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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer axialen Baulänge bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem abhängigen Anspruch.
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Schaltgabel, die zu einer Kopplung mit zumindest einem Synchronring vorgesehen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Schaltgabel zwei Gabelelemente aufweist, die scherenartig gegeneinander verschwenkbar sind. Unter einer „Schaltgabel“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zu einer axialen Verschiebung eines Synchronrings vorgesehen ist, um zumindest einen Gang des Kraftfahrzeuggetriebes zu schalten. Die Schaltgabel weist insbesondere ein erstes Gabelelement und ein zweites Gabelelement auf. Die Schaltgabel weist vorzugsweise eine Lagerstelle auf. Die Lagerstelle ist insbesondere dazu vorgesehen, das erste Gabelelement und das zweite Gabelelement drehbar zu lagern. Das erste Gabelelement und das zweite Gabelelement sind insbesondere über eine Drehachse der Lagerstelle gegeneinander verschwenkbar. Die Drehachse ist vorzugsweise senkrecht zu einer Achse einer Getriebewelle ausgerichtet. Unter „scherenartig“ soll insbesondere verstanden werden, dass das erste Gabelelement und das zweite Gabelelement auf der Drehachse drehbar über Kreuz gelagert sind. Unter einem „Synchronring“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das auf einer Getriebewelle neben wenigstens einem Gangrad angeordnet ist und das zu einer Synchronisierung einer Drehzahl der Getriebewelle und einer Drehzahl des wenigstens einen Gangrads vorgesehen ist. Unter einer „Synchronisierung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei dem eine Drehzahl eines Gangrads an eine Drehzahl einer Getriebewelle angeglichen wird, um das wenigstens eine Gangrad drehfest mit der Getriebewelle zu verbinden. Unter einem „Gangrad“ soll dabei insbesondere ein Zahnrad verstanden werden, das eine definierte Übersetzung für einen Gang bereitstellt. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist vorzugsweise zumindest ein Schaltgestänge auf. Das zumindest eine Schaltgestänge ist insbesondere mit der Schaltgabel gekoppelt. Unter einem „Schaltgestänge“ soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine axiale Führung für eine Bewegung der Schaltgabel bereitzustellen und/oder die Schaltgabel zumindest axial zu bewegen. Vorzugsweise weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zumindest eine Verstelleinheit auf. Die zumindest eine Verstelleinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Schaltgabel zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung zu verstellen. Vorzugsweise ist die zumindest eine Verstelleinheit mit der Schaltgabel mechanisch verbunden. Besonders bevorzugt ist die zumindest eine Verstelleinheit mit dem ersten Gabelelement und dem zweiten Gabelelement mechanisch verbunden. Der Synchronring weist vorzugsweise eine Nut auf, in der die Schaltgabel teilweise angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Synchronring zweiteilig ausgebildet. Der Synchronring weist insbesondere einen ersten Synchronringteil und einen zweiten Synchronringteil auf. Vorzugsweise sind der erste Synchronringteil und der zweite Synchronringteil mit der Schaltgabel gekoppelt. Vorzugsweise ist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes. Das Kraftfahrzeuggetriebe kann beispielsweise als ein Doppelkupplungsvorgelegegetriebe ausgebildet sein. Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeuggetriebe auch als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Getriebeform ausgebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Synchronisierung von zwei verschiedenen Gangrädern vorteilhaft mit einer einzigen Schaltgabel ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft axialer Bauraum eingespart werden. Damit kann ein axial kompaktes Kraftfahrzeuggetriebe ermöglicht werden. Dies ist besonders bei quer eingebauten Kraftfahrzeuggetrieben vorteilhaft. Durch die Ausgestaltung kann vorteilhaft ein einzelnes Gangrad mit einer Getriebewelle synchronisiert werden, es können vorteilhaft zwei Gangräder gleichzeitig mit einer Getriebewelle synchronisiert werden oder es kann eine Neutralstellung ermöglicht werden. Eine Synchronisierung ist dadurch vorteilhaft über drei Wege realisierbar.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das erste Gabelelement wenigstens ein T-Profil und das zweite Gabelelement wenigstens ein U-Profil aufweist. Vorzugsweise sind das wenigstens eine T-Profil des ersten Gabelelements und das wenigstens eine U-Profil des zweiten Gabelelements in einer geschlossenen Stellung der Schaltgabel dazu vorgesehen, ineinanderzugreifen. Durch diese Ausgestaltung kann eine vorteilhaft geringe axiale Baulänge der Schaltgabel erreicht werden. Durch die Ausgestaltung kann eine vorteilhaft hohe Steifigkeit der Gabelelemente in deren Belastungsrichtung bei gleichzeitig minimal benötigtem axialen Bauraum erreicht werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht auf eine Schaltgabel,
- 2 einen Querschnitt der Schaltgabel,
- 3 eine Seitenansicht auf ein erstes Gabelelement der Schaltgabel,
- 4 eine Seitenansicht auf ein zweites Gabelelement der Schaltgabel,
- 5 eine Draufsicht auf die Schaltgabel in einer geschlossenen Stellung der Schaltgabel,
- 6 eine Draufsicht auf die Schaltgabel in einer geöffneten Stellung der Schaltgabel,
- 7 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung,
- 8 eine Seitenansicht auf einen Synchronring und
- 9 eine Seitenansicht auf den Synchronring.
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Die 1 bis 9 zeigen eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 ist Teil eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes. Im vorliegenden Fall ist das Kraftfahrzeuggetriebe beispielsweise als ein Doppelkupplungsvorgelegegetriebe ausgebildet. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist eine Schaltgabel 12 auf. Die Schaltgabel 12 ist zu einer Kopplung mit einem Synchronring 58 vorgesehen.
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Die Schaltgabel 12 kann eine geschlossene Stellung 14 (5) oder eine geöffnete Stellung 16 (6) aufweisen. Die Schaltgabel 12 weist zwei Gabelelemente 18, 20 auf (1). Die zwei Gabelelemente 18, 20 sind scherenartig gegeneinander verschwenkbar. Die Schaltgabel 12 weist ein erstes Gabelelement 18 auf. Das erste Gabelelement 18 weist ein T-Profil 22 auf (2 und 3). Das erste Gabelelement 18 weist eine Öffnung 32 auf. Die Schaltgabel 12 weist ein zweites Gabelelement 20 auf. Das zweite Gabelelement 20 weist ein U-Profil 24 auf (2 und 4). Das T-Profil 22 des ersten Gabelelements 18 und das U-Profil 24 des zweiten Gabelelements 20 sind in der geschlossenen Stellung 14 der Schaltgabel 12 dazu vorgesehen, ineinanderzugreifen. Die Schaltgabel 12 weist eine Lagerstelle 26 auf. Die Lagerstelle 26 ist dazu vorgesehen, das erste Gabelelement 18 und das zweite Gabelelement 20 drehbar zu lagern. Die Lagerstelle 26 ist als ein zylinderförmiger Hohlraum ausgebildet. Das zweite Gabelelement 20 greift in einem montierten Zustand der Schaltgabel 12 in die Öffnung 32 des ersten Gabelelements 18 ein. Das erste Gabelelement 18 und das zweite Gabelelement 20 sind über eine Drehachse 28 der Lagerstelle 26 gegeneinander verschwenkbar. Die Drehachse 28 ist vorzugsweise senkrecht zu einer Achse 30 einer nicht näher dargestellten Getriebewelle des Kraftfahrzeuggetriebes ausgerichtet.
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Zur Montage der Schaltgabel 12 wird das zweite Gabelelement 20 durch die Öffnung 32 des ersten Gabelelements 18 gefädelt. Die Gabelelemente 18, 20 sind dabei zunächst senkrecht zueinander verschwenkt und können danach um die Drehachse 28 zueinander verschwenkt werden, bis die Gabelelemente 18, 20 in der geschlossenen Stellung 14 parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist ein nicht näher dargestelltes Schaltgestänge auf. Das Schaltgestänge weist eine zylindrische Form auf. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist im vorliegenden Fall eine nicht näher dargestellte Schaltwalze auf. Die Schaltwalze ist dazu vorgesehen, die Schaltgabel 12 zu betätigen. Grundsätzlich ist auch eine andere, dem Fachmann als geeignet erscheinende Betätigung der Schaltgabel 12 denkbar, beispielsweise eine hydraulische Betätigung oder eine elektromechanische Betätigung.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist ein Führungselement 34 auf (7). Das Führungselement 34 ist dazu vorgesehen, das Schaltgestänge mit der Schaltgabel 12 zu koppeln. Das Führungselement 34 ist koaxial zu einer Achse 36 des Schaltgestänges angeordnet. Das Führungselement 34 ist axial über das Schaltgestänge verschiebbar. Das Führungselement 34 weist einen Zapfen 38 auf. Der Zapfen 38 lagert das erste Gabelelement 18 und das zweite Gabelelement 20 drehbar. Der Zapfen 38 ist in der Lagerstelle 26 angeordnet. Der Zapfen 38 dient als Lagerung für das erste Gabelelement 18 und für das zweite Gabelelement 20. Das Schaltgestänge ist mit der Schaltgabel 12 über das Führungselement 34 gekoppelt. Der Zapfen 38 weist eine Nut 40 auf, die zu einer formschlüssigen Sicherung mittels eines nicht näher dargestellten Sicherungsrings vorgesehen ist. Das Führungselement 34 weist einen Pin 42 auf. Der Pin 42 ist dazu vorgesehen in eine als Schaltbahn ausgebildete Führungsnut der Schaltwalze einzugreifen. Der Pin 42 kann drehbar gelagert sein. Die Führungsnut ist dazu vorgesehen, eine definierte axiale Bewegung der Schaltgabel 12 zu bewirken. Das Führungselement 34 ist dazu vorgesehen, die Schaltgabel 12 axial zu verschieben. Mittels einer axialen Verschiebung der Schaltgabel 12 sind eine Synchronisierung und eine Schaltung eines einzelnen Ganges möglich.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist eine Verstelleinheit 44 auf (5 bis 7). Die Verstelleinheit 44 ist dazu vorgesehen, die Schaltgabel 12 zwischen der geschlossenen Stellung 14 (5 und 7) und der geöffneten Stellung 16 (6) zu verstellen. Die Verstelleinheit 44 ist mit der Schaltgabel 12 mechanisch verbunden. Die Verstelleinheit 44 ist mit dem ersten Gabelelement 18 und dem zweiten Gabelelement 20 mechanisch verbunden. Die Verstelleinheit 44 ist als ein Parallelogramm-Mechanismus ausgebildet. Die Verstelleinheit 44 weist ein erstes Verstellelement 46 und ein zweites Verstellelement 48 auf. Das erste Verstellelement 46 ist mit dem zweiten Gabelelement 20 verschwenkbar verbunden. Das zweite Verstellelement 48 ist mit dem ersten Gabelelement 18 verschwenkbar verbunden. Das erste Verstellelement 46 ist verschwenkbar mit dem zweiten Verstellelement 48 verbunden.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist ein Steuerungselement 50 auf (7). Das Steuerungselement 50 ist dazu vorgesehen, das Schaltgestänge mit der Verstelleinheit 44 zu koppeln. Das Steuerungselement 50 ist koaxial zu der Achse 36 des Schaltgestänges angeordnet. Das Steuerungselement 50 ist axial über das Schaltgestänge verschiebbar. Das Steuerungselement 50 weist einen weiteren Zapfen 52 auf. Der weitere Zapfen 52 weist eine Nut 54 auf, die zu einer formschlüssigen Sicherung mittels eines nicht näher dargestellten weiteren Sicherungsrings vorgesehen ist. Das Steuerungselement 50 weist einen weiteren Pin 56 auf. Der weitere Pin 56 ist dazu vorgesehen in eine weitere als Schaltbahn ausgebildete Führungsnut der Schaltwalze einzugreifen. Der weitere Pin 56 kann drehbar gelagert sein. Die Führungsnut ist dazu vorgesehen, eine definierte axiale Bewegung des weiteren Zapfens 52 zu bewirken. Das Steuerungselement 50 ist dazu vorgesehen, die Verstelleinheit 44 zu betätigen. Mittels einer Betätigung der Verstelleinheit 44 sind eine Synchronisierung und eine Schaltung von zwei Gängen gleichzeitig möglich.
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Grundsätzlich können das Führungselement 34 und das Steuerungselement 50 miteinander gekoppelt sein, beispielsweise durch eine kulissenförmige Kopplung. Dadurch wird vorteilhaft ein Verkippen des Steuerungselements 50 oder des Führungselements 34 auf der Achse 36 des Schaltgestänges vermieden.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist den Synchronring 58 auf (8 und 9). Der Synchronring 58 ist koaxial zu der Achse 30 der nicht näher dargestellten Getriebewelle angeordnet. Der Synchronring 58 weist eine umlaufende Nut 60 auf. Die Schaltgabel 12 ist zu einer Kopplung mit dem Synchronring 58 vorgesehen. Die Schaltgabel 12 ist teilweise in der Nut 60 angeordnet ist. Die Schaltgabel 12 ist dazu vorgesehen, an zwei diametral entgegengesetzten Stellen in die Nut 60 einzugreifen. Axial vor dem Synchronring 58 und axial hinter dem Synchronring 58 ist jeweils ein nicht näher dargestelltes Gangrad angeordnet. Jedem Gangrad ist ein Gang zugeordnet. Der Synchronring 58 ist für eine Synchronisierung und eine Schaltung eines Ganges dazu vorgesehen, durch eine axiale Verschiebung mittels der Schaltgabel 12, zuerst einen Reibschluss mit einem Gangrad und danach einen Formschluss mit diesem Gangrad zu erzeugen. Der Synchronring 58 ist zweiteilig ausgebildet. Der Synchronring 58 ist axial hälftig geteilt. Der Synchronring 58 weist einen ersten Synchronringteil 62 und einen zweiten Synchronringteil 64 auf. Der erste Synchronringteil 62 und der zweite Synchronringteil 64 sind mit der Schaltgabel 12 gekoppelt. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 10 weist einen Synchronkörper 66 auf. Der Synchronkörper 66 ist koaxial zu der Achse 30 der nicht näher dargestellten Getriebewelle angeordnet. Der Synchronring 58 ist axial verschiebbar auf dem Synchronkörper 66 angeordnet. Der Synchronkörper 66 weist mehrere axial verlaufende Aussparungen auf. Der Synchronkörper 66 umfasst mehrere gleichmäßig an einem Umfang verteilte Spannfedern 68, die in den Aussparungen des Synchronkörpers 66 angeordnet sind. Die Spannfedern 68 sind dazu vorgesehen, den ersten Synchronringteil 62 und den zweiten Synchronringteil 64 zusammenzuspannen und axial verschiebbar zu lagern. Im vorliegenden Fall sind die Spannfedern 68 als Wellfedern ausgebildet (9). Grundsätzlich kann der Synchronring 58 auch eine optionale Neutralrastierung 70 aufweisen (9). Die Neutralrastierung 70 umfasst eine Feder, die als Druckfeder ausgebildet ist, und eine Kugel, die dazu vorgesehen ist, in eine Aussparung des Synchronrings 58 gedrückt zu werden. Die Neutralrastierung 70 ist dazu vorgesehen, den Synchronring 58 in einer Neutralstellung zu halten. In der Neutralstellung ist der Synchronring 58 mit keinem Gangrad drehfest verbunden. Die Neutralrastierung 70 ist vorteilhaft bei einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einsetzbar, die keine Schaltwalze aufweist, da die Schaltwalze das Halten der Schaltgabel 12 und damit des Synchronrings 58 in einer beliebigen Position der Schaltgabel 12 ermöglicht.
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Zum Schalten eines Ganges wird die Schaltgabel 12 von der Neutralstellung axial in Richtung des entsprechenden Gangrads verschoben, um eine Synchronisierung mittels des Synchronrings 58 zu erreichen. Die Schaltgabel 12 befindet sich dazu in der geschlossenen Stellung 14. Die Schaltgabel 12 wird dabei axial „en bloc“ versetzt. Ein Abstand des Führungselements 34 und des Steuerungselements 50 ist während dieses Vorgangs konstant. Die Führungsnuten der Schaltwalze bewirken dazu die gleiche axiale Bewegung des Führungselements 34 und des Steuerungselements 50.
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Zum Schalten und zum drehfesten Verbinden beider Gangräder gleichzeitig wird die Schaltgabel 12 in einer Neutralstellung gehalten, wobei die Verstelleinheit 44 die Schaltgabel 12 von der geschlossenen Stellung 14 in die geöffnete Stellung 16 überführt. Ein Abstand des Führungselements 34 und des Steuerungselements 50 ist während dieses Vorgangs variabel. Die Führungsnuten der Schaltwalze bewirken dabei lediglich eine axiale Bewegung des Steuerungselements 50. Das Steuerungselement 50 wird dabei axial verschoben, um die Verstelleinheit 44 zu betätigen. Das Führungselement 34 wird dabei nicht verschoben, um die Schaltgabel 12 in der Neutralstellung zu halten. In der geöffneten Stellung 16 der Schaltgabel 12 ist der Synchronring 58 axial gespreizt. Der erste Synchronringteil 62 wird axial in Richtung eines Gangrads verschoben. Der zweite Synchronringteil 64 wird in Richtung eines anderen Gangsrads verschoben. Dabei werden die beiden Gangräder synchronisiert und drehfest miteinander verbunden. Überführt die Verstelleinheit 44 die Schaltgabel 12 von der geöffneten Stellung 16 in die geschlossenen Stellung 14, werden der erste Synchronringteil 62 und der zweite Synchronringteil 64 mittels der Spannfedern 68 in der Neutralstellung zusammengehalten. Dabei wird das Steuerungselement 50 mittels der Führungsnut für das Steuerungselement 50 axial zu dem Führungselement 34 verschoben, bis die geschlossene Stellung 14 der Schaltgabel 12 erreicht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung
- 12
- Schaltgabel
- 14
- geschlossene Stellung
- 16
- geöffnete Stellung
- 18
- Gabelelement
- 20
- Gabelelement
- 22
- T-Profil
- 24
- U-Profil
- 26
- Lagerstelle
- 28
- Drehachse
- 30
- Achse
- 32
- Öffnung
- 34
- Führungselement
- 36
- Achse
- 38
- Zapfen
- 40
- Nut
- 42
- Pin
- 44
- Verstelleinheit
- 46
- Verstellelement
- 48
- Verstellelement
- 50
- Steuerungselement
- 52
- Zapfen
- 54
- Nut
- 56
- Pin
- 58
- Synchronring
- 60
- Nut
- 62
- Synchronringteil
- 64
- Synchronringteil
- 66
- Synchronkörper
- 68
- Spannfedern
- 70
- Neutralrastierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010046473 A1 [0002]
- DE 102010049860 A1 [0002]
- DE 102013107890 A1 [0002]
- DE 1661089 U [0002]
