DE19920440C2 - Schaltwalzen-betätigtes Kraftfahrzeug-Stufengetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Stufen­ getriebe, mit einer Mehrzahl von Radsätzen entsprechend einer Mehrzahl von Gängen und mit drehbaren Schaltwalzen, die Um­ fangsnuten aufweisen, in denen jeweils ein translatorisch ver­ schiebbares Führungselement geführt ist, das mit Schaltelemen­ ten zum Ein- bzw. Auslegen eines jeweiligen Ganges gekoppelt ist, wobei ein Gangwechsel von einem Gang zu einem übernächsten Gang erfolgen kann, ohne den dazwischen liegenden Gang einlegen zu müssen.

Auch bei Stufengetrieben, die im Gegensatz zu herkömmlichen Au­ tomatikgetrieben in der Regel in Vorgelegebauweise ausgeführt sind, besteht in den letzten Jahren die Tendenz, die Schaltvor­ gänge zu automatisieren.

Das Ein- und Auslegen eines Ganges bei einem solchen Stufenge­ triebe erfolgt durch axiales Versetzen eines Schaltelementes wie einer Schaltmuffe, wobei eine Schaltmuffe einem oder zwei Gängen zugeordnet sein kann.

Zum Betätigen der Mehrzahl von Schaltmuffen unterscheidet man zwischen dezentralen Betätigungssystemen, bei denen jeder Schaltmuffe eine separate Aktuatorik zugeordnet ist, und zen­ tralen Betätigungssystemen.

Bei den dezentralen Betätigungssystemen besteht insbesondere dann, wenn als Antriebsmittel Elektromotoren eingesetzt werden sollen, der Nachteil, daß neben der Umsetzung einer Dreh- in eine Translationsbewegung und der hierzu notwendigen Wegsteue­ rung zusätzlich noch eine aufwendige und schnelle Kraftregelung am Synchronpunkt notwendig ist. Ferner ist bei solchen dezen­ tralen Betätigungssystemen eine komplexe elektronische Absiche­ rung erforderlich, um zu verhindern, daß zwei Gänge gleichzei­ tig eingelegt werden.

Ein Beispiel für ein zentrales Betätigungssystem ist die oben genannte Schaltwalze. Die Schaltwalze weist eine Umfangsnut auf, in der ein Führungselement gelagert ist. Der Verlauf der Umfangsnut ist so, daß bei einer Drehung der Schaltwalze das Führungselement translatorisch versetzt wird und damit bspw. eine Schaltmuffe betätigt werden kann. Die Schaltwalze ist also ein Rotations-Translationswandler. Die Umfangsnut muß nicht vollständig um die Schaltwalze herum laufen; sie kann im we­ sentlichen in einer Ebene senkrecht zur Schaltwalzenachse oder schräg hierzu verlaufen.

Dabei ist auf einer einzigen Schaltwalze gewöhnlich für jede Schaltmuffe eine eigene Umfangsnut vorgesehen. Ein solches Stu­ fengetriebe ist beispielsweise aus DE 195 43 645 A1 bekannt. Die Umfangsnuten sind relativ zueinander so ausgeformt, daß das Stufengetriebe nur sequentiell geschaltet werden kann. Eine se­ quentielle Schaltweise ist für den überwiegenden Teil des Fahr­ betriebes hinreichend. Nachteilig ist hingegen, daß eine über­ schneidende Betätigung von Schaltmuffen bei Gangwechseln auf­ grund der starren mechanischen Zuordnung der Umfangsnuten zu­ einander nicht zu bewältigen ist. Gravierender noch ist der Nachteil, daß bei einem sequentiell schaltenden Stufengetriebe Zugrückschaltungen über mehrere Gänge nach der Art eines "Kick­ downs" eine relativ lange Zeit benötigen. Beim Überspringen ei­ nes Ganges, bspw. vom vierten in den zweiten Gang vor einem Überholmanöver, wird zwangsläufig zwischendurch der dritte Gang eingeschaltet.

Zur Lösung dieses Problems wird in der DE 195 16 651 A1 vorge­ schlagen, das Führungselement in radialer Richtung verstellbar auszugestalten. Bei den genannten Zugrückschaltungen kann daher das Führungselement aus der Führungsnut herausgehoben werden, die Schaltwalze anschließend um den entsprechenden Betrag ge­ dreht und das Führungselement anschließend wieder in die Füh­ rungsnut hineingeführt werden, um darauffolgend den geeigneten Gang zu schalten. Eine solche radiale Verstellbarkeit des Führungselementes ist jedoch konstruktiv vergleichsweise aufwendig zu realisieren und störanfällig.

Aus der DE 195 43 645 A1 ist ferner eine Schaltwalze zum Schal­ ten von Fahrzeuggetrieben bekannt, wobei die Schaltwalze axial verschieblich gelagert ist und an beiden Stirnseiten mit Feder­ einrichtungen versehen ist. Die Führungsnuten sind abschnitts­ weise verbreitert, so daß bei Axialbewegungen der Schaltwalze die Schaltelemente, die nicht zur Betätigung vorgesehen sind, in Neutralstellung verbleiben. Hierdurch ist es möglich, daß Gänge "übersprungen" werden können. Auch diese Lösung ist kon­ struktiv vergleichsweise aufwendig und anfällig.

In beiden Lösungen des Standes der Technik muß die Schaltwalze jeweils um einen größeren Winkel gedreht werden, um Gänge zu überspringen, wodurch die Schaltzeit bei Zugrückschaltungen sy­ stembedingt vergleichsweise lang ist, auch wenn zwischendurch bei diesen Lösungen der dazwischenliegende Gang nicht eingelegt wird.

Ferner ist aus der US 5,503,039 A ein mehrstufiges synchroni­ siertes Vorgelegegetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die jeweils einem Schaltpaket benachbart zugeordneten Gänge nicht aufeinanderfolgende Gänge sind und bei dem jedem Schalt­ paket eine Betätigungseinrichtung sowie Synchronisierungs­ einrichtungen zugeordnet sind. Dabei lassen sich die Betäti­ gungseinrichtungen für überlappende Schaltvorgänge unabhängig voneinander steuern, wobei für die Betätigungseinrichtungen Elektromotoren mit räumlichen Kurvengetrieben vorgeschlagen werden. Auch hier stellen sich - wie eingangs ausgeführt - die bei dezentralen Betätigungssystemen üblichen Probleme.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik ist es die Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug-Stufenge­ triebe anzugeben, daß bei einfachem und verläßlichem konstruk­ tivem Aufbau ohne komplexe elektronische Absicherungen zumin­ dest bestimmte Zurückschaltungen in kurzer Zeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein schaltwalzenbetä­ tigtes Kraftfahrzeug-Stufengetriebe gemäß Anspruch 1 gelöst.

Durch den Gedanken, zwei Schaltwalzen, oder ggf. noch mehr Schaltwalzen vorzusehen, und bei geeigneter Anordnung der Gänge ist es möglich, zumindest einige Gangwechsel unter Überspringen von einem oder mehreren Gängen in kürzestmöglicher Zeit durch­ zuführen. Dabei kann jede der Schaltwalzen in an sich herkömm­ licher Weise ausgeführt sein; es ist mit anderen Worten nicht notwendig, die Führungselemente radial beweglich auszubilden, und die Schaltwalzen können axial unverschieblich ausgebildet sein. Daher ist das erfindungsgemäße Betätigungssystem für das Stufengetriebe mit zwei Schaltwalzen konstruktiv insgesamt ver­ gleichsweise einfach und damit wenig anfällig ausführbar.

Durch die rein mechanischen Sperrmittel lassen sich komplexe elektronische Gangabsicherungen vermeiden.

Bei geeigneter Konturierung der Kurvenscheiben bzw. Umfangsnu­ ten läßt sich so auf vergleichsweise einfache und doch beson­ ders sichere Weise verhindern, daß zwei Gänge gleichzeitig ein­ gelegt werden, andererseits läßt sich ein Überschneiden des Ein- und Auslegens von zwei Gängen ermöglichen.

Unter einer Schaltwalze sollen im vorliegenden Zusammenhang so­ wohl klassische Schaltwalzen als auch generell jede Art von Ro­ tations-Translations-Wandler verstanden werden. Ferner versteht sich, daß eine Schaltwalze anstelle einer Umfangsnut genauso eine Umfangsschiene aufweisen kann, wobei das Führungselement dann bspw. gabelartig ausgebildet ist und die umfänglich vor­ stehende Schiene umgreift.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die erste Schaltwalze sämtli­ chen ungeraden Gängen und die weitere Schaltwalze sämtlichen geraden Gängen zugeordnet ist (oder umgekehrt, je nach Bezeich­ nungsweise).

Bei der Ausführungsform ist es möglich, sämtliche einfachen Gangwechsel (z. B. von 1 nach 2 oder von 3 nach 4) unter zeitli­ cher Überschneidung, also bei geringstmöglichen Schaltnebenzei­ ten durchzuführen; ferner können sämtliche Doppel-Hoch­ schaltungen und Doppel-Rückschaltungen (z. B. von 3 nach 5 oder von 4 nach 2) in kürzestmöglicher Zeit durchgeführt werden.

Es ist ferner von Vorzug, wenn die erste und die weitere Schaltwalze parallel zueinander angeordnet sind.

Hierdurch ergibt sich eine in axialer Bewegung kompakte Bauwei­ se. Ferner ist der Antrieb der zwei Schaltwalzen konstruktiv vergleichsweise einfach zu realisieren.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, die erste und die weite­ re Schaltwalze axial hintereinanderliegend anzuordnen.

Diese Möglichkeit kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die axiale Baulänge des Getriebes keine so große Rolle spielt, das Getriebe hingegen radial kompakt ausgebildet werden soll.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede der Schaltwalzen durch einen separaten Elektromotor angetrieben.

Elektromotoren sind im Gegensatz zu hydraulischen Stellgliedern vergleichsweise kostengünstig und ermöglichen eine feinfühlige Steuerung. Ferner ist von Vorteil, daß die rotatorische Ab­ triebsbewegung der Elektromotoren für den Antrieb einer Schalt­ walze besonders geeignet ist.

Dabei ist besonders bevorzugt, wenn die zwei Elektromotoren in einem einzelnen Gehäuse untergebracht sind.

Hierdurch können die Anschlüsse für die Spannungsversorgung und die notwendigen Abdichtungen etc. optimiert werden.

Ferner ist es von Vorzug, wenn zwischen den Schaltwalzen und den Elektromotoren jeweils ein Stirnradgetriebe geschaltet ist.

Durch das Anordnen eines Getriebes zwischen Schaltwalze und Elektromotor läßt sich eine beliebige Übersetzung einstellen, insbesondere das Drehmoment der Motoren erhöhen. Die Stirnrad­ anordnung ermöglicht bei vergleichsweise geringem axialem Bau­ raum einerseits hohe Übersetzungsverhältnisse und andererseits, daß die Antriebsmotoren auf konstruktiv vergleichsweise einfa­ che Weise in einer baulichen Einheit zusammengefaßt werden kön­ nen.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Sperrglied Laufräder aufweist, die auf den Kurvenscheiben abrollen.

Hierdurch kann die Reibung und somit der Verschleiß niedrig ge­ halten werden.

Von besonderem Vorzug ist es ferner, wenn das Sperrglied radial an den Kurvenscheiben angreift.

Hierdurch ist eine Anordnung des Sperrgliedes zwischen den zwei Schaltwalzen möglich, so daß vergleichsweise wenig Bauraum für die Sperrmittel notwendig ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Schaltwalzen jeweils im Bereich einer ihrer Stirnseiten ange­ trieben und im Bereich der jeweiligen anderen Stirnseite mit den Sperrmitteln versehen sind.

Hierdurch ist bei effizienter axialer Raumausnutzung eine funk­ tionale Trennung zwischen Antrieb einerseits und Sperrmitteln andererseits erzielbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Betätigungssy­ stems mit zwei Schaltwalzen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Stufengetriebes;

Fig. 2 eine Abwicklung der Umfangsnuten der zwei in Fig. 1 gezeigten Schaltwalzen;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der zwei Schaltwal­ zen mit einer Ausführungsform von mechanischen Sperrmitteln;

Fig. 4 eine ähnliche Seitenansicht wie Fig. 3, jedoch mit einer alternativen Ausführungsform von Sperrmitteln;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf zwei Schaltwalzen mit einer weiteren Ausführungsform von Sperrmitteln;

Fig. 6 eine Draufsicht auf zwei Schaltwalzen mit einer wei­ teren Ausführungsform von Sperrmitteln; und

Fig. 7 eine Ausführungsform mit zwei axial ausgerichteten Schaltwalzen mit einer weiteren Ausführungsform von Sperrmitteln.

In Fig. 1 ist in schematischer Schnittdarstellung ein Betäti­ gungssystem für ein erfindungsgemäßes Kraftahrzeug-Stufenge­ triebe 10 generell bei 11 gezeigt.

Das Stufengetriebe 10 umfaßt sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und ist, was in Fig. 1 nicht näher dargestellt ist, in an sich bekannter Vorgelegebauweise ausgeführt.

Das Stufengetriebe 10 umfaßt eine Mehrzahl von Radsätzen mit jeweiligen Festrädern und Losrädern, wobei die Losräder in an sich bekannter Weise mittels synchronisierter Schaltkupplungen mit der jeweiligen Welle verbindbar sind. Die synchronisierten Schaltkupplungen werden betätigt durch axiales Versetzen von Schaltelementen wie beispielsweise Schaltmuffen.

Die Schaltmuffen werden durch das in Fig. 1 dargestellte Betä­ tigungssystem 11 bewegt, und zwar mittels einer Schaltgabel 12 für die Gänge 3, 5, einer Schaltgabel 14 für die Gänge 1, R, einer Schaltgabel 16 für den zweiten Gang und einer Schaltgabel 18 für die Gänge 4, 6.

Die Schaltgabeln 12 bis 18 sind, was in Fig. 1 schematisch an­ gedeutet ist, an jeweiligen Schienen 20, 22 axial verschieblich gelagert.

Das Betätigungssystem 11 umfaßt zwei parallel angeordnete Schaltwalzen 24, 26 mit jeweiligen Drehachsen 25, 27.

Die Schaltwalze 24 ist mit zwei axial versetzt angeordneten Um­ fangsnuten 28, 30 versehen. Die Schaltwalze 26 ist mit zwei weiteren Umfangsnuten 32, 34 versehen, die ebenfalls axial ver­ setzt angeordnet sind.

Die Schaltgabeln 12 bis 18 sind jeweils gekoppelt mit Führungs­ elementen 36 bis 42, die mit den Umfangsnuten 28 bis 34 zusam­ menwirken. Die Kopplung erfolgt dabei derart, daß eine Rotati­ onsbewegung der Schaltwalzen 24, 26 um die jeweiligen Drehach­ sen 25, 27 zu einer koordinierten Translationsbewegung der Füh­ rungselemente 36 bis 42 führt. Durch Verdrehen der Schaltwalzen 24, 26 können folglich die Gänge 1 bis 6 und R ein- bzw. ausge­ legt werden.

Die Schaltwalzen 24, 26 werden angetrieben von jeweils einem eigenen Elektromotor 44 bzw. 46. Die Elektromotoren 44, 46 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 48 aufgenommen und mit einer Steu­ ereinrichtung 50 verbunden, die die Drehrichtung und den Dreh­ betrag der Elektromotoren 44, 46 vorgibt.

Zwischen den Motoren 44, 46 und den jeweiligen Schaltwalzen 24 bzw. 26 sind Stirnradgetriebe 52, 54 angeordnet, die dazu die­ nen, das von den Elektromotoren 44, 46 abgegebene Drehmoment zu erhöhen.

Das Stirnradgetriebe 52 zwischen dem Elektromotor 44 und der Schaltwalze 24 umfaßt ein stirnseitig an der Schaltwalze 24 vorgesehenes Stirnrad 56 und eine Zwischenwelle 60, an der zwei nicht näher dargestellte Festräder festgelegt sind, von denen eines mit dem Stirnrad 56 kämmt. Das andere Festrad der Zwi­ schenwelle 60 kämmt mit einem an der Abtriebswelle des Motors 44 vorgesehenen Rad.

In analoger Weise umfaßt das Stirnradgetriebe 54, das zwischen den Elektromotor 46 und die Schaltwalze 26 geschaltet ist, ein Stirnrad 58 und eine Zwischenwelle 62.

An den jeweiligen anderen Stirnseiten der Schaltwalzen 24, 26 sind Kurvenscheiben 64, 66 vorgesehen.

Die Kurvenscheiben 64, 66 weisen in radialer Richtung eine be­ stimmte Umfangskontur auf. Zwischen den zwei Kurvenscheiben 64, 66 ist ein Sperrglied in Form eines Stiftes 68 quer zur Axial­ erstreckung der Schaltwalzen 24, 26 verschieblich gelagert, und zwar in einer Lagerplatte 70.

Der Stift 68 befindet sich dabei sowohl in Anlage an der Kur­ venscheibe 64 als auch der Kurvenscheibe 66, wobei ein gewisses Spiel vorhanden sein kann. Die radiale Außenkontur der Kurven­ scheiben 64, 66 ist dabei so, daß von den Schaltwalzen 24, 26 nicht zwei Gänge gleichzeitig eingelegt werden können. Die Ele­ mente 64, 66, 68, 70 bilden daher gemeinsam Sperrmittel zum Verhindern des Einlegens von zwei Gängen.

In Fig. 2 ist eine Abwicklung der Umfangsnuten 28 bis 34 sche­ matisch dargestellt.

Die Umfangsnuten 28, 30 der Schaltwalze 24 umfassen sieben Schaltpositionen I bis VII. Die Umfangsnuten 32, 34 der Schalt­ walze 26 umfassen fünf Schaltpositionen i bis v.

Die Umfangsnut 28 ist so konfiguriert, daß in der Schaltposi­ tion I der fünfte Gang eingelegt ist, in der Schaltposition III der dritte Gang und in allen anderen Stellungen weder der drit­ te noch der fünfte Gang geschaltet ist, sich die Schaltgabel 12 also in der neutralen Position befindet.

Die Umfangsnut 30 ist so konfiguriert, daß in der Schaltposi­ tion V der erste Gang und in der Schaltposition VII der Rück­ wärtsgang eingelegt ist; in allen anderen Positionen befindet sich die Schaltgabel 14 in der neutralen Position.

Die Umfangsnut 32 der Schaltwalze 26 ist so konfiguriert, daß in der Schaltposition i der zweite Gang eingelegt ist; in allen anderen Schaltpositionen befindet sich die Schaltgabel 16 in der neutralen Position. Die Umfangsnut 34 ist so konfiguriert, daß in der Schaltposition iii der vierte Gang eingelegt ist und in der Schaltposition v der sechste Gang. In allen anderen Schaltpositionen befindet sich die Schaltgabel 18 in der neu­ tralen Position.

Im Leerlauf des Stufengetriebes 10 befinden sich zumindest bei stehendem Fahrzeug die Führungselemente 36, 38 der Schaltgabeln 12 bzw. 14 üblicherweise in der Schaltposition VI und die Füh­ rungselemente 40, 42 der Schaltgabeln 16, 18 befinden sich in der Schaltposition ii.

Beim Schalten in den ersten Gang wird lediglich die Schaltwalze 24 bewegt, so daß die Führungselemente 36, 38 in die Schaltpo­ sition V gelangen. Beim Schalten vom ersten in den zweiten Gang wird die Schaltwalze 24 in die Schaltposition IV bewegt und die Schaltwalze 26 in die Schaltposition i. Beim Schalten vom zwei­ ten in den dritten Gang wird die Schaltwalze 26 wieder in die Schaltposition ii zurückbewegt und die Schaltwalze 24 wird wei­ ter gedreht in Schaltposition III. Die weiteren Gangwechsel beim Hochschalten und Herunterschalten um jeweils einen Gang erfolgen analog.

Im Gegensatz zu herkömmlichen sequentiellen Getrieben mit nur einer Schaltwalze ist es jedoch bspw. auch möglich, vom vierten direkt in den zweiten Gang herunterzuschalten, ohne zwischen­ zeitlich den dritten Gang einzulegen. Im vierten Gang befindet sich die Schaltwalze 24 in der Position II und die Schaltwalze 26 in der Position iii. Zum Schalten in den zweiten Gang wird nunmehr die Schaltwalze 24 nicht bewegt, und die Schaltwalze 26 wird von der Position iii über die Position ii in die Position i bewegt. Entsprechend können weitere Doppelhochschaltungen und Doppelherunterschaltungen durchgeführt werden, bspw. vom drit­ ten in den fünften Gang, vom vierten in den sechsten Gang etc.

Dies wird möglich durch die Verteilung der Gänge auf die Schaltwalzen 24 und 26. So sind alle ungeraden Gänge 1, 3, 5 der Schaltwalze 24 zugeordnet, alle geraden Gänge 2, 4, 6 der Schaltwalze 26.

Die Führungselemente 36 bis 42 können gebildet sein durch Gleitsteine oder durch Wälzlager. Die Schaltgabeln 12 bis 18 können statt axial beweglich auch schwenkend gelagert sein. Die Schaltwalzen 24, 26 können als Blechbiegeteile ausgeführt wer­ den, wobei die Umfangsnuten 28 bis 34 eingeprägt sein können. Anstelle der Stirnradgetriebe 52, 54 sind andere Drehmoment­ wandler wie z. B. Schneckengetriebe oder Planetengetriebe gleichfalls denkbar. Die Kurvenscheiben 64, 66 können bspw. als kostengünstige Stanzteile ausgeführt sein. Ferner ist erkenn­ bar, daß zum Schalten des Rückwärtsganges die Schaltwalze 24 aus der Leerlauf-Schaltposition VI um nur eine weitere Position in die Schaltposition VII verdreht werden muß. Daher ist auch beim Schalten in den Rückwärtsgang eine kurze Schaltzeit er­ zielbar.

Durch die Steuereinrichtung 50 können die Schaltwalzen 24 und 26 - abgesehen von der gegenseitigen Sperrung - unabhängig von­ einander betrieben und gesteuert werden. Dabei werden die Schaltvorgänge so gesteuert, daß eine überschneidende Betäti­ gung der Schaltkupplungen mittels der Schaltgabeln 12 bis 18 stattfindet. Hierdurch werden die Schaltnebenzeiten verringert. Die Kurvenscheiben 64, 66 können mit den Schaltwalzen 24, 26 kraft- oder formschlüssig verbunden oder einstückig hiermit ausgeführt sein und sind hierfür entsprechend konturiert.

In Fig. 3 ist das Betätigungssystem 11 in einer Seitenansicht dargestellt.

Der Umfang der Kurvenscheiben 64, 66 ist in Winkelbereichen, die den Schaltpositionen von einem der Gänge entsprechen, also I, III, V, VII, i, iii, v mit einem größeren Radius versehen als in den Winkelbereichen entsprechend den neutralen Schaltpo­ sitionen II, IV, VI, ii, iv.

Mit anderen Worten umfassen die Kurvenscheiben 64, 66 radial vorstehende Winkelbereiche 72, die den Schaltpostionen I, III, V, VII, i, iii, v entsprechen, und radial zurückversetzte Win­ kelbereiche 74, die den neutralen Schaltpositionen II, IV, VI, ii, iv entsprechen.

In Fig. 3 bspw. befindet sich die Schaltwalze 24 in der neutra­ len Schaltstellung VI und die weitere Schaltwalze 26 befindet sich in der dem vierten Gang entsprechenden Schaltposition iii. Es läßt sich erkennen, daß der Stift 68 eine solche Länge be­ sitzt, daß bei unveränderter Drehstellung der Schaltwalze 26 die Schaltwalze 24 weder in die Schaltposition V für den ersten Gang noch in die Schaltposition VII für den Rückwärtsgang ge­ dreht werden kann. Eine Drehung der Walze 24 innerhalb der Win­ kelpositionen, bei denen noch kein Formschluß im Schaltelement hergestellt ist, wird jedoch ermöglicht.

Hierdurch wird somit auf effektive Weise verhindert, daß mit dem Betätigungssystem 11 zwei Gänge gleichzeitig eingelegt wer­ den.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen alternative Betätigungssysteme 11a bis 11d, bei denen die Sperrmittel zum Verhindern des gleichzeiti­ gen Einlegens von zwei Gängen jeweils unterschiedlich ausgebil­ det sind; soweit nichts anderes erwähnt ist, entsprechen diese Betätigungssysteme 11a bis 11d dem Betätigungssystem 11 der Fig. 1 bis 3.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Betätigungssystem 11a ist das Sperrglied 68 in Form eines Stiftes ersetzt durch ein Sperr­ glied 68a in Form eines an einer Hebelachse 80 angelenkten He­ bels. Der Hebel 68a ist an seinen Hebelenden jeweils mit einer Laufrolle 82 versehen. Die Laufrollen 82 rollen auf dem Außen­ umfang der Kurvenscheiben 64a, 66a ab. In der Darstellung der Fig. 4 ist der erste Gang eingelegt, die Schaltwalze 24 befin­ det sich also in der Schaltstellung V. Entsprechend befindet sich die Schaltwalze 26 in der neutralen Schaltstellung ii. Man erkennt, daß der Hebel 68a wirksam verhindert, daß die Schalt­ walze 26 in eine der Schaltstellungen i oder iii verdreht wird, während die Schaltwalze 24 in der Schaltstellung V des ersten Ganges ist.

In Fig. 5 ist ein weiteres Betätigungssystem 11b gezeigt, bei dem gleichfalls ein Sperrglied in Form eines Hebels 68b vorge­ sehen ist. Die Kurvenscheiben 64b, 66b sind jedoch nicht an ih­ rem Außenumfang konturiert sondern an ihrer freien Stirnfläche. Entsprechend sind an den Enden des Hebels 68b Laufrollen 82b vorgesehen, die in einem Bereich zwischen Mitte und Außenumfang an den Stirnseiten der Kurvenscheiben 64b, 66b abrollen.

In Fig. 6 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Betätigungssystems 11c gezeigt.

Bei dem Betätigungssystem 11c sind die Schaltwalzen 24c und 26c nicht mit Kurvenscheiben sondern, mit zwei zusätzlichen Umfangs­ nuten 84c, 86c versehen, in denen Laufrollen 82c eines Hebels 68c abrollen. Bei dieser Ausführungsform sind folglich keine separaten Kurvenscheiben notwendig.

Fig. 7 zeigt schließlich ein Betätigungssystem 11d, bei dem die zwei Schaltwalzen 24d, 26d nicht parallel zueinander ausgerich­ tet sind sondern axial hintereinanderliegend, so daß deren Drehachsen 25d, 27d zusammenfallen.

Bei dieser Ausführungsform ist als Sperrglied wiederum ein Zy­ linderstift 68d vorgesehen, der in einer Lagerplatte 70d paral­ lel zur Achsenrichtung verschieblich gelagert ist. Die Schalt­ walzen 24d, 26d sind mit Kurvenscheiben 64d, 66d versehen, die an ihren freien, gegenüberliegenden Stirnseiten so konturiert sind, daß der Zylinderstift 68d nur dann zwischen die Kurven­ scheiben 64d, 66d paßt, wenn mindestens eine der Schaltwalzen 24d, 26d in einer neutralen Schaltstellung steht.

Bei sämtlichen Ausführungsformen sind die Mittel zum Verhindern des gleichzeitigen Einlegens von zwei Gängen so ausgeführt, daß nur eine Schaltwalze in einer Gangstellung stehen kann. Dabei ist ein Überschneiden des Ein- und Auslegens von zwei Gängen möglich, das gleichzeitige Einlegen von zwei Gängen wird jedoch verhindert. Diese Art der Gangabsicherung ist rein mechanisch, so daß eine Elektronikkomponente für die Koordination der bei­ den Motoren nicht erforderlich ist. Die möglichen Positionsab­ weichungen der beiden Motoren 44, 46 können durch das vorgese­ hene Spiel zwischen dem Sperrglied 68 und den Kurvenscheiben 64, 66 ausgeglichen werden.

Claims (10)

1. Schaltwalzen-betätigtes Kraftfahrzeug-Stufengetriebe, mit einer Mehrzahl von Radsätzen entsprechend wenigstens zwei ungeraden oder zwei geraden Gängen sowie dem jeweils da­ zwischen liegenden geraden bzw. ungeraden Gang, mit einer ersten rotatorisch angetriebenen Schaltwalze (24), die we­ nigstens eine Umfangsnut (28, 30) aufweist, in der jeweils ein translatorisch verschiebbares Führungselement (36, 38) geführt ist, das mit axial verschiebbaren Schaltelementen (12, 14) zum Ein- und Auslegen eines jeweiligen Ganges ge­ koppelt ist, mit einer weiteren, separat drehbar angetrie­ benen Schaltwalze (26), die wenigstens eine Umfangsnut (32, 34) aufweist, in der ein weiteres translatorisch ver­ schiebbares Führungselement (40, 42) geführt ist, das mit weiteren axial verschiebbaren Schaltelementen (16, 18) zum Ein- und Auslegen eines jeweiligen anderen Ganges gekop­ pelt ist, und mit einer Zuordnung der Gänge derart, daß die erste Schaltwalze (24) den wenigstens zwei ungeraden oder zwei geraden Gängen und die weitere Schaltwalze (26) wenigstens dem dazwischen liegenden geraden bzw. ungeraden Gang zugeordnet ist, so daß ein Gangwechsel zwischen den der ersten Schaltwalze (24) zugeordneten Gängen durchge­ führt werden kann, ohne den dazwischen liegenden, der wei­ teren Schaltwalze (26) zugeordneten Gang einlegen zu müs­ sen,
wobei rein mechanische Sperrmittel vorgesehen sind, zum Verhindern, daß zwei Gänge gleichzeitig eingelegt werden, wofür die Schaltwalzen (24, 26) jeweils eine am Außenum­ fang oder der Stirnseite konturierte Kurvenscheibe (64, 66) oder Umfangsnut (84, 86) mit einer Kontur entsprechend den eingelegten und den neutralen Schaltpositionen der zu­ geordneten Gänge aufweisen und ein starres Sperrglied (68) in Anlage an den Konturen der Kurvenscheiben (64, 66) bzw. Umfangsnuten (84, 86) wechselseitig beweglich gelagert ist, eine Drehung einer der Schaltwalzen (24, 26) in neu­ traler Schaltposition gegenüber der jeweils anderen Schaltwalze (26, 24) in eingelegter Schaltposition verhin­ dernd, ein Überschneiden des Ein- und Auslegens von zwei Gängen jedoch ermöglichend.

2. Stufengetriebe nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltwal­ ze (24) sämtlichen ungeraden Gängen (1, 3, 5) und die wei­ tere Schaltwalze (26) sämtlichen geraden Gängen (2, 4, 6) zugeordnet ist.

3. Stufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die weitere Schaltwalze (24a-c, 26a-c) parallel zueinander angeordnet sind.

4. Stufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die weitere Schaltwalze (24d, 26d) axial hintereinander­ liegend angeordnet sind.

5. Stufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei je­ de der Schaltwalzen (24, 26) durch einen separaten Elek­ tromotor (44, 46) angetrieben ist.

6. Stufengetriebe nach Anspruch 5, wobei die zwei Elektromo­ toren (44, 46) in einem einzelnen Gehäuse (48) unterge­ bracht sind.

7. Stufengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, wobei zwischen Schaltwalze (24, 26) und Elektromotor (44, 46) jeweils ein Stirnradgetriebe (52, 54) geschaltet ist.

8. Stufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Sperrglied (68a-c) Laufräder (82) aufweist, die auf den Kurvenscheiben (64a-c, 66a-c) abrollen.

9. Stufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Sperrglied (68, 68a) radial an den Kurvenscheiben (65, 66) angreift.

10. Stufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schaltwalzen (24, 26) jeweils im Bereich einer ihrer Stirnseiten angetrieben werden und im Bereich der jeweili­ gen anderen Stirnseite die Sperrmittel (64-70) aufweisen.