebestellung für den zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
11C eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus, die auf diejenigen von 11B folgen, in der Schaltübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf die Getriebestellung für den zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
11 D eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus, die auf diejenigen von 11C folgen, in der Schaltübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf die Getriebestellung für den zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
11E eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus, die auf diejenigen von 11D folgen, in der Schaltungsübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf die Getriebestellung für den zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
11F eine Ansicht ist, die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus und des dritten Wechselmechanismus, die auf diejenigen von 11E folgen, in der Schaltübergangsperiode von der Getriebestellung für den ersten Gang auf die Getriebestellung für den zweiten Gang in dem Fahrzeuggetriebe zeigt;
12A eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen Prozess zeigt, in dem zweite Einrückungszähne und dritte Einrückungszähne des ersten Wechselmechanismus mit Verzahnungszähnen eines Zahnrads für den zweiten Gang verzahnt werden, wenn das Getriebe in eine Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird.
12B eine Ansicht ist, die einen Schaltzustand, der auf den von 12A folgt, in dem Prozess zeigt, in dem die zweiten Einrückungszähne und dritte Einrückungszähne des ersten Wechselmechanismus mit den Verzahnungszähnen des Zahnrads für den zweiten Gang verzahnt werden, wenn das Getriebe in die Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird;
12C eine Ansicht ist, die einen Schaltzustand, der auf den von 12B folgt, in dem Prozess zeigt, in dem zweite Einrückungszähne und dritte Einrückungszähne des ersten Wechselmechanismus mit den Verzahnungszähnen des Zahnrads für den zweiten Gang verzahnt werden, wenn das Getriebe in die Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird;
12D eine Ansicht ist, die einen Schaltzustand, der auf den von 12C folgt, in dem Prozess zeigt, in dem zweite Einrückungszähne und dritte Einrückungszähne des ersten Wechselmechanismus mit den Verzahnungszähnen des Zahnrads für den zweiten Gang verzahnt werden, wenn das Getriebe in die Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird;
12E eine Ansicht ist, die einen Schaltzustand, der auf den von 12D folgt, in dem Prozess zeigt, in dem zweite Einrückungszähne und dritte Einrückungszähne des ersten Wechselmechanismus mit den Verzahnungszähnen des Zahnrads für den zweiten Gang verzahnt werden, wenn das Getriebe in die Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird;
13 eine Querschnittsansicht eines Kopplungsmechanismus, der einen ersten Klauenring mit einem zweiten Klauenring verkoppelt, in einem Fahrzeuggetriebe als zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
14 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen dem Verstellweg und der Vorspannkraft zeigt, die vom Kopplungsmechanismus von 13 erhalten wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen sind Teile oder Komponenten in den Zeichnungen nach Bedarf vereinfacht oder modifiziert, und die Größenverhältnisse, die Form usw. jedes Teils oder jeder Komponente sind nicht unbedingt exakt abgebildet.
1 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines Fahrzeuggetriebes 10 (das als Getriebe 10 bezeichnet wird) als Ausführungsformen der Erfindung vereinfacht darstellt. Das Getriebe 10 ist ein paralleles Getriebe mit Doppelgestänge, das in einem Leistungsübertragungsweg zwischen einem Motor 12 und Antriebsrädern 14 vorgesehen ist. Im Betrieb erhöht oder senkt das Getriebe 10 die Drehzahl, die vom Motor 12 empfangen wird, mit bestimmten Getriebeübersetzungen oder Übersetzungsverhältnissen γ, um mehrere Getriebestellungen (Gänge) einzurichten.
Das Getriebe 10 beinhaltet eine Antriebswelle 18, die über eine Kupplung 16 mit dem Motor 12 verkoppelt ist, so dass dazwischen Leistung übertragen werden kann, eine Gegenwelle 20, die parallel zur Antriebswelle 18 angeordnet ist, und eine Abtriebswelle 22, die über einen Differentialmechanismus 21 usw. mit den Antriebsrädern 14 verkoppelt ist, so dass dazwischen Leistung übertragen werden kann. Die Antriebswelle 18 und die Abtriebswelle 22 sind auf derselben Achse C angeordnet wie eine Kurbelwelle 24 des Motors 12. Die Abtriebswelle 22 ist ein Beispiel für die Welle der Erfindung.
Das Getriebe 10 beinhaltet ein erstes Zahnradpaar 26a, ein zweites Zahnradpaar 26b, ein drittes Zahnradpaar 26c, ein viertes Zahnradpaar 26d, ein fünftes Zahnradpaar 26e und ein sechstes Zahnradpaar 26f, die in dieser Reihenfolge vom Motor 12 zu den Antriebsrädern 14 in Richtung der Achse C angeordnet sind. In der folgenden Beschreibung werden alle vom ersten Zahnradpaar 26a bis zum sechsten Zahnradpaar 26f einfach als „Zahnradpaar 26“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird. Das Getriebe 10 beinhaltet außerdem einen ersten Wechselmechanismus 28a, der in der Richtung der Achse C zwischen dem ersten Zahnradpaar 26a und dem zweiten Zahnradpaar 26b liegt, einen zweiten Wechselmechanismus 28b, der in der Richtung der Achse C zwischen dem dritten Zahnradpaar 26c und dem vierten Zahnradpaar 26d liegt, und einen dritten Wechselmechanismus 28c, der in der Richtung der Achse C zwischen dem fünften Zahnradpaar 26e und dem sechsten Zahnradpaar 26f liegt. Der erste, der zweite und der dritte Wechselmechanismus 28a, 28b, 28c sind an der Abtriebswelle 22 angeordnet. In der folgenden Beschreibung werden alle vom ersten Wechselmechanismus 28a bis zum dritten Wechselmechanismus 28c einfach als „Wechselmechanismus 28“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird. Jeder vom ersten Wechselmechanismus 28a bis dritten Wechselmechanismus 28c ist ein Beispiel für den Wechselmechanismus der Erfindung.
Das erste Zahnradpaar 26a besteht aus einem Antriebszahnrad 30a und einem Gegenzahnrad 32a, das mit dem Antriebszahnrad 30a verzahnt wird. Das Antriebszahnrad 30a ist mit der Antriebswelle 18 verbunden und ist auch relativ drehbar so auf die Abtriebswelle 22 gepasst, dass eine Drehung des Motors 12 über die Kupplung 16 auf das Antriebszahnrad 30a übertragen wird. Das Gegenzahnrad 32a ist als Einheit mit bzw. auf der Gegenwelle 20 vorgesehen. Wenn sich das Antriebszahnrad 30a dreht, wird daher die Drehung auf das Gegenzahnrad 32a übertragen, so dass die Gegenwelle 20 gedreht wird. Das Antriebszahnrad 30a ist mit Verzahnungszähnen 70a versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des ersten Wechselmechanismus 28a verzahnt werden können. Das Antriebszahnrad 30a ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Das zweite Zahnradpaar 26b besteht aus einem Zahnrad 30b für den zweiten Gang und einem Gegenzahnrad 32b für den zweiten Gang, das mit dem Zahnrad 30b für den zweiten Gang verzahnt ist. Das Zahnrad 30b für den zweiten Gang ist so auf eine Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 22 gepasst, dass es sich relativ dazu drehen kann. Das Gegenzahnrad 32b für den zweiten Gang ist als Einheit (nicht relativ drehbar) an der Gegenwelle 20 fixiert. Wenn das Zahnrad 30b für den zweiten Gang mittels des ersten Wechselmechanismus 28a in einen Zustand umgeschaltet wird, wo sich das Zahnrad 30b als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einen Zustand, wo es sich nicht relativ dazu drehen kann), werden die Gegenwelle 20 und die Abtriebswelle 22 über das zweite Zahnradpaar 26b miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen den Wellen 20, 22 übertragen werden kann. Dabei wird eine 2. Getriebestellung für den zweiten Gang im Getriebe 10 eingerichtet. Das Zahnrad 30b für den zweiten Gang ist mit Verzahnungszähnen 70b versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des ersten Wechselmechanismus 28a verzahnt werden können. Das Zahnrad 30b für den zweiten Gang ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Das dritte Zahnradpaar 26c besteht aus einem Zahnrad 30c für einen dritten Gang und einem Gegenzahnrad 32c für den dritten Gang, das mit dem Zahnrad 30c für den dritten Gang verzahnt ist. Das Zahnrad 30c für den dritten Gang ist so auf die Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 22 gepasst, dass es sich relativ dazu drehen kann. Das Gegenzahnrad 32c für den dritten Gang ist als Einheit (nicht relativ drehbar) an der Gegenwelle 20 fixiert. Wenn das Zahnrad 30c für den dritten Gang mittels des zweiten Wechselmechanismus 28b in einen Zustand umgeschaltet wird, wo sich das Zahnrad 30c als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einen Zustand, wo es sich nicht relativ dazu drehen kann), werden die Gegenwelle 20 und die Abtriebswelle 22 über das dritte Zahnradpaar 26c miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen den Wellen 20, 22 übertragen werden kann. Dabei wird eine 3. Getriebestellung für den dritten Gang im Getriebe 10 eingerichtet. Das Zahnrad 30c für den dritten Gang ist mit Verzahnungszähnen 70c versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des zweiten Wechselmechanismus 28b verzahnt werden können. Das Zahnrad 30c für den dritten Gang ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Das vierte Zahnradpaar 26d besteht aus einem Zahnrad 30d für einen sechsten Gang und einem Gegenzahnrad 32d für den sechsten Gang, das mit dem Zahnrad 30d für den sechsten Gang verzahnt ist. Das Zahnrad 30d für den sechsten Gang ist so auf die Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 22 gepasst, dass es sich relativ dazu drehen kann. Das Gegenzahnrad 32d für den sechsten Gang ist als Einheit (nicht relativ drehbar) an der Gegenwelle 20 fixiert. Wenn das Zahnrad 30d für den sechsten Gang mittels des zweiten Wechselmechanismus 28b in einen Zustand umgeschaltet wird, wo sich das Zahnrad 30d als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einen Zustand, wo es sich nicht relativ dazu drehen kann), werden die Gegenwelle 20 und die Abtriebswelle 22 über das vierte Zahnradpaar 26d miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen den Wellen 20, 22 übertragen werden kann. Dabei wird eine 6. Getriebestellung für einen sechsten Gang im Getriebe 10 eingerichtet. Das Zahnrad 30d für den sechsten Gang ist mit Verzahnungszähnen 70d versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des zweiten Wechselmechanismus 28b verzahnt werden können. Das Zahnrad 30d für den sechsten Gang ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Das fünfte Zahnradpaar 26e besteht aus einem Zahnrad 30e für einen vierten Gang und einem Gegenzahnrad 32e für den vierten Gang, das mit dem Zahnrad 30e für den sechsten Gang verzahnt ist. Das Zahnrad 30e für den vierten Gang ist so auf die Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 22 gepasst, dass es sich relativ dazu drehen kann. Das Gegenzahnrad 32e für den vierten Gang ist als Einheit (nicht relativ drehbar) an der Gegenwelle 20 fixiert. Wenn das Zahnrad 30e für den vierten Gang mittels des dritten Wechselmechanismus 28c in einen Zustand umgeschaltet wird, wo sich das Zahnrad 30e als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einen Zustand, wo es sich nicht relativ dazu drehen kann), werden die Gegenwelle 20 und die Abtriebswelle 22 über das fünfte Zahnradpaar 26e miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen den Wellen 20, 22 übertragen werden kann. Dabei wird eine 4. Getriebestellung für den vierten Gang im Getriebe 10 eingerichtet. Das Zahnrad 30e für den vierten Gang ist mit Verzahnungszähnen 70e versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des dritten Wechselmechanismus 28c verzahnt werden können. Das Zahnrad 30e für den vierten Gang ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Das sechste Zahnradpaar 26f besteht aus einem Zahnrad 30f für den ersten Gang und einem Gegenzahnrad 32f für den ersten Gang, das mit dem Zahnrad 30f für den ersten Gang verzahnt ist. Das Zahnrad 30f für den ersten Gang ist so auf (an) die Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 22 gepasst, dass es sich relativ dazu drehen kann. Wenn das Zahnrad 30f für den ersten Gang durch (mithilfe) des dritten Wechselmechanismus 28c in einen Zustand umgeschaltet (gewechselt) wird, wo es (das Zahnrad 30f) sich als Einheit (integral) mit der Abtriebswelle 22 dreht (einen Zustand, wo es sich nicht relativ dazu drehen kann), werden die Gegenwelle 20 und die Abtriebswelle 22 über das sechste Zahnradpaar 26f miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen den Wellen 20, 22 übertragen werden kann. Dabei wird eine 1. Getriebestellung für den ersten Gang im Getriebe 10 eingerichtet. Das Zahnrad 30f für den ersten Gang ist mit Verzahnungszähnen 70f versehen, die mit Einrückungszähnen (die noch beschrieben werden) des dritten Wechselmechanismus 28c verzahnt werden können. Das Zahnrad 30f für den ersten Gang ist ein Beispiel für das Schaltungszahnrad der Erfindung.
Der erste Wechselmechanismus 28a ist eine Kupplung (ein Verbindungs- und Trennungsmechanismus), die in der Richtung der Achse C neben dem Antriebszahnrad 30a und dem Zahnrad 30b für den zweiten Gang liegt und die Abtriebswelle 22 selektiv mit bzw. von dem Antriebszahnrad 30a oder dem Zahnrad 30b für den zweiten Gang verbindet oder trennt. Genauer ist der erste Wechselmechanismus 28a so gestaltet, dass er in der Lage ist, das Getriebe 10 umzuschalten zwischen einem Zustand, in dem sich das Antriebszahnrad 30a oder das Zahnrad 30b für den zweiten Gang als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einem Zustand, in dem das Antriebszahnrad 30a oder das Zahnrad 30b für den zweiten Gang so mit der Abtriebswelle 22 verkoppelt ist, dass es sich nicht relativ dazu drehen kann), und einem Zustand, in dem sich das Antriebszahnrad 30a und das Zahnrad 30b für den zweiten Gang relativ zur Abtriebswelle 22 drehen. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, wo sich das Antriebszahnrad 30a und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, werden die Antriebswelle 18 und die Abtriebswelle 22 direkt miteinander verkoppelt, und es wird die fünfte Getriebestellung 5 eingerichtet, in der das Übersetzungsverhältnis γ gleich 1,0 ist. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem sich das Zahnrad 30b für den zweiten Gang und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, wird die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang eingerichtet.
Der zweite Wechselmechanismus 28b ist eine Kupplung (ein Verbindungs- und Trennungsmechanismus), die in der Richtung der Achse C neben dem Antriebszahnrad 30c und dem Zahnrad 30d für einen sechsten Gang liegt und die Abtriebswelle 22 selektiv mit bzw. von dem Zahnrad 30c für den dritten Gang oder dem Zahnrad 30d für einen sechsten Gang verbindet oder trennt. Genauer ist der zweite Wechselmechanismus 28b so gestaltet, dass er in der Lage ist, das Getriebe 10 umzuschalten zwischen einem Zustand, in dem sich das Zahnrad 30c für den dritten Gang oder das Zahnrad 30d für den sechsten Gang als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einem Zustand, in dem das Zahnrad 30c für den dritten Gang oder das Zahnrad 30d für den sechsten Gang so mit der Abtriebswelle 22 verkoppelt ist, dass es sich nicht relativ dazu drehen kann), und einem Zustand, in dem sich das Zahnrad 30c für den dritten Gang und das Zahnrad 30d für den sechsten Gang relativ zur Abtriebswelle 22 drehen. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem sich das Zahnrad 30c für den dritten Gang und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, wird die 3. Getriebestellung für den dritten Gang eingerichtet. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem sich das Zahnrad 30d für den sechsten Gang und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, wird die 6. Getriebestellung für den sechsten Gang eingerichtet.
Der dritte Wechselmechanismus 28c ist eine Kupplung (ein Verbindungs- und Trennungsmechanismus), die in der Richtung der Achse C neben dem Zahnrad 30e für den vierten Gang und dem Zahnrad 30f für den ersten Gang liegt und die Abtriebswelle 22 selektiv mit bzw. von dem Zahnrad 30e für den vierten Gang oder dem Zahnrad 30f für den ersten Gang verbindet oder trennt. Genauer ist der dritte Wechselmechanismus 28c so gestaltet, dass er in der Lage ist, das Getriebe 10 umzuschalten zwischen einem Zustand, in dem sich das Zahnrad 30e für den vierten Gang oder das Zahnrad 30f für den ersten Gang als Einheit mit der Abtriebswelle 22 dreht (einem Zustand, in dem das Zahnrad 30e für den vierten Gang oder das Zahnrad 30f für den ersten Gang so mit der Abtriebswelle 22 verkoppelt ist, dass es sich nicht relativ dazu drehen kann), und einem Zustand, in dem sich das Zahnrad 30e für den vierten Gang und das Zahnrad 30f für den ersten Gang relativ zur Abtriebswelle 22 drehen. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem sich das Zahnrad 30e für den vierten Gang und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, wird die 4. Getriebestellung für den vierten Gang eingerichtet. Wenn das Getriebe 10 in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem sich das Zahnrad 30f für den ersten Gang und die Abtriebswelle 22 als Einheit drehen, wird die 1.
Getriebestellung für den ersten Gang eingerichtet. Somit ist es möglich, das Getriebe 10 durch Umschalten der Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus 28a bis dritten Wechselmechanismus 28c zwischen sechs Vorwärts-Getriebestellungen umzuschalten.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schiebemechanismus 33 zeigt, der den einzelnen Wechselmechanismen 28 eine Schaltbetätigungskraft bereitstellt, die nötig ist, um das Getriebe 10 von 1 in die einzelnen Getriebestellungen zu schalten. In 2 sind der zweite Wechselmechanismus 28b und der dritte Wechselmechanismus 28c dargestellt, aber der erste Wechselmechanismus 28a ist nicht dargestellt. Ferner sind das Zahnrad 30c für den dritten Gang, das neben dem zweiten Wechselmechanismus 28b liegt, und das Zahnrad 30f für den ersten Gang, das neben dem dritten Wechselmechanismus 28c liegt, ebenfalls nicht dargestellt.
Der Schiebemechanismus 33 beinhaltet Schaltgabeln 36, von denen jede jeweils auf einen Wechselmechanismus 28 gepasst ist, einen Halteschaft 38, der die Schaltgabeln 36 hält, und eine Schaltwelle 40. Der Halteschaft 38 und die Schaltwelle 40 sind parallel zur Achse C der Abtriebswelle 22 angeordnet.
Der zweite Wechselmechanismus 28b wird nun als Beispiel beschrieben. Eine ringförmige Nut 34 ist in einem Außenumfangsabschnitt des zweiten Wechselmechanismus 28b vorgesehen, und eine entsprechende von den Schaltgabeln 36 ist in die Nut 34 gepasst.
Die Schaltgabel 36 besteht aus einem Passabschnitt 36a, der in einer gegabelten oder zweigeteilten Form vorgesehen ist und in die Nut 34 eingepasst ist, und einem gelagerten Abschnitt 36b, der vom Halteschaft 38 gehalten wird. Der gelagerte Abschnitt 36b der Schaltgabel 36 ist so auf den Halteschaft 38 gepasst, dass sich der gelagerte Abschnitt 36b in Bezug auf den Halteschaft 38 in der axialen Richtung bewegen kann. Mit dieser Anordnung kann sich die Schaltgabel 36, die vom Halteschaft 38 gehalten wird, in Richtung der Achse C bewegen.
Ebenso ist ein (nicht gezeigter) Vorsprung am gehaltenen Abschnitt 36b der Schaltgabel 36 vorgesehen, und der Vorsprung steht mit einer Schaltnut 42, die an der Schaltwelle 40 vorgesehen ist, in Eingriff. Ein Abschnitt der Schaltnut 42 in der Umfangsrichtung der Schaltwelle 40 ist gebogen oder gekrümmt. Wenn sich die Schaltwelle 40 dreht und der Vorsprung mit dem gekrümmten Abschnitt in Berührung kommt, wird bewirkt, dass sich der Vorsprung gemäß der Form der Schaltnut 42 in Richtung der Achse C bewegt. Infolgedessen wird die Schaltgabel 36 zusammen mit dem Vorsprung in Richtung der Achse C bewegt. Wenn die Schaltgabel 36 in Richtung der Achse C bewegt wird, wird über die Schaltgabel 36 und die Nut 34 eine Kraft an den zweiten Wechselmechanismus 28b angelegt, so dass der zweite Wechselmechanismus 28b in Richtung der Achse C bewegt wird. Das heißt, eine Schaltbetätigungskraft, die nötig ist, um den Betriebszustand des zweiten Wechselmechanismus 28b umzuschalten oder zu ändern, wird an den zweiten Wechselmechanismus 28b angelegt.
Auch wenn dies nicht ausführlich beschrieben ist, sind der erste Wechselmechanismus 28a und der dritte Wechselmechanismus 28c ähnlich gestaltet, so dass eine Kraft von der Schaltgabel 36 über die Schaltnut 42 und den Vorsprung eine Kraft an die einzelnen Wechselmechanismen 28 angelegt wird, während sich die Schaltwelle 40 bewegt, so dass der Wechselmechanismus 28 in Richtung der Achse C bewegt wird. Die Schaltnuten 42, die an der Schaltwelle 40 vorgesehen sind und mit den Vorsprüngen der entsprechenden Wechselmechanismen 28 in Eingriff stehen, weisen gekrümmte Abschnitte auf, die an unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind. Genauer ist jede von den Schaltnuten 42 so geformt, dass das Getriebe 10 in der Reihenfolge 1. Getriebestellung für den ersten Gang bis 6. Getriebestellung für den sechsten Gang nacheinander geschaltet wird, während sich die Schaltwelle 40 dreht. Der Betrieb der einzelnen Wechselmechanismen 28 während eines Gangwechsels wird weiter unten beschrieben.
Nun wird der Aufbau des Wechselmechanismus 28 beschrieben. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des ersten Wechselmechanismus 28a. Im Folgenden wird der Aufbau des ersten Wechselmechanismus 28a beschrieben. Jedoch werden der zweite Wechselmechanismus 28b und der dritte Wechselmechanismus 28c nicht beschrieben, da der Aufbau dieser Mechanismen 28b, 28c dem des ersten Wechselmechanismus 28a jeweils im Wesentlichen gleich ist.
Der erste Wechselmechanismus 28a besteht hauptsächlich aus einer Muffe 48, einen tellerförmigen Klauenring 50a und einem tellerförmigen Klauenring 52a. Der erste Klauenring 50a ist ein Beispiel für den ersten Ring der Erfindung. Der zweite Klauenring 52a ist ein Beispiel für den zweiten Ring der Erfindung.
Die Muffe 48 weist eine zylindrische Form auf, und ihr Innenumfangsabschnitt ist mit Keilzähnen versehen, die mit der Abtriebswelle 22 verkeilt sind. Die Muffe 48, die mit der Abtriebswelle 22 verkeilt ist, wird als Einheit mit der Abtriebswelle 22 gedreht. Ebenso sind Keilzähne 54 an einer Außenumfangsfläche der Muffe 48 vorgesehen, so dass die Keilzähne 54 mit dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a verkeilt sind.
Der erste Klauenring 50a ist in Form eines Tellers vorgesehen, dessen Mittelpunkt auf der Achse C liegt. Ein Innenumfangsabschnitt des ersten Klauenrings 50a ist mit Keilzähnen 56 versehen, die mit den Keilzähnen 54 der Muffe 48 verkeilt sind. Der zweite Klauenring 52a ist ebenfalls in Form eines Tellers vorgesehen, dessen Mittelpunkt auf der Achse C liegt. Ein Innenumfangsabschnitt des zweiten Klauenrings 52a ist mit Keilzähnen 58 versehen, die mit den Keilzähnen 54 der Muffe 48 verkeilt sind. Sobald der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a mit der Abtriebswelle 22 verkeilt sind, sind der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a nicht mehr in der Lage, sich relativ zur Abtriebswelle 22 zu drehen, und können sich relativ zur Abtriebswelle 22 in Richtung der Achse C bewegen. Somit sind der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a, nachdem sie wie vorgesehen montiert worden sind, so auf die Abtriebswelle 22 gepasst, dass sich die Ringe 52a, 52b nicht relativ zur Abtriebswelle 22 drehen können und sich in Richtung der Achse C relativ zur Abtriebswelle 22 bewegen können.
In einem Außenrandabschnitt des ersten Klauenrings 50a ist ein L-förmiger Einschnitt 60 über dem gesamten Umfang auf einer Seite vorgesehen, die dem zweiten Klauenring 52a in der Richtung der Achse C zugewandt ist. Ebenso ist in einem Außenrandabschnitt des zweiten Klauenrings 52a ein L-förmiger Einschnitt 62 über dem gesamten Umfang auf einer Seite vorgesehen, die dem ersten Klauenring 50a in der Richtung der Achse C zugewandt ist. Wenn der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a zusammengesetzt werden, wirken dann die L-förmigen Einschnitte 60, 62 zusammen, um die oben genannte Nut 34 zu bilden.
An einer Oberfläche des ersten Klauenrings 50a, die dem Antriebszahnrad 30a in Richtung der Achse C zugewandt ist, sind eine Mehrzahl von ersten Einrückungszähnen 66a (sechs in dieser Ausführungsform), die zum Antriebszahnrad 30a vorstehen, mit gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die ersten Einrückungszähne 66a sind an Positionen vorgesehen, wo sie mit einer Mehrzahl (in 3 nicht dargestellter) Verzahnungszähne 70a, die am Antriebszahnrad 30a vorgesehen sind, verzahnt werden, wenn sich der erste Klauenring 50a in Richtung der Achse C zum Antriebszahnrad 30a bewegt. Die Verzahnungszähne 70a sind auf einer Oberfläche des Antriebszahnrads 30a, die dem ersten Wechselmechanismus 28a in Richtung der Achse C zugewandt ist, so vorgesehen, dass die Zähne 70a von der oben angegebenen Oberfläche vorstehen und mit den ersten Einrückungszähnen 66a und mit vierten Einrückungszähnen 76a, die weiter unten beschrieben werden, verzahnt werden können.
An der anderen Oberfläche des ersten Klauenrings 50a, die dem zweiten Klauenring 52a in Richtung der Achse C zugewandt ist, sind eine Mehrzahl von zweiten Einrückungszähnen 68a (sechs in dieser Ausführungsform), die zum zweiten Klauenring 52a vorstehen, in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die zweiten Einrückungszähne 68a sind dafür ausgelegt, nach dem Zusammensetzen durch Durchgangslöcher 75 des zweiten Klauenrings 52a (die weiter unten beschrieben werden) durchzugreifen, so dass die Zähne 68 mit den Verzahnungszähnen 70b des zweiten Zahnrads 30b verzahnt werden können.
Im ersten Klauenring 50a sind eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 74 (sechs in dieser Ausführungsform), die sich in Richtung der Achse C durch den ersten Klauenring 50a hindurch erstrecken, in gleichmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Durchgangslöcher 74 sind an Positionen vorgesehen, wo vierte Einrückungszähne 76a des zweiten Klauenrings 52a (die weiter unten beschrieben werden) nach dem Zusammensetzen durch die Löcher 74 durchgreifen.
An einer Oberfläche des zweiten Klauenrings 52a, die dem Zahnrad 30b für den zweiten Gang in Richtung der Achse C zugewandt ist, sind eine Mehrzahl von dritten Einrückungszähnen 72a (sechs in dieser Ausführungsform), die zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang vorstehen, mit gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die dritten Einrückungszähne 72a sind an Positionen vorgesehen, wo sie mit einer Mehrzahl von Verzahnungszähnen 70b, die am Zahnrad 30b für den zweiten Gang vorgesehen sind, verzahnt werden, wenn sich der zweite Klauenring 52a in Richtung der Achse C zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang hinbewegt. Die Einrückungszähne 70b sind auf einer Oberfläche des Zahnrads für den zweiten Gang 30b, die dem ersten Wechselmechanismus 28 in Richtung der Achse C zugewandt ist, so vorgesehen, dass die Zähne 70b von der oben angegebenen Oberfläche vorstehen und mit den zweiten Einrückungszähnen 68a und den dritten Einrückungszähnen 72a verzahnt werden können.
An der anderen Oberfläche des zweiten Klauenrings 52a, die dem zweiten Klauenring 50a in Richtung der Achse C zugewandt ist, sind eine Mehrzahl von vierten Einrückungszähnen 76a (sechs in dieser Ausführungsform), die zum ersten Klauenring 50a vorstehen, in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die vierten Einrückungszähne 76a sind dafür ausgelegt, nach dem Zusammensetzen durch Durchgangslöcher 74 des ersten Klauenrings 50a durchzugreifen, so dass die Zähne 76a mit den Verzahnungszähnen 70a des Antriebszahnrads 30a verzahnt werden können.
Im zweiten Klauenring 52a sind eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 75 (sechs in dieser Ausführungsform), die sich durch den zweiten Klauenring 52a in Richtung der Achse C hindurch erstrecken, in gleichmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Durchgangslöcher 75 sind an Positionen vorgesehen, an denen die zweiten Einrückungszähne 68a nach dem Zusammensetzen durch die Durchgangslöcher 75 durchgreifen.
Der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a sind an einer Mehrzahl von Stellen (z.B. an sechs bis zwölf Stellen) in der Umfangsrichtung über Kopplungsmechanismen 80 (siehe 4), die weiter unten beschrieben werden, miteinander verkoppelt. Im Folgenden wird der Kopplungsmechanismus 80 beschrieben, der den ersten Klauenring 50a mit dem zweiten Klauenring 52a verkoppelt.
Die Kopplungsmechanismen 80 sind in Durchgangslöchern 82, die im ersten Klauenring 50a vorgesehen sind, und in Durchgangslöchern 83, die im zweiten Klauenring 52a vorgesehen sind, vorgesehen. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 82, die sich in Richtung der Achse C durch den ersten Klauenring 50a hindurch erstrecken, sind in gleichmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 83, die sich in Richtung der Achse C durch den zweiten Klauenring 52a hindurch erstrecken, sind in gleichmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Durchgangslöcher 82, 83 weisen den gleichen Innendurchmesser auf und sind so positioniert, dass die Mittelpunkte der Durchgangslöcher 82, 83 auf einer gemeinsamen Achse liegen, nachdem der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a zusammengesetzt worden sind.
Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, besteht der Kopplungsmechanismus 80 aus einem ersten Eingriffselement 84, einem Abdeckungselement 86, einem Verbindungsstift 88, einem zylindrischen Element 90, einer Feder 78 und einem zweiten Eingriffselement 92. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Ebene, die durch die Mittellinie des Verbindungsstifts 88 und die Achse C verläuft, und zeigt einen Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a vom Kopplungsmechanismus 80 verkoppelt werden. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, der dem von 4 entspricht, wo sich der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a relativ zueinander und voneinander weg in der Richtung der Achse C bewegen;
Das Abdeckungselement 86 ist ein zylindrisches Element mit einem Boden (siehe 5), das aus einem zylindrischen Abschnitt 86a und einem Tellerabschnitt 86b besteht. Eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 86a ist in das Durchgangsloch 82 des ersten Klauenrings 50a gepasst. Ein Stufenabschnitt ist im Durchgangsloch 82 vorgesehen, und ein öffnungsseitiger Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 86a stößt an den Stufenabschnitt an. Somit wird das Abdeckungselement 86 vom Stufenabschnitt an einer Bewegung zum zweiten Klauenring 52a in Richtung der Achse C gehindert. Ein Loch ist im Tellerabschnitt 86b des Abdeckungselements 86 so vorgesehen, dass es sich in der Richtung der Achse C durch die Mitte des Tellerabschnitts 86b hindurch erstreckt, und das erste Eingriffselement 84 wird durch das Loch eingeführt.
Das erste Eingriffselement 84 besteht aus einem Schaftabschnitt 84a und einem Tellerabschnitt 84b (siehe 5). Ein Schaftloch, das sich parallel zur Achse C erstreckt, ist in der Mitte des Schaftabschnitts 84a vorgesehen. Ebenso ist ein Ende des Verbindungsstifts 88 in einen axialen Endabschnitt des Schaftlochs des Schaftabschnitts 84a in Richtung der Achse C auf der Seite, die dem Tellerabschnitt 84b abgewandt ist, eingeschraubt. Der Schaftabschnitt 84b stößt an den Tellerabschnitt 86b des Abdeckungselements 86 an, so dass er an einer Bewegung hin zum zweiten Klauenring 52a in der Richtung der Achse C gehindert wird.
Das zylindrische Element 90 ist ein zylindrisches Element mit einem Boden (siehe 5), das aus einem zylindrischen Abschnitt 90a und einem Tellerabschnitt 90b besteht. Eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 90a ist in einem Zustand, wo der Tellerabschnitt 90b in Richtung auf den ersten Klauenring 50a eingeführt ist, in das Durchgangsloch 83 gepasst. Ein Loch, das sich in Richtung der Achse C durch den Tellerabschnitt 90b erstreckt, ist in einem mittleren Abschnitt des Tellerabschnitts 90b vorgesehen, und der Schaftabschnitt 84a des ersten Eingriffselements 84 wird durch das Loch hindurch eingeführt. Ebenso ist ein ringförmiger Flanschabschnitt 90c, der radial nach außen vorsteht, an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 90a des zylindrischen Elements 90 vorgesehen, und der Flanschabschnitt 90c stößt an einen Endabschnitt des zweiten Klauenrings 52a an, der in der Richtung der Achse C vom ersten Klauenring 50a abgewandt ist. Somit wird das zylindrische Element 90 an einer Bewegung zum ersten Klauenring 50a in Richtung der Achse C gehindert.
In Richtung der Achse C gesehen ist ein Ende des Verbindungsstifts 88 in den Schaftabschnitt 84a des ersten Eingriffselements 84 geschraubt, und das andere Ende des Verbindungsstifts 88 ist, gesehen in der Richtung der Achse C, in das zweite Eingriffselement 92 geschraubt. Das zweite Eingriffselement 92 besteht aus einem Schaftabschnitt 92a und einem Tellerabschnitt 92b, der mit einem Ende des Schaftabschnitts 92a verbunden ist (siehe 5). Ein Gewindeloch, das parallel ist zur Achse C, ist in einem mittleren Abschnitt des Schaftabschnitts 92a vorgesehen, und das andere Ende des Verbindungsstifts 88 ist in das Gewindeloch geschraubt. Der Tellerabschnitt 92b ist ein Tellerelement, das sich von einem axialen Ende des Schaftabschnitts 92a aus in radialen Richtungen erstreckt, und ein radial äußerer Randabschnitt des Tellerabschnitts 92b ist verschiebbar in eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 90a eingepasst oder darin aufgenommen.
Eine Feder 78 ist zwischen den bzw. dem Tellerabschnitt 90b des zylindrischen Elements 90 und den bzw. dem Tellerabschnitt 92b des zweiten Eingriffselements 92 eingeführt und positioniert. Genauer stößt ein Ende der Feder 78 am Tellerabschnitt 90b an, und das andere Ende der Feder 78 stößt am Tellerabschnitt 92b an.
In der obigen Anordnung ist der erste Klauenring 50a über das Abdeckungselement 86, das erste Eingriffselement 84, den Verbindungsstift 88, das zweite Eingriffselement 92, die Feder 78 und das zylindrische Element 90 mit dem zweiten Klauenring 52a verkoppelt.
4 zeigt einen Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a aneinander anstoßen. Die Länge der Feder 78 ist so angepasst, dass die einander entgegengesetzten Enden der Feder 78 dabei am Tellerabschnitt 90b des zylindrischen Elements 90 und am Tellerabschnitt 92b des zweiten Eingriffselements 92 anstoßen. Ebenso ist in der ersten Ausführungsform die Länge der Feder 78 so angepasst, dass in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a einander nahe sind oder einander berühren, der Tellerabschnitt 86b des Abdeckungselements 86 und der Tellerabschnitt 90b des zylindrischen Elements 90 aneinanderstoßen und das zweite Eingriffselement 92 in der Richtung der Achse C in der Nähe der Öffnung des zylindrischen Elements 90 liegt.
5 zeigt einen Zustand, wo sich der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a in der Richtung der Achse C voneinander wegbewegen. Wenn der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a in der Richtung der Achse C voneinander wegbewegt werden, werden das Abdeckungselement 86 und das erste Eingriffselement 84 auch vom zweiten Klauenring 52a wegbewegt, wie in 5 gezeigt ist. Ebenso bewegen sich der Verbindungsstift 88 und das zweite Eingriffselement 92 als Einheit mit dem ersten Eingriffselement 84. Dagegen wird das zylindrische Element 90 durch den zweiten Klauenring 52a an einer Bewegung in Richtung der Achse C hin zum ersten Klauenring 50a gehindert; daher ändern sich die relativen Positionen des zylindrischen Elements 90 und des zweiten Eingriffselements 92 in Richtung der Achse C. Genauer wird der relative Abstand zwischen dem Tellerabschnitt 90b des zylindrischen Elements 90 und dem Tellerabschnitt 92b des zweiten Eingriffselements 92, gemessen in der Richtung der Achse C, verkürzt, wenn sich der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a in Richtung der Achse C voneinander wegbewegen. Das heißt, die Feder 78 wird komprimiert, während der Verstellweg S als das Maß einer Lücke zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a in Richtung der Achse C größer wird.
Da die Feder 78 komprimiert wird, während der Verstellweg S zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a größer wird, wird eine Vorspannkraft F (eine elastische Rückstellkraft) erzeugt, die den ersten Klauenring 50a und den zweiten Klauenring 52a in die Ausgangspositionen zieht, d.h. die Positionen, in denen der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a nahe beieinanderliegen oder einander berühren. Somit erzeugt der Kopplungsmechanismus 80 eine Vorspannkraft F in einer solchen Richtung, dass der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a gemäß dem Verstellweg S zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a näher zueinander gebracht werden. Das heißt, die Feder 78 liegt im Durchgangsloch 82 des ersten Klauenrings 50a und im Durchgangsloch 83 des zweiten Klauenrings 52a.
Dann spannt die Feder 78 den ersten Klauenring 50a und den zweiten Klauenring 52a in einer solchen Richtung vor, dass sie einander näherkommen, und wird elastisch verformt, wenn sich der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a in der Richtung der Achse voneinander wegbewegen. In dieser Anordnung ist die Feder 78 so gestaltet, dass sie eine Vorspannkraft F in einer solchen Richtung anlegt, dass sie den ersten Klauenring 50a und den zweiten Klauenring 52a in Richtung der Achse C einander näherbringt.
Mehrere Kopplungsmechanismen 80 wie oben beschrieben sind in der Umfangsrichtung des ersten Klauenrings 50a und des zweiten Klauenrings 52a in gleichen Winkelabständen angeordnet, so dass die Federn 78 in der Umfangsrichtung ebenfalls in gleichen Winkelabständen angeordnet sind und die Vorspannkraft F zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a im Wesentlichen gleichförmig verteilt wird. Ebenso wird die Richtung, in welcher der Kopplungsmechanismus 80 angebaut wird, bei jedem Paar von Kopplungsmechanismen 80, die in der Umfangsrichtung nebeneinanderliegen, abwechselnd geändert. Genauer ist in 4 und 5 das Abdeckungselement 86 in den ersten Klauenring 50a gepasst, und das zylindrische Element 90 ist in den zweiten Klauenring 52a gepasst. Jedoch ist im Kopplungsmechanismus 80, der in der Umfangsrichtung neben dem von 4 und 5 liegt, das zylindrische Element 90 in den ersten Klauenring 50a eingepasst, und das Abdeckungselement 86 ist in den zweiten Klauenring 52a eingepasst.
6 zeigt die Beziehung zwischen dem Verstellweg S als dem Maß einer Lücke zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a in der Richtung der Achse C und der Vorspannkraft F, die zwischen dem ersten Klauenring 50a und dem zweiten Klauenring 52a erzeugt wird, im oben beschriebenen Aufbau, in dem der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a vom Kopplungsmechanismus 80 miteinander verkoppelt sind. Der Verstellweg S von 6 ist in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a aneinander anstoßen, wie in 4 gezeigt ist, auf null eingestellt. Wie von der durchgezogenen Linie in 6 angegeben ist, steigt die Vorspannkraft F linear im Verhältnis zum Verstellweg S, da das Maß der Kompression der Feder 78 zunimmt, wenn der Verstellweg S größer wird.
Dadurch, dass eine Anpassung so durchgeführt wird, dass die Feder 78 vorab komprimiert (elastisch verformt) wird, kann in einem Zustand, in dem der Verstellweg S gleich null ist (in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a nebeneinander liegen), die Feder 78 mit einer Vorbelastung Fpre beaufschlagt werden, die in einer solchen Richtung wirkt, dass der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a einander nähergebracht werden, wenn der Verstellweg S gleich null ist. Wie in 7 gezeigt ist, wird durch Anpassen der Position (Anbauposition), in der das zweite Eingriffselement 92 in den Verbindungsstift 88 geschraubt wird, und durch Komprimieren der Feder 78 in einem vorgegebenen Maß in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a aneinander anstoßen, die Feder 78 mit der Vorbelastung Fpre beaufschlagt, wie von der lang und kurz gestrichelten Linie in 6 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang kann die Höhe der Vorbelastung Fpre durch Anpassen der Anbauposition des zweiten Eingriffselements 92 nach Bedarf angepasst werden.
Es ist auch möglich, durch geeignetes Anpassen von Eigenschaften der Feder 78, die im Kopplungsmechanismus 80 verwendet wird, die Vorspannkraft F in Bezug auf den Verstellweg S frei anzupassen. Zum Beispiel kann die Vorspannkraft F in Bezug auf den Verstellweg S nichtlinear geändert werden, wie in 8 und 9 gezeigt ist. Ebenso kann die Vorbelastung Fpre durch Anpassen des Maßes der Kompression der Feder 78, wenn der Verstellweg S null ist. ebenfalls nach Bedarf angepasst werden.
Nun wird ein Betrieb des Wechselmechanismus 28 während eines Gangwechsels beschrieben. Obwohl die folgende Beschreibung ein Raufschalten von der 1. Getriebestellung für den ersten Gang in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang betrifft, ändert sich der grundlegende Betrieb auch in Bezug auf andere Gangwechsel nicht (d.h. in Bezug auf Raufschalt- oder Runterschaltvorgänge, die kein Raufschalten aus der 1. Getriebestellung für den ersten Gang in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang sind), und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Da der zweite Wechselmechanismus 28b am Raufschalten aus der 1. Getriebestellung für den ersten Gang in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang nicht beteiligt ist (das heißt, dass der zweite Wechselmechanismus 28b keine Leistung überträgt), wird auf eine Beschreibung in Bezug auf den zweiten Wechselmechanismus 28 verzichtet.
10 zeigt auf vereinfachte Weise Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus 28a und des dritten Wechselmechanismus 28c während des Fahrens in der 1. Getriebestellung für den ersten Gang. In 10 liegt der erste Wechselmechanismus 28a auf der linken Seite, und ein Teil des ersten Wechselmechanismus 28a und des dritten Wechselmechanismus 28c ist abgewickelt und vereinfacht dargestellt. Auf den einander entgegengesetzten Seiten vom ersten Wechselmechanismus 28a sind die Verzahnungszähne 70a des Antriebszahnrads 30a und die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads für den zweiten Gang 30b, die mit dem ersten Wechselmechanismus 28a verzahnt werden können, abgewickelt dargestellt. Ebenso sind auf den einander entgegengesetzten Seiten vom dritten Wechselmechanismus 28c die Verzahnungszähne 70e des Vierter-Gang-Zahnrads 30e und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang, die mit dem dritten Wechselmechanismus 28c verzahnt werden können, abgewickelt dargestellt.
Nun wird der erste Wechselmechanismus 28a von 10 beschrieben. Im ersten Wechselmechanismus 28a liegt der erste Klauenring 50a auf der linken Seite der Zeichnung, und der zweite Klauenring 52a liegt auf der rechten Seite der Zeichnung. Der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a werden durch die Federn 78, die den Kopplungsmechanismus 80 bilden, zueinander vorgespannt. Der erste Klauenring 50a ist versehen mit den ersten Einrückungszähnen 66a, die zum Antriebszahnrad 30a vorstehen, und den zweiten Einrückungszähnen 68a, die durch die Durchgangslöcher 75 des zweiten Klauenrings 52a durchgreifen und zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang vorstehen. Ebenso ist der zweite Klauenring 52a versehen mit den dritten Einrückungszähnen 72a, die zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang vorstehen, und den vierten Einrückungszähnen 76a, die durch die Durchgangslöcher 74 des ersten Klauenrings 50a durchgreifen und zum Antriebszahnrad 30a vorstehen. Die ersten Einrückungszähne 66a sind ein Beispiel für die ersten Einrückungszähne der Erfindung. Die zweiten Einrückungszähne 68a sind ein Beispiel für die zweiten Einrückungszähne der Erfindung. Die dritten Einrückungszähne 72a sind ein Beispiel für die ersten Einrückungszähne der Erfindung. Die vierten Einrückungszähne 76a sind ein Beispiel für die zweiten Einrückungszähne der Erfindung.
Die Schaltgabel 36 ist in die Nut 34 gepasst, die vom ersten Klauenring 50a und vom zweiten Klauenring 52a bereitgestellt wird. Die Schaltgabel 36 ist außerdem mit einem Vorsprung 94 versehen, der in 10 von einem schwarzen Kreis angegeben wird, und der Vorsprung 94 wird mit der an der Schaltwelle 40 vorgesehenen Schaltnut 42 in Eingriff gebracht. Wenn sich die Form der Schaltnut 42, die mit dem Vorsprung 94 in Eingriff steht, ändert, während sich die Schaltwelle 40 dreht, bewegt sich somit die Schaltgabel 36 zusammen mit dem Vorsprung auf Basis der Form der Schaltnut 42.
Der Aufbau des dritten Wechselmechanismus 28c, der in 10 gezeigt ist, ist nicht grundsätzlich verschieden von dem des ersten Wechselmechanismus 28a, der oben beschrieben wurde, und wird daher hier nicht beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird die Bezugszahl 42a der Schaltnut 42 zugeordnet, in die der Vorsprung 94 des ersten Wechselmechanismus 28a eingepasst wird, und die Bezugszahl 42c wird der Schaltnut 42 zugeordnet, in die der Vorsprung 94 des dritten Wechselmechanismus 28c eingepasst wird (siehe 10). Ebenso wird die Bezugszahl 50c dem ersten Klauenring zugeordnet, der den dritten Wechselmechanismus 28c bildet, und die Bezugszahl 52c wird dem zweiten Klauenring zugeordnet, während die Bezugszahlen 66c, 68c, 72c, 76c den ersten Einrückungszähnen bis vierten Einrückungszähnen zugeordnet werden, die den dritten Wechselmechanismus 28c bilden (siehe 10). Die ersten Einrückungszähne 66c sind ein Beispiel für die ersten Einrückungszähne der Erfindung. Die zweiten Einrückungszähne 68c sind ein Beispiel für die zweiten Einrückungszähne der Erfindung. Die dritten Einrückungszähne 72c sind ein Beispiel für die ersten Einrückungszähne der Erfindung. Die vierten Einrückungszähne 76c sind ein Beispiel für die zweiten Einrückungszähne der Erfindung.
In 10 stellt die Richtung nach oben in der Zeichnung, die vom Pfeil angegeben wird, die Drehrichtung dar, wenn das Fahrzeug in der 1. Getriebestellung für den ersten Gang vorwärtsfährt. Das heißt, während eines Vorwärtsfahrens bewegen sich das Antriebszahnrad 30a, das Zahnrad 30b für den zweiten Gang, das Zahnrad 30e für den vierten Gang und das Zahnrad 30f für den ersten Gang in der Zeichnung von 10 aufwärts. In diesem Zusammenhang werden das Antriebszahnrad 30a, das Zahnrad 30b für den zweiten Gang, das Zahnrad 30e für den vierten Gang und das Zahnrad 30f für den ersten Gang mit den Drehzahlen gedreht, die auf der Drehzahl des Motors 12 und dem Übersetzungsverhältnis oder der Getriebeübersetzung γ, die mechanisch für die jeweilige Getriebestellung eingerichtet ist, basiert. Genauer ist die Drehzahl des Zahnrads 30f für den ersten Gang, das der 1. Getriebestellung für den ersten Gang entspricht, am niedrigsten, und die Drehzahl des Schaltungszahnrads, das der Getriebestellung eines höheren Gangs entspricht, wird höher. Der erste Wechselmechanismus 20a und der dritte Wechselmechanismus 28c bewegen sich während des Vorwärtsfahrens in der Zeichnung von 10 ebenfalls nach oben. Der erste Wechselmechanismus 28a und der dritte Wechselmechanismus 28c drehen sich als Einheit mit der Abtriebswelle 22. Außerdem sind schräge Flächen 96 an den dritten Einrückungszähnen 72a vorgesehen, die vom zweiten Klauenring 52a, der neben dem Zahnrad 30b für den zweiten Gang liegt, zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang vorstehen. Ebenso sind schräge Flächen 96 an den dritten Einrückungszähnen 72c vorgesehen, die vom zweiten Klauenring 52c, der neben dem Zahnrad 30f für den ersten Gang liegt, zum Zahnrad 30f für den ersten Gang vorstehen.
Nun werden die Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus 28a und des dritten Wechselmechanismus 28c, die in 10 gezeigt sind, während des Fahrens in der 1. Getriebestellung für den ersten Gang beschrieben. Während des Fahrens in der 1. Getriebestellung für den ersten Gang wird die Schaltgabel 36, die in die Nut 34 des ersten Wechselmechanismus 28a gepasst ist, auf Basis der Schaltnut 42a in eine neutrale Position (N-Position) bewegt. Dabei ist keiner von den Einrückungszähnen des ersten Wechselmechanismus 28a mit einem der Verzahnungszähne 70a des Antriebszahnrads 30a und der Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang verzahnt, und der erste Wechselmechanismus 28a wird relativ zum Antriebszahnrad 30a und zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang gedreht. Das heißt, die Leistungsübertragung mit dem ersten Wechselmechanismus 28a und der Abtriebswelle 22 ist unterbrochen.
Was dagegen den dritten Wechselmechanismus 28c betrifft, so wird die Schaltgabel 36, die in die Nut 34 gepasst ist, auf Basis der Form der Schaltnut 42c in die 1. Getriebestellung (1. Stellung) bewegt. Da sich das Zahnrad 30f für den ersten Gang schneller dreht als der zweite Klauenring 52c des dritten Wechselmechanismus 28c, werden die dritten Einrückungszähne 72c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang miteinander verzahnt, wie in 10 gezeigt ist, und Leistung kann zwischen dem dritten Wechselmechanismus 28c und dem Zahnrad 30f für den ersten Gang übertragen werden. Somit werden das Zahnrad 30f für den ersten Gang und die Abtriebswelle 22 über den dritten Wechselmechanismus 28c miteinander verkoppelt, so dass Leistung zwischen ihnen übertragen werden kann und die 1. Getriebestellung für den ersten Gang eingerichtet wird.
11A bis 11F zeigen Betriebszustände des ersten Wechselmechanismus 28a und des dritten Wechselmechanismus 28c in chronologischer Reihenfolge in einer Schaltungsübergangsperiode beim Gangwechsel aus der 1. Getriebestellung für den ersten Gang in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang. In der Schaltungsübergangsperiode arbeiten der erste und der dritte Wechselmechanismus 28a, 28c in der Reihenfolge von 11A, 11B, ..., 11F.
11A zeigt einen Zustand, wo das Fahrzeug in der 1. Getriebestellung für den ersten Gang fährt (das heißt vor dem Beginn des Gangwechsels). Dieser Zustand ist völlig identisch mit dem oben in 10 beschriebenen und wird daher nicht beschrieben.
11B zeigt Betriebszustände zu Beginn eines Raufschaltens in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang. Im dritten Wechselmechanismus 28c bewegt sich die Schaltgabel 36 gemäß einer Änderung der Form der Schaltnut 42c in einer Richtung (nach links in der Zeichnung) weg vom Zahnrad 30f für den ersten Gang, während sich die Schaltwelle 40 dreht. Dabei bewegt sich der erste Klauenring 50c, der von der Schaltgabel 36 angeschoben wird, weg vom zweiten Klauenring 52c, und eine Vorspannkraft F wird zwischen dem ersten Klauenring 50c und dem zweiten Klauenring 52c erzeugt. Dagegen wird zwischen den dritten Einrückungszähnen 72c des zweiten Klauenrings 52c und den Verzahnungszähnen 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang weiterhin Leistung übertragen. Daher werden die dritten Einrückungszähne 72c und die Verzahnungszähne 70f aufgrund einer Reibung zwischen den dritten Einrückungszähnen 72c und den Verzahnungszähnen 70f entgegen der Vorspannkraft F der Feder 78 verzahnt gehalten. Somit werden der erste Klauenring 50c und der zweite Klauenring 52c des dritten Wechselmechanismus 28c voneinander getrennt. In 11B erscheint die Feder 78 gedehnt, wenn der erste Klauenring 50c und der zweite Klauenring 52c voneinander getrennt sind. Tatsächlich wird die Feder 78 jedoch auf Basis der Struktur von 4 komprimiert.
11C zeigt einen Zustand, wo sich der erste Wechselmechanismus 28a zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang bewegt, um die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang zu bilden. Während sich die Schaltwelle 40 dreht, ändert sich die Position des Vorsprungs der Schaltgabel 36, die mit der Schaltnut 42a in Eingriff steht, und der erste Wechselmechanismus 28a wird von der Schaltgabel 36 angeschoben, so dass er sich zum Zahnrad 30b für den 2. Gang bewegt. Dabei werden die dritten Einrückungszähne 72a des ersten Klauenrings 50a und die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang in einen Zustand gebracht, wo die Zähne 72a, 70b miteinander verzahnt werden können (die Zähne 72a, 70b waren im Zustand von 11C nicht miteinander verzahnt).
11D zeigt einen Zustand, wo die dritten Einrückungszähne 72a des ersten Klauenrings 50a mit den Verzahnungszähnen 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang im ersten Wechselmechanismus 28a verzahnt sind. In 11D ist die Drehzahl des Zahnrads 30b für den zweiten Gang höher als die Drehzahl des ersten Wechselmechanismus 28a; daher werden die dritten Einrückungszähne 72a und die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang sofort miteinander verzahnt, wenn der Zustand von 11C eingerichtet wird. Dabei werden die dritten Einrückungszähne 72a des ersten Wechselmechanismus 28a und die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang miteinander verzahnt, und gleichzeitig werden die dritten Einrückungszähne 72c des dritten Wechselmechanismus 28c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang miteinander verzahnt, so dass ein Zustand hergestellt wird, wo eine gleichzeitige Verzahnung stattfindet.
11E zeigt einen Zustand, wo die dritten Einrückungszähne 72c des ersten Klauenrings 50c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang im dritten Wechselmechanismus 28c auseinandergerückt sind. In 11D wird die Abtriebswelle 22 mit der Drehzahl gedreht, die auf der 2. Getriebestellung für den zweiten Gang basiert, sobald die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang mit den dritten Einrückungszähnen 72a des ersten Wechselmechanismus 28a miteinander verzahnt worden sind; daher wird die Drehzahl des ersten Klauenrings 50c des dritten Wechselmechanismus 28c höher als die Drehzahl des Zahnrads 30f für den ersten Gang. Demgemäß werden die dritten Einrückungszähne 72c des ersten Klauenrings 50c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang auseinandergerückt.
11F zeigt einen Zustand, wo der zweite Klauenring 52c des dritten Wechselmechanismus 28c zum ersten Klauenring 50c hingezogen oder gedrängt wird. In 11E sind die dritten Einrückungszähne 72c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang auseinandergerückt, und daher ist eine Kraft, die auf eine Reibung zwischen den dritten Einrückungszähnen 72c und den Verzahnungszähnen 70f zurückgeht, eliminiert (die Kraft, die auf eine Reibung zurückgeht, ist kleiner als die Vorspannkraft F); daher wird der zweite Klauenring 52c unter der Vorspannkraft F der Feder 78 zum ersten Klauenring 50c gezogen. Somit wird der dritte Wechselmechanismus 28c in einen neutralen Zustand gebracht, wo er mit keinem der Verzahnungszähne 70a-70f verzahnt ist, und der Gangwechsel in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang ist abgeschlossen. Die dritten Einrückungszähne 72c sind mit den schrägen Flächen 96 versehen; auch wenn ein Zug unter der Vorspannkraft F der Feder 78 verzögert ist, werden die Verzahnungszähne 70f daher mit den schrägen Flächen 96 in Berührung gebracht, und der zweite Klauenring 52c wird von den schrägen Flächen 96 nach außen geschoben, so dass die dritten Einrückungszähne 72c zuverlässig von den Verzahnungszähnen 70f abgerückt werden. Sobald die dritten Einrückungszähne 72a des ersten Wechselmechanismus 28a mit den Verzahnungszähnen 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang verzahnt worden sind, werden somit die dritten Einrückungszähne 72c des dritten Wechselmechanismus 28c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang umgehend auseinandergerückt; daher wird eine Unterbrechung einer Drehmomentübertragung während des Schaltens verhindert. Die Schritte von 11C bis 11F werden in sehr kurzer Zeit ausgeführt.
In diesem Zusammenhang wird die Höhe der Vorspannkraft F so angepasst, dass der oben beschriebene Gangwechsel auf vorteilhafte Weise ausgeführt wird. Genauer wird in einem Zustand, wo Leistung zwischen dem zweiten Klauenring 52c und dem Zahnrad 30f für den ersten Gang übertragen wird, die Höhe der Vorspannkraft F so eingestellt, dass die dritten Einrückungszähne 72c des zweiten Klauenrings 52c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang auch dann miteinander verzahnt gehalten werden, wenn der erste Klauenring 50c vom zweiten Klauenring 52c wegbewegt wird, wobei die dritten Einrückungszähne 72c mit den Verzahnungszähnen 70f verzahnt sind. Ferner wird die Höhe der Vorspannkraft F so eingestellt, dass der zweite Klauenring 52c umgehend zum ersten Klauenring 50c hingezogen wird, sobald die Übertragung von Leistung zwischen dem zweiten Klauenring 52c und dem Zahnrad 30f für den ersten Gang unterbrochen wird. Somit muss die Höhe der Vorspannkraft F optimal angepasst werden. Jedoch kann die Vorspannkraft F in der ersten Ausführungsform durch Ändern der Eigenschaften der Feder 78 oder durch Anpassen der Vorbelastung Fpre auf die optimale Höhe angepasst werden. Obwohl die obige Beschreibung das Raufschalten aus der 1. Getriebestellung für den ersten Gang in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang als Beispiel betrifft, ändert sich der grundlegende Ablauf in Bezug auf andere Gangwechsel, die nicht beschrieben werden, nicht.
Nun wird die gegenseitige Verzahnung zwischen den eingreifenden Zähnen des Wechselmechanismus 28 und den Verzahnungszähnen 70 des Schaltungszahnrads beschrieben (die Verzahnungszähne 70a-70f werden einfach als „Verzahnungszähne 70“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird). Im Folgenden wird eine gegenseitige Verzahnung zwischen den Einrückungszähnen 68a, 72a des ersten Wechselmechanismus 28a und den Verzahnungszähnen 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang während eines Gangwechsels in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang als Beispiel beschrieben.
12A bis 12E zeigen ein Beispiel für einen Prozess der Verzahnung zwischen den zweiten Einrückungszähnen 68a und den dritten Einrückungszähnen 72a des ersten Wechselmechanismus 28a und den Verzahnungszähnen 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang, wenn das Getriebe 10 in die Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird. In 12A bis 12E ist ein Teil der zweiten Einrückungszähne 68a, der dritten Einrückungszähne 72a und der Verzahnungszähne 70b, die in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, abgewickelt dargestellt, und nur ein Zahn von den zweiten Einrückungszähnen 68a, nur ein Zahn von den Verzahnungszähnen 70b und nur zwei Zähne von den dritten Einrückungszähnen 72a sind dargestellt. Der Gangwechsel läuft in der Reihenfolge von 12A bis 12E ab, und 12E zeigt einen Zustand, wo der Gangwechsel abgeschlossen ist und die dritten Einrückungszähne 72a und die Verzahnungszähne 70b miteinander verzahnt sind. In 12A bis 12E stellt ein Pfeil, der in der Zeichnung nach rechts weist, die Drehrichtung dar, wenn das Fahrzeug vorwärtsfährt. In 12A bis 12E bewegen sich die zweiten Einrückungszähne 68a und die dritten Einrückungszähne 72a in der Zeichnung nach oben, hin zu den Verzahnungszähnen 70b, wenn das Getriebe 10 in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird.
Wie in 12A gezeigt ist, liegen einer von den dritten Einrückungszähnen 72a und der zweite Verzahnungszahn 68a in der Umfangsrichtung nebeneinander, und der zweite Verzahnungszahn 68a liegt vor dem dritten Verzahnungszahn 72a, der neben dem zweiten Verzahnungszahn 68a liegt, wenn man sie in der Drehrichtung (der Richtung nach rechts in der Zeichnung) während des Vorwärtsfahrens betrachtet. Eine Stirnfläche 98 des Verzahnungszahns 70b, die dem zweiten Einrückungszahn 68a und dem dritten Einrückungszahn 72a zugewandt ist, ist als flache Fläche vorgesehen. Ebenso sind eine Stirnfläche 100 des zweiten Einrückungszahns 68a und eine Stirnfläche 102 des dritten Einrückungszahns 72a, die dem Verzahnungszahn 70b von dem dritten Einrückungszahn 72a zugewandt sind, ebenfalls als flache Flächen vorgesehen. Die Stirnfläche 100 und die Stirnfläche 102 liegen auf dem gleichen Niveau oder auf gleicher Höhe, wenn sie nicht mit den Verzahnungszähnen 70b in Berührung stehen. Das heißt, in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a nebeneinanderliegen, sind die Stirnfläche 100 und die Stirnfläche 102 so eingestellt, dass sie auf derselben Ebene liegen.
Wenn der Verzahnungszahn 70b mit mindestens einem vom zweiten Einrückungszahn 68a und dritten Einrückungszahn 72a in Berührung kommt, kann sich der Verzahnungszahn 70b somit relativ zum zweiten Einrückungszahn 68a und dritten Einrückungszahn 72a bewegen (drehen), während er auf den Stirnflächen 100, 102 gleitet.
Wie in 12B gezeigt ist, ist die Länge H1 der Stirnfläche 98 des Verzahnungszahns 70b, gemessen in der Umfangsrichtung, so eingestellt, dass sie größer ist als der Abstand H2 zwischen dem zweiten Einrückungszahn 68a und dem dritten Einrückungszahn 72a, die in der Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Mit dieser Anordnung wird verhindert, dass der Verzahnungszahn 70b in eine Aussparung 104 fällt, die wegen der schrägen Fläche 96, die am dritten Einrückungszahn 72a vorgesehen ist, zwischen dem zweiten Einrückungszahn 68a und dem dritten Einrückungszahn 72a vorgesehen ist.
Der Prozess der Verzahnung, wenn das Getriebe 10 in die 2. Getriebestellung für den zweiten Gang geschaltet wird, wird nun schrittweise unter Verwendung von 12A bis 12E beschrieben.
12A zeigt einen Zustand, der hergestellt wird, wenn der Gangwechsel beginnt und der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a zum Zahnrads 30b für den zweiten Gang bewegt werden, so dass die Stirnflächen 102 aller dritten Einrückungszähne 72a mit den Stirnflächen 98 der entsprechenden Verzahnungszähne 70b in Berührung kommen. Sobald die Stirnfläche 102 des dritten Einrückungszahns 72a und die Stirnfläche 98 des Verzahnungszahns 70b einander berühren, kann sich der dritte Einrückungszahn 72a nicht mehr weiterbewegen. Ebenso dreht sich das Zahnrad 30b für den zweiten Gang während eines Vortriebs (während einer Beschleunigung) mit einer höheren Drehzahl als der zweite Einrückungszahn 68a und der dritte Einrückungszahn 72a, so dass sich der Verzahnungszahn 70a relativ zum dritten Einrückungszahn 72a in der Zeichnung nach rechts bewegt, wie in 12B gezeigt ist, und die Stirnfläche 98 des Verzahnungszahns 70b mit sowohl der Stirnfläche 100 des zweiten Einrückungszahns 68a als auch der Stirnfläche 102 des dritten Einrückungszahns 72a in Berührung kommt.
Wenn sich der Verzahnungszahn 70b relativ zum dritten Einrückungszahn 72a in der Zeichnung weiter nach rechts bewegt, verlieren der Verzahnungszahn 70b und der dritte Einrückungszahn 72a ihren gegenseitigen Kontakt und werden in einen in 12C gezeigten Zustand gebracht. Das heißt, der Verzahnungszahn 70b berührt den zweiten Einrückungszahn 68a. Da der zweite Einrückungszahn 68a so ausgelegt ist, dass er sich relativ zum dritten Einrückungszahn 72a in der Zeichnung nach unten bewegen kann, wenn die Feder 78 komprimiert (elastisch verformt wird). Wenn sich der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a weiter zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang hinbewegen, wird daher die Feder 78 komprimiert, und der zweite Einrückungszahn 68a wird durch den Verzahnungszahn 70b einwärts geschoben. Wie in 12D gezeigt ist, kommt als Folge davon der Verzahnungszahn 70b mit dem zweiten Klauenring 52a in Berührung. Da die Drehzahl des Verzahnungszahns 70b höher ist als die des zweiten Klauenrings 52a, werden der Verzahnungszahn 70b und ein weiterer dritter Einrückungszahn 72a miteinander verzahnt, so dass Leistung zwischen ihnen übertragen werden kann. Indessen kehrt der zweite Einrückungszahn 68a unter der Vorspannkraft F der Feder 78 in die Ausgangsstellung zurück, sobald der Zahn 68a den Kontakt mit dem Verzahnungszahn 70b verliert.
Mit dem obigen Aufbau kann sich der Verzahnungszahn 70b nach dem Schalten zwischen dem zweiten Einrückungszahn 68a und dem dritten Einrückungszahn 72a bewegen. Das heißt, nach dem Schalten kann sich der Verzahnungszahn 70b innerhalb eines Bereichs W1 von 12E bewegen. Dagegen wird in der Schaltungsübergangsperiode der zweite Einrückungszahn 68a durch den Verzahnungszahn 70b einwärts geschoben, so dass sich der Verzahnungszahn 70b innerhalb eines Bereichs W2 bewegen kann. Somit kann sich der Verzahnungszahn 70b in der Schaltungsübergangsperiode innerhalb des vergrößerten Bereichs W2 bewegen, wodurch der Verzahnungszahn 70b leichter mit dem dritten Einrückungszahn 72a in Eingriff kommen kann. Ebenso ist der Bereich W1, über den sich der Verzahnungszahn 70b bewegen kann, nach dem Schalten verschmälert, so dass ein totes Spiel verringert ist. Demgemäß ist ein Stoß, der durch eine Kollision des Verzahnungszahns 70b mit dem dritten Einrückungszahn 72a aufgrund einer hohen Beschleunigung bewirkt wird, beispielsweise ausgehend von einem verlangsamten Fahren, verringert. Während eines Fahrens mit Vortrieb sind die Verzahnungszähne 70b mit den dritten Einrückungszähnen 72a verzahnt. Während des angetriebenen Fahrens (beispielsweise während eines verlangsamten Fahrens) sind die Verzahnungszähne 70b mit den zweiten Einrückungszähnen 68a verzahnt. Obwohl die obige Beschreibung die zweiten Einrückungszähne 68a und dritten Einrückungszähne 72a des ersten Wechselmechanismus 28a und die Verzahnungszähne 70b des Zahnrads 30b für den zweiten Gang als Beispiel betreffen, kann der oben beschriebene Aufbau ebenso für andere Wechselmechanismen und Verzahnungszähne anderer Schaltungszahnräder vorgesehen werden und können die oben beschriebenen Wirkungen erzielt werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der ersten Ausführungsform die Federn 78 zum Zueinander-Vorspannen des ersten Klauenrings 50c und des zweiten Klauenrings 52c vorgesehen. Wenn der erste Klauenring 50c vom zweiten Klauenring 52c wegbewegt wird, werden daher die Federn 78 komprimiert, so dass an den zweiten Klauenring 52c eine Vorspannkraft F in einer Richtung angelegt wird, in der bewirkt wird, dass der Ring 52c sich dem ersten Klauenring 50c annähert. Wenn der erste Klauenring 50c während des Schaltens vom zweiten Klauenring 52c wegbewegt wird, wird daher in einem Zustand, wo die dritten Einrückungszähne 72c des zweiten Klauenrings 52c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang miteinander verzahnt sind, die Vorspannkraft F an den zweiten Klauenring 52c angelegt; wenn die Kraft, die aus einer Reibung zwischen den Einrückungszähnen 72c des zweiten Klauenrings 52c und den Verzahnungszähnen 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang resultiert, kleiner wird als die Vorspannkraft F, wird dann der zweite Klauenring 52c aufgrund der Vorspannkraft F zum ersten Klauenring 50c hingezogen, und die dritten Einrückungszähne 72c des zweiten Klauenrings 52c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang werden umgehend auseinandergerückt. Aufgrund der Vorspannkraft F, die von der Feder 78 erzeugt wird, werden somit die dritten Einrückungszähne 72c des zweiten Klauenrings 52c und die Verzahnungszähne 70f des Zahnrads 30f für den ersten Gang zuverlässig auseinandergerückt.
Die zweiten Einrückungszähne 68a greifen durch die Durchgangslöcher 75 hindurch, die im zweiten Klauenring 52a vorgesehen sind. Wenn die zweiten Einrückungszähne 68a mit den Verzahnungszähnen 70b Zahnrads 30b für den zweiten Gang kollidieren, wenn der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a zum Zahnrad 30b für den zweiten Gang hinbewegt werden, werden die Federn 78 elastisch verformt, so dass ein kollisionsbedingter Stoß verringert wird. Auch wenn die zweiten Einrückungszähne 68a während einer Bewegung des ersten Klauenrings 50a und des zweiten Klauenrings 52a mit den Verzahnungszähnen 70b in Berührung kommen, werden die zweiten Einrückungszähne 68a außerdem von den Verzahnungszähnen 70b weggeschoben, so dass der zweite Klauenring 52a bewegt wird und die Verzahnungszähne 70b und die dritten Einrückungszähne 72a miteinander verzahnt werden können. Nach dem Verzahnen kehren die zweiten Einrückungszähne 68a ferner mittels der Federn 78 wieder in ihre Ausgangsstellungen zurück. Demgemäß wird der Bereich W1, über die sich die einzelnen Verzahnungszähne 70b bewegen können (relativ zu den Einrückungszähnen drehen können) zwischen dem entsprechenden dritten Verzahnungszahn 72a und zweiten Verzahnungszahn 68a definiert, und die Strecke, über die sich der Verzahnungszahn 70b bewegen kann, ist kürzer als der Bereich W2, über den sich der Zahn 70b während der Schaltungsübergangsperiode bewegen kann. Daher ist ein totes Spiel zwischen den Verzahnungszähnen 70b und den Einrückungszähnen 68a, 72a in der Drehrichtung verringert.
Die Federn 78 werden in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50 (im Folgenden werden der erste Klauenring 50a und der erste Klauenring 50c einfach als „erster Klauenring 50“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird) und der zweite Klauenring 52 (im Folgenden werden der zweite Klauenring 52a und der zweite Klauenring 52c einfach als „zweiter Klauenring 52“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird) nebeneinanderliegen, vorab elastisch verformt. Mit dieser Anordnung kann eine Vorbelastung Fpre als Vorspannkraft, die den ersten Klauenring 50 und den zweiten Klauenring 52 zueinander zieht, auch in dem Zustand erzeugt werden, wo diese Klauenringe 50, 52 nebeneinanderliegen. Die Breite oder der Bereich der Anpassung der Vorspannkraft F kann durch Anpassen der Vorbelastung Fpre erweitert werden.
Die zweiten Einrückungszähne 68c liegen, gesehen in der Drehrichtung während eines Vorwärtsfahrens, vor dem dritten Einrückungszähnen 72c, die vom zweiten Klauenring 52c, der neben dem Zahnrad 30f für den ersten Gang liegt, zum Zahnrad 30f für den ersten Gang vorstehen. Daher werden die Verzahnungszähne 70f während des Fahrens mit den dritten Einrückungszähnen 72c verzahnt. Auch wenn sich der erste Klauenring 50c vom Zahnrad 30f für den ersten Gang wegbewegt, wird die Verzahnung zwischen den dritten Einrückungszähnen 72c, die am zweiten Klauenring 52c vorgesehen sind, und den Verzahnungszähnen 70f aufrechterhalten.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden Abschnitten oder Komponenten, die in der obigen Ausführungsform und in dieser Ausführungsform jeweils gleich sind, gleiche Bezugszahlen zugeordnet, und diese Abschnitte oder Komponenten werden nicht weiter beschrieben.
13, die 5 und 7 der ersten Ausführungsform entspricht, ist eine Querschnittsansicht eines Kopplungsmechanismus 120, der den ersten Klauenring 50a und den zweiten Klauenring 52a funktionsmäßig verbindet, als zweite Ausführungsform der Erfindung. Im Kopplungsmechanismus 120 der zweiten Ausführungsform sind ein Zwischenelement 132 und ein Federrückhalteelement 133, die weiter unten beschrieben werden, hinzugefügt. Nun wird der Aufbau des Kopplungsmechanismus 120 beschrieben.
Der Kopplungsmechanismus 120 beinhaltet ein erstes Eingriffselement 124, ein Abdeckungselement 126, einen Verbindungsstift 128, ein zylindrisches Element 130, eine Feder 131, ein Zwischenelement 132, ein Federrückhalteelement 133 und ein zweites Eingriffselement 134. Das Abdeckungselement 126 ist in Form eines Zylinders mit einem Boden vorgesehen, und seine Außenumfangsfläche ist in ein Durchgangsloch 136 gepasst, das im ersten Klauenring 50a vorgesehen ist und sich in der Richtung der Achse C durch den Ring 50a erstreckt. Das zylindrische Element 130 ist in Form eines Zylinders mit einem Boden vorgesehen, und seine Außenumfangsfläche ist in ein Durchgangsloch 138 gepasst, das im zweiten Klauenring 52a vorgesehen ist und sich in der Richtung der Achse C durch den Ring 52a erstreckt. Das zylindrische Element 130 ist so eingepasst, dass sein einer Endabschnitt mit dem Boden im Durchgangsloch 136 des ersten Klauenrings 50a aufgenommen ist.
Das erste Eingriffselement 124 erstreckt sich durch die Mitte eines Bodenabschnitts des Abdeckungselements 126, und ein Endabschnitt des Elements 124 in der Richtung der Achse C stößt am Bodenabschnitt des Abdeckungselements 126 an, so dass das Abdeckungselement 126 an einer Bewegung hin zum zweiten Klauenring 52a in der Richtung der Achse C gehindert wird. Der andere Endabschnitt des ersten Eingriffselements 124 in Richtung der Achse C ist an ein Ende des Verbindungsstifts 128 geschraubt. Somit ist das erste Eingriffselement 124 in Richtung der Achse C in einen Endabschnitt des Verbindungsstifts 128 geschraubt, und das zweite Eingriffselement 134 ist in der Richtung der Achse C an den anderen Endabschnitt des Verbindungsstifts 128 geschraubt. Somit ist der Abstand zwischen dem ersten Eingriffselement 124 und dem zweiten Eingriffselement 134, gemessen in der Richtung der Achse C, konstant.
Das Zwischenelement 132 ist an eine öffnungsseitige Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements 130 geschraubt. Das Zwischenelement 132 ist in zylindrischer Form vorgesehen, und sein einer Endabschnitt in der Richtung der Achse C ist an die öffnungsseitige Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements 130 geschraubt. Ebenso stößt der andere Endabschnitt des Zwischenelements 132 in der Richtung der Achse C an das Federrückhalteelement 133 in Form eines kreisrunden Tellers an. Das Federrückhalteelement 133 in Form eines kreisrunden Tellers ist in der Richtung der Achse C zwischen der Feder 131 und dem Zwischenelement 132 angeordnet.
Ein Loch ist auf der radial inneren Seite des Federrückhalteelements 133 vorgesehen, und das zweite Eingriffselement 134 und der Verbindungsstift 128 erstrecken sich durch das Loch hindurch. Das zweite Eingriffselement 134 ist mit einem Flanschabschnitt 134a versehen, der sich in Richtung der Achse C von seinem ersten Endabschnitt radial auswärts erstreckt, und ein Außenrandabschnitt des Flanschabschnitts 134a ist verschiebbar an die Innenumfangsfläche des Zwischenelements 132 gepasst. Somit kann sich das zweite Eingriffselement 134 relativ zum Zwischenelement 132 in Richtung der Achse C bewegen.
Die Feder 131 ist zwischen den bzw. dem Bodenabschnitt des zylindrischen Elements 130 und das bzw. dem Federrückhalteelement 133 eingeführt und positioniert. Nun werden die Funktionsweise und die Wirkung des Kopplungsmechanismus 120 beschrieben, der aufgebaut ist wie oben beschrieben. Im Kopplungsmechanismus 120 der zweiten Ausführungsform wird die Position (Anbauposition), an der das Zwischenelement 132 an das zylindrische Element 130 geschraubt wird, so angepasst, dass die Feder 131 in einem Zustand, wo der erste Klauenring 50a und der zweite Klauenring 52a aneinander anstoßen, in einen vorkomprimierten Zustand gebracht werden kann. Genauer wird die Feder 131 in 13 durch Bewegen der Anbauposition des Zwischenelements 132 zum ersten Eingriffselement 124 in Richtung der Achse C komprimiert. Somit kann die Vorbelastung Fpre durch Anpassen der Anbauposition des Zwischenelements 132 geeignet angepasst werden.
Ebenso ist es im Kopplungsmechanismus 120 möglich, innerhalb eines Bereichs des Verstellwegs S von null bis zu einem vorgegebenen Wert D eine tote Zone einzustellen, in der die Vorspannkraft F null ist. Genauer wird zwischen dem Federrückhalteelement 133 und dem Flanschabschnitt 134a des zweiten Eingriffselements 134 in Richtung der Achse C eine Lücke D vorgesehen. Der Wert der Lücke D entspricht der toten Zone des Verstellwegs S, in der die Vorspannkraft F null ist. Das heißt, die Lücke D entspricht dem vorgegebenen Wert D als Obergrenze für die tote Zone.
Nun wird die Funktionsweise des Kopplungsmechanismus 120 beschrieben. Wenn sich in 13 der zweite Klauenring 52a vom ersten Klauenring 50a in Richtung der Achse C wegbewegt, bewegen sich auch das zylindrische Element 130 und das an das zylindrische Element 130 geschraubte Zwischenelement 132 weg vom ersten Klauenring 50a. Dabei werden auch die Feder 131 und das Federrückhalteelement 133 als Einheit mit dem zylindrischen Element 130 und dem Zwischenelement 132 bewegt, so dass die Feder 131 im ursprünglichen Komprimierungszustand (der auch einen unkomprimierten Zustand einschließt) gehalten wird.
Wenn sich der zweite Klauenring 52a vom ersten Klauenring 50a in der Lücke D wegbewegt, stößt das Federrückhalteelement 133 dann am Flanschabschnitt 134a des zweiten Eingriffselements 134 an. Wenn sich der zweite Klauenring 52a weiterbewegt, verlieren das Federrückhalteelement 133 und das Zwischenelement 132 den Kontakt miteinander und die Feder 131 wird von und zwischen dem Bodenabschnitt des zylindrischen Elements 130 und dem Federrückhalteelement 133 (und dem Flanschabschnitt 134a) komprimiert. Infolgedessen wird die Feder 131 komprimiert (oder weiter komprimiert), so dass die Vorspannkraft F größer wird.
14 zeigt die Beziehung zwischen dem Verstellweg S und der Vorspannkraft F, die im Kopplungsmechanismus 120 erhalten wird. Wie in 14 gezeigt ist, ist die Vorspannkraft F null, wenn der Verstellweg S zwischen null und D ist, wie von der durchgezogenen Linie angegeben. Sobald der Verstellweg S den vorgegebenen Wert D überschreitet, wird die Feder 131 komprimiert und die Vorspannkraft F wird größer. Es ist auch möglich, durch Anpassen der Anbauposition des Zwischenelements 132 auf solche Weise, dass die Feder 131 vorab in den komprimierten Zustand gebracht wird, eine Vorbelastung Fpre zu erzeugen, wie von der kurz und lang gestrichelten Linie in 14 angegeben ist.
Wie oben beschrieben, können auch gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die gleichen Wirkungen erzielt werden wie mit der ersten Ausführungsform. Auch in der zweiten Ausführungsform kann der Bereich des Verstellwegs S von null bis zum vorgegebenen Wert D als tote Zone eingestellt werden, in der die Vorspannkraft F null ist, und der Bereich der Anpassung zwischen dem Verstellweg S und der Vorspannkraft F kann weiter vergrößert werden.
Obwohl die erste und die zweite Ausführungsform ausführlich auf Basis der Zeichnungen beschrieben wurden, kann die Erfindung auch in anderen Formen angewendet werden.
Obwohl die Wechselmechanismen 28 in den obigen Ausführungsformen an der Abtriebswelle 22 vorgesehen sind, können die Wechselmechanismen 28 auch an der Gegenwelle 20 vorgesehen sein. In einem anderen Beispiel können die Wechselmechanismen 28 jeweils an der Gegenwelle 20 und der Abtriebswelle 22 vorgesehen sein.
In den obigen Ausführungsformen ist der Kopplungsmechanismus 80, 120 so aufgebaut, dass die Feder 78, 131 komprimiert wird, wenn sich der erste Klauenring 50 und der zweite Klauenring 52 in Richtung der Achse C relativ voneinander wegbewegen. Jedoch kann der Kopplungsmechanismus so gestaltet sein, dass die Feder auseinandergezogen oder gestreckt wird, wenn sich der erste Klauenring 50 und der zweite Klauenring 52 relativ voneinander wegbewegen. Das heißt, der Aufbau des Kopplungsmechanismus ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, dass die Vorspannkraft F in einer solchen Richtung erzeugt wird, dass der erste Klauenring 50 und der zweite Klauenring 52 zueinander hingezogen werden.
Obwohl in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine Mehrzahl von Kopplungsmechanismen 80 (z.B. neun oder zwölf) vorgesehen sind, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, können die Eigenschaften von Federn, die Bestandteile der jeweiligen Kopplungsmechanismen 80 sind, voneinander unterscheiden. Zum Beispiel können drei Arten von Federn mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden, und unterschiedliche Federn können zyklisch angeordnet sein, so dass für jeden dritten Kopplungsmechanismus in der Umfangsrichtung jeweils die gleiche Feder verwendet wird. Ebenso können die Kopplungsmechanismen 80 und die Kopplungsmechanismen 120 der ersten und der zweiten Ausführungsform in Kombination verwendet werden. Durch Verwenden einer Kombination der Kopplungsmechanismen 80, in denen die tote Zone nicht eingestellt ist, und der Kopplungsmechanismen 120, in denen die tote Zone eingestellt ist, kann der Bereich der Anpassung der Vorspannkraft F relativ zum Verstellweg S weiter vergrößert werden.
Obwohl in der ersten und der zweiten Ausführungsform die Kupplung 16 wie oben beschrieben zwischen der Kurbelwelle 24 und der Antriebswelle 18 vorgesehen ist, kann ein Drehmomentwandler zwischen der Kurbelwelle 24 und der Antriebswelle 18 vorgesehen sein.
Obwohl die Einrückungszähne, die mit den Verzahnungszähnen 70 verzahnt werden, in der ersten und zweiten Ausführungsform sowohl am ersten Klauenring 50 als auch am zweiten Klauenring 52 vorgesehen sind, können die Einrückungszähne entweder am ersten Klauenring 50 oder am zweiten Klauenring 52 vorgesehen sein. In der ersten und der zweiten Ausführungsform ist der erste Klauenring 50 mit den zweiten Einrückungszähnen 68 versehen (die zweiten Einrückungszähne 68a und die zweiten Einrückungszähne 68c werden einfach als „zweite Einrückungszähne 68“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird), die durch die Durchgangslöcher 75 des zweiten Klauenrings 52 durchgreifen, und der zweite Klauenring 52 ist mit den vierten Einrückungszähnen 76 versehen (die vierten Einrückungszähne 76a und die vierten Einrückungszähne 76c werden einfach als „vierte Einrückungszähne 76“ bezeichnet, wenn zwischen ihnen nicht unterschieden wird), die durch die Durchgangslöcher 74 des ersten Klauenrings 50 durchgreifen. Jedoch müssen die Einrückungszähne, die durch die Klauenringe durchgreifen, nicht vorgesehen sein.

Claims

Fahrzeuggetriebe (10), aufweisend: eine Welle (22); eine Mehrzahl von Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), die so auf die Welle (22) gepasst sind, dass die Schaltungszahnräder in Bezug auf die Welle (22) drehbar sind; einen Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c), der in einer axialen Richtung der Welle (22) neben den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) liegt, wobei der Wechselmechanismus so gestaltet ist, dass er umschaltet zwischen einem Zustand, in dem sich ein ausgewähltes von den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) und die Welle (22) als Einheit drehen, und einem Zustand, wo sich das Schaltungszahnrad und die Welle (22) relativ zueinander drehen; und einen Schiebemechanismus (33), der so gestaltet ist, dass er eine Kraft in der axialen Richtung der Welle (22) an den Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) anlegt; wobei (i) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) dazu dient, eine Getriebestellung des Fahrzeuggetriebes (10) zu ändern; (ii) jedes der Schaltungszahnräder (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) eine Mehrzahl von Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) aufweist, die an einer Oberfläche des Schaltungszahnrads (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) vorgesehen sind, das in der axialen Richtung der Welle (22) dem Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) zugewandt ist, so dass die Verzahnungszähne von der Oberfläche vorstehen, (iii) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) einen ersten Ring (50a, 50c) und einen zweiten Ring (52a, 52c) aufweist, wobei der erste Ring (50a, 50c) so auf die Welle (22) gepasst wird, dass der erste Ring sich nicht relativ zur Welle (22) drehen kann und sich relativ zur Welle (22) in der axialen Richtung der Welle (22) bewegen kann, wobei der zweite Ring (52a, 52c) so auf die Welle (22) gepasst wird, dass der zweite Ring sich nicht relativ zur Welle (22) drehen kann und sich in der axialen Richtung der Welle (22) relativ zur Welle (22) bewegen kann, wobei mindestens einer vom ersten Ring (50a, 50b) und zweiten Ring (52a, 52c) erste Einrückungszähne (66a, 66c, 72a, 72c) umfasst, die mit den Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) von einem der Schaltungszahnräder (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) verzahnt sind, (iv) der Wechselmechanismus (28a, 28b, 28c) ferner Federn (78, 131) aufweist, wobei die Federn so gestaltet sind, dass sie den ersten Ring (50a, 50c) und den zweiten Ring (52a, 52c) zueinander vorspannen, und die Federn so gestaltet sind, dass sie elastisch verformt werden, wenn sich der erste Ring (50a, 50c) und der zweite Ring (52a, 52c) in der axialen Richtung der Welle (22) voneinander wegbewegen, und (v) der erste Ring (50a, 50b) und der zweite Ring (52a, 52c) über Kopplungsmechanismen (80; 120) an einer Mehrzahl von Stellen in der Umfangsrichtung miteinander verkoppelt sind, wobei die Kopplungsmechanismen (80; 120) in Durchgangslöchern (82; 136), die im ersten Ring (50a, 50b) bereitgestellt sind, und in Durchgangslöchern (83; 138), die im zweiten Ring (52a, 52c) bereitgestellt sind, angeordnet sind, und wobei die Kopplungsmechanismen (80; 120) jeweils ein erstes Eingriffselement (84; 124), ein Abdeckungselement (86; 126), einen Verbindungsstift (88; 128), ein zylindrisches Element (90; 130), eine der Federn (78; 131) und ein zweites Eingriffselement (92; 134) umfassen.
Fahrzeuggetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei (i) mindestens einer vom ersten Ring (50a, 50c) und vom zweiten Ring (52a, 52c) zweite Einrückungszähne (68a, 68b) umfasst, die zum anderen Ring vom ersten Ring (50a, 50c) und zweiten Ring (52a, 52c) vorstehen, (ii) die zweiten Einrückungszähne (68a, 68c, 76a, 76c) durch Durchgangslöcher durchgreifen, die im anderen Ring vorgesehen sind, und so ausgelegt sind, dass sie in der Lage sind, mit den Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) von einem der Schaltungszahnräder (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), das dem anderen Ring zugewandt ist, verzahnt zu werden, und (iii) die Federn (78, 131) so gestaltet sind, dass sie elastisch verformt werden, wenn der erste Ring (50a, 50c) und der zweite Ring (52a, 52c) zu dem einen von den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) hinbewegt werden, und die zweiten Einrückungszähne (68a, 68c, 76a, 76c) die Verzahnungszähne (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) des Schaltungszahnrads (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) berühren.
Fahrzeuggetriebe (10) nach Anspruch 2, wobei (i) die zweiten Einrückungszähne (68a, 68c, 76a, 76c) in einer Umfangsrichtung neben den ersten Einrückungszähnen (66a, 66c, 72a, 72c) liegen, und (ii) die zweiten Einrückungszähne (68a, 68c, 76a, 76c), gesehen in einer Drehrichtung während des Vorwärtsfahrens, vor den ersten Einrückungszähnen (66a, 66c, 72a, 72c) liegen.
Fahrzeuggetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Federn (78, 131) in einem Zustand, wo der erste Ring (50a, 50c) und der zweite Ring (52a, 52c) nebeneinanderliegen, vorab elastisch verformt werden.
Fahrzeuggetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Federn (78, 131) in einer Umfangsrichtung des ersten Rings (50a, 50c) und des zweiten Rings (52a, 52c) in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
Fahrzeuggetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten Einrückungszähne (66a, 66c, 72a, 72c), die von einem vom ersten Ring (50a, 50c) und zweiten Ring (52a, 52c), der neben dem Schaltungszahnrad (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) liegt, zum Schaltungszahnrad (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) vorstehen, mit schrägen Flächen (96) versehen sind.
Fahrzeuggetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Höhe einer Vorspannkraft der Federn (78, 131) so eingestellt wird, dass in einem Zustand, wo zwischen dem einen Ring und dem entsprechenden Schaltungszahnrad (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) Leistung übertragen wird, eine Verzahnung zwischen den ersten Einrückungszähnen (66a, 66c, 72a, 72c) eines Ringes vom ersten Ring (50a, 50c) und zweiten Ring (52a, 52c) und den Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) eines entsprechenden von den Schaltungszahnrädern (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) aufrechterhalten wird, wenn sich der andere Ring von dem einen Ring wegbewegt, wobei die ersten Einrückungszähne (66a, 66c, 72a, 72c) des einen Rings mit den Verzahnungszähnen (70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f) des Schaltungszahnrads (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) verzahnt sind.