DE102018112320A1

DE102018112320A1 - Schaltmuffenbaugruppe sowie Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102018112320A1
Application number: DE102018112320.5A
Authority: DE
Inventors: Konrad Lory; Matthis Piller
Original assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-11-28
Also published as: CN110529513A

Abstract

Es wird eine Schaltmuffenbaugruppe (26) für eine Synchronisationseinheit (24) eines Schaltgetriebes beschrieben. Diese umfasst eine erste Schaltmuffe (36), die mit einem ersten Schaltmuffenträger (34) drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist und eine zweite Schaltmuffe (40), die von der ersten Schaltmuffe (36) entlang einer Schaltmuffenachse (32) beabstandet und mit einem zweiten Schaltmuffenträger (38) drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist. Dabei sind die erste Schaltmuffe (36) und die zweite Schaltmuffe (40) entlang der Schaltmuffenachse (32) über ein Verbindungsteil (56) gekoppelt. Zudem wird eine Schaltvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug erläutert, mit einem ersten Kopplungsbauteil (12), das wahlweise über eine eine derartige Schaltmuffenbaugruppe (26) umfassende Synchronisationseinheit (24) mit einem zweiten Kopplungsbauteil (14) oder einem dritten Kopplungsbauteil (16) formschlüssig drehkoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltmuffenbaugruppe für eine Synchronisationseinheit eines Schaltgetriebes.
Zudem betrifft die Erfindung eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein vollautomatisches Stufengetriebe, mit einer derartigen Schaltmuffenbaugruppe.
Schaltvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sowie Schaltmuffenbaugruppen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden dafür genutzt, Bauteile wie Wellen und Gangräder wahlweise drehmomentleitend zu koppeln oder voneinander zu entkoppeln.
Bekannte Schaltvorrichtungen, insbesondere vollautomatisch schaltbare Stufengetriebe für Kraftfahrzeuge weisen in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Schaltstufen oder Gänge üblicherweise mehrere Schaltstellen auf. Dabei ist unter einer Schaltstelle eine Stelle innerhalb der Schaltvorrichtung zu verstehen, an der wahlweise eine drehmomentleitende Kopplung oder eine Entkopplung zweier Elemente der Schaltvorrichtung stattfinden soll. Bei bekannten Schaltvorrichtungen wird je Schaltstelle eine Schaltmuffenbaugruppe verwendet, um dies zu erreichen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bekannte Schaltmuffenbaugruppen und damit ausgestattete Schaltvorrichtungen weiter zu verbessern. Insbesondere soll dabei eine Schaltmuffenbaugruppe mit kompakten Abmessungen geschaffen werden. Dadurch soll ein geringer Bauraumbedarf der Schaltvorrichtung gewährleistet werden.
Die Aufgabe wird durch eine Schaltmuffenbaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, mit einem ersten, um eine Schaltmuffenachse drehbaren Schaltmuffenträger, der mit einem ersten Kopplungsbauteil drehfest und axialfest koppelbar ist, einer ersten Schaltmuffe, die mit dem ersten Schaltmuffenträger drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist, einem zweiten, um die Schaltmuffenachse drehbaren Schaltmuffenträger, der vom ersten Schaltmuffenträger entlang der Schaltmuffenachse beabstandet und mit dem ersten Kopplungsbauteil drehfest und axialfest koppelbar ist, und einer zweiten Schaltmuffe, die von der ersten Schaltmuffe entlang der Schaltmuffenachse beabstandet und mit dem zweiten Schaltmuffenträger drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist, wobei die Schaltmuffenbaugruppe in einer ersten Schaltrichtung betätigbar ist, sodass mittels der Schaltmuffenbaugruppe das erste Kopplungsbauteil mit einem zweiten Kopplungsbauteil über die erste Schaltmuffe formschlüssig und drehmomentfest koppelbar ist, wobei die Schaltmuffenbaugruppe in einer zweiten, der ersten Schaltrichtung entgegengesetzten Schaltrichtung betätigbar ist, sodass mittels der Schaltmuffenbaugruppe das erste Kopplungsbauteil über die zweite Schaltmuffe mit einem dritten Kopplungsbauteil formschlüssig und drehmomentfest koppelbar ist, und wobei die erste Schaltmuffe und die zweite Schaltmuffe entlang der Schaltmuffenachse über ein Verbindungsteil gekoppelt sind.
Dabei sind die Begriffe „erster“ und „zweiter“ lediglich als Bezeichnung von Bauteilen der Schaltmuffenbaugruppe zu verstehen. Eine Anzahl implizieren diese Begriffe nicht. Eine alternative Bezeichnung für Schaltmuffe ist Schiebemuffe. Die Schaltmuffenträger können auch als Naben bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltmuffenbaugruppe dient also dazu, ein erstes Kopplungsbauteil wahlweise mit einem zweiten Kopplungsbauteil oder einem dritten Kopplungsbauteil drehmomentleitend zu verbinden. Die Schaltmuffenbaugruppe kann also als zweiseitig wirkende Schaltmuffenbaugruppe bezeichnet werden. Dabei stellen der erste Schaltmuffenträger und die erste Schaltmuffe eine einseitig wirkende Unterbaugruppe der Schaltmuffenbaugruppe dar. Gleiches gilt für den zweiten Schaltmuffenträger und die zweite Schaltmuffe. Eine einzige Schaltmuffenbaugruppe dient also der optionalen Betätigung von zwei Schaltstellen. Im Vergleich zum Stand der Technik, in dem jede Schaltstelle eine eigene Schaltmuffenbaugruppe aufweist, baut die erfindungsgemäße Schaltmuffenbaugruppe folglich sehr kompakt. Dabei können aufgrund des Verbindungsteils auch zwei Schaltstellen mit der Schaltmuffenbaugruppe ausgestattet werden, die voneinander beabstandet sind. Das Verbindungsteil kann die zugehörige Distanz überbrücken. Ferner ist die Schaltmuffenbaugruppe über das Verbindungsteil einfach an unterschiedliche Relativpositionen der auszustattenden Schaltstellen anpassbar. Die Schaltmuffenbaugruppe ist somit hinsichtlich der Anordnung der Schaltstellen universell einsetzbar. Das Verbindungsteil kann auch dazu dienen, Bauteile oder Elemente, die zwischen den auszustattenden Schaltstellen liegen, zu überbrücken. Das Verbindungsteil kann solche Bauteile oder Elemente durchgreifen oder umgreifen. Es können also auch Schaltstellen mit einer Schaltmuffenbaugruppe ausgestattet werden, zwischen denen ein Bauteil oder Element liegt.
Das erste Kopplungsbauteil ist bevorzugt eine Welle oder ein Gangrad. Auch beim zweiten Kopplungsbauteil und beim dritten Kopplungsbauteil kann es sich jeweils um eine Welle oder ein Gangrad handeln. Die Schaltmuffenbaugruppe kann dabei an einer Welle oder an einem Gangrad angeordnet sein.
Das Verbindungsteil lässt sich aus Kunststoff oder aus Metall herstellen, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl. Es kann mittels eines Zerspanungsverfahrens, eines Schmiedeverfahrens, eines Spritzgießverfahrens oder mittels eines pulvermetallurgischen Verfahrens hergestellt werden.
Bevorzugt weist die Schaltmuffenbaugruppe eine singuläre Eingriffsgeometrie, insbesondere eine singuläre Eingriffsnut, für eine Schaltgabel auf, wobei die Eingriffsgeometrie an der ersten Schaltmuffe, an der zweiten Schaltmuffe oder am Verbindungsteil vorgesehen ist. Dabei kann die Eingriffsgeometrie vollständig um die Schaltmuffenachse umlaufen. Alternativ läuft die Eingriffsgeometrie lediglich teilweise um. Die Schaltmuffenbaugruppe ist also vorzugsweise über ein einziges Betätigungselement, insbesondere eine einzige Schaltgabel, betätigbar. Es können somit zwei Schaltstellen mittels eines einzigen Betätigungselements, insbesondere einer einzigen Schaltgabel bedient werden. Im Vergleich zu bekannten Schaltmuffenbaugruppen, bei denen je Schaltstelle ein Betätigungselement notwendig ist, spart die erfindungsgemäße Schaltmuffenbaugruppe folglich Bauraum. Zudem ist sie vergleichsweise einfach aufgebaut.
Eine Breite des ersten Schaltmuffenträgers kann ungleich einer Breite des zweiten Schaltmuffenträgers sein und/oder ein Außendurchmesser des ersten Schaltmuffenträgers kann ungleich eines Außendurchmessers des zweiten Schaltmuffenträgers sein. Die Innendurchmesser und Breiten der jeweils zugeordneten Schaltmuffen unterscheiden sich in entsprechender Weise. Dabei können die Breiten und die Außendurchmesser der Schaltmuffenträger unabhängig voneinander gestaltet werden. Die Schaltmuffenträger und die zugehörigen Schaltmuffen werden also stets genau auf ihren jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt. Dies gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit der Schaltmuffenbaugruppe sowie einen geringen Raumbedarf derselben.
Vorteilhafterweise weist bzw. weisen der erste Schaltmuffenträger und/oder der zweite Schaltmuffenträger eine im Wesentlichen vollständig umlaufende Außenverzahnung auf, die mit einer im Wesentlichen vollständig umlaufenden Innenverzahnung der ersten Schaltmuffe bzw. der zweiten Schaltmuffe kooperiert. Über eine solche Verzahnung sind Schaltmuffenträger und Schaltmuffe in zuverlässiger Weise drehfest und axial verschieblich miteinander gekoppelt. Die Zähne der Außenverzahnungen sowie die Zähne der Innenverzahnungen verlaufen dabei entlang der Schaltmuffenachse. Derartige Verbindungen zwischen Schaltmuffen und zugeordneten Schaltmuffenträgern haben sich im Stand der Technik bewährt. Sie weisen einen geringen Bauraumbedarf auf und sind zuverlässig im Betrieb.
Dabei kann sich die Außenverzahnung des ersten Schaltmuffenträgers von der Außenverzahnung des zweiten Schaltmuffenträgers hinsichtlich ihrer Zähnezahl, ihrer Zahnhöhe, ihrer Zahnbreite, ihrer Teilung und/oder ihrer Zahnform unterscheiden. Die jeweils mit den Außenverzahnungen kooperierenden Innenverzahnungen der zugeordneten Schaltmuffen unterscheiden sich dann in entsprechender Weise. Dabei lassen sich die Parameter der Außenverzahnungen völlig unabhängig voneinander wählen. Die Außenverzahnung kann also stets genau auf ihren jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden. Dadurch wird ein Raumbedarf der Schaltmuffenbaugruppe gering gehalten. Gleiches gilt für das Gewicht. Zudem wird durch die Anpassung der Außenverzahnung an den jeweiligen Anwendungsfall eine hohe Zuverlässigkeit erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist an der ersten Schaltmuffe eine erste Axialanschlagsfläche vorgesehen, die mit einer ersten Axialanschlagsgegenfläche des Verbindungsteils zusammenwirkt, wobei eine Flächennormale der ersten Axialanschlagsfläche in Richtung der zweiten Schaltmuffe weist, und/oder es ist an der zweiten Schaltmuffe eine zweite Axialanschlagsfläche vorgesehen, die mit einer zweiten Axialanschlagsgegenfläche des Verbindungsteils zusammenwirkt, wobei eine Flächennormale der zweiten Axialanschlagsfläche in Richtung der ersten Schaltmuffe weist. Die Flächennormalen verlaufen also im Wesentlichen parallel zur Schaltmuffenachse. Die Axialanschlagsflächen und die jeweils zugeordneten Axialanschlagsgegenflächen gewährleisten somit eine zuverlässige Kopplung der Schaltmuffen mit dem Verbindungsteil, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in der ersten Schaltrichtung die erste Axialanschlagsfläche gegen die erste Axialgegenanschlagsfläche gepresst wird. Bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in der zweiten Schaltrichtung wird die zweite Axialanschlagsfläche gegen die zweite Axialgegenanschlagsfläche gepresst. Die Axialanschlagsflächen und die jeweils zugeordneten Axialgegenanschlagsflächen wirken also lediglich in der jeweils zugeordneten Einlegerichtung, also in derjenigen Richtung, in der es zu einer Kopplung des ersten Kopplungsbauteils mit dem zweiten Kopplungsbauteil bzw. mit dem dritten Kopplungsbauteil kommt. Die Anschlagsflächen können an den Schaltmuffen radial innen oder radial außen angeordnet sein. Vorzugweise sind die Axialanschlagsflächen sowie die Axialanschlagsgegen ringförmig gestaltet. Es wird über diese Flächen eine zuverlässige Kopplung des ersten Kopplungsbauteils mit dem zweiten Kopplungsbauteil oder dem dritten Kopplungsbauteil erreicht.
Alternativ oder zusätzlich kann die erste Schaltmuffe über ein erstes ringförmiges Koppelelement mit dem Verbindungsteil gekoppelt sein und/oder es kann die zweite Schaltmuffe über ein zweites ringförmiges Koppelelement mit dem Verbindungsteil gekoppelt sein. Die Koppelelemente müssen dabei nicht ringförmig geschlossen sein. Bevorzugt weisen sie einen Schlitz auf, der eine Umfangsunterbrechung darstellt. Dadurch verfügen die Koppelelemente über eine gewisse Radialelastizität, die für ihre Montage vorteilhaft ist. Die Koppelelemente dienen dabei vorzugsweise lediglich der Kopplung des Verbindungsteils mit den Schaltmuffen in einer sogenannten Auslegerichtung, also in denjenigen Richtungen, in denen es zu einer Entkopplung des ersten Kopplungsbauteils vom zweiten Kopplungsbauteil bzw. vom dritten Kopplungsbauteil kommt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Koppelelemente Sprengringe. Alternativ können sie sogenannte Clip-Federn sein. Derartige Normteile sind kostengünstig am Markt erhältlich. Es können zur vereinfachten Montage zudem an den Schaltmuffen und/oder am Verbindungsteil Montagefasen vorgesehen sein. Die Sprengringe oder Clip-Federn werden dann im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse auf die Schaltmuffen oder das Verbindungsteil aufgeschoben und schnappen dann in die jeweils zugeordneten Umfangsnuten ein. Ein solcher Montagevorgang ist besonders einfach.
Gemäß einer Variante greift das erste ringförmige Koppelelement in eine Umfangsnut am Verbindungsteil und eine Umfangsnut an der ersten Schaltmuffe ein, insbesondere wobei sich die Umfangsnuten radial gegenüberliegen, und/oder es greift das zweite ringförmige Koppelelement in eine Umfangsnut am Verbindungsteil und eine Umfangsnut an der zweiten Schaltmuffe ein, insbesondere wobei sich die Umfangsnuten radial gegenüberliegen. Das Verbindungsteil liegt also entweder zumindest abschnittsweise radial innerhalb oder zumindest abschnittsweise radial außerhalb der Schaltmuffen. Eine derartige Kopplung des Verbindungsteils mit den Schaltmuffen ist einfach und platzsparend.
Eine Gestaltungsalternative sieht vor, dass sowohl die erste Schaltmuffe als auch die zweite Schaltmuffe frei drehbar am Verbindungsteil mit diesem gekoppelt ist oder dass die erste Schaltmuffe mit dem Verbindungsteil drehgekoppelt ist, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse vom Verbindungsteil abstehende Lasche in eine an der ersten Schaltmuffe vorgesehene Öffnung oder Tasche eingreift und die zweite Schaltmuffe frei drehbar zum Verbindungsteil mit diesem gekoppelt ist. Alternativ ist die zweite Schaltmuffe mit dem Verbindungsteil drehgekoppelt, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse vom Verbindungsteil abstehende Lasche in eine an der zweiten Schaltmuffe vorgesehene Öffnung oder Tasche eingreift, und die erste Schaltmuffe frei drehbar zum Verbindungsteil mit diesem gekoppelt ist. Eine weitere Alternative sieht vor, dass sowohl die erste Schaltmuffe als auch die zweite Schaltmuffe mit dem Verbindungsteil drehgekoppelt sind, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse vom Verbindungsteil abstehende Lasche in eine an der ersten Schaltmuffe vorgesehene Öffnung oder Tasche eingreift und eine weitere, im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse vom Verbindungsteil abstehende Lasche in eine an der zweiten Schaltmuffe vorgesehene Öffnung oder Tasche eingreift. In diesem Zusammenhang sind die Begriffe Öffnung und Tasche weit zu verstehen. Beispielsweise können Nuten Ausprägungen von Taschen sein. Zudem können die Öffnungen oder Taschen an einem Außenumfang des ersten und/oder des zweiten Schaltmuffenträgers positioniert sein und dort eine eventuell vorhandene Außenverzahnung abschnittsweise unterbrechen. Solche Außenverzahnungen sind jedoch trotzdem als im Wesentlichen vollständig umlaufend anzusehen. Das Verbindungsteil kann also lediglich mit einer der ersten und zweiten Schaltmuffe, mit beiden oder mit keiner der Schaltmuffen drehgekoppelt sein. Ist eine Drehkopplung vorhanden, so sind bevorzugt drei Laschen vorgesehen, die im Wesentlichen gleichmäßig am Umfang des Verbindungsteils angeordnet sind. In diesem Falle weisen die Laschen also einen Winkelabstand jeweils 120° zueinander auf. Durch die einseitige oder beidseitige Drehkopplung des Verbindungsteils ist dieses innerhalb der Schaltmuffenbaugruppe definiert positionierbar. Dadurch ergibt sich eine zuverlässige Funktion derselben.
Vorzugsweise ist dabei ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe und dem Verbindungsteil größer als ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe und dem ersten Schaltmuffenträger und/oder es ist ein Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe und dem Verbindungsteil größer als ein Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe und dem zweiten Schaltmuffenträger. Für den Fall, dass das Verbindungsteil nicht mit der ersten Schaltmuffe drehgekoppelt ist, ist das Verdrehspiel zwischen dem Verbindungsteil und der ersten Schaltmuffe als unendlich groß anzusehen. Gleiches gilt, falls das Verbindungsteil nicht mit der zweiten Schaltmuffe drehgekoppelt ist. Das Verbindungsteil ist in allen Varianten derart gestaltet, dass es zwischen den Schaltmuffen kein Drehmoment übertragen kann. Wenn das Verbindungsteil weder mit der ersten Schaltmuffe noch mit der zweiten Schaltmuffe drehgekoppelt ist, ist diese Eigenschaft offensichtlich. Für den Fall, dass das Verbindungsteil mit der ersten Schaltmuffe drehgekoppelt ist, findet aufgrund des oben genannten Verhältnisses der Verdrehspiele ausschließlich eine Drehmomentübertragung von der ersten Schaltmuffe über den ersten Schaltmuffenträger zum ersten Kopplungsbauteil statt. Selbst wenn das Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe und dem ersten Schaltmuffenträger überwunden ist und diese beiden Bauteile drehmomentleitend aneinander anliegen, liegt nämlich immer noch ein (Rest-)Verdrehspiel zwischen dem Verbindungsteil und der ersten Schaltmuffe vor, sodass zwischen diesen beiden Bauteilen keine Drehmomentübertragung möglich ist. Gleiches gilt für die zweite Schaltmuffe und den zweiten Schaltmuffenträger. Aufgrund dieser Tatsache kann das Verbindungsteil vergleichsweise torsionsweich gestaltet werden. Dadurch werden ein geringes Gewicht sowie ein geringer Bauraumbedarf des Verbindungsteils erreicht.
Zudem wird die Aufgabe durch eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein vollautomatisches Stufengetriebe, der eingangs genannten Art gelöst, mit einem ersten Kopplungsbauteil, das wahlweise über eine eine Schaltmuffenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassende Synchronisationseinheit mit einem zweiten Kopplungsbauteil oder einem dritten Kopplungsbauteil hinsichtlich der jeweiligen Drehzahlen synchronisierbar und formschlüssig drehkoppelbar ist, wobei in einer Offenstellung das zweite Kopplungsbauteil und das dritte Kopplungsbauteil vom ersten Kopplungsbauteil drehentkoppelt sind, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in einer ersten Schaltrichtung das erste Kopplungsbauteil und das zweite Kopplungsbauteil in einer ersten Synchronisierungsstellung hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in einer zweiten, der ersten Schaltrichtung entgegengesetzten Schaltrichtung das erste Kopplungsbauteil und das dritte Kopplungsbauteil in einer zweiten Synchronisierungsstellung hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in der ersten Schaltrichtung das erste Kopplungsbauteil und das zweite Kopplungsbauteil in einer ersten Formschlussstellung über die erste Schaltmuffe formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe in der zweiten Schaltrichtung das erste Kopplungsbauteil und das dritte Kopplungsbauteil in einer zweiten Formschlussstellung über die zweite Schaltmuffe formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind. Dabei wird die erste Formschlussstellung erst nach einer vollständigen Synchronisierung der Drehzahlen des ersten Kopplungsbauteils und des zweiten Kopplungsbauteils eingenommen. Die zweite Formschlussstellung wird erst eingenommen, wenn die Drehzahlen des ersten Kopplungsbauteils und des dritten Kopplungsbauteils vollständig synchronisiert sind. Die Schaltmuffenbaugruppe wirkt also als zweiseitige Synchronisierung. Dabei kann die die erste Schaltmuffe und den ersten Schaltmuffenträger umfassende Unterbaugruppe der Schaltmuffenbaugruppe als einseitig wirkende Synchronisierung angesehen werden. Auch die die zweite Schaltmuffe und den zweiten Schaltmuffenträger umfassende Unterbaugruppe der Schaltmuffenbaugruppe kann als einseitig wirkende Synchronisierung angesehen werden. Insgesamt ergibt sich so eine einfache und zuverlässige Lösung zur wahlweisen formschlüssigen Kopplung des ersten Kopplungsbauteils mit dem zweiten oder dem dritten Kopplungsbauteil.
Der erste Schaltmuffenträger kann drehfest und axial verschieblich mit einem ersten Reibring gekoppelt sein, der eine erste Reibring-Reibfläche aufweist, wobei in der ersten Synchronisierungsstellung die erste Reibring-Reibfläche an einer ersten Gegenreibfläche angreift und die erste Gegenreibfläche mit dem zweiten Kopplungsbauteil drehfest verbunden ist, und/oder es kann der zweite Schaltmuffenträger drehfest und axial verschieblich mit einem zweiten Reibring gekoppelt sein, der eine zweite Reibring-Reibfläche aufweist, wobei in der zweiten Synchronisierungsstellung die zweite Reibring-Reibfläche an einer zweiten Gegenreibfläche angreift und die zweite Gegenreibfläche mit dem dritten Kopplungsbauteil drehfest verbunden ist. Die Synchronisierung erfolgt also über Reibringe mit Reibring-Reibflächen und zugeordnete Gegenreibflächen. Dieses Synchronisierungsprinzip hat sich im Stand der Technik bewährt. Es funktioniert zuverlässig und weist einen geringen Platzbedarf auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Kopplungsbauteil eine Welle, das zweite Kopplungsbauteil ein erstes Gangrad und das dritte Kopplungsbauteil ein zweites Gangrad, wobei der erste Schaltmuffenträger und der zweite Schaltmuffenträger entlang der Schaltmuffenachse voneinander beabstandet mit der Welle drehfest und axialfest verbunden sind. Die Schaltmuffenbaugruppe dient also dazu, die Welle wahlweise mit dem ersten Gangrad oder dem zweiten Gangrad zu koppeln. Das erste Gangrad kann dabei einer ersten Schaltstufe der Schaltvorrichtung zugeordnet sein und das zweite Gangrad einer zweiten Schaltstufe. Es ergibt sich so eine zuverlässig betreibbare und kompakt bauende Schaltvorrichtung.
Alternativ ist das erste Kopplungsbauteil ein Gangrad, das zweite Kopplungsbauteil eine erste Welle und das dritte Kopplungsbauteil eine zweite Welle, wobei der erste Schaltmuffenträger und der zweite Schaltmuffenträger entlang der Schaltmuffenachse beabstandet mit dem Gangrad drehfest und axialfest verbunden sind. Das Gangrad kann also wahlweise mit der ersten Welle oder mit der zweiten Welle gekoppelt sein. Über die erste Welle und die zweite Welle kann das Gangrad im Momentenfluss unterschiedlicher Schaltstufen der Schaltvorrichtung verwendet werden. Auch auf diese Weise lässt sich eine kompakte Schaltvorrichtung angeben.
Dabei kann das Gangrad einen vollständig um eine Schaltmuffenachse umlaufenden Zahnradabschnitt, einen ersten, sich entlang der Schaltmuffenachse erstreckenden Wellenabsatz und einen zweiten, sich entlang der Schaltmuffenachse erstreckenden Wellenabsatz umfassen, wobei die Wellenabsätze auf entgegengesetzten Seiten des Zahnradabschnitts angeordnet sind und der erste Schaltmuffenträger mit dem ersten Wellenabsatz drehfest und axialfest verbunden ist und der zweite Schaltmuffenträger mit dem zweiten Wellenabsatz drehfest und axialfest verbunden ist, wobei das Verbindungsteil den Zahnradabschnitt entlang der Schaltmuffenachse durchgreift. Die Schaltmuffenträger sitzen also auf dem Gangrad. Damit das Verbindungsteil den Zahnradabschnitt des Gangrads durchgreifen kann, können an diesem Öffnungen vorgesehen sein, die das Verbindungsteil durchgreift. Es lassen sich so Schaltmuffen der Schaltmuffenbaugruppe auf unterschiedlichen Seiten eines Zahnradabschnitts anordnen. Dadurch ist eine zugeordnete Schaltvorrichtung besonders kompakt. Bevorzugt entspricht die Schaltmuffenachse dabei einer Drehachse des Gangrads.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:

- 1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltmuffenbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Halbschnittdarstellung,
- 2 ein Verbindungsteil der Schaltmuffenbaugruppe aus 1 in einer Radialschnittdarstellung,
- 3 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltmuffenbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Halbschnittdarstellung,
- 4 ein Verbindungsteil der Schaltmuffenbaugruppe aus 3 in einer Radialschnittdarstellung,
- 5 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltmuffenbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Halbschnittdarstellung,
- 6 ein Verbindungsteil der Schaltmuffenbaugruppe aus 5 in einer Radialschnittdarstellung,
- 7 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltmuffenbaugruppe gemäß einer vierten Ausführungsform in einer Halbschnittdarstellung,
- 8 ein Verbindungsteil der Schaltmuffenbaugruppe aus 7 in einer Radialschnittdarstellung,
- 9 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltmuffenbaugruppe gemäß einer fünften Ausführungsform in einer Halbschnittdarstellung und
- 10 ein Verbindungsteil der Schaltmuffenbaugruppe aus 9 in einer Radialschnittdarstellung.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Schaltvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, die ein erstes Kopplungsbauteil 12 umfasst, das wahlweise mit einem lediglich als Silhouettenabschnitt dargestellten zweiten Kopplungsbauteil 14 oder einem ebenfalls lediglich als Silhouettenabschnitt dargestellten dritten Kopplungsbauteil 16 hinsichtlich der jeweiligen Drehzahlen synchronisierbar und formschlüssig drehkoppelbar ist.
In der ersten Ausführungsform handelt es sich beim ersten Kopplungsbauteil 12 um eine Welle 18, beim zweiten Kopplungsbauteil 14 um ein erstes Gangrad 20 und beim dritten Kopplungsbauteil 16 um ein zweites Gangrad 22.
Die wahlweise Kopplung erfolgt mittels einer Synchronisationseinheit 24, die eine Schaltmuffenbaugruppe 26 umfasst.
Dabei sind in einer Offenstellung, die in 1 dargestellt ist, das zweite Kopplungsbauteil 14 und das dritte Kopplungsbauteil 16 vom ersten Kopplungsbauteil 12 drehentkoppelt.
Ausgehend von dieser Offenstellung kann die Schaltvorrichtung 10, genauer gesagt die Schaltmuffenbaugruppe 26, in eine erste Schaltrichtung 28 betätigt werden. Die Schaltvorrichtung 10 nimmt dann eine erste Synchronisierungsstellung ein, in der das erste Kopplungsbauteil 12 und das zweite Kopplungsbauteil 14 hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden.
Bei einer weiterführenden Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe 26 in der ersten Schaltrichtung 28 nimmt die Schaltvorrichtung 10 eine erste Formschlussstellung ein, in der das erste Kopplungsbauteil 12 und das zweite Kopplungsbauteil 14 formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind.
Auch kann die Schaltvorrichtung 10, genauer gesagt die Schaltmuffenbaugruppe 26, in eine zweite Schaltrichtung 30 betätigt werden, die der ersten Schaltrichtung 28 entgegengesetzt ist. Bei einer derartigen Betätigung nimmt die Schaltvorrichtung 10 eine zweite Synchronisierungsstellung ein, in der das erste Kopplungsbauteil 12 und das dritte Kopplungsbauteil 16 hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden.
Bei einer weitergehenden Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe 26 in der zweiten Schaltrichtung 30 nimmt die Schaltvorrichtung 10 eine zweite Formschlussstellung ein, in der das erste Kopplungsbauteil 12 und das dritte Kopplungsbauteil 16 formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind.
Um diese Funktionalität zu ermöglichen, umfasst die Schaltmuffenbaugruppe 26 einen ersten, um eine Schaltmuffenachse 32 drehbaren Schaltmuffenträger 34, der mit dem ersten Kopplungsbauteil 12 drehfest und axialfest gekoppelt ist.
Eine erste Schaltmuffe 36 ist mit dem ersten Schaltmuffenträger 34 drehfest und axial verschieblich über eine mit axial verlaufenden Zähnen ausgestattete Umfangsverzahnung gekoppelt.
Ferner umfasst die Schaltmuffenbaugruppe 26 einen zweiten Schaltmuffenträger 38, der vom ersten Schaltmuffenträger 34 entlang der Schaltmuffenachse 32 beabstandet ist. Auch der zweite Schaltmuffenträger 38 ist mit dem ersten Kopplungsbauteil 12 drehfest und axialfest gekoppelt.
Dem zweiten Schaltmuffenträger 38 ist eine zweite Schaltmuffe 40 zugeordnet, die mit diesem drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist.
Die zweite Schaltmuffe 40 ist von der ersten Schaltmuffe 36 entlang der Schaltmuffenachse 32 beanstandet.
In der ersten Formschlussstellung ist dann das erste Kopplungsbauteil 12 über die erste Schaltmuffe 36 formschlüssig und drehmomentfest mit dem zweiten Kopplungsbauteil 14 gekoppelt.
In der zweiten Formschlussstellung hingegen ist das erste Kopplungsbauteil 12 über die zweite Schaltmuffe 40 formschlüssig und drehmomentfest mit dem dritten Kopplungsbauteil 16 gekoppelt.
Der erste Schaltmuffenträger 34 ist zudem bis auf ein sogenanntes Umschlagspiel, das bei der Synchronisierung stattfindet, drehfest und axial verschieblich mit einem ersten Reibring 42 gekoppelt, der eine erste Reibring-Reibfläche 44 aufweist.
In der ersten Synchronisierungsstellung greift die erste Reibring-Reibfläche 44 an einer ersten Gegenreibfläche 46 an, die mit dem zweiten Kopplungsbauteil 14 drehfest verbunden ist. Bis ein Drehzahlangleich zwischen zweitem Kopplungsbauteil 14 und Schaltmuffenträger 34 erreicht ist, verhindern radial außen vorstehende Blockierzähne am Reibring 42 die axiale Verschiebung der Schaltmuffe 36 auf die Außenverzahnung des zweiten Kopplungsbauteils 14. Die Synchronisierung des ersten Kopplungsbauteils 12 und des zweiten Kopplungsbauteil 14 hinsichtlich ihrer Drehzahlen findet also mittels der ersten Reibring-Reibfläche 44 und der ersten Gegenreibfläche 46 statt, bis dann schließlich die Schaltmuffe 36 den Reibring 42 geringfügig verdreht, um die die Blockierzähne aus dem Verschiebeweg zu drücken.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass zwischen dem Reibring 42 und der Gegenreibfläche 46 noch weitere Reibringe vorgesehen sind. Es können also die Reibring-Reibfläche 44 und die Gegenreibfläche 46 auch mittelbar aneinander angreifen.
Ferner ist der zweite Schaltmuffenträger 38 drehfest und axial verschieblich mit einem zweiten Reibring 48 gekoppelt. Dieser weist eine zweite Reibring-Reibfläche 50 auf.
In der zweiten Synchronisierungsstellung greift die zweite Reibring-Reibfläche 50 an einer zweiten Gegenreibfläche 52 an, die mit dem dritten Kopplungsbauteil 16 drehfest verbunden ist. Es dienen also die zweite Reibring-Reibfläche 50 und die zweite Gegenreibfläche 52 der Synchronisierung des ersten Kopplungsbauteils 12 und des dritten Kopplungsbauteils 16 hinsichtlich ihrer Drehzahlen.
Auch hier ist nicht ausgeschlossen, dass neben dem Reibring 48 noch weitere Reibringe vorgesehen sind. Es können also auch die Reibring-Reibfläche 50 und die Gegenreibfläche 52 nur mittelbar aneinander angreifen.
Zur Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe 26 weist diese eine singuläre Eingriffsgeometrie 54 auf, die vorliegend eine singuläre Eingriffsnut ist. In der ersten Ausführungsform ist die singuläre Eingriffsgeometrie 54 an der ersten Schaltmuffe 36 vorgesehen. In die Eingriffsgeometrie 54 kann beispielsweise eine nicht näher dargestellte Schaltgabel eingreifen.
Damit über die Eingriffsgeometrie 54 sowohl die erste Schaltmuffe 36 als auch die zweite Schaltmuffe 40 betätigt werden können, sind die erste Schaltmuffe 36 und die zweite Schaltmuffe 40 über ein Verbindungsteil 56 miteinander gekoppelt.
Das Verbindungsteil 56 hat in der ersten Ausführungsform die Form einer Verbindungshülse (siehe 2).
Zudem ist das Verbindungsteil 56 über ein erstes ringförmiges Koppelelement 58 mit der ersten Schaltmuffe 36 gekoppelt. Über ein zweites ringförmiges Koppelelement 60 ist das Verbindungsteil 56 mit der zweiten Schaltmuffe 40 gekoppelt.
Dabei greift das erste ringförmige Koppelelement 58 in eine Umfangsnut 62 am Verbindungsteil 56 sowie in eine Umfangsnut 64 an der ersten Schaltmuffe 36 ein. Die Umfangsnuten 62, 64 liegen sich hierbei radial gegenüber.
Auch das zweite ringförmige Koppelelement 60 greift in eine Umfangsnut 66 am Verbindungsteil 56 sowie in eine Umfangsnut 68 an der zweiten Schaltmuffe 40 ein. Auch diese Umfangsnuten 66, 68 liegen sich radial gegenüber.
Die ringförmigen Koppelelemente 58, 60 sind in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 als Sprengringe ausgeführt.
Zu deren Montage sind zudem am Verbindungsteil nicht näher bezeichnete Montagefasen vorgesehen. Ebenfalls können die Schaltmuffen 36, 40 Montagefasen aufweisen.
Durch die ringförmigen Koppelelemente 58, 60 sind sowohl die erste Schaltmuffe 36 als auch die zweite Schaltmuffe 40 frei drehbar am Verbindungsteil 56 mit diesem gekoppelt. Mit anderen Worten ist ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe 36 und dem Verbindungsteil 56 unendlich groß. Gleiches gilt für das Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe 40 und dem Verbindungsteil 56. Die Schaltmuffen 36 und 40 können aber auch drehfest mit dem Verbindungsteil 56 gekoppelt sein.
Was die Drehkopplung des ersten Schaltmuffenträgers mit der ersten Schaltmuffe 36 anbelangt, so ist am ersten Schaltmuffenträger 34 eine im Wesentlichen vollständig umlaufende Außenverzahnung 70 vorgesehen, die mit einer im Wesentlichen vollständig umlaufenden Innenverzahnung 72 an der ersten Schaltmuffe 36 kooperiert.
Gleiches gilt für die drehfeste Kopplung der zweiten Schaltmuffe 40 am zweiten Schaltmuffenträger 38. Auch hier ist am zweiten Schaltmuffenträger 38 eine im Wesentlichen vollständig umlaufende Außenverzahnung 74 vorgesehen, die mit einer im Wesentlichen vollständig umlaufenden Innenverzahnung 76 an der zweiten Schaltmuffe 40 kooperiert.
Auch wenn in der lediglich schematisch zu verstehenden 1 eine Breite des ersten Schaltmuffenträgers 34 und eine Breite des zweiten Schaltmuffenträgers 38 im Wesentlichen gleich groß dargestellt sind, so können sich diese Breiten trotzdem je nach den Anforderungen des spezifischen Anwendungsfalls unterscheiden.
Auch die Außendurchmesser des ersten Schaltmuffenträgers 34 und des zweiten Schaltmuffenträgers 38 können sich anwendungsspezifisch unterscheiden. Die Innendurchmesser der jeweils zugeordneten ersten Schaltmuffe 36 und zweiten Schaltmuffe 40 unterscheiden sich dann entsprechend.
Auch die Parameter der Außenverzahnungen 70, 74 sowie der zugeordneten Innenverzahnungen 72, 76 können sich je nach Anwendung unterscheiden. Insbesondere können dabei die Zähnezahl, Zahnhöhe, Zahnbreite, die Teilung und/oder die Zahnform unterschiedlich gewählt werden.
Im Detail erfolgt die Kopplung der ersten Schaltmuffe 36 und der zweiten Schaltmuffe 40 folgendermaßen.
Wird die Schaltmuffenbaugruppe 26 über die Eingriffsgeometrie 54 in der ersten Schaltrichtung 28 betätigt, so wird die zweite Schaltmuffe 40 über das Verbindungsteil 56 und die beiden ringförmigen Koppelelemente 58, 60 in die erste Schaltrichtung 28 mitgenommen. Die zweite Schaltmuffe 40 bewegt sich dabei in einer sogenannten Auslegerichtung. Sie bewegt sich also von einer zugeordneten Synchronisierungsstellung und einer zugeordneten Formschlussstellung weg.
Wird jedoch die Schaltmuffenbaugruppe 26 über die Eingriffsgeometrie 54 in der zweiten Schaltrichtung 30 betätigt, so wirkt eine erste Axialanschlagsfläche 78, die an der ersten Schaltmuffe 36 vorgesehen ist, mit einer ersten Axialanschlagsgegenfläche 80 zusammen, die am Verbindungsteil 56 vorgesehen ist. Dabei weist eine nicht näher dargestellte, axial verlaufende Flächennormale der ersten Axialanschlagsfläche 78 in Richtung der zweiten Schaltmuffe 40. Auf der Seite der zweiten Schaltmuffe 40 wirkt eine zweite Axialanschlagsfläche 82, die an der zweiten Schaltmuffe 40 vorgesehen ist, mit einer zweiten Axialanschlagsgegenfläche 84 zusammen, die am Verbindungsteil 56 vorgesehen ist. Dabei ist eine nicht näher dargestellte Flächennormale der zweiten Axialanschlagsfläche 82 in Richtung der ersten Schaltmuffe 36 orientiert.
Es findet also ein Überführen der Schaltmuffenbaugruppe aus der Offenstellung in eine der Synchronisierungsstellungen und/oder eine der Formschlussstellungen stets über die erste Axialanschlagsfläche 78 oder die zweite Axialanschlagsfläche 82 statt.
Ein axiales Spiel der ringförmigen Kopplungselemente 58, 60 in den jeweils zugeordneten Umfangsnuten 62, 64, 66, 68 ist dafür derart groß gewählt, dass in dieser Situation keine Axialkopplung über die ringförmigen Kopplungselemente 58, 60 stattfindet.
Ein Überführen der Schaltmuffenbaugruppe 26 aus einer der Synchronisierungsstellungen oder einer der Formschlussstellungen in die Offenstellung erfolgt über eines oder beide der ringförmigen Koppelelemente 58, 60.
Eine zweite Ausführungsform der Schaltvorrichtung 10 mit einer Schaltmuffenbaugruppe 26 ist in den 3 und 4 dargestellt.
Dabei unterscheidet sich die zweite Ausführungsform lediglich dadurch von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform, dass die singuläre Eingriffsgeometrie 54 am Verbindungsteil 56 vorgesehen ist. In der zweiten Ausführungsform greift eine nicht näher dargestellte Schaltgabel also am Verbindungsteil 56 an.
Im Übrigen wird auf die Ausführungen zur ersten Ausführungsform verwiesen.
Eine dritte Ausführungsform der Schaltvorrichtung 10 mit einer Schaltmuffenbaugruppe 26 ist in den 5 und 6 gezeigt. Auch diese Ausführungsform wird im Unterschied zur in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform erläutert.
Das Verbindungsteil 56 ist nun radial innerhalb der ersten Schaltmuffe 36 sowie radial innerhalb der zweiten Schaltmuffe 40 angeordnet. In der ersten Ausführungsform hingegen ist das Verbindungsteil 56 an einer radialen Außenseite der ersten Schaltmuffe 36 sowie an einer radialen Außenseite der zweiten Schaltmuffe 40 vorgesehen.
Die Kopplung des Verbindungsteils 56 in axialer Richtung erfolgt wie gehabt über die ringförmigen Koppelelemente 58, 60. Allerdings sind nun die Umfangsnuten 62, 66 Außenumfangsnuten und die Umfangsnuten 64, 68 Innenumfangsnuten.
Was die Axialanschlagsflächen 78, 82 sowie die Axialanschlagsgegenflächen 80, 84 angeht, so sind die Axialanschlagsflächen 78, 82 nun an einer radialen Innenseite der ersten Schaltmuffe 36 bzw. der zweiten Schaltmuffe 40 angeordnet.
In der dritten Ausführungsform sind zudem sowohl die erste Schaltmuffe 36 als auch die zweite Schaltmuffe 40 mit dem Verbindungsteil 56 drehgekoppelt.
Dafür stehen in Richtung der ersten Schaltmuffe 36 vom Verbindungsteil 56 drei um jeweils 120° gegeneinander versetzte Laschen ab, von denen in den 5 und 6 eine erste Lasche 86a und eine zweite Lasche 86b zu sehen sind.
Die erste Lasche 86a greift in eine an der ersten Schaltmuffe 36 vorgesehene Tasche 88a ein.
Ebenfalls greift die erste Lasche 86a in eine Tasche 90a ein, die am ersten Schaltmuffenträger 34 vorgesehen ist.
In gleicher Weise greifen die zweite Lasche 86b und die nicht dargestellte dritte Lasche in zugeordnete Taschen ein.
Was die Drehkopplung des Verbindungsteils 56 mit der zweiten Schaltmuffe 40 angeht, so sind ebenfalls drei um jeweils 120° gegeneinander versetzte Laschen vorgesehen, die als vierte bis sechste Laschen bezeichnet werden. In 6 sind jedoch lediglich eine vierte Lasche 86d und eine fünfte Lasche 86e zu sehen.
Die vierte Lasche 86d greift in eine an der zweiten Schaltmuffe 40 vorgesehene Tasche 88d ein.
Auch am zweiten Schaltmuffenträger 38 ist ein Tasche 90d vorgesehen, in die die vierte Lasche 86d eingreift.
Auch die fünfte und die sechste Lasche greifen in entsprechende Taschen ein, was jedoch nicht in den Figuren zu sehen ist.
Das Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe 36 und dem Verbindungsteil 56, also das Verdrehspiel der Drehkopplung über die Laschen 86a, 86b ist in der dritten Ausführungsform größer als ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe 36 und dem ersten Schaltmuffenträger 34. Dabei handelt es sich genauer gesagt um ein Verdrehspiel der Außenverzahnung 70 und der Innenverzahnung 72.
Dies hat zur Folge, dass eine Drehkopplung der ersten Schaltmuffe 36 mit dem ersten Schaltmuffenträger 34 zustande kommt, bevor es zu einer Drehkopplung der ersten Schaltmuffe 36 mit dem Verbindungsteil 56 kommt.
Gleiches gilt für das Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe 40 und dem Verbindungsteil 56. Auch dieses ist größer als ein Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe 40 und dem zweiten Schaltmuffenträger 38. Dieses Verdrehspiel ist wieder durch das Verdrehspiel der Außenverzahnung 74 und der Innenverzahnung 76 gebildet.
Somit findet eine Drehkopplung der zweiten Schaltmuffe 40 mit dem zweiten Schaltmuffenträger 38 statt, bevor es zu einer Drehkopplung der zweiten Schaltmuffe 40 mit dem Verbindungsteil 56 kommt.
In Summe wird so erreicht, dass das Verbindungsteil 56 keine Drehmomente zwischen der ersten Schaltmuffe 36 und der zweiten Schaltmuffe 40 übertragen kann. Das Verbindungsteil 56 nimmt also im Wesentlichen nur Axiallasten auf.
Die 7 und 8 zeigen eine vierte Ausführungsform der Schaltvorrichtung 10 mit einer Schaltmuffenbaugruppe 26.
Die vierte Ausführungsform ist dabei eine Kombination der ersten Ausführungsform (siehe 1 und 2) und der dritten Ausführungsform (siehe 5 und 6).
Die Kopplung des Verbindungsteils 56 mit der ersten Schaltmuffe 36 und dem ersten Schaltmuffenträger 34 ist dabei zur Kopplung aus der dritten Ausführungsform identisch. Die Kopplung des Verbindungsteils 56 mit der zweiten Schaltmuffe 40 ist identisch zur ersten Ausführungsform. Es wird auf die zugehörigen Ausführungen verwiesen.
In der vierten Ausführungsform unterscheiden sich zudem der erste Schaltmuffenträger 34 und der zweite Schaltmuffenträger 38 hinsichtlich ihres Außendurchmessers. Die Innendurchmesser der ersten Schaltmuffe 36 und der zweiten Schaltmuffe 40 unterscheiden sich entsprechend.
Was die Drehkopplung des Verbindungsteils 56 angeht, so weist dieses nun lediglich auf derjenigen Seite Laschen 86a, 86b auf, die mit der ersten Schaltmuffe 36 gekoppelt ist.
Eine Drehkopplung des Verbindungsteils 56 mit der zweiten Schaltmuffe 40 ist nicht vorgesehen.
In einer fünften Ausführungsform, die in den 9 und 10 dargestellt ist, ist die Schaltmuffenbaugruppe 26 identisch zur Schaltmuffenbaugruppe 26 aus den 7 und 8 aufgebaut. Hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Allerdings ist nun das erste Kopplungsbauteil 12 ein Gangrad 92.
Das zweite Kopplungsbauteil 14 stellt nun eine erste Welle 94 dar und das dritte Kopplungsbauteil 16 eine zweite Welle 96.
Der erste Schaltmuffenträger 34 und der zweite Schaltmuffenträger 38 sind daher entlang der Schaltmuffenachse 32 abstandet mit dem Gangrad 92 drehfest und axialfest verbunden.
Dabei entspricht die Schaltmuffenachse 32 einer Mittelachse 98 des Gangrads 92.
Genauer gesagt, umfasst das Gangrad 92 einen vollständig um die Schaltmuffenachse 32 umlaufenden Zahnradabschnitt 100 sowie einen ersten, sich entlang der Schaltmuffenachse 32 erstreckenden Wellenabsatz 102 und einen zweiten, sich entlang der Schaltmuffenachse 32 erstreckenden Wellenabsatz 104.
Die Wellenabsätze 102, 104 sind auf entgegengesetzten Seiten des Zahnradabschnitts 100 angeordnet.
Der erste Schaltmuffenträger 34 ist also mit dem ersten Wellenabsatz 102 drehfest und axialfest verbunden und der zweite Schaltmuffenträger 38 mit dem zweiten Wellenabsatz 104.
Ferner sind im Zahnradabschnitt 100 Öffnungen 106 vorgesehen, von denen in 9 lediglich eine einzige dargestellt ist. Das Verbindungsteil 56, genauer gesagt die Laschen 86a, 86b des Verbindungsteils 56 durchgreifen die Öffnungen 106 und damit den Zahnradabschnitt 100, um die erste Schaltmuffe 36 und die zweite Schaltmuffe 40 zu koppeln.

Claims

Schaltmuffenbaugruppe (26) für eine Synchronisationseinheit (24) eines Schaltgetriebes, mit einem ersten, um eine Schaltmuffenachse (32) drehbaren Schaltmuffenträger (34), der mit einem ersten Kopplungsbauteil (12) drehfest und axialfest koppelbar ist, einer ersten Schaltmuffe (36), die mit dem ersten Schaltmuffenträger (34) drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist, einem zweiten, um die Schaltmuffenachse (32) drehbaren Schaltmuffenträger (38), der vom ersten Schaltmuffenträger (34) entlang der Schaltmuffenachse (32) beabstandet und mit dem ersten Kopplungsbauteil (12) drehfest und axialfest koppelbar ist, und einer zweiten Schaltmuffe (40), die von der ersten Schaltmuffe (36) entlang der Schaltmuffenachse (32) beabstandet und mit dem zweiten Schaltmuffenträger (38) drehfest und axial verschieblich gekoppelt ist, wobei die Schaltmuffenbaugruppe (26) in einer ersten Schaltrichtung (28) betätigbar ist, sodass mittels der Schaltmuffenbaugruppe (26) das erste Kopplungsbauteil (12) mit einem zweiten Kopplungsbauteil (14) über die erste Schaltmuffe (36) formschlüssig und drehmomentfest koppelbar ist, wobei die Schaltmuffenbaugruppe (26) in einer zweiten, der ersten Schaltrichtung (28) entgegengesetzten Schaltrichtung (30) betätigbar ist, sodass mittels der Schaltmuffenbaugruppe (26) das erste Kopplungsbauteil (12) über die zweite Schaltmuffe (40) mit einem dritten Kopplungsbauteil (16) formschlüssig und drehmomentfest koppelbar ist, und wobei die erste Schaltmuffe (36) und die zweite Schaltmuffe (40) entlang der Schaltmuffenachse (32) über ein Verbindungsteil (56) gekoppelt sind.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine singuläre Eingriffsgeometrie (54), insbesondere eine singuläre Eingriffsnut, für eine Schaltgabel, wobei die Eingriffsgeometrie (54) an der ersten Schaltmuffe (36), an der zweiten Schaltmuffe (40) oder am Verbindungsteil (56) vorgesehen ist.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des ersten Schaltmuffenträgers (34) ungleich einer Breite des zweiten Schaltmuffenträgers (38) ist und/oder ein Außendurchmesser des ersten Schaltmuffenträgers (34) ungleich eines Außendurchmessers des zweiten Schaltmuffenträgers (38) ist.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltmuffenträger (38) und/oder der zweite Schaltmuffenträger (38) eine im Wesentlichen vollständig umlaufende Außenverzahnung (70, 74) aufweisen bzw. aufweist, die mit einer im Wesentlichen vollständig umlaufenden Innenverzahnung (72, 76) der ersten Schaltmuffe (36) bzw. der zweiten Schaltmuffe (40) kooperiert.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenverzahnung (70) des ersten Schaltmuffenträgers (34) von der Außenverzahnung (74) des zweiten Schaltmuffenträgers (38) hinsichtlich ihrer Zähnezahl, ihrer Zahnhöhe, ihrer Zahnbreite, ihrer Teilung und/oder ihrer Zahnform unterscheiden bzw. unterscheidet.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Schaltmuffe (36) eine erste Axialanschlagsfläche (78) vorgesehen ist, die mit einer ersten Axialanschlagsgegenfläche (80) des Verbindungsteils (56) zusammenwirkt, wobei eine Flächennormale der ersten Axialanschlagsfläche (78) in Richtung der zweiten Schaltmuffe (40) weist, und/oder dass an der zweiten Schaltmuffe (40) eine zweite Axialanschlagsfläche (82) vorgesehen ist, die mit einer zweiten Axialanschlagsgegenfläche (84) des Verbindungsteils (56) zusammenwirkt, wobei eine Flächennormale der zweiten Axialanschlagsfläche (82) in Richtung der ersten Schaltmuffe (36) weist.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltmuffe (36) über ein erstes ringförmiges Koppelelement (58) mit dem Verbindungsteil (56) gekoppelt ist und/oder dass die zweite Schaltmuffe (40) über ein zweites ringförmiges Koppelelement (60) mit dem Verbindungsteil (56) gekoppelt ist.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste ringförmige Koppelelement (58) in eine Umfangsnut (62) am Verbindungsteil (56) und eine Umfangsnut (64) an der ersten Schaltmuffe (36) eingreift, insbesondere wobei sich die Umfangsnuten (62, 64) radial gegenüberliegen, und/oder dass das zweite ringförmige Koppelelement (60) in eine Umfangsnut (66) am Verbindungsteil (56) und eine Umfangsnut (68) an der zweiten Schaltmuffe (40) eingreift, insbesondere wobei sich die Umfangsnuten (66, 68) radial gegenüberliegen.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste Schaltmuffe (36) als auch die zweite Schaltmuffe (40) frei drehbar am Verbindungsteil (56) mit diesem gekoppelt sind oder dass die erste Schaltmuffe (36) mit dem Verbindungsteil (56) drehgekoppelt ist, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse (32) vom Verbindungsteil (56) abstehende Lasche (86a, 86b) in eine an der ersten Schaltmuffe (36) vorgesehene Öffnung oder Tasche (88a) eingreift, und die zweite Schaltmuffe (40) frei drehbar zum Verbindungsteil (56) mit diesem gekoppelt ist, oder dass die zweite Schaltmuffe (40) mit dem Verbindungsteil (56) drehgekoppelt ist, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse (32) vom Verbindungsteil (56) abstehende Lasche (86d, 86e) in eine an der zweiten Schaltmuffe (40) vorgesehene Öffnung oder Tasche (88d) eingreift, und die erste Schaltmuffe (36) frei drehbar zum Verbindungsteil (56) mit diesem gekoppelt ist, oder dass sowohl die erste Schaltmuffe (36) als auch die zweite Schaltmuffe (40) mit dem Verbindungsteil (56) drehgekoppelt sind, wobei eine im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse (32) vom Verbindungsteil (56) abstehende Lasche (86a, 86b) in eine an der ersten Schaltmuffe (36) vorgesehene Öffnung oder Tasche (88a) eingreift und eine weitere, im Wesentlichen entlang der Schaltmuffenachse (32) vom Verbindungsteil (56) abstehende Lasche (86d, 86e) in eine an der zweiten Schaltmuffe (40) vorgesehene Öffnung oder Tasche (88d) eingreift.
Schaltmuffenbaugruppe (26) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe (36) und dem Verbindungsteil (56) größer ist als ein Verdrehspiel zwischen der ersten Schaltmuffe (36) und dem ersten Schaltmuffenträger (34) und/oder dass ein Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe (40) und dem Verbindungsteil (56) größer ist als ein Verdrehspiel zwischen der zweiten Schaltmuffe (40) und dem zweiten Schaltmuffenträger (38).
Schaltvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein vollautomatisches Stufengetriebe, mit einem ersten Kopplungsbauteil (12), das wahlweise über eine eine Schaltmuffenbaugruppe (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassende Synchronisationseinheit (24) mit einem zweiten Kopplungsbauteil (14) oder einem dritten Kopplungsbauteil (16) hinsichtlich der jeweiligen Drehzahlen synchronisierbar und formschlüssig drehkoppelbar ist, wobei in einer Offenstellung das zweite Kopplungsbauteil (14) und das dritte Kopplungsbauteil (16) vom ersten Kopplungsbauteil (12) drehentkoppelt sind, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe (26) in einer ersten Schaltrichtung (28) das erste Kopplungsbauteil (12) und das zweite Kopplungsbauteil (14) in einer ersten Synchronisierungsstellung hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe (26) in einer zweiten, der ersten Schaltrichtung (28) entgegengesetzten Schaltrichtung (30) das erste Kopplungsbauteil (12) und das dritte Kopplungsbauteil (16) in einer zweiten Synchronisierungsstellung hinsichtlich ihrer Drehzahlen synchronisiert werden, wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe (26) in der ersten Schaltrichtung (28) das erste Kopplungsbauteil (12) und das zweite Kopplungsbauteil (14) in einer ersten Formschlussstellung über die erste Schaltmuffe (36) formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind, und wobei bei einer Betätigung der Schaltmuffenbaugruppe (26) in der zweiten Schaltrichtung (30) das erste Kopplungsbauteil (12) und das dritte Kopplungsbauteil (16) in einer zweiten Formschlussstellung über die zweite Schaltmuffe (40) formschlüssig und drehmomentfest gekoppelt sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltmuffenträger (34) mit einem ersten Reibring (42) gekoppelt ist, der eine erste Reibring-Reibfläche (44) aufweist, und in der ersten Synchronisierungsstellung die erste Reibring-Reibfläche (44) an einer ersten Gegenreibfläche (46) angreift, wobei die erste Gegenreibfläche (46) mit dem zweiten Kopplungsbauteil (14) drehfest verbunden ist, und/oder dass der zweite Schaltmuffenträger (38) mit einem zweiten Reibring (48) gekoppelt ist, der eine zweite Reibring-Reibfläche (50) aufweist, und in der zweiten Synchronisierungsstellung die zweite Reibring-Reibfläche (50) an einer zweiten Gegenreibfläche (52) angreift, wobei die zweite Gegenreibfläche (52) mit dem dritten Kopplungsbauteil (16) drehfest verbunden ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsbauteil (12) eine Welle (18), das zweite Kopplungsbauteil (14) ein erstes Gangrad (20) und das dritte Kopplungsbauteil (16) ein zweites Gangrad (22) ist, wobei der erste Schaltmuffenträger (34) und der zweite Schaltmuffenträger (38) entlang der Schaltmuffenachse (32) voneinander beabstandet mit der Welle (18) drehfest und axialfest verbunden sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsbauteil (12) ein Gangrad (92), das zweite Kopplungsbauteil (14) eine erste Welle (94) und das dritte Kopplungsbauteil (16) eine zweite Welle (96) ist, wobei der erste Schaltmuffenträger (34) und der zweite Schaltmuffenträger (38) entlang der Schaltmuffenachse (32) beabstandet mit dem Gangrad (92) drehfest und axialfest verbunden sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gangrad (92) einen vollständig um eine Schaltmuffenachse (32) umlaufenden Zahnradabschnitt (100), einen ersten, sich entlang der Schaltmuffenachse (32) erstreckenden Wellenabsatz (102) und einen zweiten, sich entlang der Schaltmuffenachse (32) erstreckenden Wellenabsatz (104) umfasst, wobei die Wellenabsätze (102, 104) auf entgegengesetzten Seiten des Zahnradabschnitts (100) angeordnet sind und der erste Schaltmuffenträger (34) mit dem ersten Wellenabsatz (102) drehfest und axialfest verbunden ist und der zweite Schaltmuffenträger (38) mit dem zweiten Wellenabsatz (104) drehfest und axialfest verbunden ist, wobei das Verbindungsteil (56) den Zahnradabschnitt (100) entlang der Schaltmuffenachse (32) durchgreift.