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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die
DE 10 2014 200 829 A1 offenbart ein Schaltgetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Motorrad. Das Schaltgetriebe weist eine Antriebswelle, die um eine Antriebsachse rotiert, und eine zur Antriebswelle parallel angeordnete Abtriebswelle auf. Außerdem ist eine Strahlungsquelle zum Aussenden einer elektromagnetischen Strahlung vorgesehen. Das Schaltgetriebe umfasst ferner einen Strahlungsdetektor zum Erfassen der von der Strahlungsquelle ausgesendeten Strahlung.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2005 003 079 A1 eine Brennkraftmaschine, mit einem Ventiltrieb, bei dem Funktionen an dem Ventiltrieb durch wenigstens zwei Stellglieder betätigt werden, die mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine verbunden sind.
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Des Weiteren ist aus der
US 5 395 293 ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Getriebe ein Malteserkreuzgetriebe aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass ein automatisiertes Schalten des Schaltgetriebes mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit auf besonders einfache Weise realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, weist wenigstens eine drehbare Schaltwalze auf, mittels welcher durch Drehen der Schaltwalze Gänge des Getriebes einlegbar und auslegbar sind. Die Schaltwalze kann Führungsnuten für an Schaltgabeln vorgesehene Zapfen aufweisen. Der jeweilige Zapfen greift somit beispielsweise in die jeweilige Führungsnut ein. Wird die Schaltwalze gedreht, so werden dadurch die Schaltgabeln und über die Schaltgabeln Schaltmuffen des Getriebes verschoben, wobei durch Verschieben der Schaltgabeln und der Schaltmuffen die Gänge des Getriebes eingelegt und ausgelegt werden können. Beispielsweise durch schrittweises Drehen der Schaltwalze kann beispielsweise ein zunächst eingelegter der Gänge ausgelegt und ein zunächst ausgelegter weiterer der Gänge eingelegt werden.
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Um nun ein automatisiertes Schalten des beispielsweise als Schaltgetriebe ausgebildeten Getriebes mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise, insbesondere mit einem sehr geringen Bauaufwand, realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Getriebe wenigstens ein Malteserkreuzgetriebe umfasst. Das Malteserkreuzgetriebe weist zumindest ein auch als Malteserkreuz bezeichnetes Sternrad mit wenigstens einer Nut auf, welche sich vorzugsweise geradlinig beziehungsweise linienförmig erstreckt. Die Nut ist eine Ausnehmung des Sternrads. Das Sternrad ist ein drehbares Rad beziehungsweise eine drehbare Scheibe und weist die Nut auf, wobei das Sternrad die Form eines Malteserkreuzes aufweisen kann. Das Sternrad wird insbesondere deswegen als Sternrad bezeichnet, da sich beispielsweise die Nut, insbesondere geradlinig beziehungsweise linienförmig, in radialer Richtung des Sternrads wie ein Strahl eines Sterns erstreckt.
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Das Malteserkreuzgetriebe weist darüber hinaus zumindest ein um eine Drehachse drehbares Antriebsrad auf, welches einen Schaltbolzen aufweist. Somit sind der Schaltbolzen und das Antriebsrad gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um die Drehachse drehbar. Mit anderen Worten ist der Schaltbolzen mit dem Antriebsrad um die Drehachse mitdrehbar. Das Antriebsrad und somit der Schaltbolzen sind dabei entlang der Drehachse relativ zu dem Sternrad zwischen wenigstens einer Betätigungsstellung und wenigstens einer Entkoppelstellung translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar. In der Betätigungsstellung kommt der Schaltbolzen bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads um die Drehachse in Eingriff mit der Nut des Sternrads. Mit anderen Worten, befinden sich das Antriebsrad und somit der Schaltbolzen in der Betätigungsstellung, und werden währenddessen das Antriebsrad und somit der Schaltbolzen um die Drehachse derart gedreht, dass das Antriebsrad und der Schaltbolzen wenigstens eine vollständige Umdrehung um die Drehachse ausführen, so kommt während dieser vollständigen Umdrehung der Schaltbolzen in Eingriff mit der Nut. Mit anderen Worten greift der Schaltbolzen in die Nut ein, sodass der Schaltbolzen beispielsweise formschlüssig mit dem Sternrad zusammenwirkt. Aus dem Eingriff des Schaltbolzens in die Nut des Sternrads und aus der Drehung des Antriebsrads um die Drehachse resultiert eine Drehung des Sternrads, insbesondere in eine erste Drehrichtung. Dies bedeutet, dass das Antriebsrad dadurch, dass das Antriebsrad um die Drehachse gedreht wird und währenddessen der Schaltbolzen in die Nut eingreift, das Antriebsrads das Sternrad mitnimmt, sodass das Sternrad, insbesondere in die erste Drehrichtung, gedreht wird.
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In der Entkoppelstellung jedoch unterbleiben bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads und somit des Schaltbolzens um die Drehachse ein Eingriff des Schaltbolzens in die Nut und somit eine durch das Antriebsrad bewirkte Drehung des Sternrads. Mit anderen Worten, befinden sich das Antriebsrad und somit der Schaltbolzen in der Entkoppelstellung, und werden währenddessen das Antriebsrad und der Schaltbolzen um die Drehachse wenigstens einmal vollständig gedreht, sodass das Antriebsrad und der Schaltbolzen wenigstens eine vollständige Umdrehung um die Drehachse ausführen, während sie sich in der Entkoppelstellung befinden, so kommt dabei der Schaltbolzen nicht in Eingriff mit der Nut, sodass es nicht zu einer durch das Antriebsrad und den Schaltbolzen bewirkten Drehung des Sternrads kommt, obwohl das Antriebsrad um die Drehachse gedreht wird.
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Dabei ist durch Drehen des Sternrads eine Drehung der Schaltwalze bewirkbar. Mit anderen Worten ist die Schaltwalze von dem Sternrad antreibbar und dadurch drehbar, sodass durch Drehung des Sternrads die Schaltwalze gedreht werden kann. Da durch Drehen der Schaltwalze Gänge des Schaltgetriebes einlegbar und auslegbar sind, kann durch Drehen des Sternrads ein Einlegen und/oder ein Auslegen zumindest eines der Gänge des Getriebes bewirkt werden.
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Das Getriebe umfasst darüber hinaus eine an dem Antriebsrad vorgesehene und somit mit dem Antriebsrad mitdrehbare Verschiebekulisse. Des Weiteren umfasst das Getriebe einen Aktor, welcher beispielsweise pneumatisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch betreibbar beziehungsweise betätigbar ist. Außerdem umfasst das Getriebe wenigstens einen auch als Pin, Betätigungspin oder Betätigungsstift bezeichneten Stift, welcher mittels des Aktors relativ zu dem Antriebsrad und dabei schräg oder senkrecht zur Drehachse beziehungsweise in radialer Richtung des Antriebsrads aus zumindest einer Ausgangsstellung in zumindest eine Eingriffsstellung bewegbar ist. In der Ausgangsstellung unterbleiben bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads um die Drehachse ein Eingriff des Stifts in die Verschiebekulisse und somit eine durch den Stift in die Verschiebekulisse bewirkte Bewegung des Antriebsrads aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung. Mit anderen Worten, befindet sich der Stift in der Ausgangsstellung, so kommt es nicht zu einem Eingriff des Stifts in die Verschiebekulisse, auch wenn das Antriebsrad und somit die Verschiebekulisse wenigstens einmal oder mehrmals vollständig um die Drehachse gedreht werden. Somit kommt es auch nicht zu einer Bewegung beziehungsweise Verschiebung des Antriebsrads aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung, wenn sich der Stift in der Ausgangsstellung befindet und das Antriebsrad um die Drehachse gedreht wird.
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In der Eingriffsstellung jedoch kommt bei eine vollständigen Umdrehung des Antriebsrads um die Drehachse der Stift in Eingriff mit der Verschiebekulisse, woraus eine mittels des Stifts und der Verschiebekulisse bewirkte Bewegung, insbesondere Verschiebung, des Antriebsrads und des Schaltbolzens aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung resultiert. Insgesamt ist erkennbar, dass eine Drehung des Sternrads und eine daraus resultierende Drehung der Schaltwalze dadurch bewirkt werden können, dass der Stift mittels des Aktors aus der Ausgangsstellung in die Eingriffsstellung bewegt wird. Unterbleibt jedoch eine Bewegung des Stifts aus der Ausgangsstellung in die Eingriffsstellung, das heißt wird der Stift nicht aus der Ausgangsstellung in die Eingriffsstellung bewegt, so unterbleibt dadurch eine mittels des Antriebsrads bewirkte Drehung des Sternrads und der Schaltwalze.
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Durch die Erfindung kann ein zusätzlicher Bauaufwand bei einem neu zu konstruierenden Getriebe besonders gering gehalten werden. Gleichzeitig ermöglicht die Erfindung die Realisierung eines automatisierten Schaltens des Getriebes mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit. Hierbei kommen per se bereits bekannte Komponenten zum Einsatz, wodurch die Kosten gering gehalten werden können und eine besonders hohe Robustheit realisiert werden kann.
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Der auch als Aktuator bezeichnete Aktor und der auch als Pin bezeichnete Stift bilden beispielsweise einen sogenannten Ein-Pin-Aktuator, welcher beispielsweise bereits von Ventiltrieben bekannt ist. Mittels des Stifts und der Verschiebekulisse kann eine um die Drehachse verlaufende Drehung des Antriebsrads in eine entlang der Drehachse verlaufende Verschiebung des Antriebsrads, insbesondere aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung, bewirkt werden, insbesondere dadurch, dass der Stift in die Verschiebekulisse eingreift, während sich das Antriebsrad um die Drehachse dreht. Die Verschiebekulisse ist beispielsweise entlang der Drehachse beziehungsweise in axialer Richtung des Antriebsrads durch jeweilige Seitenwände und in eine schräg oder senkrecht zur Drehachse verlaufende Richtung beziehungsweise in radialer Richtung des Antriebsrads nach innen hin durch einen Boden gebildet beziehungsweise begrenzt. Die Seitenwände sind beispielsweise entlang der Drehachse voneinander beabstandet. Zumindest eine der Seitenwände verläuft dabei in einer Ebene, welche schräg zur Drehachse verläuft, insbesondere derart, dass eine Projektion der zumindest einen Seitenwand auf eine Ebene, in welcher die Drehachse verläuft, schräg zur Drehachse verläuft. Wird somit das Antriebsrad um die Drehachse gedreht, während der Stift in die Verschiebekulisse eingreift, so kommt der Stift in Stützanlage mit der schräg verlaufenden Seitenwand. Werden das Antriebsrad und die Verschiebekulisse dann weitergedreht, so gleitet der Stift an der schräg verlaufenden Seitenwand ab beziehungsweise umgekehrt, sodass von dem Stift auf die Seitenwand eine entlang der Drehachse verlaufende Kraft wirkt. Mittels dieser Kraft werden das Antriebsrad und die Verschiebekulisse, insbesondere aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung, verschoben. Mit anderen Worten resultiert aus der Stützanlage des Stifts mit der schräg verlaufenden Seitenwand eine entlang der Drehachse verlaufende Kraft, mittels welcher das Antriebsrad aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung verschiebbar ist beziehungsweise verschoben wird. Auf diese Weise können das Antriebsrad und der Schaltbolzen auf besonders einfache, bauraum- und kostengünstige Weise verschoben werden. In der Folge greift der Schaltbolzen in die Nut des Sternrads ein, wodurch das Sternrad und in der Folge die Antriebswalze verdreht werden. Hierdurch kann eine sehr kompakte Bauweise des Getriebes realisiert werden und gleichzeitig kann eine besonders hohe Schaltgeschwindigkeit gewährleistet werden.
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Mittels der Erfindung kann ein beispielsweise als Schaltgetriebe beziehungsweise manuelles Schaltgetriebe ausgebildetes Schaltgetriebe zu einem automatisierten Schaltgetriebe weitergebildet werden, sodass vorzugsweise das erfindungsgemäße Getriebe als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet ist. Herkömmliche automatisierte Schaltgetriebe weisen einen Aktor mit einem Elektromotor auf, der direkt die Schaltwalze dreht oder indirekt einen Federspeicher vorspannt, der dann die Schaltwalze dreht. Derartige elektromotorische Aktuatoren benötigen viel Bauraum, sodass deren Anordnung insbesondere bei einem Motorrad sehr schwierig und meistens nicht möglich ist. Eine Versorgung eines solchen elektromotorischen Aktors mit elektrischem Strom ist insbesondere im Hinblick auf einen Spitzenstrom sehr belastend für ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs, insbesondere dann, wenn eine hohe Schaltdynamik gefordert ist. Außerdem muss ein elektronisches Steuergerät große Ströme schalten können, sodass es auch zu hohen Kosten und einem hohen Gewicht eines solchen elektronischen Steuergeräts kommt. Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Getriebes vermieden werden, da beispielsweise eine zum Bewegen des Stifts erforderliche Energie, mit der der Aktor zu versorgen ist, um den Stift zu bewegen, besonders gering gehalten werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Sternrad mit der Schaltwalze über ein beispielsweise als Drehfeder ausgebildetes Federelement, insbesondere mechanisch, gekoppelt ist, welches unter Spannen des Federelements eine Relativdrehung zwischen dem Sternrad und der Schaltwalze zulässt. Dadurch können beispielsweise dann, wenn eine Drehung der Schaltwalze nicht möglich ist, eine Bewegung des Stifts aus der Ausgangsstellung in die Eingriffsstellung und eine Verschiebung des Antriebsrads aus der Entkoppelstellung in die Betätigungsstellung und ein Eingriff des Schaltbolzens in die Nut sowie eine Drehung des Sternrads zugelassen werden, ohne dass es zu übermäßigen Belastungen, Beschädigungen oder einer Zerstörung des Getriebes kommt. In einem solchen Fall erfolgt einfach eine Drehung des Sternrads relativ zur Schaltwalze, wodurch das Federelement gespannt wird. Werden das Antriebsrad und der Schaltbolzen dann so weit weitergedreht, dass der Schaltbolzen wieder aus der Nut herausbewegt wird, so wird dann beispielsweise das Sternrad mittels des gespannten Federelements beziehungsweise mittels einer von dem gespannten Federelement bereitgestellten Federkraft zurück in eine Ausgangsposition gedreht. Eine Drehung der Schaltwalze kann beispielsweise durch einen sogenannten Klauen-Klauen-Treffer von Rädern in einem Hauptgetriebe des Getriebes vermieden werden, das heißt beispielsweise dann, wenn zumindest eine der Schaltgabeln beziehungsweise zumindest eine der Schaltmuffen nicht verschoben und demzufolge die Schaltwalze nicht gedreht werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch eine Fixiereinrichtung aus, mittels welcher die Schaltwalze gegen eine Drehung zu sichern ist. Hierdurch können beispielsweise undefinierte Drehstellungen der Schaltwalze und des Sternrads vermieden werden, sodass unerwünschte Schaltvorgänge und übermäßige Belastungen auf einfache, bauraum- und kostengünstige Weise vermieden werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe eine Rückholfeder, welche zumindest in der Betätigungsstellung gespannt ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher das Antriebsrad und somit der Schaltbolzen aus der Betätigungsstellung in die Entkoppelstellung bewegbar beziehungsweise verschiebbar sind. Dadurch kann auf einfache, bauraum- und kostengünstige Weise eine Rückstellung des Schaltbolzens und des Antriebsrads aus der Betätigungsstellung in die Entkoppelstellung realisiert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschiebekulisse, insbesondere ihr Boden, dazu ausgebildet, bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads um die Drehachse eine Bewegung des Stifts aus der Eingriffsstellung in die Ausgangsstellung zu bewirken. Dadurch können bauraum-, kosten- und gewichtsintensive Rückholmechanismen zum Bewegen des Stifts aus der Eingriffsstellung in die Ausgangsstellung vermieden werden.
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Hierzu ist der Boden beispielsweise derart ausgebildet, dass er sich in Umfangsrichtung des Antriebsrads und dabei in radialer Richtung von außen nach innen erstreckt. Dadurch kommt beispielsweise der sich zunächst in der Eingriffsstellung befindende Stift bei einer Drehung der Verschiebekulisse in Stützanlage mit dem Boden. Bei einer weiteren Umdrehung der Verschiebekulisse gleitet der Stift an dem Boden ab. Da der Boden dabei in Umfangsrichtung des Antriebsrads und in radialer Richtung von innen nach außen verläuft, wird der Stift mittels des Bodens in radialer Richtung des Antriebsrads von innen nach außen gedrückt und dadurch beispielsweise aus der Eingriffsstellung in die Ausgangsstellung verschoben.
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Um den Bauraumbedarf und somit die Kosten und das Gewicht des Getriebes besonders gering halten und dabei gleichzeitig sehr hohe Schaltgeschwindigkeiten realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Antriebsrad mechanisch mit einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle eines beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs gekoppelt und dadurch mechanisch von der Antriebswelle antreibbar ist.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Antriebsrad mit einem mechanisch von der Antriebswelle antreibbaren Zahnrad kämmt. Hierdurch können auf kostengünstige Weise besonders kurze Schaltzeiten realisiert werden. Das Kraftfahrzeug weist beispielsweise in seinem vollständig hergestellten Zustand den Antriebsmotor auf, wobei das Kraftfahrzeug mittels des Antriebsmotors angetrieben werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Antriebsrad mittels eines zusätzlich zu dem Antriebsmotor vorgesehenen Antriebs antreibbar ist. Der Antrieb ist beispielsweise ein Motor und/oder elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbar. Um den Bauraumbedarf des Antriebs besonders gering halten zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf einen von dem Antriebs zu dem Antriebsrad verlaufenden Drehmomenten- und/oder Kraftfluss in dem Drehmomenten- und/oder Kraftfluss zwischen dem Antrieb und dem Antriebsrad wenigstens eine Schwungmasse angeordnet ist, sodass beispielsweise das Antriebsrad über die Schwungmasse von dem Antrieb antreibbar ist.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit des Getriebes realisieren zu können, weist das Malteserkreuzgetriebe in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein einen zweiten Schaltbolzen aufweisendes und um eine zweite Drehachse drehbares zweites Antriebsrad auf. Die zweite Drehachse kann mit der ersten Drehachse zusammenfallen, oder aber die Drehachsen sind desachsiert voneinander und verlaufen somit parallel zueinander. Das zweite Antriebsrad und somit der zweite Schaltbolzen sind entlang der zweiten Drehachse relativ zu dem Sternrad zwischen wenigstens einer zweiten Betätigungsstellung und wenigstens einer zweiten Entkoppelstellung verschiebbar. In der Betätigungsstellung kommt bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads um die zweite Drehachse der zweite Schaltbolzen in Eingriff mit der Nut des Sternrads, woraus eine Drehung des Sternrads resultiert. In der Entkoppelstellung unterbleiben bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads um die zweite Drehachse ein Eingriff des zweiten Schaltbolzens in die Nut und somit eine durch das zweite Antriebsrad bewirkte Drehung des Sternrads.
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Dabei ist an dem zweiten Antriebsrad eine zweite Verschiebekulisse vorgesehen, und außerdem sind ein zweiter Aktor und ein zweiter Stift vorgesehen. Der zweite Stift ist mittels des zweiten Aktors relativ zu den Antriebsrädern aus einer zweiten Ausgangsstellung in eine zweite Eingriffsstellung bewegbar, insbesondere translatorisch verschiebbar. Die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Antriebsrad, zum ersten Stift, zum ersten Aktor und zum ersten Schaltbolzen können ohne weiteres auch auf das zweite Antriebsrad, den zweiten Schaltbolzen, den zweiten Stift und den zweiten Aktor übertragen werden und umgekehrt. In der zweiten Ausgangsstellung unterbleiben bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads um die zweite Drehachse ein Eingriff des zweiten Stifts in die zweite Verschiebekulisse und somit eine durch den zweiten Stift und die zweite Verschiebekulisse bewirkte Bewegung des zweiten Antriebsrads aus der zweiten Entkoppelstellung in die zweite Betätigungsstellung. In der zweiten Eingriffsstellung jedoch kommt bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads um die zweite Drehachse der zweite Stift in Eingriff mit der zweiten Verschiebekulisse, woraus eine Bewegung des zweiten Antriebsrads und somit des zweiten Schaltbolzens aus der zweiten Entkoppelstellung in die zweite Betätigungsstellung resultiert. Somit können eine Drehung des Sternrads und eine Drehung der Schaltwalze dadurch bewirkt werden, dass der zweite Stift aus der zweiten Ausgangsstellung in die zweite Eingriffsstellung bewegt wird.
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Um dabei auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit des Getriebes realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich die Antriebsräder bei einem Betrieb des Getriebes, das heißt dann, wenn sich die Antriebsräder um die jeweiligen Drehachsen drehen, gegensinnig zueinander drehen. Dadurch ist mittels des ersten Antriebsrads und mittels des ersten Schaltbolzens eine Drehung des Sternrads in die erste Drehrichtung bewirkbar, und mittels des zweiten Antriebsrads und mittels des zweiten Schaltbolzens ist eine Drehung des Sternrads in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung bewirkbar. Dadurch kann beispielsweise mittels des ersten Antriebsrads und mittels des ersten Schaltbolzens ein Hochschalten des Getriebes bewirkt werden, wobei mittels des zweiten Antriebsrads und mittels des zweiten Schaltbolzens beispielsweise ein Runterschalten des Getriebes bewirkt werden kann. Dies kann auf besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise realisiert werden.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Antriebsräder direkt miteinander kämmen, insbesondere über jeweilige Verzahnungen. Dadurch kann auf besonders einfache Weise realisiert werden, dass sich das erste Antriebsrad in eine erste Raddrehrichtung dreht, während sich das zweite Antriebsrad in eine der ersten Raddrehrichtung entgegengesetzte zweite Raddrehrichtung dreht. Mit anderen Worten kann dadurch, dass die Antriebsräder direkt miteinander kämmen, eine besonders vorteilhafte Drehrichtungsumkehr des zweiten Antriebsrads gegenüber dem ersten Antriebsrad realisiert werden, sodass die Teileanzahl, die Kosten und das Gewicht besonders gering gehalten werden können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Getriebes für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Motorrad;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht des Getriebes; und
- 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Vorderansicht des Getriebes.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Seitenansicht ein Getriebe 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand das Getriebe 1 und wenigstens oder genau einen Antriebsmotor auf, mittels welchem das Kraftfahrzeug über das Getriebe 1 angetrieben werden kann. Insbesondere kann wenigstens oder genau ein Rad des Kraftfahrzeugs über das Getriebe 1 von dem Antriebsmotor angetrieben werden. Hierzu weist der Antriebsmotor eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche der Antriebsmotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Rads bereitstellen kann. Der Antriebsmotor wird auch als Motor bezeichnet und ist beispielsweise als eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Insbesondere kann die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolbenmaschine beziehungsweise Hubkolbenmotor ausgebildet sein.
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Das Motorrad wird auch als Kraftrad bezeichnet und ist beispielsweise ein einspuriges Kraftfahrzeug, welches genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete Räder aufweist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann das Getriebe 1 als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet sein. Das Getriebe 1 weist ein in 1 besonders schematisch und lediglich ausschnittsweise dargestelltes Gehäuse 2 auf, welches auch als Getriebegehäuse bezeichnet wird. Das Getriebegehäuse begrenzt beziehungsweise bildet einen Aufnahmeraum 3, in welchem Getriebeelemente des Getriebes 1 aufgenommen sein können.
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Das Getriebe 1 umfasst darüber hinaus wenigstens oder genau eine Schaltwalze 4, welche um eine auch als Schaltwalzendrehachse bezeichnete Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar ist. Durch Drehen der Schaltwalze 4 um die Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 2 können Gänge des Getriebes 1 eingelegt und ausgelegt werden. Hierzu weist die Schaltwalze 4 in 1 nicht dargestellte Nuten auf, in die beispielsweise Zapfen von Schaltgabeln eingreifen. Durch Drehen der Schaltwalze 4 um die Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 2 können die Schaltgabeln, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 2, verschoben werden, sodass mittels der Schaltgabeln jeweilige Schaltmuffeln, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 2, verschoben werden können. Hierdurch können die Gänge des Getriebes 1 eingelegt und ausgelegt werden.
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Um nun auf besonders kosten- und bauraumgünstige Weise ein automatisiertes Schalten des Getriebes 1 mit hohen Schaltgeschwindigkeiten realisieren zu können, weist das Getriebe 1 ein Malteserkreuzgetriebe 6 auf. Das Malteserkreuzgetriebe 6 ist besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar. Das Malteserkreuzgetriebe 6 weist zumindest oder genau ein Sternrad 7 auf, welches mehrere, in Umfangsrichtung des Sternrads 7 voneinander beabstandete und auch als Ausnehmungen bezeichnete Nuten 8 aufweist. Die Nuten 8 sind vorliegend als Durchgangsöffnungen ausgebildet, welche das Sternrad 7 in axialer Richtung des Sternrads 7 vollständig durchdringen. Insbesondere ist die jeweilige Nut 8 ein Schlitz, der in radialer Richtung des Sternrads 7 nach innen begrenzt und in radialer Richtung des Sternrads 7 nach außen unbegrenzt ist. Mit anderen Worten ist die jeweilige Nut in radialer Richtung des Sternrads 7 nach außen hin nicht durch einen Wandungsbereich des Sternrads 7 begrenzt. Die Nuten 8 sind in Umfangsrichtung des Sternrads 7 gleichmäßig verteilt angeordnet. Außerdem weist die jeweilige Nut 8 einen geradlinigen beziehungsweise linienförmigen Verlauf auf, welcher in radialer Richtung des Sternrads 7 verläuft. Das Sternrad 7 ist um eine mit der Drehachse 5 zusammenfallende und auch als Sternraddrehachse bezeichnete Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar.
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Das Malteserkreuzgetriebe 6 weist darüber hinaus ein erstes Antriebsrad 10 auf, welches wenigstens oder genau einen ersten Schaltbolzen 11 aufweist. Das Antriebsrad 10 ist um eine auch als Antriebsraddrehachse oder erste Antriebsraddrehachse bezeichnete Drehachse 12 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar, wobei die Drehachse 12 desachsiert zu den Drehachsen 5 und 9 angeordnet ist und somit parallel zu den Drehachsen 5 und 9 verläuft. Mit anderen Worten fällt die Drehachse 12 nicht mit den Drehachsen 5 und 9 zusammen. Das Antriebsrad 10 und somit der Schaltbolzen 11 sind entlang der Drehachse 12 relativ zu dem Sternrad 7 zwischen wenigstens einer in 1 gezeigten Entkoppelstellung E und wenigstens einer in den Fig. nicht gezeigten Betätigungsstellung entlang der Drehachse 12 translatorisch bewegbar und somit verschiebbar. Dies bedeutet, dass das Antriebsrad 10 entlang einer mit der Drehachse 12 zusammenfallenden und in 1 durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulichten Verschieberichtung relativ zu dem Sternrad 7 zwischen der Entkoppelstellung E und der Betätigungsstellung verschiebbar ist.
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Im Folgenden wird eine der Nuten 8 mit N1 bezeichnet, um die Nut N1 begrifflich eindeutig von den anderen übrigen Nuten 8 unterscheiden zu können. Befinden sich das Antriebsrad 10 und der Schaltbolzen 11 in der Entkoppelstellung E, während das Antriebsrad 10 um die Drehachse 12 relativ zu dem Gehäuse 2 gedreht wird, so kommt der Schaltbolzen 11 nicht in Eingriff mit den Nuten 8 des Sternrads 7, sodass ein Zusammenwirken des Schaltbolzens 11 mit dem Sternrad 7 unterbleibt. Hierdurch wird das Sternrad 7 nicht mittels des Schaltbolzens 11 gedreht. Mit anderen Worten unterbleiben bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads 10 um die Drehachse 12 ein Eingriff des Schaltbolzens 11 in die jeweilige Nut 8 und somit eine durch das Antriebsrad 10 bewirkte Drehung des Sternrads 7.
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Befinden sich jedoch das Antriebsrad 10 und somit der Schaltbolzen 11 in der Betätigungsstellung, während das Antriebsrad 10 und somit der Schaltbolzen 11 um die Drehachse 12 gedreht werden, insbesondere derart, dass das Antriebsrad 10 und somit der Schaltbolzen 11 zumindest ein vollständiges Mal um die Drehachse 12 gedreht werden, so kommt der Schaltbolzen 11 beispielsweise in Eingriff mit der Nut N1. Somit wirkt der Schaltbolzen 11 formschlüssig mit dem Sternrad 7 zusammen, sodass das Sternrad 7 um die Drehachse 9 in eine in 2 durch einen Pfeil 14 veranschaulichte erste Drehrichtung gedreht wird. Mit anderen Worten kommt in der Betätigungsstellung bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads 10 um die Drehachse 12 der Schaltbolzen 11 in Eingriff mit einer der Nuten 8, beispielsweise mit der Nut N1, woraus eine Drehung des Sternrads 7 um die Drehachse 9 in die erste Drehrichtung resultiert. Ist hierbei eine Drehung der Schaltwalze 4 um die Drehachse 5 nicht unterbunden beziehungsweise nicht verhindert, so wird die Schaltwalze 4 dadurch, dass das Sternrad 7 in die erste Drehrichtung gedreht wird, um die Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 2 in die erste Drehrichtung gedreht, wodurch beispielsweise ein zunächst eingelegter erster der Gänge ausgelegt und ein zunächst ausgelegter zweiter der Gänge eingelegt wird.
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Um die Verschiebung des Antriebsrads 10 entlang der Drehachse 12 und in der Folge ein Drehen des Sternrads 7 auf besonders einfache, kosten- und bauraumgünstige Weise realisieren zu können, sind eine an dem Antriebsrad 10 vorgesehene Verschiebekulisse 15, ein Aktor 16 und ein auch als Pin bezeichneter Stift 17 vorgesehen. Der Stift 17 ist mittels des Aktors 16 entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulichten Bewegungsrichtung aus einer in 1 gezeigten Ausgangsstellung A in eine in den Fig. nicht gezeigte Eingriffsstellung translatorisch relativ zu dem Gehäuse 2 bewegbar. Die durch den Doppelpfeil 18 veranschaulichte Bewegungsrichtung verläuft dabei schräg oder vorliegend senkrecht zur Drehachse 12.
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In der Ausgangsstellung A unterbleiben auch bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads 10 um die Drehachse 12 ein Eingriff des Stifts 17 in die Verschiebekulisse 15 und somit eine durch den Stift 17 und die Verschiebekulisse 15 bewirkte translatorische Bewegung des Antriebsrads 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung. Mit anderen Worten, befindet sich der Stift 15 in der Ausgangsstellung A, während das Antriebsrad 10 wenigstens einmal oder mehrere Male vollständig um die Drehachse 12 relativ zu dem Gehäuse 2 bewegt wird, so kommt der Stift 17 nicht in Eingriff mit der Verschiebekulisse 15, sodass das Antriebsrad 10 nicht verschoben wird, insbesondere nicht aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung.
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In der Eingriffsstellung jedoch kommt bei einer vollständigen Umdrehung des Antriebsrads 10 um die Drehachse 12 der Stift 17 in Eingriff mit der Verschiebekulisse 15, woraus eine Bewegung des Antriebsrads 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung resultiert. Mit anderen Worten, befindet sich der Stift 17 in der Eingriffsstellung, während das Antriebsrad 10 und somit der Schaltbolzen 11 um die Drehachse 12 wenigstens einmal oder mehrere Male vollständig gedreht werden, so kommt der Stift 17 in Eingriff mit der Verschiebekulisse 15, sodass der Stift 17 und die Verschiebekulisse 15 die Drehung des Antriebsrads 10 um die Drehachse 12 in eine translatorische Bewegung des Antriebsrads 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung umwandeln. Hierzu verläuft zumindest ein Wandungsbereich 19 einer Seitenwand 20 der Verschiebekulisse 15 schräg zu einer Antriebsraddrehrichtung, in die das Antriebsrad 10 während eines Betriebs des Getriebes 1 um die Drehachse 12 gedreht wird. Wird somit das Antriebsrad 10 in die Antriebsraddrehrichtung um die Drehachse 12 relativ zu dem Gehäuse 2 gedreht, so kommt der sich in der Eingriffsstellung befindende Stift 17 in Stützanlage mit dem Wandungsbereich 19. In der Folge gleitet der Wandungsbereich 19 an dem Stift 17 ab, woraus eine auf das Antriebsrad 10 wirkende und entlang der Drehachse 12 verlaufende Kraft resultiert. Die Kraft weist beispielsweise in Richtung des Schaltbolzens 11, sodass das Antriebsrad 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung verschoben wird. Insgesamt ist erkennbar, dass eine Drehung des Sternrads 7 in die erste Drehrichtung auf besonders einfache, bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise dadurch bewirkt werden kann, dass der Stift 17 mittels des Aktors 16 aus der Ausgangsstellung A in die Eingriffsstellung bewegt wird.
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Das Sternrad 7 ist mit der Schaltwalze 4 über ein auch als Entkopplungsfeder bezeichnetes Federelement gekoppelt, welches unter Spannen des Federelements 21 eine Relativdrehung zwischen dem auch als Malteserkreuz bezeichneten Sternrad 7 und der Schaltwalze 4 zulässt. Wird beispielsweise der Stift 17 aus der Ausgangsstellung A in die Eingriffsstellung bewegt, während die Schaltwalze 4 gegen eine Drehung in die erste Drehrichtung relativ zu dem Gehäuse 2 gesichert ist, so kann dennoch das Malteserkreuz in die erste Drehrichtung relativ zu der Schaltwalze 4 gedreht werden, da dies von dem Federelement 21 zugelassen wird. Hierdurch wird das Federelement 21 gespannt. Bewegt sich der Schaltbolzen 11 wieder aus der Nut N1 heraus, so kann sich das Federelement 21 zumindest teilweise entspannen. Hierdurch wird das Malteserkreuz in eine in 2 durch einen Pfeil 22 veranschaulichte und der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung gedreht, sodass das Malteserkreuz zurückgedreht wird. Wird das Malteserkreuz mittels des Schaltbolzens 11 auf die beschriebene Weise in die erste Drehrichtung gedreht, so wird dadurch beispielsweise das Malteserkreuz aus einer in 2 gezeigten ersten Position in eine zweite Position gedreht, wobei das Malteserkreuz beispielsweise um wenigstens oder genau 60 Grad gedreht wird. Wird dabei die Schaltwalze 4 gegen ein Mitdrehen mit dem Malteserkreuz gesichert, sodass das Federelement 21 gespannt wird, so wird dann durch Entspannen des Federelements 21 das Malteserkreuz aus der zweiten Position wieder zurück in die erste Position gedreht.
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Wird die Schaltwalze 4 jedoch nicht gegen eine Drehung gesichert, so wird die Schaltwalze 4 mit dem Malteserkreuz mitgedreht, insbesondere über das Federelement 21. Die Schaltwalze 4 ist beispielsweise drehfest mit einem besonders gut aus 3 erkennbaren und beispielsweise als Arretierstern ausgebildeten Fixierelement 23 verbunden. Somit ist auch das Fixierelement 23 um die Drehachse 5 beziehungsweise 9 mit der Schaltwalze 4 mitdrehbar. Über das Fixierelement 23 kann die Schaltwalze 4 von dem Malteserkreuz angetrieben und somit um die Drehachse 5 gedreht werden.
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Das Fixierelement 23 weist in Umfangsrichtung des Fixierelements 23 aufeinanderfolgende Ausnehmungen 24 auf. Das Fixierelement 23 ist Bestandteil einer Fixiereinrichtung 25, welche das Fixierelement 23 und ein weiteres Fixierelement vorliegend in Form eines Arretierhebels 26 umfasst. Der Arretierhebel 26 ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, verschwenkbar an dem Gehäuse 2 gehalten und beispielsweise über ein Federelement 27 an dem Gehäuse 2 abgestützt. Der Arretierhebel 26 kann in die jeweilige Ausnehmung 24 des Fixierelements 23 eingreifen, wodurch das Fixierelement 23 formschlüssig mit dem Arretierhebel 26 zusammenwirken kann. Hierdurch werden das Fixierelement 23 und über dieses die Schaltwalze 4 gegen unterwünschte, um die Drehachse 5 erfolgende Drehungen relativ zu dem Gehäuse 2 gesichert.
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Das Getriebe 1 weist darüber hinaus einen besonders gut aus 1 erkennbare Rückholfeder 28 auf, welche einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Antriebsrad 10 und andererseits beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 2 abgestützt ist. Durch Bewegen des Antriebsrads 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung wird die Rückholfeder 28 gespannt, insbesondere komprimiert, sodass die Rückholfeder 28 zumindest in der Betätigungsstellung eine Federkraft bereitstellt. Das Antriebsrad 10 wird beispielsweise entgegen der von der Rückholfeder 28 bereitgestellten Federkraft in der Betätigungsstellung dadurch gehalten, dass der Stift 17 in die Verschiebekulisse 15 eingreift. Alternativ oder zusätzlich weist der Schaltbolzen 11 einen Bund 29 auf. Wird das Antriebsrad 10 mit dem Schaltbolzen 11 gedreht, während sich das Antriebsrad 10 in der Betätigungsstellung befindet, so wird der besonders gut aus 2 erkennbare Schaltbolzen 11 entlang seiner radialen Richtung und dabei in radialer Richtung des Malteserkreuzes von außen nach innen in die jeweilige Nut 8, beispielsweise in die Nut N1, hineinbewegt. Dann hintergreift beispielsweise der Bund 29 das Malteserkreuz beziehungsweise wenigstens einen die Nut N1 zumindest teilweise begrenzenden Wandungsbereich des Malteserkreuzes, wodurch der Bund 29 entlang seiner axialen Richtung und dabei in Richtung des Antriebsrads 10 an dem Malteserkreuz abgestützt wird beziehungsweise ist. Hierdurch wird beispielsweise das Antriebsrad 10 entgegen der von der Rückholfeder 28 bereitgestellten Federkraft in der Betätigungsstellung gehalten.
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Nach erfolgtem Drehen des Malteserkreuzes in die zweite Position wird der Schaltbolzen 11 durch weiteres Drehen des Antriebsrads 10 in radialer Richtung des Malteserkreuzes von innen nach außen aus der Nut N1 herausbewegt. Dadurch wirkt der Schaltbolzen 11 nicht mehr formschlüssig mit dem Malteserkreuz zusammen, und die Rückholfeder 28 kann zumindest teilweise entspannen. Hierdurch wird das Antriebsrad 10 mittels der von der Rückholfeder 28 bereitgestellten Federkraft aus der Betätigungsstellung in die Entkoppelstellung E zurückbewegt. Wird daraufhin das Antriebsrad 10 beispielsweise erneut aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung bewegt, so kann dann der Schaltbolzen 11 in die entsprechend nächste der Nuten 8 eingreifen und so weiter. Diese nächste Nut ist in 2 beispielsweise mit N2 bezeichnet.
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Die Verschiebekulisse 15 weist vorzugsweise einen Boden 30 auf, welcher sich zumindest in einem Teilbereich in radialer Richtung des Antriebsrads 10 von innen nach außen erstreckt. Der sich zunächst in der Eingriffsstellung befindende Stift 17 kann somit in Stützanlage mit dem genannten Teilbereich des Bodens 30 kommen, sodass der Stift 17 an dem Teilbereich abgleitet. Hieraus resultiert eine in Richtung des Aktors 16 weisende und auf den Stift 17 wirkende Kraft, mittels welcher der Stift 17 aus der Eingriffsstellung zurück in die Ausgangsstellung A verschoben wird.
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Aus 1 und 2 ist besonders gut erkennbar, dass das Antriebsrad 10 als ein Zahnrad ausgebildet ist, welches eine Verzahnung 31 insbesondere in Form einer Außenverzahnung aufweist. Dabei umfasst das Getriebe 1 darüber hinaus ein mechanisch von der Abtriebswelle antreibbares weiteres Zahnrad 32, welches eine weitere Verzahnung 33 aufweist. Die Verzahnungen 31 und 33 stehen miteinander in Eingriff, sodass das Antriebsrad 10 mit dem Zahnrad 32 kämmt. Hierdurch kann das Antriebsrad 10 über das Zahnrad 32 mechanisch von der Abtriebswelle angetrieben werden, sodass auf bauraum- und kostengünstige Weise besonders hohe Schaltzeiten realisiert werden können.
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Um das Malteserkreuz sowohl in die erste Drehrichtung als auch in die zweite Drehrichtung drehen zu können, wodurch beispielsweise nach einer Schaltung von dem ersten Gang in den zweiten Gang gleich wieder von dem zweiten Gang zurück in den ersten Gang geschaltet werden kann, umfasst das Malteserkreuzgetriebe 6 ein zweites Antriebsrad 34, welches einen zweiten Schaltbolzen 35 aufweist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Antriebsrad 10 und dem Schaltbolzen 11 können ohne Weiteres auch auf das Antriebsrad 34 und den Schaltbolzen 35 übertragen werden. Das Antriebsrad 34 ist um eine auch als zweite Antriebsraddrehachse bezeichnete zweite Drehachse 36 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar, wobei die Drehachsen 12 und 36 voneinander beabstandet beziehungsweise voneinander desachsiert sind und parallel zueinander verlaufen. Das Antriebsrad 34 und mit diesem der Schaltbolzen 35 können zwischen einer zweiten Betätigungsstellung und einer zweiten Entkoppelstellung entlang der Drehachse 36 relativ zu dem Gehäuse 2 translatorisch bewegt, das heißt verschoben, werden. In der zweiten Betätigungsstellung kommt bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads 34 der zweite Schaltbolzen 35 in Eingriff mit der jeweiligen Nut 8 des Malteserkreuzes, woraus eine Drehung des Malteserkreuzes in die zweite Drehrichtung resultiert. In der zweiten Entkoppelstellung jedoch unterbleiben auch bei einer vollständigen Umdrehung des zweiten Antriebsrads 34 um die zweite Drehachse 36 ein Eingriff des zweiten Schaltbolzens 35 in die jeweilige Nut 8 und somit eine durch das zweite Antriebsrad 34 bewirkte Drehung des Malteserkreuzes (Sternrad 7).
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Befindet sich beispielsweise das Malteserkreuz in der in 2 gezeigten ersten Position, und werden das Antriebsrad 34 und somit der Schaltbolzen 35 um die Drehachse 36 relativ zu dem Gehäuse 2 gedreht, während sich das Antriebsrad 34 und der Schaltbolzen 35 in der zweiten Betätigungsstellung befinden, so kommt der Schaltbolzen 35 in Eingriff mit der Nut N2. In der Folge wird das Sternrad 7 in die zweite Drehrichtung, insbesondere um 60 Grad, gedreht, wodurch beispielsweise das Malteserkreuz aus der in 2 gezeigten ersten Position in eine zweite Position gedreht wird.
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Auf die beschriebene Weise kann das Malteserkreuz beispielsweise mittels des Antriebsrads 10 so lange in die erste Drehrichtung gedreht werden, bis das Malteserkreuz eine solche Position einnimmt, in welcher der Schaltbolzen 35 kann, wenn sich das Antriebsrad 34 in der zweiten Betätigungsstellung befindet, in die Nut N1 eingreifen kann. Gleiches gilt für die Nut N2 in Bezug auf den Schaltbolzen 11. Insbesondere ist erkennbar, dass das Malteserkreuz mittels der Antriebsräder 10 und 34 besonders bedarfsgerecht sowie bauraum-, gewichts- und kostengünstig in die erste Drehrichtung und in die zweite Drehrichtung gedreht werden kann, um dadurch die Schaltwalze 4 bedarfsgerecht in die erste Drehrichtung und in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung drehen zu können.
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Während des zuvor beschriebenen Betriebs des Getriebes 1 dreht sich das Antriebsrad 10 beispielsweise in die zuvor genannte erste Drehrichtung um die Drehachse 12. Dabei dreht sich das Antriebsrad 34 gegensinnig zu dem Antriebsrad 10, sodass sich beispielsweise das Antriebsrad 34 in eine der ersten Antriebsraddrehrichtung entgegengesetzte zweite Antriebsraddrehrichtung dreht. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass auch das Antriebsrad 34 als ein Zahnrad ausgebildet ist, welches eine insbesondere als Außenverzahnung ausgebildete Verzahnung 37 aufweist. Dabei kämmen beispielsweise die Antriebsräder 10 und 34 über ihre Verzahnungen 31 und 37 direkt miteinander.
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Das jeweilige Antriebsrad 10 beziehungsweise 34 und somit der jeweilige Schaltbolzen 11 beziehungsweise 35 sind um die Drehachse 12 beziehungsweise 36 drehbar und dadurch in unterschiedliche Drehstellungen oder Drehpositionen bewegbar. Dabei ist beispielsweise ein Positionssensor 39 vorgesehen, mittels welchem zumindest eine der Drehpositionen des Antriebsrads 35 beziehungsweise des Schaltbolzens 35 erfasst werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist dem Antriebsrad 10 ein in den Fig. nicht dargestellter Positionssensor zugeordnet, mittels welchem zumindest eine der Drehpositionen des Antriebsrads 10 beziehungsweise des Schaltbolzens 11 erfasst werden kann.
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Im Folgenden wird ein Schaltvorgang des Getriebes 1 beschrieben, wobei beispielsweise im Rahmen des Schaltvorgangs das Malteserkreuz aus der ersten Position in die zweite Position gedreht wird. Ausgangslage ist, dass der Verbrennungsmotor läuft, wodurch sich beispielsweise das Zahnrad 32 in eine in 2 durch einen Pfeil 38 veranschaulichte Zahnraddrehrichtung, das Antriebsrad 10 in die erste Antriebsraddrehrichtung und das Antriebsrad 34 in die zweite Antriebsraddrehrichtung drehen. Beispielsweise ist der erste Gang eingelegt, und die Schaltwalze 4 ist mittels des Arretiersterns (Fixierelement 23) und mittels des federbelasteten Arretierhebels 26 festgehalten, das heißt gegen eine Drehung relativ zu dem Gehäuse 2 gesichert und dadurch beispielsweise in einer in 2 beziehungsweise 1 gezeigten Drehstellung gehalten. Ein Schaltungswunsch des Fahrers des Kraftfahrzeugs aktiviert den als Ein-Pin-Aktuator ausgebildeten Aktor 16. Der Schaltungswunsch wird beispielsweise dadurch ausgelöst, dass der Fahrer ein beispielsweise als Wippe, beispielsweise als Schaltwippe, ausgebildetes Bedienelement betätigt und dadurch beispielsweise aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt, insbesondere verschwenkt. Das Bedienelement ist beispielsweise an einer insbesondere als Lenker oder Lenkrad ausgebildeten Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs angeordnet. Durch das Aktiveren des Aktors 16 wird der Stift 17 mittels des Aktors 16 aus der Ausgangsstellung A in die Eingriffsstellung bewegt, wodurch der Stift 17 in die auch als Verschiebenut bezeichnete Verschiebekulisse 15 des Antriebsrads 10 gefahren wird. Das Antriebsrad 10 wird infolge dessen bei seinem Drehen so weit entlang der Drehachse 12 verschoben, dass das Antriebsrad 10 aus der Entkoppelstellung E in die Betätigungsstellung kommt. Hierdurch greift der Schaltbolzen 11 beim Weiterdrehen des Antriebsrads 10 in die Nut N1 des Malteserkreuzes ein. Beim Weiterdrehen des Antriebsrads 10 wird der Stift 17 durch die Verschiebekulisse 15, insbesondere durch deren Kontur beziehungsweise durch deren Boden 30, zurückgedrückt und somit wieder in die Ausgangsstellung A verschoben, und das Antriebsrad 10 wird durch den Bund 29 des Schaltbolzens 11 am beziehungsweise im Malteserkreuz des Malteserkreuzgetriebes 6 gehalten. Nachdem sich das Malteserkreuz und mit diesem beispielsweise die Schaltwalze 4 in die erste Drehrichtung beispielsweise um 60 Grad gedreht haben, verlässt der Schaltbolzen 11 die Nut N1 des Malteserkreuzes, und das Antriebsrad 10 wird mit dem Schaltbolzen 11 und der Verschiebekulisse 15 mittels der Rückholfeder 28 in die Entkoppelstellung E zurückbewegt. Nach entsprechender Drehung der Schaltwalze 4 wird diese wieder mittels des Arretiersterns und mittels des Arretierhebels 26 festgehalten, das heißt relativ zu dem Gehäuse 2 gesichert, und der Schaltvorgang ist abgeschlossen.
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Falls sich die Schaltwalze 4 nicht oder nicht vollständig drehen lässt, beispielsweise durch einen Klauen-Klauen-Treffer von Rädern eines Hauptgetriebes des Getriebes 1, verhindert die Entkopplungsfeder zwischen der Schaltwalze 4 und dem Malteserkreuz eine Beschädigung von mechanischen Bauteilen, und der Schaltvorgang wird nicht ausgeführt, und die Schaltwalze 4 wird durch den Arretierstern und den Arretierhebel 26 wieder in eine eindeutige Position zurückgeführt beziehungsweise dort gehalten.
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Mittels des Antriebsrads 10 wird das Getriebe 1 beispielsweise hochgeschaltet. Mittels des Antriebsrads 34 wird das Getriebe 1 beispielsweise zurückgeschaltet. Beide Antriebsräder 10 und 34 sind durch ihre jeweiligen, breiten Verzahnungen 31 und 37 miteinander gekoppelt, derart, dass die Antriebsräder 10 und 34 über ihre Verzahnungen 31 und 37 in Eingriff miteinander stehen. Die Verzahnungen 31 und 37 sind in axialer Richtung des jeweiligen Antriebsrads 10 beziehungsweise 37 so breit beziehungsweise so lange, dass die Verzahnungen 31 und 37 auch dann in Eingriff miteinander bleiben, wenn sich eines der Antriebsräder 10 und 34 in dessen Entkopplungsstellung E und das jeweilige andere Antriebsrad 34 beziehungsweise 10 in dessen Betätigungsstellung befindet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Gehäuse
- 3
- Aufnahmeraum
- 4
- Schaltwalze
- 5
- Drehachse
- 6
- Malteserkreuzgetriebe
- 7
- Sternrad
- 8
- Nut
- 9
- Drehachse
- 10
- Antriebsrad
- 11
- Schaltbolzen
- 12
- Drehachse
- 13
- Doppelpfeil
- 14
- Pfeil
- 15
- Verschiebekulisse
- 16
- Aktor
- 17
- Stift
- 18
- Doppelpfeil
- 19
- Wandungsbereich
- 20
- Seitenwand
- 21
- Federelement
- 22
- Pfeil
- 23
- Fixierelement
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Fixiereinrichtung
- 26
- Arretierhebel
- 27
- Federelement
- 28
- Rückholfeder
- 29
- Bund
- 30
- Boden
- 31
- Verzahnung
- 32
- Zahnrad
- 33
- Verzahnung
- 34
- zweites Antriebsrad
- 35
- zweiter Schaltbolzen
- 36
- zweite Drehachse
- 37
- Verzahnung
- 38
- Pfeil
- 39
- Positionssensor
- A
- Ausgangsstellung
- E
- Entkoppelstellung
- N1
- Nut
- N2
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014200829 A1 [0002]
- DE 102005003079 A1 [0003]
- US 5395293 [0004]
