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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Schaltvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und werden üblicherweise dazu verwendet, ein Schaltelement, beispielsweise eine Schaltgabel, in verschiedene Schaltzustände zu bewegen. Beispielsweise sind Schaltvorrichtungen bekannt, die sogenannte Schaltwalzen bzw. Schaltringe aufweisen, die zur Schaltung eines Schaltelements verwendet werden. Dabei ist die Schaltwalze mittels einer Verbindungseinrichtung mit dem wenigstens einen Schaltelement verbunden. Zum Beispiel weist die Schaltwalze an ihrem Außenumfang eine Nut auf, in die ein Zapfen, der mit dem Schaltelement verbunden ist, eingreift, sodass bei Verdrehung der Schaltwalze um ihre Drehachse der Zapfen in der Nut geführt wird und somit eine axiale Positionierung des Schaltelements bewirkt wird.
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Die Schaltwalze wird über einen Aktor bewegt, nämlich um ihre Drehachse gedreht, um so eine Relativbewegung zwischen der Nut und dem Zapfen des Schaltelements zu erzeugen, sodass aufgrund der Formgebung der Nut eine axiale Verschiebung des Schaltelements in die gewünschte Schaltstellung erfolgt. Sollen mehrere Schaltelemente gestellt werden, ist es bekannt, mehrere Schaltwalzen mit jeweils zugeordneten Aktoren vorzusehen bzw. eine Schaltwalze mit wenigstens zwei Nuten für verschiedene Schaltelemente bereitzustellen. Dies ist verbesserungswürdig, da entweder für die jeweiligen Schaltwalzen jeweils ein Aktor vorgesehen sein muss, sodass die Schaltvorrichtung zum einen Bauraum intensiv und zum anderen aufwendig ist oder aufgrund der Anordnung der beiden Nuten für mehrere Schaltelemente auf der gleichen Schaltwalze eine Abhängigkeit der einzelnen Schaltstellungen der Schaltelemente voneinander besteht, die eine signifikante Einschränkung der Schaltstrategie mit sich bringt. Im zuletzt beschriebenen Fall sind die einzelnen Schaltelemente nämlich nicht unabhängig voneinander schaltbar, sondern die Schaltreihenfolge bzw. Schaltstrategie ist aufgrund der Kopplung über die gemeinsame Schaltwalze fest vorgegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die insbesondere weniger aufwendig ist und eine flexiblere Schaltstrategie ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Schaltvorrichtung weist wenigstens zwei Schaltwalzen auf, die auch als Schaltringe bezeichnet bzw. erachtet werden können. Die Schaltwalzen sind um eine gemeinsame Drehachse angeordnet, um die die Schaltwalzen mittels des Aktors drehbar sind. Dabei können die Schaltwalzen in wenigstens zwei Schaltstellungen gedreht werden, sodass, wie zuvor beschrieben, ein mittels einer jeweiligen Schaltwalze gekoppeltes Schaltelement, beispielsweise eine Schaltgabel, ebenfalls in die korrespondierenden Schaltstellungen, beispielsweise eine eingelegte und eine ausgelegte Schaltstellung, überführt werden kann.
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Dazu weist die Schaltwalze eine Verbindungseinrichtung auf, mit der die Schaltwalze mit dem Schaltelement gekoppelt ist. Die Verbindungseinrichtung bezeichnet sonach diejenige Einrichtung, die eine Verbindung zwischen dem Schaltelement und der Schaltwalze herstellt. Die Verbindungseinrichtung kann beispielsweise eine Nut aufweisen, die am Außenumfang der Schaltwalze vorgesehen ist und in die ein Verbindungselement des Schaltelements, beispielsweise ein Zapfen, eingreift. Durch das Drehen der Schaltwalze wird eine Relativbewegung zwischen der Nut und dem Zapfen erzeugt wodurch dem Verlauf der Nut entsprechend das Schaltelement axial in Bezug auf die Drehachse bewegt wird.
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Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, dass die Schaltvorrichtung eine Auswahleinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine der wenigstens zwei, um dieselbe Drehachse angeordneten Schaltwalzen auszuwählen, wobei die ausgewählte Schaltwalze mittels des Aktors in wenigstens zwei Schaltstellungen drehbar ist. Mit anderen Worten sind wenigstens zwei Schaltwalzen um dieselbe Drehachse angeordnet und potenziell mittels desselben Aktors drehbar. Durch die Auswahleinrichtung wird dabei ausgewählt welche der wenigstens zwei Schaltwalzen aktuell durch den Aktor verstellt bzw. verdreht werden soll. Die Auswahleinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, eine der wenigstens zwei Schaltwalzen auszuwählen, sodass diejenige Schaltwalze, die mittels der Auswahleinrichtung ausgewählt wurde, durch den Aktor gedreht werden kann, um, wie zuvor beschrieben, in eine von wenigstens zwei Schaltstellungen überführt zu werden.
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Entsprechend wird die nicht durch die Auswahleinrichtung ausgewählte Schaltwalze aktuell nicht von dem Aktor beeinflusst bzw. von dem Aktor in eine andere Schaltstellung bewegt. Selbstverständlich kann die mittels der Auswahleinrichtung getroffene Auswahl entsprechend verändert werden, sodass beispielsweise nach dem Überführen einer ersten Schaltwalze in eine gewünschte Schaltstellung mittels der Auswahleinrichtung eine zweite Schaltwalze ausgewählt werden kann, sodass die zweite Schaltwalze entsprechend in Bezug auf ihre Schaltstellung verändert werden kann. Die Schaltvorrichtung kann dabei grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Schaltwalzen aufweisen, deren Schaltstellung mit demselben Aktor verändert werden kann, wobei die Auswahleinrichtung entsprechend die Auswahl trifft, welche Schaltwalze momentan bzw. als nächstes verdreht werden soll. Die Schaltwalzen können dabei letztlich hintereinander bzw. nebeneinander auf derselben Drehachse angeordnet sein zum Beispiel benachbart auf derselben Welle. Die Auswahleinrichtung bestimmt letztlich welche der Schaltwalzen bei Betätigung des Aktors um die Drehachse gedreht wird bzw. welche Schaltwalzen festbleiben und sich entsprechend bei Betätigung des Aktors nicht drehen.
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Vorteilhafterweise ist dadurch sichergestellt, dass grundsätzlich jede der Schaltwalzen der Schaltvorrichtung mit demselben Aktor betätigt werden kann. Das Erfordernis, wonach jede Schaltwalze einen separaten Aktor aufweisen muss, um verstellt zu werden, entfällt daher, sodass die Schaltvorrichtung entsprechend weniger aufwendig ausgebildet sein kann. Die Auswahleinrichtung stellt dabei sicher, welche der Schaltwalzen durch den Aktor verstellt werden soll, sodass letztlich sämtliche Schaltwalzen unabhängig voneinander verstellt werden können, sodass keine Zwangskopplung der einzelnen Schaltelemente aneinander vorliegt, wodurch die Schaltstrategie entsprechend flexibel gestaltet und auch im Betrieb geändert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Auswahleinrichtung einen Auswahlaktor aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Kopplungseinrichtung, die zur Kopplung des Aktors mit der ausgewählten Schaltwalze ausgebildet ist, zwischen wenigstens zwei Kopplungspositionen zu bewegen. Demnach ist neben dem zuvor beschriebenen Aktor, der auch als Schaltaktor bezeichnet bzw. verstanden werden kann, und der dazu ausgebildet ist, die ausgewählte Schaltwalze zu drehen, ein Auswahlaktor vorgesehen, der die Kopplungseinrichtung in eine ausgewählte Kopplungsposition bewegt.
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Als Kopplungseinrichtung wird im Rahmen dieser Anmeldung eine Einrichtung verstanden, die den Aktor, also den Schaltaktor, mit der jeweils ausgewählten Schaltwalze koppelt. Beispielsweise können die Schaltwalzen um eine gemeinsame Drehachse angeordnet sein, beispielsweise um eine gemeinsame Welle. Die Kopplungseinrichtung kann dabei die Kopplung zwischen der Welle und der Schaltwalze herstellen, wobei die Welle mittels des Aktors, also des Schaltaktors, bewegt werden kann. Bewegt der Aktor die Welle, wird die durch die Kopplungseinrichtung mit der Welle gekoppelte Schaltwalze mitbewegt. Dabei wird ersichtlich nur diejenige Schaltwalze bewegt, die mittels der Kopplungseinrichtung mit dem Aktor, insbesondere über die Welle, gekoppelt ist. Die Schaltwalzen, die nicht ausgewählt sind, sind daher auch nicht mit dem Aktor gekoppelt und werden nicht bewegt.
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Nach dieser Ausgestaltung sind sonach wenigstens zwei Aktoren, nämlich der Aktor bzw. Schaltaktor, und der Auswahlaktor vorgesehen. Der Aktor ist dabei für die Drehung der Schaltwalzen in die verschiedenen Schaltzustände vorgesehen, wobei der Auswahlaktor für das Bewegen der Kopplungseinrichtung in die verschiedenen Kopplungspositionen benutzt wird. Die verschiedenen Kopplungspositionen geben letztlich Zustände der Kopplungseinrichtung bzw. Positionen der Kopplungseinrichtung an, in denen die Kopplungseinrichtung eine Kopplung des Aktors mit der jeweiligen Schaltwalze herstellt. Letztlich ist somit für jede Schaltwalze eine Kopplungsposition vorgesehen, die mittels der Auswahleinrichtung eingestellt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung auf einer Welle angeordnet ist, wobei der Aktor dazu ausgebildet ist, die Welle zu drehen und der Auswahlaktor dazu ausgebildet ist, die Kopplungseinrichtung axial zu bewegen. Dabei ist es zum einen möglich, dass die Kopplungseinrichtung als solche entlang einer Welle bewegt wird und somit die Kopplung einer der Schaltwalzen mit der Welle und somit mit dem mit der Welle gekoppelten Aktor herstellt. Ebenso ist es möglich, dass der Auswahlaktor die Welle zusammen mit der Kopplungseinrichtung bewegt, also die Welle bewegt, auf der die Kopplungseinrichtung fest gekoppelt ist, sodass entsprechend eine Positionierung der Kopplungseinrichtung in Bezug auf die ausgewählte Schaltwalze vorgenommen werden kann.
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Die Kopplungseinrichtung kann letztlich beliebig ausgeführt sein, solange die Kopplungseinrichtung eine definierte Kopplung zwischen der ausgewählten Schaltwalze und dem Aktor, beispielsweise über die Welle, herstellen kann. Nach einer Variante kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung zur formschlüssigen Kopplung, insbesondere mittels eines Stifts oder eines Zahnrads, zwischen dem Aktor und der ausgewählten Schaltwalze ausgebildet ist. Dabei kann die Kopplungseinrichtung die formschlüssige Kopplung beispielsweise an einem Innenumfang der Schaltwalze herstellen. Die Schaltwalze weist dazu zum Beispiel eine Nut oder eine Ausnehmung auf, in die ein Kopplungselement der Kopplungseinrichtung eingreifen kann.
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Die Kopplungseinrichtung kann beispielsweise einen radial von der Welle abstehenden Stift aufweisen, der in eine entsprechende Nut am Innenumfang der Schaltwalze eingreifen kann. Durch den formschlüssigen Eingriff kann durch Verdrehen der Welle die Schaltwalze mitbewegt werden. Ebenso ist es möglich, auf der Welle ein Zahnrad anzuordnen, das eine Außenverzahnung aufweist, die mit einer Innenverzahnung der Schaltwalzen korrespondiert. Durch axiale Verschiebung des Kopplungselements der Kopplungseinrichtung, beispielsweise des Stifts oder des Zahnrads, kann die Kopplung zwischen der Welle und der ausgewählten Schaltwalze hergestellt werden.
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Die zuvor beschriebenen wenigstens zwei Schaltwalzen können nach einer weiteren Ausgestaltung jeweils wenigstens eine Gasse aufweisen oder begrenzen, durch die die Kopplungseinrichtung in Axialrichtung bewegbar ist. Durch die Gasse, die beispielsweise in Form von Zahnlücken in der Verzahnung der Schaltwalzen oder in Form einer Nut, in die ein Stift der Kopplungsrichtung zur Bewegung der Schaltwalze eingreifen kann, ausgebildet ist, ist sichergestellt, dass die Kopplungseinrichtung letztlich beliebig in Axialrichtung durch die einzelnen Schaltwalzen hindurchgreifen kann, sodass jede der in Reihe angeordneten Schaltwalzen unabhängig voneinander mit dem Aktor gekoppelt werden kann.
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Weist die Schaltvorrichtung sonach wenigstens drei Schaltwalzen auf, ist sichergestellt, dass bei einer aktuellen Kopplung der Kopplungseinrichtung mit einer ersten Schaltwalze eine zwischen der ersten und einer dritten Schaltwalze in Axialrichtung angeordnete zweite Schaltwalze durchgegriffen werden kann, um eine Kopplung der Kopplungseinrichtung mit der dritten Schaltwalze herzustellen. Somit kann die Kopplungseinrichtung letztlich beliebig in Axialrichtung positioniert werden, um in den einzelnen Kopplungspositionen eine Kopplung zwischen dem Aktor und der ausgewählten Schaltwalze herzustellen. Wird als Gasse eine Nut ausgewählt, kann ferner sichergestellt werden, dass die Nut bei entsprechender Neutralstellung bzw. eingenommener Schaltstellung derart ausgerichtet ist, dass die Kopplungseinrichtung in Axialrichtung durch die Gassen der weiteren Schaltwalzen bewegt werden kann. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung zwischen zwei Schaltwalzen derart verdreht werden kann, dass eine Bewegung in Axialrichtung durch die einzelnen Gassen der Schaltwalzen möglich ist. Somit kann das Kopplungselement der Kopplungseinrichtung entsprechend der Ausrichtung oder Anordnung der Gassen gestellt werden, um durch die Gassen bewegt werden zu können.
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Bei der zuvor beschriebenen Schaltvorrichtung kann ferner eine Rastiereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Schaltwalze an wenigstens einer weiteren Schaltwalze und/oder wenigstens eine Schaltwalze an einem Gehäuse der Schaltvorrichtung zu rastieren. Als Rastierung wird dabei eine drehfeste Verbindung verstanden, sodass zwei miteinander rastierte Schaltwalzen sich nicht gegeneinander verdrehen können. Gleichfalls bedeutet eine Rastierung mit einem Gehäuse, dass sich die rastierte Schaltwalze nicht relativ zu dem Gehäuse drehen kann. Nach der Ausgestaltung kann demnach vorgesehen sein, dass wenigstens eine Schaltwalze rastiert werden kann, sodass sich die Schaltwalze nicht verdrehen kann. Der durch die Schaltwalze eingenommene Schaltzustand bleibt daher unverändert, da die Schaltwalze letztlich festgestellt ist. Grundsätzlich ist dabei eine beliebige Rastierung am Gehäuse oder an weiteren Schaltwalzen möglich, sodass beispielsweise eine Schaltwalze am Gehäuse und weitere Schaltwalzen an der an dem Gehäuse rastierten Schaltwalze rastiert werden können. Ebenfalls ist es möglich, sämtliche nicht ausgewählte Schaltwalzen miteinander und/oder am Gehäuse zu rastieren, sodass diese nicht verdreht werden können, Beispielsweise um zu verhindern, dass unabsichtlich eine Veränderung der Schaltstellung auftritt.
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Die Schaltvorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die wenigstens eine Rastiereinrichtung dazu ausgebildet ist, alle unausgewählten Schaltwalzen zu rastieren. Wie zuvor beschrieben, wird mittels der Auswahleinrichtung ausgewählt, welche der Schaltwalzen durch den Aktor verstellt werden soll. Dabei soll nur die ausgewählte Schaltwalze verstellt werden, wohingegen alle nicht ausgewählten bzw. unausgewählten Schaltwalzen von der Verstellbewegung des Aktors unbeeinflusst bleiben sollen. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Rastiereinrichtung alle unausgewählten Schaltwalzen rastiert, sodass diese gegenüber dem Gehäuse bzw. gegenüber einer oder mehrerer anderer Schaltwalzen nicht verdreht werden können. Dadurch ist sichergestellt, dass lediglich die ausgewählte Schaltwalze bewegt werden kann und alle anderen Schaltwalzen festgestellt bleiben. Bei den unausgewählten Schaltwalzen bleibt daher der aktuell eingenommene Schaltzustand erhalten und bei der ausgewählten Schaltwalze kann durch die Bewegung des Aktors die Schaltstellung verändert werden, indem der Aktor die Schaltwalze verdreht, wie zuvor beschrieben.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung wenigstens eine Magnetkupplung zur Kopplung der wenigstens einen ausgewählten Schaltwalze, insbesondere aller Schaltwalzen, aufweist. Die Magnetkupplung kann dabei mit der Welle und somit letztlich mit dem Aktor gekoppelt sein und eine Drehbewegung des Aktors durch magnetische Kopplung der Magnetkupplung mit den Schaltwalzen an die einzelnen Schaltwalzen übertragen.
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Letztlich kann sonach wenigstens einer oder mehrere Magnete mit dem Aktor, insbesondere über die Welle, gekoppelt sein und somit eine von dem Aktor erzeugte Drehbewegung auf eine Drehbewegung der Magnete um die Drehachse übertragen. Durch die magnetische Kopplung zwischen den Magneten und den Schaltwalzen werden die Schaltwalzen, sofern diese nicht rastiert sind, in eine Drehbewegung versetzt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zuvor beschriebene Rastiereinrichtung diejenigen Schaltwalzen, die nicht mittels der Auswahleinrichtung ausgewählt wurden, rastiert, sodass lediglich die ausgewählte Schaltwalze durch die Magnetkupplung in Bewegung versetzt werden kann. Letztlich wird sonach die von dem Aktor erzeugte Drehbewegung potentiell an sämtliche Schaltwalzen durch die Magnetkupplung weitergegeben, wobei sichergestellt wird, dass die unausgewählten Schaltwalzen rastiert sind und letztlich somit nur die ausgewählte Schaltwalze verdreht wird.
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Wie zuvor beschrieben, weist jede der wenigstens zwei Schaltwalzen wenigstens eine Verbindungseinrichtung auf, um eine Verbindung zwischen der Schaltwalze und dem zu schaltenden Schaltelement herzustellen. Nach einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Schaltwalze genau eine Verbindungseinrichtung aufweist und/oder wenigstens eine Schaltwalze wenigstens zwei Verbindungseinrichtungen, insbesondere zur Realisierung einer Überschneidungsschaltung zweier Lastschaltkupplungen, aufweist. Demnach kann eine Schaltwalze genau eine Verbindungseinrichtung aufweisen, beispielsweise um ein Schaltelement wahlweise in wenigstens eine Neutralstellung oder wenigstens eine Schaltstellung zu überführen. Die wenigstens eine Verbindungseinrichtung kann dazu eine entsprechend ausgeformte Nut aufweisen, die bei Verdrehung der Schaltwalze eine entsprechende Axialbewegung des Schaltelements verursacht. Die Verbindungseinrichtung kann dabei ebenso dafür vorgesehen sein, zusätzlich zu einer ersten Schaltstellung und der zuvor beschriebenen Neutralstellung eine weitere Schaltstellung vorzusehen, beispielsweise um ein Doppelschaltelement zu stellen.
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Eine der Schaltwalzen kann ebenfalls zwei Verbindungseinrichtungen aufweisen, beispielsweise zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete am Außenumfang der Schaltwalze angeordnete Nuten. Die zwei Nuten der Verbindungseinrichtung können dabei derart ausgestaltet sein, dass zwei Schaltelemente, beispielsweise zwei verschiedenen Lastschaltkupplungen zugeordnete Schaltelemente, eine Überschneidungsschaltung realisieren können. Eine Überschneidungsschaltung bezeichnet dabei ein abgestimmtes Öffnen und Schließen der beiden Lastschaltkupplungen, sodass eine Lastschaltkupplungen bereits teilweise geschlossen werden kann, während die andere Lastschaltkupplungen noch zumindest teilweise geschlossen bleibt. Dies ist insbesondere für zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung sinnvoll, sodass letztlich eine nahezu zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung möglich ist.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Auswahleinrichtung für eine zuvor beschriebene Schaltvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene Schaltvorrichtung. Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Schaltvorrichtung beschrieben wurden, vollständig auf die Auswahleinrichtung und das Kraftfahrzeug übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 3 eine Verbindungsvorrichtung einer Schaltwalze für eine Schaltvorrichtung nach 1 oder 2 nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Schaltvorrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug kann entsprechend eine Schaltvorrichtung 1 nach 1 und/oder 2 aufweisen. Die Schaltvorrichtung 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Schaltwalzen 2-5 auf, die um eine gemeinsame Drehachse 6, auf der eine Welle 7 angeordnet ist, angeordnet sind. Die Schaltwalzen 2-5 sind dabei in Axialrichtung der Drehachse 6 bzw. der Welle 7, hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet. Die Anzahl der Schaltwalzen 2- 5 ist beliebig veränderbar.
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Die Schaltvorrichtung 1 weist ferner eine Verbindungseinrichtung 8 auf, die beispielhaft in 3 dargestellt ist. Eine Verbindungseinrichtung 8 kann am Außenumfang jeder der Schaltwalzen 2-5 angeordnet sein. Die Verbindungseinrichtung 8, die in 3 dargestellt ist, weist dabei zwei Nuten 9, 10 auf, denen entsprechende Schaltelemente zugeordnet sind. Beispielsweise greifen dabei Zapfen der Schaltelemente in die Nuten 9, 10 ein, sodass bei einer Drehung der entsprechenden Schaltwalze 2-5 um die Drehachse 6 eine Relativbewegung zwischen der Nut 9, 10 und dem jeweiligen in die Nut 9, 10 eingreifenden Zapfen erzeugt wird. Dadurch wird der Zapfen, da die Schaltwalzen 2-5 in Axialrichtung festgelegt sind, in Axialrichtung bewegt und somit das mit dem Zapfen verbundene Schaltelement, beispielsweise eine Schaltgabel, in Axialrichtung in verschiedene Schaltstellungen gestellt.
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Die Verbindungseinrichtung 8, die in 3 dargestellt ist, ist beispielsweise zur Realisierung einer Überschneidungsschaltung für Lastschaltkupplungen K1, K2 einer Getriebeanordnung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Selbstverständlich ist die konkrete Ausgestaltung der Nuten 9, 10, sowie deren Anzahl beliebig für die einzelnen Schaltwalzen 2-5 festlegbar. Insbesondere kann jede Schaltwalzen 2-5 nur jeweils eine Nut 9, 10 aufweisen. Dabei kann die jeweilige Nut je nach ihrer Formgebung das ihr zugeordnete Schaltelement in wenigstens eine Neutralstellung und eine Schaltstellung stellen oder in zwei gegenüberliegende Schaltstellungen, die zum Beispiel eine Neutralstellung zwischen sich einschließen. In der zuletzt beschriebenen Variante kann als Schaltelement ein Doppelschaltelement realisiert werden. Die Schaltwalzen 2- 5 können somit beliebig ausgestaltete, insbesondere verschiedene, Verbindungseinrichtungen 8 aufweisen.
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Die in 1 dargestellte Schaltvorrichtung 1 weist ferner einen Aktor 11 auf, der dazu ausgebildet ist, die Welle 7 zu drehen. Auf der Welle 7 ist ferner eine Kopplungseinrichtung 12 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, jeweils eine der Schaltwalzen 2-5 mit dem Aktor 11 zu koppeln, indem die Kopplungseinrichtung 12 eine Verbindung zwischen der Schaltwalze 2-5 und der Welle 7 herstellt. Die Kopplungseinrichtung 12 kann zum Beispiel zur formschlüssigen Kopplung der Welle 7 an die jeweilige Schaltwalze 2-5 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Kopplungseinrichtung 12 als in radialer Richtung von der Welle 7 abstehender Stift oder als auf der Welle 7 angeordnetes Zahnrad ausgeführt sein, das mit einem entsprechend komplementären bzw. korrespondierenden Abschnitt der Schaltwalze 2-5 in Eingriff gebracht werden kann, um die Drehbewegung der Welle 7 auf die Schaltwalze 2-5 zu übertragen.
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In der in 1 dargestellten Situation ist die Kopplungseinrichtung 12 in einer Kopplungsposition angeordnet, in der die Kopplungseinrichtung 12 die Schaltwalze 4 mit der Welle 7 und somit mit dem Aktor 11 koppelt. In der gezeigten Darstellung ist somit die Schaltwalze 4 die „ausgewählte Schaltwalze“. Durch den Aktor 11 kann somit eine Drehbewegung der Welle 7 erzeugt werden, sodass die Schaltwalze 4 entsprechend gedreht wird. Wie bereits mit Bezug auf 3 beschrieben wurde, kann dadurch ein Schaltelement durch die Drehbewegung zwischen der Verbindungseinrichtung 8 und dem Schaltelement in Axialrichtung gestellt werden. Um eine der anderen Schaltwalzen 2, 3, 5 auszuwählen, weist die Schaltvorrichtung 1 eine Auswahleinrichtung 13 auf, die einen Auswahlaktor 14 umfasst. Der Auswahlaktor 14 ist dazu ausgebildet, die Kopplungseinrichtung 12 in Axialrichtung, d.h. entlang der Drehachse 6 zu bewegen. Dabei kann der Auswahlaktor 14 entweder dazu ausgebildet sein, die Kopplungseinrichtung 12 entlang der Welle 7 oder die Welle 7 zusammen mit der Kopplungseinrichtung 12 in Axialrichtung zu bewegen.
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Durch die axiale Bewegung der Kopplungseinrichtung 12 kann diese mit der seitens der Auswahleinrichtung 13 ausgewählten Schaltwalze 2-5 gekoppelt werden. Die einzelnen Schaltwalzen 2-5 weisen dazu wenigstens eine Gasse auf, durch die die Kopplungseinrichtung 12, beispielsweise als Zahnrad oder als Stift, in Axialrichtung bewegt werden kann.
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Ausgehend von der in 1 dargestellten Situation kann die Kopplungseinrichtung 12 somit durch die Schaltwalze 3 hindurch zu der Schaltwalze 2 bewegt werden, um die Schaltwalze 2 mit der Welle 7 und somit dem Aktor 11 zu koppeln. Dadurch wird erreicht, dass grundsätzlich jede der Schaltwalzen 2-5 unabhängig von den Zuständen der anderen Schaltwalzen 2-5 mit der Welle 7 und somit mit dem Aktor 11 gekoppelt werden kann, sodass der Aktor 11 eine aktuelle Schaltstellung der Schaltwalzen 2-5 unabhängig voneinander verändern kann. Dies bietet Vorteile in Bezug auf die Flexibilität der Schaltstrategie, da letztlich die den einzelnen Schaltwalzen 2-5 zugeordneten Schaltelemente unabhängig voneinander betätigt werden können, sodass beliebige Schaltreihenfolgen realisiert werden können.
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Zum Beispiel kann jeder Schaltwalze 2-5 ein entsprechender Gang bzw. eine entsprechende Gangstufe zugeordnet sein, die somit letztlich unabhängig von den anderen Gangstufen betätigt werden können. Dazu stellt der Auswahlaktor 14 die Kopplungseinrichtung 12 in die entsprechende Kopplungsposition entlang der Drehachse 6, sodass die ausgewählte Schaltwalze 2-5 mit dem Aktor 11 gekoppelt werden kann, sodass die von dem Aktor 11 erzeugt Drehbewegung eine Veränderung der Schaltstellung der Schaltwalze 2-5 und dem ihr zugeordneten Schaltelement bewirken kann.
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2 zeigt eine Schaltvorrichtung 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Grundsätzlich werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet. Die grundsätzliche Funktion ist von der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung und von der in Bezug auf 3 beschriebenen Verbindungsvorrichtung 8 übertragbar. Die Schaltvorrichtung 1, wie in 2 gezeigt, weist wiederum einen Aktor 11 auf, der dazu ausgebildet ist, eine Welle 7, um eine Drehachse 6 zu drehen bzw. die auf der Drehachse 6 angeordnete Welle 7 zu drehen. Dabei sind wiederum Schaltwalzen 2-5, die jeweils eine beliebige Verbindungseinrichtung 8 an ihrem Außenumfang aufweisen, um die Drehachse 6 angeordnet. Diese liegen in Axialrichtung zueinander benachbart bzw. hintereinander angeordnet vor.
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Die Schaltvorrichtung 1 von 2 weist ebenfalls eine Kopplungseinrichtung 12 auf, die dazu ausgebildet ist, eine von dem Aktor 11 erzeugte Drehbewegung der Welle 7 an die Schaltwalzen 2-5 zu übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung 12 als Magnetkupplung ausgebildet, d.h., dass diese wenigstens ein Magnetelement 15 aufweist, das als einfach wirkendes oder doppeltwirkendes Magnetelement 15 ausgeführt sein kann. In der gezeigten Ausführungsvariante weist die Kopplungseinrichtung 12 zwei Magnetelemente 15 auf, die als doppelt wirkende Magnetelemente 15 ausgebildet sind, d.h., dass diese eine Magnetwirkung in beide Richtungen in Axialrichtung bewirken und so die in Axialrichtung benachbarten Schaltwalzen 2, 3 bzw. 4, 5 entsprechend der Drehbewegung der Welle 7 in eine Drehbewegung versetzen.
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Die in den 1 und 2 gezeigten Schaltvorrichtungen 1 können ferner eine Rastiereinrichtung 16 aufweisen, die eine Rastierung der Schaltwalzen 2-5 mit dem Gehäuse oder mit den übrigen Schaltwalzen 2-5 herstellen kann. Insbesondere in 2 kann durch die Auswahleinrichtung 13, insbesondere durch die Rastiereinrichtung 16, festgelegt werden, welche der Schaltwalzen 2-5 ausgewählt, d.h. mittels des Aktors 11 gestellt werden soll. In 2 sind beispielhaft Rastierelemente 17 dargestellt, die der Rastiereinrichtung 16 zugeordnet sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielhaft die Schaltwalze 5 ausgewählt, d.h., ein ihr zugeordnetes Rastierelement 17` ist geöffnet, sodass eine Drehbewegung der Schaltwalze 5 um die Drehachse 6 möglich ist. Die Schaltwalze 5 wird somit von den Magnetelementen 15 bei der Drehbewegung der Welle 7 mitbewegt, sodass durch den Aktor 11 letztlich die Schaltstellung der Schaltwalze 5 beeinflusst werden kann. Die übrigen Schaltwalzen 2, 3, 4 sind durch die Rastierelemente 17 mit dem Gehäuse der Schaltvorrichtung 1 (nicht dargestellt) gekoppelt, sodass eine Drehbewegung um die Drehachse 6 blockiert wird. Zusätzlich ist beispielhaft ein Rastierelement 18 dargestellt, das die Schaltwalzen 2, 3 miteinander rastiert. Selbstverständlich ist hierbei eine beliebige Kombination aus Rastierelementen 17, 18 möglich, sodass die einzelnen Schaltwalzen 2-5 miteinander bzw. mit dem Gehäuse rastiert werden können.
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Wenn die Auswahleinrichtung 13 eine andere Schaltwalze 2-5 auswählt, beispielsweise weil die ihr zugeordnete Gangstufe bzw. allgemein das ihr zugeordnete Schaltelement gestellt werden soll, wird die Rastiereinrichtung 16 entsprechend verändert, beispielsweise indem das geöffnet dargestellte Rastierelement 17' geschlossen und eines der übrigen Rastierelemente 17 geöffnet wird. Beispielsweise kann auch das Rastierelement 18 geöffnet werden, falls eine der Schaltwalzen 2, 3 gestellt werden soll. Durch die Magnetelemente 15 der Kopplungseinrichtung 12 wird entsprechend die freigegebene bzw. ausgewählte Schaltwalze 2-5 mit der Welle 7 mitbewegt, sodass eine entsprechende Überführung des Schaltelements in die gewünschte Schaltstellung möglich ist.
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Die in den einzelnen 1-3 gezeigten Ausführungsformen sind selbstverständlich beliebig miteinander kombinierbar. Einzelheiten, Vorteile und Merkmale, die in Bezug auf die einzelnen Ausführungsformen beschrieben wurden, sind untereinander austauschbar, miteinander kombinierbar und aufeinander übertragbar. Die Anzahl der Schaltwalzen 2 - 5 sowie die Form und die Anzahl der Verbindungseinrichtungen 8 und die durch diese bereitgestellten Nuten 9, 10 sind beliebig wählbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltvorrichtung
- 2-5
- Schaltwalze
- 6
- Drehachse
- 7
- Welle
- 8
- Verbindungseinrichtung
- 9, 10
- Nut
- 11
- Aktor
- 12
- Kopplungseinrichtung
- 13
- Auswahleinrichtung
- 14
- Auswahlaktor
- 15
- Magnetelement
- 16
- Rastiereinrichtung
- 17, 17', 18
- Rastierelement
