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Die Erfindung betrifft eine Schaltgruppe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zur bedarfsgerechten Zu- und Abschaltung eines Antriebsmotors sowie ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer solchen Schaltgruppe gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge bekannt, welche einen elektrischen Antriebsmotor und einen Verbrennungsmotor aufweisen, welche in einem gemeinsamen Antriebsstrang in Wirkverbindung stehen. So sind Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen der Elektromotor zugeschaltet werden kann, um das Antriebsmoment bei niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Insbesondere können solche Hybridantriebe genutzt werden, um einen zuschaltbaren Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug darzustellen, wobei der Verbrennungsmotor und der Elektromotor auf unterschiedlichen Antriebsachsen wirken. Ferner kann der Elektromotor zum Zwecke der Rekuperation zugeschaltet werden, um beim Bremsen Energie zurückzugewinnen. Hybride Antriebskonzepte mit verschiedenen Antriebsmaschinen erlauben durch bedarfsgerechte Zu- und Abschaltung der verschiedenen Motoren ein variables Antriebskonzept, welches einfach an den jeweiligen Betriebszustand angepasst werden kann. Dabei kann die Notwendigkeit bestehen, einzelne oder mehrere Antriebsmotoren bei Bedarf vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zu trennen, um Verluste im Antriebsstrang zu minimieren und/oder eine Schädigung der Antriebsmotoren aufgrund eines Betriebs außerhalb des zulässigen Betriebsbereichs, insbesondere außerhalb der zulässigen Höchstdrehzahl, zu vermeiden.
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Aus der
DE 10 2014 217 066 A1 ist eine Kupplung für einen zuschaltbaren Allradantrieb bekannt, bei welchem zwei koaxiale Antriebswellen durch ein Kupplungsteil, welches eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen ermöglicht, miteinander verbunden werden. Die Kupplung weist ein Schaltelement auf, mit welchem ein in axialer Richtung verschiebbares Kupplungsteil derart verschoben wird, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen hergestellt wird.
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Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass die beiden Antriebswellen koaxial zueinander angeordnet sein müssen, um ein Ankoppeln der zweiten Antriebswelle an die erste Antriebswelle zu ermöglichen. Dies ist insbesondere deshalb von Nachteil, weil das Ankoppeln bei der Betriebsdrehzahl der ersten Antriebswelle erfolgen muss, was zu ungünstigen Betriebszuständen an den beiden an der Kupplung beteiligten Elementen führt und somit zu einem erhöhten Verschleiß führen kann. Ferner ist die Steuerkurve bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen als Gewinde ausgeführt, was zu einer konstanten Steigung führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfache, leichte und kostengünstige Schaltgruppe vorzuschlagen, welche das bedarfsgerechte Zu- und Abschalten der verschiedenen Antriebsmotoren ermöglicht und die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltgruppe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zur bedarfsgerechten Zu- und Abschaltung eines Antriebsmotors gelöst, wobei die Schaltgruppe einen Aktuator zur Betätigung eines Sperrelements und einen Schaltmechanismus mit einer Schaltstange und einer mit der Schaltstange verbundenen Schaltgabel umfasst, wobei das Sperrelement eine axiale Verschiebung der Schaltstange in einer ersten Schaltstellung sperrt und in einer zweiten Schaltstellung freigibt. Es ist vorgesehen, dass an der Schaltgabel ein Verbindungselement angeordnet ist, mit welchem ein Zahnrad drehfest mit einer Getriebewelle verbindbar ist. Durch den Aktuator, welcher vorzugsweise einen linear verschiebbaren Aktuatorzapfen aufweist, welcher beim Ausfahren des Aktuatorzapfens mit dem Sperrelement in Wirkverbindung tritt, ist eine besonders einfache Betätigung der Schaltgruppe möglich. Dabei kann der Schaltmechanismus auf einfache Art und Weise entsperrt und in axialer Richtung verschoben werden, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnrad und der Getriebewelle herzustellen. Auf diese Art kann ein Antriebsmotor, insbesondere ein elektrischer Antriebsmotor, zugeschaltet werden, um das Antriebsmoment zu erhöhen und die Effizienz des Kraftfahrzeuges, insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen zu verbessern. Der Aktuator kann als elektrisch oder hydraulisch betätigter Aktuator ausgeführt sein, wobei eine Aktivierung des Aktuators, insbesondere das Anlegen einer elektrischen Spannung an den Aktuator, zu einer Aktivierung des Aktuators führt. Somit ist sichergestellt, dass bei einem Ausfall des Aktuators der zuschaltbare Antriebsmotor entkoppelt ist und nicht durch den Hauptantriebsmotor des Antriebsstrangs in einen Betriebsbereich geschleppt wird, welcher außerhalb des Auslegungsbereichs des zuschaltbaren Antriebsmotors liegt und diese dauerhaft und irreversibel schädigt.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Schaltgruppe möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement eine Schiebemuffe oder eine Klauenkupplung umfasst. Durch eine Schiebemuffe oder eine Klauenkupplung können auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Zahnrad hergestellt werden, um das Zahnrad drehfest mit der Getriebewelle zu verbinden. Dies erleichtert das Zu- oder Abschalten des Antriebsmotors. Ferner können Synchronisationselemente vorgesehen werden, um das Zu- oder Abschalten zu erleichtern und das Ankoppeln der Getriebewelle komfortabler zu machen.
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Gemäß einer weiteren Verbesserung der Schaltgruppe ist vorgesehen, dass das Sperrelement eine Sperrklinke aufweist, welche in der ersten Schaltstellung an einer Stirnfläche des Schaltmechanismus oder in einer Nut des Schaltmechanismus anliegt. Durch eine Sperrklinke kann eine axiale Verschiebung der Schaltwelle auf einfache Art und Weise gesperrt werden. Dabei kann die Sperrklinke durch eine Drehung des Sperrelements die axiale Verschiebung der Schaltstange freigeben oder sperren. Alternativ kann die Sperrklinke auch in eine Ausnehmung der Schaltstange eingreifen, um die axiale Verschiebung zu sperren.
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In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltstange mittels einer Druckfeder in axialer Richtung vorgespannt ist. Durch eine Druckfeder kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Verschiebung der Schaltstange und der damit verbundenen Schaltgabel erfolgen, um einen Antriebsmotor mittels der Schaltgruppe zuzuschalten. Dabei drückt die Druckfeder den Schaltmechanismus in Richtung des Zahnrades auf der Getriebewelle, um eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zahnrad und der Getriebewelle herzustellen und das Zahnrad drehfest mit der Getriebewelle zu verbinden, sodass ein Drehmoment über dieses Zahnrad übertragen werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltgruppe ist in der Schaltstange ein Steuerpin aufgenommen, welcher in radialer Richtung über die Schaltstange vorsteht. Über den Steuerpin kann auf einfache Art und Weise ein Zurückschieben der Schaltstange in die Ausgangsposition realisiert werden. Dies kann mittels einer entsprechend gestalteten Mechanik oder eines zusätzlichen Aktuators erfolgen. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, welche das Zurückschieben der Schaltstange zum Abkoppeln des zusätzlichen Antriebsmotors mittels einer geeigneten Mechanik ausführt, sodass die Schaltgruppe mit nur einem Aktuator auskommt.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Schaltgruppe eine Verschiebekulisse mit einer axialen Hubkontur umfasst und mit dem Steuerpin in Wirkverbindung treten kann. Vorzugsweise wird dabei zwischen dem Steuerpin und der Verschiebekulisse, insbesondere einer Hubscheibe, eine formschlüssige Verbindung hergestellt, indem der Steuerpin in radialer Richtung in die Verschiebekulisse eingreift. Über die Verschiebekontur wird der gesamte Verschiebemechanismus, welcher die Verschiebekulisse und den Schaltmechanismus umfasst, verschoben. Somit wird die drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnrad auf der Getriebewelle und der Getriebewelle gelöst. Ist der Verschiebemechanismus und somit die Schaltstange ausreichend weit in axialer Richtung gegen die Federkraft der Druckfeder verschoben, kann die Sperrklinke durch eine Verdrehung des Sperrelements zurückgestellt werden. Dadurch blockiert das Sperrelement durch die Sperrklinke eine axiale Bewegung der Verschiebeeinheit. Ist die axiale Verschiebung der Verschiebeeinheit abgeschlossen, wirkt keine Querbelastung mehr auf den Steuerpin und diese wird durch die Pinfeder wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt. Dabei ist die Verschiebeeinheit durch die Druckfeder vorgespannt und drückt gegen die Sperrklinke.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltgruppe weist die Schaltgruppe eine Drehfeder auf, welche mit dem Sperrelement derart in Wirkverbindung steht, dass die Drehfeder das Sperrelement in seine Ausgangsstellung zurückdreht, wenn der Aktuator nicht betätigt wird. Durch eine Drehfeder kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Rückstellkraft erzeugt werden, welche das Sperrelement entgegen der Verdrehung durch den Aktuator wieder in seine Ausgangslage zurückstellt. Dadurch kann ein betriebssicheres Einrasten der Sperrklinke sichergestellt werden, sodass eine axiale Bewegung der Schaltstange bei einem Ausfall des Aktuators vermieden wird.
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Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Aktuator einen Aktuatorzapfen aufweist, wobei der Aktuatorzapfen formschlüssig mit dem Sperrelement in Eingriff steht. Durch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Aktuatorzapfen und dem Sperrelement ist ebenfalls ein betriebssicheres Sperren und Entsperren des Schaltmechanismus möglich. Dabei wird das Sperrelement über den Formschluss bei einer Beendigung der Ansteuerung des Aktuators in seine Ausgangslage zurückgedreht, sodass die Sperrklinke eine axiale Bewegung der Schaltstange verhindert.
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Erfindungsgemäß wird ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer solchen Schaltgruppe vorgeschlagen, wobei eine Verschiebekulisse auf einer ersten Getriebewelle und das Verbindungselement auf einer zweiten Getriebewelle angeordnet sind, wobei die erste Getriebewelle und die zweite Getriebewelle achsparallel zueinander angeordnet sind. Mit einem solchen Kraftfahrzeuggetriebe kann auf einfache Art und Weise ein Zuschalten oder Abschalten eines zusätzlichen Antriebsmotors realisiert werden. Dabei kann die Schaltdrehzahl durch die Getriebeübersetzung reduziert werden, um ein komfortables Zuschalten des zuschaltbaren Antriebsmotors zu gewährleisten und Schaltstöße zu vermeiden, welche die Lebensdauer des Antriebsmotors und/oder des Kraftfahrzeuggetriebes reduzieren und von den Passagieren eines Kraftfahrzeuges mit einem solchen Kraftfahrzeuggetriebe ansonsten als Komfortstörungen wahrgenommen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftfahrzeuggetriebes ist vorgesehen, dass die erste Getriebewelle ein erstes Zahnrad und die zweite Getriebewelle ein zweites Zahnrad trägt, wobei das erste Zahnrad mit einer Verzahnung auf der zweiten Getriebewelle in Eingriff steht, und wobei eine Verschiebung des Verbindungselements dazu führt, dass ein Drehmoment von der zweiten Getriebewelle auf das erste Zahnrad übertragen wird. Durch die vorgeschlagene Schaltgruppe ist es bei schaltbaren Getrieben mit achsparallelen Wellen auf einfache Art und Weise möglich, ein Zu- oder Abschalten eines zusätzlichen Antriebsmotors zu realisieren. Dabei ist es im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung nicht notwendig, dass die erste Getriebewelle und die zweite Getriebewelle koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ergeben sich zum einen zusätzliche Freiheitsgrade bei der Auslegung des Kraftfahrzeuggetriebes, zum anderen ist durch die achsparallelen Getriebewellen eine besonders kompakte und platzsparende Ausführung des Kraftfahrzeuggetriebes möglich.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die erste Getriebewelle Teil eines Achsdifferenzials ist und die zweite Getriebewelle mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist. Durch eine Entkopplung kann somit der elektrische Antriebsmotor von dem Differenzial getrennt werden, sodass keine Kräfte oder Momente von dem Differenzial auf den elektrischen Antriebsmotor übertragen werden. Der elektrische Antriebsmotor kann dabei über eine Hochvoltbatterie mit elektrischem Strom versorgt werden, um einen rein elektrischen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen. Alternativ ist vorgesehen, dass der elektrische Antriebsmotor aus einem 48V Bordnetz des Kraftfahrzeuges mit elektrischem Strom versorgt wird. Durch die geringere Spannung sind entsprechend hohe Drehzahlen des elektrischen Antriebsmotors notwendig, welche über entsprechende Getriebestufen reduziert werden, um ein hinreichendes Antriebsmoment zum Antrieb einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen. Dabei kann der elektrische Antriebsmotor insbesondere genutzt werden, um einen zuschaltbaren Allradantrieb darzustellen und/oder das Anfahrmoment, beispielsweise beim Anfahren am Berg oder bei einem Betrieb des Kraftfahrzeuges mit einem Anhänger, zu erhöhen.
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Im nicht angesteuerten Normalzustand des Aktuators ist dabei der elektrischen Antriebsmotor von dem Antriebsstrang entkoppelt, wobei das zweite Zahnrad als Losrad keine drehfeste Verbindung mit der zweiten Getriebewelle aufweist. Durch Ansteuern des Aktuators wird der Aktuatorzapfen ausgefahren und betätigt das Sperrelement, welches sich gegen die Kraft der Drehfeder verdreht. Dabei wird das Sperrelement derart verdreht, dass die Sperrklinke nicht mehr an der Stirnfläche der Schaltstange anliegt und die Schaltstange durch die Kraft der Druckfeder in axialer Richtung verschoben wird. Dadurch wird die mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad und der zweiten Getriebewelle durch das Verbindungselement geschlossen und das zweite Zahnrad drehfest mit der zweiten Getriebewelle verbunden. Dies kann in Abhängigkeit des verwendeten Verbindungselements durch einen Formschluss und/oder durch einen Kraftschluss erfolgen.
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Wird die Ansteuerung des Aktuators beendet, so wird eine Entkopplung des elektrischen Antriebsmotors eingeleitet. Das Sperrelement wird durch die Federkraft der Drehfeder in seine Ausgangsstellung zurückgedreht und betätigt dabei den in der Schaltstange aufgenommenen Steuerpin. Dabei taucht der Steuerpin in radialer Richtung in die Verschiebekulisse.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes mit einer erfindungsgemäßen Schaltgruppe, über welche ein zuschaltbarer Antriebsmotor bedarfsgerecht an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges angekoppelt werden kann;
- 2 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltgruppe zur bedarfsgereichten Zu- und Abschaltung eines Antriebsmotors;
- 3 eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Schaltgruppe;
- 4 eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Schaltgruppe;
- 5 eine Funktionsskizze zur Verdeutlichung der Funktion der erfindungsgemäßen Schaltgruppe, wobei die Schaltgruppe in einem gesperrten Ausgangszustand dargestellt ist;
- 6 eine Funktionsskizze zur Verdeutlichung der Funktion der erfindungsgemäßen Schaltgruppe, wobei der Aktuator der Schaltgruppe angesteuert wird und eine axiale Verschiebung der Schaltstange ermöglicht; und
- 7 eine weitere Funktionsskizze zur Verdeutlichung der Funktion der erfindungsgemäßen Schaltgruppe, wobei ein Zurückstellen der Schaltstange und eine Überführung der Schaltgruppe in den gesperrten Ausgangszustand dargestellt ist.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuggetriebes 50 mit einer erfindungsgemäßen Schaltgruppe 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeuggetriebe 50 umfasst eine erste Getriebewelle 17, welche ein erstes Zahnrad 19 trägt und eine zweite Getriebewelle 18, welche ein zweites Zahnrad 20 trägt. Ferner trägt die erste Getriebewelle 17 eine Verschiebekulisse 8, welche drehfest und in axialer Richtung fest mit der ersten Getriebewelle 17 verbunden ist und eine axiale Hubkontur aufweist. Das Kraftfahrzeuggetriebe 50 umfasst ferner eine Schaltgruppe 1 mit einem Aktuator 2, welcher als hydraulischer Aktuator 3 oder als elektrischer Aktuator 4 ausgeführt ist. Der Aktuator 2 weist einen Aktuatorzapfen 5 auf, welcher bei einer Aktivierung des Aktuators 2 linear verschiebbar ist und auf ein Sperrelement 6 einwirkt, welches bei einer Aktivierung des Aktuators 2 verdreht wird. Die Schaltgruppe 1 umfasst ferner einen Schaltmechanismus 9, 10 mit einer Schaltstange 9 und einer mit der Schaltstange fest verbundenen Schaltgabel 10, welche ein Verbindungselement 11, insbesondere eine Schiebemuffe 21 oder eine Schaltklaue 22 trägt. Das Verbindungselement 11 ist auf der zweiten Getriebewelle 18 angeordnet und bewirkt eine drehfeste Verbindung des zweiten Zahnrads 20 mit der zweiten Getriebewelle 18, wenn das Verbindungselement 11 mit dem zweiten Zahnrad durch die Schaltgruppe 1 in Wirkverbindung gebracht wird. Die Schaltstange 9 ist mittels einer Druckfeder 13 vorgespannt und somit in ihrer Lage fixiert.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltgruppe 1 zum bedarfsgerechten Zu- und Abschalten eines Antriebsmotors im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Schaltgruppe 1 umfasst einen Aktuator 2, insbesondere einen elektrisch aktivierbaren Aktuator, welcher eine lineare Verschiebung eines Aktuatorzapfens 5 bewirkt, wenn der Aktuator 2 aktiviert wird. Der Aktuator 2 kann als hydraulischer Aktuator 3 oder als elektrischer Aktuator 4 ausgeführt sein. Der Aktuatorzapfen 5 steht bei einer Aktivierung des Aktuators 2 mit einem Sperrelement 6 in Wirkverbindung, welcher bei einer linearen Verschiebung des Aktuatorszapfens 5 derart verdreht wird, dass eine axiale Verschiebung eines Schaltmechanismus 9, 10 der Schaltgruppe 1 freigegeben wird. Der Schaltmechanismus 9, 10 umfasst eine Schaltstange 9 und eine Schaltgabel 10, welche ein mechanisches Verbindungselement 11, insbesondere eine Schiebemuffe 21 oder eine Klauenkupplung 22, trägt. Die Schaltstange 9 ist durch eine Druckfeder 13 vorgespannt, welche eine axiale Verschiebung des Schaltmechanismus 9, 10 bewirkt, wenn der Schaltmechanismus 9, 10 durch eine Verdrehung des Sperrelements 6 freigegeben wird.
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Die Schaltstange 9 trägt einen Steuerpin 7, welcher in radialer Richtung über die Schaltstange 9 hervorsteht. Der Steuerpin 7 kann mit einer Verschiebekulisse 8 in Wirkverbindung gebracht werden, wobei der Steuerpin 7 vorzugsweise formschlüssig in der Verschiebekulisse 8 aufgenommen wird und in dieser einrastet. Die Schaltgruppe 1 umfasst ferner eine Drehfeder 14, welche das Sperrelement 6 gegen die Bewegung des Aktuators 2 wieder in seine Ausgangslage zurückdreht, wenn eine Aktivierung, insbesondere eine Bestromung des Aktuators 2 beendet wird.
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In 3 ist eine weitere Ansicht der Schaltgruppe 1 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass das Sperrelement 6 eine Sperrklinke 12 aufweist, welche an einer Stirnfläche 23 der Schaltstange 9 anliegt und somit eine axiale Bewegung des Schaltmechanismus 9, 10 sperrt. Ferner ist zu erkennen, dass die Verschiebekulisse 8 eine Kontur aufweist, in welcher der Steuerpin 7 formschlüssig aufgenommen werden kann.
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In 4 ist eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Schaltgruppe 1 dargestellt. Dabei ist die Schaltgruppe 1 nach einer Aktivierung des Aktuators 2 dargestellt. Durch die Aktivierung des Aktuators ist der Aktuatorzapfen 5 ausgefahren und verdreht das Sperrelement 6, sodass die Sperrklinke 12 nicht mehr an der Stirnfläche 23 der Schaltstange 9 anliegt. Der Schaltmechanismus 9, 10 wird dabei durch die Federkraft der Druckfeder 13 in axialer Richtung verschoben, sodass das mechanische Verbindungselement 11 mit dem Zahnrad 20 auf der Getriebewelle 18 drehfest in Verbindung gebracht wird. In dieser Position drückt ein Nocken 16 des Sperrelements 6 gegen den Steuerpin 7 und drückt diesen bei Deaktivierung des Aktuators 2 gegen die Kraft einer Pinfeder 15 in die Verschiebekulisse 8.
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Die Aktivierung des Aktuators 2 und die damit verbundene Betätigung der Schaltgruppe 1 bewirkt eine mechanische Verbindung des zuschaltbaren Antriebsmotors mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges, sodass das Antriebsmoment des zuschaltbaren Antriebsmotors zusätzlich zum Antriebsmoment des Hauptantriebsmotors genutzt werden kann.
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5 zeigt eine Funktionsskizze der erfindungsgemäßen Schaltgruppe 1. Dabei ist der Aktuator 2 nicht aktiviert, sodass sich das Sperrelement 6 in seiner Ausgangslage befindet und über die Sperrklinke 12 an der Stirnfläche 23 der Schaltstange 9 anliegt. Dadurch wird eine axiale Verschiebung des Schaltmechanismus 9, 10 gesperrt, wodurch der zuschaltbare Antriebsmotor zunächst vom Antriebsstrang entkoppelt ist. Die Druckfeder 13 ist vorgespannt und drückt die Schaltstange 9 gegen die Sperrklinke 12.
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In 6 ist die Schaltgruppe 1 in einem zweiten Betriebszustand dargestellt, in welchem der Aktuator 2 aktiviert ist. Durch die Aktivierung des Aktuators 2 wird der Aktuatorzapfen 5 ausgefahren und drückt gegen das Sperrelement 6, welches dadurch verdreht wird. Dadurch wird die Sperrklinke 12 aus der Stirnfläche 23 der Schaltstange 9 herausgedreht und ermöglicht eine axiale Verschiebung der Schaltstange 9 und der damit verbundenen Schaltgabel 10 sowie des mechanischen Verbindungselements 11. Nachdem der Aktuator 2 deaktiviert ist, drückt ein Nocken 16 des Sperrelements 6 durch die Wirkung der Drehfeder 14 gegen den Steuerpin 7 und verschiebt diese gegen die Kraft einer Pinfeder 15 in radialer Richtung, sodass der Steuerpin 7 an der Verschiebekulisse 8 anliegt oder in dieser formschlüssig aufgenommen wird.
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In 7 ist ein Zurückstellen des Schaltmechanismus 9, 10 in die Ausgangslage dargestellt. Dabei steht der Steuerpin 7 formschlüssig oder kraftschlüssig mit der Verschiebekulisse 8 in Wirkverbindung, wobei die Verschiebekulisse 8 den Schaltmechanismus 9, 10 gegen die Federkraft der Druckfeder 13 zurück in ihre Ausgangslage verschiebt. Ist der Schaltmechanismus 9, 10 hinreichend weit in axialer Richtung verschoben, so dreht die Drehfeder 14 das Sperrelement 6 wieder in seine Ausgangslage, wobei die Sperrklinke 12 sich wieder vor die Stirnfläche 23 der Schaltstange 9 legt. Ist die axiale Verschiebung abgeschlossen und die axiale Bewegung des Schaltmechanismus 9, 10 wieder gesperrt, wirkt keine Querbelastung mehr auf den Steuerpin 7. Der Steuerpin 7 wird dann durch die Pinfeder 15 wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltgruppe
- 2
- Aktuator
- 3
- Hydraulischer Aktuator
- 4
- Elektrischer Aktuator
- 5
- Aktuatorzapfen
- 6
- Sperrelement
- 7
- Steuerpin
- 8
- Verschiebekulisse
- 9
- Schaltstange
- 10
- Schaltgabel
- 11
- Verbindungselement
- 12
- Sperrklinke
- 13
- Druckfeder
- 14
- Drehfeder
- 15
- Pinfeder
- 16
- Nocken
- 17
- Erste Getriebewelle
- 18
- Zweite Getriebewelle
- 19
- Erstes Zahnrad
- 20
- Zweites Zahnrad
- 21
- Schiebemuffe
- 22
- Klauenkupplung
- 23
- Stirnfläche
- 50
- Kraftfahrzeuggetriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014217066 A1 [0003]
