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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, umfassend eine auf einer Welle bewegbar angeordnete Schiebemuffe und eine bewegbar auf der Schiebemuffe angeordnete Führungshülse, wobei die Schiebemuffe auf der Welle in wenigstens zwei Schaltzustände bewegbar ist.
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Schaltvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, die eine Schiebemuffe aufweisen, die auf einer Welle bewegbar angeordnet ist, um in verschiedene Schaltzustände bewegt zu werden, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann eine Schaltvorrichtung mit einer derartigen Schiebemuffe dazu verwendet werden, zwei Komponenten einer Getriebevorrichtung miteinander zu koppeln. Dazu weist die Schiebemuffe üblicherweise eine Verzahnung auf, mit der sie in axialer Richtung auf einer der beiden Wellen bewegbar angeordnet ist und drehfest mit der Welle verbunden ist. Die Schiebemuffe kann somit in eine Schaltstellung verbracht werden, in der die Schiebemuffe beide Wellen koppelt, indem die weitere Welle ebenfalls eine zu der Verzahnung der Schiebemuffe korrespondierende Verzahnung aufweist, die im gekoppelten Zustand miteinander in Eingriff stehen.
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Bekannte Schiebemuffen weisen üblicherweise Verzahnungen auf, die eine gewisse Vorzugsrichtung der Bewegung der Schiebemuffe begünstigen. Zum Beispiel können die Verzahnungen gegenüber der Drehachse geneigte Zahnflächen aufweisen, die unter Drehzahl dazu führen, die Schiebemuffe in einer Vorzugsrichtung zu bewegen, beispielsweise die Schiebemuffe in Richtung eines definierten Schaltzustands zu bewegen, insbesondere um die Verbindung zu trennen. In einem solchen Fall muss verhindert werden, dass die Schiebemuffe unbeabsichtigt unter Drehzahl in die durch den Winkel der Zähne begünstigte Schaltstellungen bewegt wird. Hierzu wird üblicherweise der die Schiebemuffe bewegende Aktor verwendet. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass das Geschlossenhalten oder Offenhalten der Schaltvorrichtung erfordert, dass der Aktor ständig die Schiebemuffe in die geforderte Schaltstellung bewegen bzw. in dieser halten muss. Der Aktor muss daher dauerhaft bestromt werden oder ein hydraulischer oder pneumatischer Aktor muss entsprechend dauerhaft einen Betätigungsdruck erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Schaltvorrichtung anzugeben.
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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 beschrieben, betrifft die Erfindung eine Schaltvorrichtung, insbesondere eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine auf einer Welle bewegbar angeordnete Schiebemuffe umfasst. Ferner umfasst die Schaltvorrichtung eine Führungshülse, die bewegbar auf der Schiebemuffe angeordnet ist. Die Schiebemuffe kann beispielsweise durch die Führungshülse betätigt werden, wobei die Führungshülse mit ihrem Innenumfang an einem Außenumfang der Schiebemuffe anliegen kann. Der Aktor, der dazu verwendet wird, die Schiebemuffe zwischen den verschiedenen Schaltstellungen zu bewegen, kann letztlich mit der Führungshülse gekoppelt sein, um die Führungshülse zu bewegen und somit die Schiebemuffe über die Führungshülse zu verstellen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Schiebemuffe wenigstens eine Durchbrechung und die Welle wenigstens eine Aufnahme für wenigstens ein in der Durchbrechung aufgenommenes Sperrelement aufweist und die Führungshülse eine Sperrkontur für das Sperrelement bereitstellt, wobei das Sperrelement in einem Sperrzustand in der Aufnahme und der Durchbrechung angeordnet ist und die Sperrkontur ein Verlassen des Sperrelements aus der Aufnahme verhindert.
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Demnach schlägt die beschriebene Schaltvorrichtung vor, die Schiebemuffe in dem Sperrzustand durch das Sperrelement zu sperren, d.h., dass in dem Sperrzustand die Schiebemuffe in der aktuellen Position gesperrt bzw. gesichert ist. Der Sperrzustand kann dabei insbesondere in einem definierten Schaltzustand bzw. einer Schaltposition der Schiebemuffe eingenommen werden, zum Beispiel in einem Zustand, in dem die Schiebemuffe die Welle mit ein wenigstens einer weiteren Welle verbindet. Die Schiebemuffe kann ferner mit wenigstens einem Betätigungselement gekoppelt sein, sodass die einzelnen Schaltzustände der Schiebemuffe auch Betätigungszustände der Einrichtung zugeordnet sind, für die das Betätigungselement vorgesehen ist. Als Einrichtung kann beispielsweise eine Kupplungseinrichtung verstanden werden, wobei das Betätigungselement ein Betätigungskolben sein kann, der mit der Schiebemuffe gekoppelt ist.
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In dem gesperrten Zustand liegt somit das Sperrelement in der Durchbrechung in der Schiebemuffe sowie in der Aufnahme in der Welle. Die Aufnahme kann beispielsweise als Tasche oder als Sackloch oder Nut in der Welle ausgeführt sein, in der das Sperrelement, beispielsweise eine Kugel, aufgenommen werden kann. Die Aufnahme ist dabei derart ausgeführt, dass das Sperrelement nicht vollständig in der Aufnahme aufgenommen ist, sondern zumindest abschnittsweise in die Durchbrechung in der Schiebemuffe ragt, sodass die Schiebemuffe nicht axial relativ zur Welle bewegt werden kann bzw. die Bewegung der Schiebemuffe in Axialrichtung durch das Sperrelement derart begrenzt ist, wie das Sperrelement innerhalb der bzw. innerhalb der Durchbrechung bewegt werden kann. Das Sperrelement kann dabei nicht aus der Aufnahme bzw. aus der Durchbrechung heraus bewegt werden, da die Sperrkontur der Führungshülse ein Verlassen verhindert. Somit ist die Schiebemuffe in dem Sperrzustand in dem definierten Schaltzustand gesichert, da ein unbeabsichtigtes Lösen der Schiebemuffe durch das Sperrelement verhindert wird.
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Die Schiebemuffe kann dabei, wie beschrieben, auf der Welle bewegt werden. Je nachdem, wofür die Schaltvorrichtung eingesetzt wird, kann zwischen der Schiebemuffe und der Welle eine Verzahnung angeordnet sein, insbesondere dann, wenn es erforderlich ist, die Welle über die Schiebemuffe mit einem weiteren Element, beispielsweise einer weiteren Welle, drehfest zu koppeln. Es sind jedoch auch Einsatzmöglichkeiten vorgesehen, bei denen die Schiebemuffe explizit verdrehbar auf der Welle angeordnet sein soll, beispielsweise, wenn die Schiebemuffe ein Betätigungselement trägt oder mit einem solchen gekoppelt ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe wenigstens einen Anschlag, insbesondere zwei Anschläge, aufweist, welcher Anschlag dazu ausgebildet ist, die Schiebemuffe bei einer Bewegung der Führungshülse mitzuführen. Wie beschrieben, kann ein Aktor, der zur Bewegung der Schiebemuffe vorgesehen ist, an der Führungshülse angreifen, welche Führungshülse wiederum über den Anschlag mit der Schiebemuffe in Kontakt steht bzw. in Kontakt gebracht werden kann. Über den Anschlag ist es somit möglich, die Schiebemuffe mittels der Führungshülse in Axialrichtung zu bewegen. Die Führungshülse kann dabei die Schiebemuffe in Umfangsrichtung geschlossen umgreifen und beispielsweise an der Schiebemuffe entlang gleiten, bis die Führungshülse mit einem Anschlag an der Schiebemuffe in Anlage kommt. Steht die Führungshülse mit dem Anschlag in Anlage, kann die Führungshülse die Schiebemuffe bei der Bewegung der Führungshülse mitnehmen. Hierbei kann die Schiebemuffe in beiden in Axialrichtung gegenüberliegenden Richtungen bzw. Enden jeweils einen Anschlag aufweisen, sodass die Schiebemuffe in beiden Richtungen mittels der Führungshülse bewegt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann zwischen dem zuvor beschriebenen Anschlag und der Führungshülse wenigstens ein Federelement, insbesondere eine Tellerfeder oder ein Federpaket, angeordnet sein. Das Federelement ist insbesondere demjenigen Anschlag zugeordnet bzw. zwischen demjenigen Anschlag und der Führungshülse angeordnet, der der Betätigungsrichtung bzw. Kopplungsrichtung zugewandt ist. Wird die Führungshülse somit in Richtung des Anschlags bewegt, der der Betätigungsrichtung bzw. der Kopplungsrichtung zugewandt ist, stützt das Federelement den Anschlag gegen die Führungshülse ab. Hierbei kann, insbesondere bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung, das Federelement Einfedern und somit eine gewisse Relativbewegung der Führungshülse gegenüber der Schiebemuffe zulassen. Wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst, kann das Federelement zurückgestellt werden und dabei die Schiebemuffe in die zweite Schaltstellung bewegen.
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Wie beschrieben, wird die Schiebemuffe in der definierten Schaltstellung in dem Sperrzustand über das Sperrelement gehalten. Das wenigstens eine Sperrelement kann dabei als Kugel oder als Kegel oder als Walze oder als Quader oder als Polyeder oder als Pyramide ausgebildet sein. Grundsätzlich ist eine Vielzahl von verschiedenen Sperrelementen möglich. Die Aufnahme in der Welle, in der das Sperrelement aufgenommen ist, kann dabei an die Form bzw. die Art des Sperrelements angepasst sein. Die Welle kann insbesondere mehrere in Umfangsrichtung verteilt, insbesondere äquidistant verteilt, angeordnete Aufnahmen aufweisen, wobei eine entsprechende Anzahl von Sperrelementen in den Aufnahmen angeordnet ist. Hierbei weist die Schiebemuffe eine dazu korrespondierende Anzahl von Durchbrechungen auf. Dadurch kann der Sperrzustand verbessert werden, da die Schiebemuffe an mehreren Stellen in Umfangsrichtung an in Aufnahmen und Durchbrechungen angeordneten Sperrelementen anliegt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann die Sperrkontur der Führungshülse eine erste Sperrfläche und eine zweite Sperrfläche aufweisen, die auf unterschiedlichen Umfängen bzw. Radialpositionen angeordnet sind und über eine Schräge miteinander verbunden sind. In dem Sperrzustand liegt das Sperrelement dabei an einer ersten Sperrfläche der Sperrkontur an, die sich auf einer ersten Radialposition befindet. Steht die Führungshülse nicht in dem Sperrzustand, kann das Sperrelement an der zweiten Sperrfläche auf der zweiten Radialposition anliegen, die sich in radialer Richtung weiter außen befindet als die erste Radialposition. Insbesondere wird dadurch ermöglicht, dass das Sperrelement aus der Aufnahme in der Welle austreten kann und somit die Sperrung zwischen der Aufnahme in der Welle und der Durchbrechung in der Schiebemuffe aufgelöst werden kann. Wird die Schiebemuffe relativ zu der Welle in den entsperrten Zustand bewegt, kann durch eine Krafteinwirkung seitens der Durchbrechung, insbesondere eines Rands der Durchbrechung, auf das Sperrelement, das Sperrelement aus der Aufnahme bewegt werden. Die Aufnahme kann dazu an einer entsprechenden Fläche eine Steigung aufweisen, die das Herausbewegen des Sperrelements aus der Aufnahme begünstigt.
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Wird die Führungshülse von dem entsperrten Zustand in den Sperrzustand überführt, kann das Sperrelement an der Schräge zwischen der ersten und der zweiten Sperrfläche entlanggeführt werden und somit von der äußeren Radialposition auf die innere Radialposition und daher in die Aufnahme in der Welle hinein bewegt werden. Miteinander wird somit sichergestellt, dass beim Übergang von dem entsperrten Zustand in den gesperrten Zustand eine definierte Bewegung des Sperrelements von außerhalb der Aufnahme in die Aufnahme erreicht wird, wobei das Sperrelement in der Aufnahme durch die Anlage an der Sperrkontur gesichert wird.
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Wie beschrieben, sind mehrere Ausgestaltungen der Schiebemuffe bzw. der Schaltvorrichtung möglich, wobei diese in Abhängigkeit der auszuführenden Schaltaufgabe ausgewählt werden können. Gemäß einer Alternative können die Welle und die Schiebemuffe korrespondierend verzahnt sein. Dadurch kann auf der Welle insbesondere eine Außenverzahnung vorgesehen sein, die mit einer Innenverzahnung auf der Schiebemuffe korrespondiert. Dadurch kann die Schiebemuffe in Axialrichtung auf der Welle bewegt werden, ist in Drehrichtung bzw. in Umfangsrichtung jedoch fest mit der Welle verbunden. Diese Alternative eignet sich insbesondere für eine drehfeste Kopplung zweier Wellen bzw. der Welle mit einem weiteren Bauteil. Dabei kann die Schiebemuffe zur Kopplung auch eine weitere Außenverzahnung aufweisen, sodass die Schiebemuffe mit der ersten Innenverzahnung mit der Welle und mit der weiteren Außenverzahnung mit einem weiteren Bauteil gekoppelt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Alternative kann die Schiebemuffe mit einem Betätigungselement, insbesondere einem Betätigungskolben gekoppelt sein. Ferner kann die Schiebemuffe eine Verzahnung aufweisen, insbesondere eine Evolventenverzahnung oder eine Stirnverzahnung. Wie beschrieben kann über die Verzahnung eine drehfeste Verbindung der Schiebemuffe und somit der Welle mit wenigstens einer weiteren Welle oder einem anderen Bauteil einer Getriebevorrichtung hergestellt werden. Hierbei kann die Verzahnung als Evolventenverzahnung oder als Stirnverzahnung ausgeführt sein. Die Verzahnung ist somit insbesondere zusätzlich zu oder einteilig mit derjenigen Verzahnung ausgeführt, mit der die Schiebemuffe auf der Welle angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, dass zwischen der Schiebemuffe und der Welle keine Verzahnung angeordnet ist, sondern die Schiebemuffe mit einem Betätigungselement, beispielsweise einem Betätigungskolben, gekoppelt ist. Dabei ist es gegebenenfalls erforderlich, dass die Schiebemuffe in Umfangsrichtung und in Axialrichtung auf der Welle bewegbar ist, wobei in dem gesperrten Zustand durch das Sperrelement eine Kopplung zwischen Schiebemuffe und Welle in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung hergestellt wird. Die Kopplung kann dabei lediglich in Axialrichtung vorgesehen sein, beispielsweise indem die Aufnahmen in Umfangsrichtung zu einer umlaufenden Nut verbunden sind oder eine umlaufende Aufnahme vorgesehen ist.
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Dies ermöglicht insbesondere, dass das Stellelement bzw. Betätigungselement in einer Betätigungsstellung gesichert werden kann, nämlich, wie beschrieben, durch die Sicherung der Schiebemuffe an der Welle über das wenigstens eine in der Aufnahme und der Durchbrechung angeordnete und über die Sperrkontur gesicherte Sperrelement.
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Die Größe der Durchbrechung kann letztlich beliebig gewählt werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Größe der Durchbrechung an wenigstens ein Spiel angepasst sein. Wie beschrieben, ist in dem gesperrten Zustand die Bewegung der Schiebemuffe auf die Größe der Durchbrechung bzw. die Größe der Aufnahme begrenzt. Die Schiebemuffe kann sich somit lediglich so weit bewegen, wie sich das Sperrelement in der Durchbrechung bzw. in der Aufnahme bewegen kann. Zweckmäßigerweise kann diese Bewegungsfreiheit an ein Spiel der Schaltvorrichtung bzw. der Einrichtung angepasst werden, die von der Schaltvorrichtung betätigt wird.
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Die Schaltvorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, in dem Sperrzustand die Welle mit wenigstens einem verbundenen drehenden oder festen Schaltelement zu sichern oder ein Betätigungselement in einer Axialposition zu sichern. Wie beschrieben, können insbesondere zwei Wellen über die Schaltvorrichtung verbunden werden. Ebenso ist es möglich, die Welle, auf der die Schiebemuffe angeordnet ist, mit einem festen oder sich drehenden Teil zu verbinden. Ferner kann die Schiebemuffe ein Stellelement bzw. Betätigungselement aufweisen, insbesondere einen Betätigungskolben, der in einer Schaltstellung in Axialrichtung gesichert werden soll.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine zuvor beschriebene Schaltvorrichtung. Die Getriebevorrichtung umfasst dabei insbesondere die Welle, auf der die Schiebemuffe der Schaltvorrichtung gelagert ist. Ferner kann die Getriebevorrichtung wenigstens eine weitere Einrichtung aufweisen, die durch die Schaltvorrichtung betätigt wird. Dabei kann die Getriebevorrichtung zum Beispiel eine zweite Welle aufweisen, die mit der Welle verbunden werden kann, auf der die Schiebemuffe angeordnet ist. Die Getriebevorrichtung kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das mit der Welle verbunden werden soll. Ebenso ist es möglich, dass die Schaltvorrichtung einer Parksperre oder einer Betätigungseinrichtung einer Kupplungseinrichtung zugeordnet ist, bei der die Schiebemuffe insbesondere mit einem Druckkolben bzw. einem Betätigungskolben gekoppelt ist. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Schaltvorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf die Getriebevorrichtung übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung mit einer Schaltvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Explosionsdarstellung der Schaltvorrichtung von 1;
- 3 die Schaltvorrichtung von 1 in einem ersten Betätigungszustand;
- 4 die Schaltvorrichtung von 1 in einem zweiten Betätigungszustand;
- 5 die Schaltvorrichtung von 1 in einem dritten Betätigungszustand;
- 6 eine Getriebevorrichtung mit einer Schaltvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 7 eine Getriebevorrichtung mit einer Schaltvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
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1, 2 zeigen eine Getriebevorrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, die eine Schaltvorrichtung 2 umfasst. Die Getriebevorrichtung 1 weist eine Welle 3 auf, an der eine Schiebemuffe 4 in Axialrichtung bewegbar angeordnet ist und die von einer Führungshülse 5 in Umfangsrichtung umgriffen wird. Die Welle 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Aufnahmen 6 auf, in denen jeweils ein Sperrelement 7, in diesem Ausführungsbeispiel eine Kugel, aufgenommen ist. Die Anzahl der Aufnahmen 6 bzw. Sperrelemente 7 ist beliebig wählbar, insbesondere ist es vorteilhaft, wenn mehrere Sperrelemente 7 und Aufnahmen 6 über den Umfang der Welle 3 verteilt angeordnet sind, beispielsweise vier. Jedes Sperrelement 7 ist ferner in einer Durchbrechung 8 in der Schiebemuffe 4 angeordnet, wobei das Sperrelement 7 in dem in 1 gezeigten Sperrzustand mit einer Sperrkontur 9, die sich am Innenumfang der Führungshülse 5 befindet, in Anlage steht, sodass die Sperrkontur 9 ein Verlassen des Sperrelements 7 aus der Aufnahme 6 und der Durchbrechung 8 verhindert.
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Die Sperrkontur 9 weist, wie insbesondere in Bezug auf 3 bis 5 dargestellt ist, eine erste Sperrfläche 10, eine zweite Sperrfläche 11 und eine die erste mit der zweiten Sperrfläche 10, 11 verbindende Schräge 12 auf. In dem gekoppelten Zustand koppelt die Schiebemuffe 4 über eine entsprechende Innenverzahnung die Welle 3 an eine zweite Welle 13. In den Ausführungsbeispielen gemäß 6 und 7 wird die Schiebemuffe 4 für die Kopplung in einer Kupplungseinrichtung 17 bzw. einer Parksperre 18 verwendet, sodass die Schiebemuffe 4 von der in den 1-5 gezeigten Ausgestaltungen abweicht.
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Den 1-5 ist ferner entnehmbar, dass die Schiebemuffe 4 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Anschläge 14, 14' aufweist, nämlich einen Anschlag 14 in Betätigungsrichtung der Führungshülse 5 und einen Anschlag 14' in der in Axialrichtung gegenüberliegenden Richtung. Die Schaltvorrichtung 2 weist ferner ein Federelement 15 auf, das sich in Axialrichtung zwischen dem Anschlag 14 und der Führungshülse 5 befindet. Die Axialrichtung, die Umfangsrichtung und die Radialrichtung sind, wie üblich, in Bezug auf die Drehachse 16 der Schaltvorrichtung 2 definiert, d.h. eine Bewegung in Axialrichtung wird parallel zur Drehachse 16 ausgeführt.
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Nachfolgend wird die Bewegung der Schaltvorrichtung 2 zwischen den wenigstens zwei Schaltpositionen bzw. Schaltzuständen anhand der 3-5 erläutert. Die grundsätzliche Funktion der Schaltvorrichtung 2 ist dabei auf sämtliche Ausführungsformen übertragbar. Grundsätzlich zeigt 3 einen entsperrten Zustand, bei dem die Schiebemuffe 4 nicht von dem Sperrelement 7 gesperrt ist. 4 zeigt einen Übergang zwischen dem gesperrten Zustand und dem entsperrten Zustand und 5 zeigt den gesperrten Zustand, wie dieser beispielsweise auch in 1 dargestellt ist.
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Ausgehend von 3 wird sonach zum Verschieben der Schiebemuffe 4 die Führungshülse 5 in Axialrichtung bewegt, sodass sich diese von dem in Betätigungsrichtung abgewandten Anschlag 14' löst. Mit anderen Worten wird die Führungshülse 5 sonach auf den gegenüberliegenden Anschlag 14 zu in Betätigungsrichtung bewegt, sodass sich die Führungshülse 5 auf das Federelement 15 zubewegt. Hierbei liegt das Sperrelement 7 am Außenumfang der Welle 3 und der zweiten Sperrfläche 11 der Sperrkontur 9 der Führungshülse 5 an. Hierbei befindet sich das Sperrelement 7 ebenfalls in der Durchbrechung 8 in der Schiebemuffe 4 und wird somit zusammen mit der Führungshülse 5 in Betätigungsrichtung bewegt.
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Dabei kommt das Sperrelement 7 sowohl in Anlage mit der Schräge 12 als auch mit dem Rand der Durchbrechung 8, sodass die Schiebemuffe 4 zusammen mit der Führungshülse 5 in Axialrichtung bzw. in Betätigungsrichtung bewegt wird. Diese Situation ist in 4 dargestellt, wobei das Sperrelement 7 noch nicht in der Aufnahme 6 in der Welle 3 angeordnet ist, sondern die Bewegung der Führungshülse 5 durch Anlage an der Schräge 12 auf den Rand der Durchbrechung 8 der Schiebemuffe 4 überträgt. Anschließend gelangt das Sperrelement 7 in die Aufnahme 6 und liegt dadurch an der ersten Sperrfläche 10 der Sperrkontur 9 der Führungshülse 5 an. Die Führungshülse 5 kann weiterbewegt werden, sodass diese über das Federelement 15 den Anschlag 14 und somit die Schiebemuffe 4 weiterbewegt.
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In 5 ist der gesperrte Zustand dargestellt, bei dem die Schiebemuffe 4 in diesem Ausführungsbeispiel die Welle 3 mit der Welle 13 koppelt, nämlich über eine entsprechende Innenverzahnung. Der in 5 dargestellte Schaltzustand kann nicht selbsttätig gelöst werden, da eine Bewegung der Schiebemuffe 4 entgegen der Betätigungsrichtung, d.h. in der gezeigten Darstellung nach rechts von dem Sperrelement 7 blockiert ist. Wird von der Durchbrechung 8 eine Kraft auf das Sperrelement 7 bewirkt, kann das Sperrelement 7 nicht aus der Aufnahme 6 bewegt werden, da dies von der Sperrkontur 9, insbesondere der ersten Sperrfläche 10 blockiert ist. Der in 5 gezeigte Sperrzustand sichert somit die Schiebemuffe 4 in dem vorliegenden Schaltzustand.
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Soll die Schiebemuffe 4 wieder gelöst werden, wird die Führungshülse 5 entgegen der Betätigungsrichtung bewegt, das heißt in der gezeigten Darstellung von 5 auf den Anschlag 14' zu nach rechts, sodass das Sperrelement 7 über die Schräge 12 von der ersten Sperrfläche 10 auf die zweite Sperrfläche 11 bewegt werden kann und somit zusammen mit der Schiebemuffe 4 am Rand der Aufnahme 6 aus der Aufnahme 6 bewegt werden kann. Entsprechend kann die Schaltvorrichtung 2 ausgehend von 5 über den Zustand, der in 4 gezeigt ist, wieder in den entsperrten Zustand, der in 3 gezeigt ist, übergehen. Ersichtlich liegen hierbei die beiden Sperrflächen 10, 11 der Sperrkontur 9 auf unterschiedlichen Radialpositionen bezogen auf die Drehachse 16.
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In dem in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung 2 der Getriebevorrichtung 1 dafür vorgesehen, die Welle 3 mit der Welle 13 drehfest zu koppeln. In den Ausführungsformen nach 6, 7 ist die Schaltvorrichtung 2 anderen Betätigungseinrichtungen zugeordnet, nämlich einer Kupplungseinrichtung 17 in 6 und einer Parksperre 18 in 7.
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6 zeigt somit grundsätzlich die gleiche Schaltvorrichtung 2, wie die vorhergehenden 1-5, wobei zwischen der Schiebemuffe 4 und der Eingangswelle 3 in diesem Ausführungsbeispiel keine Verzahnung notwendig ist, sondern die Schiebemuffe 4 frei auf der Welle 3 bewegt werden kann. Hierzu ist insbesondere die Aufnahme 6 in Umfangsrichtung umlaufend in der Welle 3 vorgesehen, sodass die Sperrelemente 7 in der Aufnahme 6 in Umfangsrichtung abwälzen können. Die schematisch dargestellte Kupplungseinrichtung 17 stellt zum Beispiel eine Lamellenkupplung dar, die einen Innenlamellenträger 19, einen Außenlamellenträger 20 und damit verbundene Innenlamellen 21 und Außenlamellen 22 aufweist.
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Die Schiebemuffe 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Betätigungselement 23 gekoppelt, nämlich einem Betätigungskolben. In der in 6 dargestellten Situation sichert die Schaltvorrichtung 2 die Schiebemuffe 4 somit in der geöffneten Stellung der Kupplungseinrichtung 17, sodass verhindert wird, dass das Betätigungselement 23 das aus den Innenlamellen 21 und den Außenlamellen 22 bestehende Lamellenpaket kontaktiert und somit unbeabsichtigt die Kupplungseinrichtung 17 schließt. Alternativ ist es ebenso möglich, dass die geschlossene Stellung als derjenige Schaltzustand eingerichtet werden kann, der durch die Schaltvorrichtung 2 gehalten wird. Die grundsätzliche Bewegung der Schiebemuffe 4 und somit des Betätigungselements 23 ist von der vorhergehenden Beschreibung übertragbar bzw. entsprechend auf den geschlossenen Zustand umkehrbar.
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7 zeigt die Anwendung der Schaltvorrichtung 2 in einer Parksperre 18, wobei die Schiebemuffe 4 hierbei wiederum eine Verzahnung aufweist, die die Schiebemuffe 4 drehfest mit der Welle 3 koppelt. An der Schiebemuffe 4 ist wiederum ein Betätigungselement 23 vorgesehen, das eine drehfeste Kopplung der Welle 3 mit einem Gehäuse 24 der Parksperre 18 erlaubt. Hierbei kann die Kopplung zwischen dem Betätigungselement 23 und dem Gehäuse 24 letztlich beliebig ausgeführt werden, beispielsweise in Form einer Klaue oder Verzahnung.
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Ebenso ist es möglich, die eingelegte oder die ausgelegte Stellung zu sichern. Beispielsweise könnte die Schiebemuffe 4 aus der in 7 gezeigten Situation nach links bewegt werden, um eine Verzahnung des Betätigungselements 23 von einer Verzahnung an dem Gehäuse 24 zu lösen. In diesem Zustand würde 7 den eingelegten zwischen der Parksperre 18 zeigen, der durch die Schaltvorrichtung 2 gesichert wird. Ebenso ist es möglich, dass das Betätigungselement 23 eine Stirnverzahnung aufweist, die mit dem Gehäuse 24 der Parksperre 18 gekoppelt werden könnte. In diesem Fall würde 7 die ausgelegte Stellung zeigen, aus der die Schiebemuffe 4 in der gezeigten Darstellung nach rechts, das heißt auf das Gehäuse 24 der Parksperre 18 zu, bewegt werden müsste, um die Stirnverzahnung in Eingriff zu bringen und die Parksperre 18 somit zu stießen.
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Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind untereinander austauschbar, aufeinander übertragbar und miteinander kombinierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
- Schaltvorrichtung
- 3
- Welle
- 4
- Schiebemuffe
- 5
- Führungshülse
- 6
- Aufnahme
- 7
- Sperrelement
- 8
- Durchbrechung
- 9
- Sperrkontur
- 10, 11
- Sperrfläche
- 12
- Schräge
- 13
- Welle
- 14
- Anschlag
- 15
- Federelement
- 16
- Drehachse
- 17
- Kupplungseinrichtung
- 18
- Parksperre
- 19
- Innenlamellenträger
- 20
- Außenlamellenträger
- 21
- Innenlamelle
- 22
- Außenlamelle
- 23
- Betätigungselement
- 24
- Gehäuse
