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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem schaltbaren Freilauf und einer drehbaren Schaltwalze zum Betätigen des Freilaufs, wobei die Schaltwalze ein Schaltprofil aufweist, sowie mit einem die Schaltwalze im Bereich des Schaltprofils kontaktierenden Übertragungselement zum Übertragen der Schaltbewegung der Schaltwalze auf den Freilauf.
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Ein derartiges Getriebe mit einem schaltbaren Freilauf ist aus der
DE 10 2015 121 137 A1 bekannt. Dieses Getriebe ist ein lastschaltbares 2-Gang-Getriebe für ein ausschließlich elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen. Das Getriebe weist einen schaltbaren Planetensatz auf. Ein Freilauf ist für den ersten (Fahr-)Gang des Kraftfahrzeugs vorgesehen und es dient eine als Lamellenkupplung ausgebildete Kupplung dem Schalten des zweiten (Fahr-)Gangs des Fahrzeugs. Das Getriebe weist eine Schaltschwinge zum Schalten des Freilaufs auf. Die Schaltschwinge dient dem axialen Verschieben einer Schiebemuffe des Freilaufs. Es ist ferner ein Ausrückhebel zum Betätigen der Kupplung vorgesehen. Verschwenkt werden der Ausrückhebel und die Schaltschwinge mittels einer gemeinsamen Schaltwalze, die eine Schaltkulisse für einen Kulissenstift der Schaltschwinge und eine Schaltkulisse für eine Ablaufrolle des Ausrückhebels aufweist. Demzufolge sind der Ausrückhebel und die Schaltschwinge unabhängig voneinander schwenkbar und können unabhängig voneinander die erforderlichen Schaltungen des Getriebes vornehmen. Der Kulissenstift der Schaltschwinge greift hierbei radial in die Schaltkulisse der Schaltwalze ein. Infolgedessen ergibt sich eine Lagerung der Schaltschwinge um eine Schwenkachse, die senkrecht zur Drehachse der Schaltwalze angeordnet ist. Die Schaltschwinge ist gabelförmig ausgestaltet. Diese Gestaltung des Getriebes im Bereich des schaltbaren Freilaufs hat den Nachteil bezüglich Herstellungs- und Montageaufwand, Anzahl der Teile, Gewicht und Kosten.
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In der
DE 10 2014 221 010 A1 ist eine Verstelleinheit zur Betätigung einer Kupplung beschrieben. Diese Verstelleinheit weist eine Nocken- bzw. Kurvenscheibe zum Betätigen einer Kupplung auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es eine geringe Anzahl von Teilen zum Schalten des Freilaufs und damit einen relativ geringen Herstellungs- und Montageaufwand sowie geringes Gewicht und geringe Kosten bedingt.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Getriebe, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
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Bei dem Getriebe ist ein Schwenkhebel vorgesehen, der in Abstand zu dessen Schwenkachse eine Stange schwenkbar aufnimmt. Die Stange ist im Bereich deren dem Schwenkhebel abgewandten Endes schwenkbar mit einem Betätigungshebel des Freilaufs verbunden. Das Übertragungselement ist in dem Schwenkhebel, in Abstand zu dessen Schwenkachse, oder in der Stange gelagert.
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Die Übertragung der Bewegung der Schaltwalze auf den Betätigungshebel des Freilaufs erfolgt somit mittels der jeweils mit dem Schwenkhebel und dem Betätigungshebel verbundenen Stange. Diese Stange ermöglicht es, das Schaltprofil der Schaltwalze und den Betätigungshebel des Freilaufs optimal zueinander zu positionieren, insbesondere die Anzahl der Bauteile zum Schalten des Freilaufs zu reduzieren und so Gewicht und Kosten zu sparen, ferner den Fertigungs- und Montageaufwand zu reduzieren.
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Vorzugsweise ist das Schaltprofil parallel zur Drehachse der Schaltwalze angeordnet. Diese Gestaltung trägt gleichfalls zur baulich deutlichen Vereinfachung der Komponenten des schaltbaren Freilaufs und damit zu den angesprochenen Vorteilen bei.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Schaltprofil der Schaltwalze durch eine Kulisse oder ein Nockenprofil der Schaltwalze gebildet ist. Bei Ausbildung des Schaltprofils durch eine Kulisse können Zug- und Druckkräfte über die Schaltwalze in die Stange eingeleitet werden. Bei Ausbildung des Schaltprofils als Nockenprofil können über die Schaltwalze Druckkräfte in die Stange eingeleitet werden. Insofern kann die Stange die Funktion einer Druckstange oder einer Druck-/Zugstange aufweisen.
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Das Übertragungselement ist insbesondere als Bolzen oder Rolle oder Kontaktsteg ausgebildet. Die Ausbildung als Bolzen ist dann von Vorteil, wenn das Schaltprofil der Schaltwalze durch eine Kulisse gebildet ist. In diesem Fall greift der Bolzen in die Kulisse ein und es können über die durch die Kulisse gebildete Kulissenführung Kräfte in den Bolzen im Sinne einer Zug- und Druckbeanspruchung der Stange eingeleitet werden. Eine als Rolle ausgebildetes Übertragungselement wirkt insbesondere mit einem Nockenprofil der Schaltwalze zusammen. Es läuft somit die Rolle an der Schaltwalze im Bereich des Nockenprofils entsprechend der Drehstellung der Schaltwalze ab. Eine Ausbildung des Übertragungselements als Kontaktsteg führt dazu, dass der Kontaktsteg an der Schaltwalze im Bereich des Schaltprofils anliegt und eine Relativbewegung von Kontaktsteg und Schaltwalze beim Betätigen des Freilaufs zu verzeichnen ist.
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Baulich besonders einfache und funktionell vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich, wenn die Schwenkachsen von Schaltwalze und Schwenkhebel parallel zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung ist besonders einfach herzustellen und zu montieren.
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Es wird ferner als vorteilhaft angesehen, wenn die Schwenkachse des Schwenkhebels und eine Lagerachse des Übertragungselements parallel zueinander angeordnet sind. Auch diese Maßnahme trägt erheblich zur Vereinfachung der Kinematik und somit des Aufbaus des Getriebes im Bereich des schaltbaren Freilaufs bei.
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Unter diesem Aspekt wird es als weiter vorteilhaft angesehen, wenn die Schwenkachsen der Stange in dem Schwenkhebel und dem Betätigungshebel parallel zueinander angeordnet sind.
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Unter kinematischem Aspekt wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Stange in dem Betätigungshebel über ein Kugelgelenk gelagert ist. Sie kann in diesem Fall bei besonders einfacher baulicher Gestaltung eine Relativbewegung von Betätigungshebel und Stange nachvollziehen. Dies insbesondere dann, wenn sich der Gelenkpunkt von Stange und Betätigungshebel auf einer Kreissektorbahn um eine Drehachse des Freilaufs bewegt, während das abgewandte Schwenklager der Stange eine differierende Bewegung hierzu ausführt.
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Vorzugsweise sind Federmittel, insbesondere druckkraftübertragende Federmittel vorgesehen, die auf den Schwenkhebel und/oder die Stange in Richtung der Schaltwalze einwirken. Diese Federmittel sind insbesondere für den Fall vorgesehen, dass das Schaltprofil ein Nockenprofil ist, womit über die Federmittel das Übertragungselement gegen das Nockenprofil gedrückt wird.
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Das Getriebe ist insbesondere derart gestaltet, dass der Freilauf einen gehäusefesten Außenring und einen mit einem Sonnenrad eines Planetengetriebes drehfest verbundenen Innenring aufweist. Somit wird durch den Freilauf das Sonnenrad bzw. eine dieses tragende Sonnenradwelle geschaltet.
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Bei dem Getriebe handelt es sich insbesondere um ein 2-Gang-Getriebe. Eine Kupplung des Getriebes ist als Schaltelement für den zweiten (Fahr-)Gang des Getriebes ausgebildet. Der erste (Fahr-)Gang wird durch Schalten des Freilaufs geschaltet, der zweite (Fahr-)Gang durch die Kupplung geschaltet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung diverser in der Zeichnung wiedergegebener, bevorzugter Ausführungsbeispiele, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigt in schematischer Darstellung:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Freilaufbetätigung mittels Schaltwalze, veranschaulicht in einer durch eine Sonnenradwelle eines Getriebes gehenden Ebene,
- 2 das erste Ausführungsbeispiel in einer senkrecht zur Sonnenradwelle verlaufenden Ebene dargestellt,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 2,
- 4 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 2,
- 5 ein viertes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 3,
- 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 4.
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Figurenbeschreibung
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Die Freilaufbetätigung findet Verwendung bei einem lastschaltbaren 2-Gang-Getriebe für ein ausschließlich elektrisch antreibbares Fahrzeugs, insbesondere einen Personenkraftwagen. Das Getriebe weist einen schaltbaren Planetensatz auf. Ein Freilauf ist für den ersten Gang des Fahrzeugs vorgesehen und es dient eine als Lamellenkupplung ausgebildete Kupplung dem Schalten des zweiten Gangs des Fahrzeugs.
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Bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der 1 und 2 ist zu dem Getriebe 1 ein Freilauf 2 veranschaulicht. Dieser weist einen gehäusefesten Außenring und einen mit einer Sonnenradwelle 3 eines Planetengetriebes drehfest verbundenen Innenring auf. Der Bereich der Betätigung der Kupplung (für den zweiten Gang) ist durch den strichliert dargestellten Bereich 4 veranschaulicht. Ein Ausrückhebel 5 zum Betätigen der Kupplung ist in einem Lager 6 schwenkbar gelagert. Im Bereich des dem Lager 6 abgewandten Endes nimmt der Ausrückhebel 5 eine Rolle 7 drehbar auf. Diese liegt an einer Kulisse 8 auf einer Schaltwalze 9 an. Beim Drehen der Schaltwalze 9 um deren Drehachse 10 läuft die Rolle 7 auf der Kulisse 8 ab und es wird durch Verschwenken des Ausrückhebels 5 eine Ausrückkraft, veranschaulicht durch den Pfeil 11, auf d die Kupplung aufgebracht.
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Die Schaltwalze 9 dient bei deren Drehen um die Drehachse 10 auch dem Betätigen des Freilaufs für den ersten Gang. Diesbezüglich weist die Schaltwalze 9 ein Schaltprofil 12 auf. Ferner ist ein die Schaltwalze 9 im Bereich des Schaltprofils 12 kontaktierendes Übertragungselement 13 zum Übertragen der Schaltbewegung der Schaltwalze 9 auf den Freilauf 2 vorgesehen. Ein Schwenkhebel 14 nimmt in Abstand zu dessen Schwenkachse 15 eine Stange 16 schwenkbar auf. Diese ist im Bereich deren dem Schwenkhebel 14 abgewandten Endes 17 schwenkbar mit einem Betätigungshebel 18 des Freilaufs 2 verbunden. Das Übertragungselement 13 ist in dem Schwenkhebel 14, in Abstand zu dessen Schwenkachse 15 gelagert, konkret im Bereich des der Schwenkachse 15 abgewandten Endes 19 des Schwenkhebels 14.
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Die Schwenkachse 10 der Schaltwalze 9, die Schwenkachse 15 des Schalthebels 14, die Längsachse des als Bolzen ausgebildeten Übertragungselements 13, die endseitigen Schwenkachsen 20 und 21 der Stange 16, die Drehachse 22 der Sonnenradwelle 3 und die Drehachse 23 des Freilaufs 2 sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Achsen 22 und 23 identisch sind.
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In Abhängigkeit von der Stellung des Übertragungselements 13 bzw. des Bolzens bei Eingriff in die Schaltwalze 9 liegt der Bolzen entweder am äußeren Schaltprofil 12 oder am inneren Schaltprofil 12 kraftübertragend an. Der Bolzen liegt dann am äußeren Schaltprofil 12 an, wenn der Betätigungshebel 18 um die Drehachse 23 im Uhrzeigersinn gemäß 2 geschwenkt wird. Der Bolzen liegt hingegen, entsprechend der Drehstellung der Schaltwalze 9, dann am inneren Schaltprofil 12 an, wenn der Betätigungshebel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse 23 geschwenkt wird.
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Das Schaltprofil 12 ist parallel zur Drehachse 10 der Schaltwalze 9 angeordnet. Somit ist durch die beiden Schaltprofile 12 eine nutförmige Kulisse 24 stirnseitig der Schaltwalze 9 ausgebildet.
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Aufgrund dieser Gestaltung weist die Stange 16 die Funktion einer Druck-/Zugstange auf.
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Die Stange 16 ist über ein Kugelgelenk 25 im Betätigungshebel 18 gelagert. Der Betätigungshebel 18 ist als nach radial außen gerichteter Vorsprung, der mit einer Steuerscheibe fest verbunden ist, gestaltet. Die Steuerscheibe ist um die Drehachse 23 mittels des Betätigungshebels 18 drehbar und es erfolgt über die Steuerscheibe die eigentliche Schaltung des Freilaufs.
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Mit den Bezugsziffern 26 sind Gehäuseteile des Getriebes 1 bezeichnet.
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2 zeigt, bezogen auf 1, nur die Freilaufbetätigung, nicht aber den Bereich betreffend Kupplungsbetätigung.
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Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der 3 unterscheidet sich von demjenigen nach den 1 und 2 durch folgende Details: Das Schaltprofil 12 ist durch die radial äußere Kontur eines Nockens 27 gebildet, der Bestandteil der Schaltwalze 9 in deren einem stirnseitigen Bereich bildet. Der Schwenkhebel 14 ist als Schlepphebel ausgebildet. Er nimmt das als Kontaktsteg ausgebildete Übertragungselement 13 auf, das bezüglich der endseitigen Schwenkachse 20 von Schwenkhebel 14 und Stange 16 nach außen gewölbt ist, sodass der Kontaktsteg entlang einer parallel zur Drehachse 10 verlaufenden Linie am Schaltprofil 12 anliegt. Ein Federmittel 28, das als Druckfeder ausgebildet ist, stützt sich einerseits an einem Gehäuseteil 31 und andererseits am Schwenkhebel 14 in Abstand zu dessen Schwenkachse 15 ab und drückt somit das Übertragungselement 13 gegen das Schaltprofil 12. Bei Drehung der Schaltwalze 9 drückt diese über das Schaltprofil 12 auf das unter Federvorspannung stehende Übertragungselement 13 und dieses über den Schalthebel 14 auf die Stange 16, die somit die Funktion einer Druckstange aufweist.
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Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung der 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 nur dadurch, dass das Übertragungselement 13 als Rolle ausgebildet ist. Diese ist in dem Schwenkhebel 10 und/oder in der Stange 16 gelagert, um eine Drehachse, die der Achse 20 zwischen Schwenkhebel 14 und Stange 16 entspricht. Das als Druckfeder ausgebildete Federmittel 28 wirkt auf den Schwenkhebel 14 ein und es wird die Rolle durch den Schwenkhebel 14 bzw. durch die Stange 16 gegen das Schaltprofil 12 gedrückt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Stange 16 die Funktion einer Druckstange auf.
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Das in 5 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß 3 nur dadurch, dass das Federmittel 28, konkret die Druckfeder, nicht auf den Schwenkhebel 14 einwirkt, sondern in Längserstreckung der Stange 16 auf diese, und zwar im Bereich deren Ende 17.
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Das in 6 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß 4 nur dadurch, dass das Federmittel 28, konkret die Druckfeder, nicht auf den Schwenkhebel 14 einwirkt, sondern in Längserstreckung der Stange 16 auf diese, und zwar im Bereich deren Ende 17.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Freilauf
- 3
- Sonnenradwelle
- 4
- Bereich
- 5
- Ausrückhebel
- 6
- Lager
- 7
- Rolle
- 8
- Kulisse
- 9
- Schaltwalze
- 10
- Drehachse
- 11
- Pfeil
- 12
- Schaltprofil
- 13
- Übertragungselement
- 14
- Schwenkhebel
- 15
- Schwenkachse
- 16
- Stange
- 17
- Ende
- 18
- Betätigungshebel
- 19
- Ende
- 20
- Schwenkachse
- 21
- Schwenkachse
- 22
- Drehachse
- 23
- Drehachse
- 24
- Kulisse
- 25
- Kugelgelenk
- 26
- Gehäuseteil
- 27
- Nocken
- 8
- Federmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015121137 A1 [0002]
- DE 102014221010 A1 [0003]
