WO2005078319A1

WO2005078319A1 - Betätigungsvorrichtung zur realisierung der schaltung des getriebes eines kraftfahrzeuges, vorzugsweise der schaltungen eines doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: WO2005078319A1
Application number: PCT/EP2005/001263
Authority: WO
Inventors: Carsten Adomeit; Axel Zergiebel
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2005-08-25
Also published as: DE102004006807A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betätigungsvorrichtung (1) zur Realisierung der Schaltungen des Getriebes eines Kraftfahrzeuges, vzw. der Schaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes, mit mindestens einer rotatorisch bewegbaren Schaltwelle (2), wobei die Schaltwelle (2) mindestens eine definierte Schaltkontur (3,4,5,6) zur Betätigung mindestens einer Schaltschiene (7,8,9,10) aufweist. Schaltzeiten und Kosten sind dadurch minimiert, dass mehrere Schaltschienen (7,8,9,10) vorgesehen sind und dass die Schaltwelle (2) für jede Schaltschiene (7,8,9,10) jeweils eine definierte Schaltkontur (3,4,5,6) aufweist.

Description

„Betätigungsvorrichtung zur Realisierung der Schaltung des Getriebes eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise der Schaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes"

Die Erfindung betrifft ein Betätigungsvorrichtung zur Realisierung der Schaltung des Getriebes eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise der Schaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes, mit mindestens einer rotatorisch bewegbaren Schaltwelle, wobei die Schaltwelle mindestens eine definierte Schaltkontur zur Betätigung mindestens einer Schaltschiene aufweist.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen zur Realisierung der Schaltungen eine Getriebes eines Kraftfahrzeuges bekannt. Im allgemeinen ist allen Betätigungsvorrichtungen gemeinsam, dass diese zumindest einen Aktuator zur Betätigung einer Schaltwelle aufweisen. Die Schaltwellen sind unterschiedlich ausgebildet, wobei diese zumeist einen Schaltfinger aufweisen, der Schaltschienen betätigt, nämlich entsprechend verschiebt. Jede Schaltschiene betätigt hierbei eine Synchroneinrichtung bzw. eine Schiebemuffe innerhalb eines Getriebes und realisiert somit einen Gangwechsel innerhalb des Getriebes. Die Ausbildung einer Schaltwelle bzw. die Anordnung der Schaltwelle zu den Schaltschienen beeinflusst damit die Art und Weise der in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges zu realisierenden Gangwechsel zwischen den Gangstufen.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen zur Realisierung der Schaltungen eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges bekannt. Bspw. wird in der DE 101 19 748 A1 eine Betätigungsvorrichtung beschrieben, bei der ein Schaltfinger translatorisch derart innerhalb der Ausnehmungen von Schaltschienen bewegbar ist, dass die Schaltschienen zur Einlegung der entsprechenden Gangstufen einzeln betätigt werden können. Hierzu wird der Schaltfinger einerseits rotatorisch bewegt, andererseits axial zur Betätigung unterschiedlicher Schaltschienen verschoben. Die Ausnehmungen der Schaltschienen sind hierbei definiert, bzw. auf bestimmte Art und Weise begrenzt, so dass eine axiale Verschiebung des Schaltfingers, um die Betätigung einer anderen Schaltschiene zu gewährleisten, auch entsprechend sichergestellt ist. So ist aus der DE 44 41 967 A1 eine Betätigungsvorrichtung bekannt, die einen Schaltring aufweist. Mit Hilfe einer Kulissenführung, die im Schaltring angeordnet ist, werden die entsprechenden vorgesehenen Betätigungselemente bewegt bzw. geschaltet.

In der DE 198 09 413 A1 wird eine Betätigungsvorrichtung beschrieben, bei der für ein Schaltgetriebe eine Schaltwelle vorgesehen ist, auf der eine „Schaltnocke" angeordnet ist. Diese Schaltwelle ist translatorisch bewegbar, d. h. einerseits rotatorisch, andererseits axial verschiebbar, damit die entsprechenden Konturen des Schaltnockens die entsprechenden Schaltschienen kontaktieren können. Auch diese Schaltwelle wird axial verschoben, um die unterschiedlichen Schaltschienen zu kontaktieren.

Schließlich ist aus der DE 199 111 274 A1 eine Betätigungsvorrichtung bekannt, die als Schaltwelle im wesentlichen eine „Schaitwalze" aufweist. Innerhalb der Schaltwalze ist eine Schaltbahn eingearbeitet bzw. eingeformt. Durch rotatorische Bewegung der Schaltwalze wird ein in die Schaltbahn eingreifendes Betätigungselement entsprechend axial bewegt.

Die im Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtungen zur Realisierung der Schaltungen eines Getriebes sind noch nicht optimal ausgebildet. Einerseits kann es auf Grund der translatorischen Bewegungen der Schaltwellen zu Schaltverzögerungen kommen, da die entsprechende Schaltwelle für einen Gangwechsel axial verschoben werden muss, andererseits ist eine flexible Anordnung bzw. Ausbildung der Schaltschienen nicht möglich, da diese so angeordnet werden müssen, dass eine translatorische Bewegung der Schaltwelle in jedem Fall ermöglicht ist. Schließlich ist unter Umständen die Anordnung von bestimmten Aktuatoren, die einerseits eine rotatorische, andererseits eine axiale Verschiebung der Schaltwelle gewährleisten konstruktiv aufwendig und führt damit zu hohen Kosten sowie einem hohen Wartungsaufwand. Im Ergebnis sind die im Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtungen daher noch nicht optimal ausgebildet.

Der Lehre der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Betätigungsvorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass insbesondere die Schaltzeiten sowie der konstruktive Aufwand verringert sind, wobei die damit verbundenen Kosten ebenfalls minimiert sind.

Die zuvor gezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass mehrere Schaltschienen vorgesehen sind und dass die Schaltwelle für jede Schaltschiene jeweils eine definierte Schaltkontur aufweist. Das Grundprinzip der Erfindung geht dahin, dass einer Schaltwelle bestimmte Schaltschienen zugeordnet sind und für jede dieser Schaltwelle zugeordneten Schaltschiene die Schaltwelle jeweils eine definierte Schaltkontur aufweist. Anders ausgedrückt, jeder Schaltschiene, die durch diese Schaltwelle betätigt werden soll, ist eine definierte Schaltkontur auf der Schaltwelle zugeordnet. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, dass die Schaltwelle axial verschoben werden muss, damit ein Gangwechsel realisiert werden kann, was im folgenden noch ausführlich erläutert werden wird. Dies bedeutet, dass Schaltzeiten verkürzbar sind, da grundsätzlich die Schaltwelle vorzugsweise nur rotatorisch bewegt wird. Gleichzeitig verringert dies den konstruktiven Aufwand zur Anordnung bzw. Verwendung bestimmter Aktuatoren, wobei ebenfalls der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten verringert sind. Im Ergebnis sind die eingangs beschrieben Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.

Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubinden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden sollen nun mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörenden Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine Schaltwelle mit entsprechenden Schaltkonturen und mehreren diesen Schaltkonturen zugeordneten Schaltschienen in schematischer Darstellung von oben,

Fig. 2 die Schaltwelle aus Fig. 1 im Schnitt mit der der ersten Schaltschiene zugeordneten Schaltkontur in schematischer Darstellung bei vollständig eingelegter erster Gangstufe,

Fig. 3 die Darstellung ähnlich zu Fig. 2 bei im Getriebe eingelegter zweiter Gangstufe in schematischer Darstellung,

Fig. 4 die Darstellung ähnlich zu Fig. 2 bei vollständig eingelegter dritter Gangstufe in schematischer Darstellung,

Fig. 5 die Darstellung ähnlich zu Fig. 2 bzw. die Stellung der Schaltkontur in schematischer Darstellung bei eingelegter vierter Gangstufe,

Fig. 6 die Stellung der Schaltkontur aus Fig. 2 für die zwangsgeführte „Neutralstellung" in schematischer Darstellung, Fig. 7 die Schaltwelle aus Fig. 1 in schematischer Darstellung mit der geschalteten fünften und sechsten Gangstufe, allerdings vollständig eingelegter fünfter Gangstufe in schematischer Darstellung,

Fig. 8 in schematischer Darstellung die „Umschaltbewegung" der Schaltwelle, insbesondere die axiale Verschiebung der Schaltwelle aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position,

Fig. 9 in schematischer Darstellung die Schaltwelle aus Fig. 8 nach einer ersten rotatorischen Teildrehung,

Fig.10 die Schaltwelle aus Fig.9 in schematischer Darstellung nach der axialen Verschiebung aus ihrer zweiten Position zurück in die erste Position,

Fig.11a,b,c in schematischen Darstellungen die erste Schaltkonturen und die erste Schaltschiene, in unterschiedlichen Reaktivierungspositionen,

Fig.12 die Schaltwelle aus den Fig. 9 bzw. 10 nach einer zweiten Teildrehung in ihrer ersten Position,

Fig.13 in schematischer Darstellung die der ersten Schaltschiene zugeordnete Schaltkontur,

Fig.14 in schematischer Darstellung die der zweiten Schaltschiene zugeordnete Schaltkontur,

Fig.15 in schematischer Darstellung die der dritten Schaltschiene zugeordnete Schaltkontur,

Fig.16 die der vierten Schaltschiene zugeordnete Schaltkontur in schematischer Darstellung,

Fig.17a,b weitere Ausführungsformen für die Ausbildung von Schaltkonturen in schematischer Darstellung, und die

Fig.18a bis d die auf einer Schaltwelle gemäß der Fig. 17a angeordnete Schaltkontur in schematischer Darstellung, wobei hier bestimmte Schaltgruppen verwirklicht sind. Die Fig. 1 bis 18 zeigen zumindest teilweise eine Betätigungsvorrichtung 1 zur Realisierung der Schaltungen des Getriebes eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise der Schaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Getriebe bzw. das Kraftfahrzeug sind hier nicht im einzelnen dargestellt. Dargestellt ist zumindest eine rotatorisch bewegbare Schaltwelle 2, wobei die Schaltwelle 2 mindestens eine definierte Schaltkontur (3,4,5,6) zur Betätigung mindestens einer Schaltschiene (7,8,9,10) aufweist

Auch die Aktuatoren der Betätigungsvorrichtung 1, insbesondere der Aktuator zur rotatorischen Bewegung der Schaltwelle 2, ist hier nicht im einzelnen dargesteift. Auch das üblicherweise vorgesehene Getriebesteuergerät, das auf elektrischer und/oder elektronischer Basis realisiert ist und vorzugsweise einen Mikroprozessor aufweist, ist hier ebenfalls nicht dargestellt. Dargestellt sind die wesentlichen Komponenten diese allerdings in mehreren unterschiedlichen Darstellungen, insbesondere für die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.

Die eingangs beschriebenen Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass mehrere Schaltschienen 7,8,9 und/oder 10 vorgesehen sind und dass die Schaltwelle 2 für jede Schaltschiene 7,8,9, und/oder 10 jeweils eine definierte Schaltkontur 3,4,5, und/oder 6 aufweist. Im einzelnen dürfen zu den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nunmehr folgende Ausführungen gemacht werden:

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltwelle 2 zur Realisierung der Schaltungen eines Getriebes, hier vorzugsweise eines Doppelkupplungsgetriebes. Die hier dargestellte Ausführungsform der Schaltwelle 2 weist eine erste Schaltkontur 3, eine zweite Schaltkontur 4, einer dritte Schaltkontur 5 und eine vierte Schaltkontur 6 auf, die hier schematisch in der Draufsicht in „Rechteckform" dargestellt ist. Weiterhin sind vorgesehen eine erste Schaltschiene 7, eine zweite Schaltschiene 8, eine dritte Schaltschiene 9 und eine vierte Schaltschiene 10. Weiterhin gut erkennbar sind einzelne Taster 11,12,13 und 14, die vzw. jeweils zwei Tastelementen 11a/11b, 12a/12b usw. aufweisen.

Die in der Fig. 1 durch die „Rechteckform" schematisch dargestellten Schaltkonturen 3 bis 6 sind vorzugsweise durch separate einzelne nockenartige Elemente 15 a, b, c usw. realisiert, was im folgenden noch deutlich werden wird.

Die Fig. 1 lässt gut erkennen, dass der ersten Schaltschiene 7 die erste und dritte Gangstufe zugeordnet sind, der zweiten Schaltschiene 8 die zweite und vierte Gangstufe zugeordnet sind, der dritten Schaltschiene 9 die fünfte und siebte Gangstufe zugeordnet sind und der vierten Schaltschiene 10 die sechste Gangstufe und die Rückwärtsgangstufe R zugeordnet sind. Weiterhin ist gut erkennbar, dass jede Schaltkontur 3 bis 6 durch die Taster 11 bis 14, nämlich jeweils durch zwei separate Tastelemente 11a/11b, 12a/12b, 13a/13b, 14a/14b abgetastet werden bzw. diese Taster 11 bis 14 mit der jeweiligen Schaltkontur 3 bis 6 in Eingriff stehen. Zum Antrieb der Schaltwelle 2 ist ein nicht dargestellter Elektromotor als Aktuator vorgesehen. Denkbar ist auch ein Hydromotor.

Die in der Fig. 1 dargestellten Schaltkonturen 3 bis 6 sind durch eine Vielzahl einzelner nockenartiger Elemente 15a,b,c usw. realisiert, die „pickelartig" ausgebildet sind und auf der Schaltwelle 2 mit dazwischenliegenden „Lücken'VZwischenräumen versehen sind. Es ist auch möglich, dass die jeweilige Schaltkontur in der Schaltwelle aus- bzw. angeformt ist. Die Schaltkonturen 3 bis 6 zur Betätigung der Schaltschienen 7 bis 10 sind schematisch dargestellt in den Fig. 13 bis 16. Hierbei ist die Schaltwelle 2 schematisch im Schnitt dargestellt und die einzelnen nockenartigen Elemente 15a,b,c usw. die jeweils die entsprechende Schaltkontur 3 bis 6 bilden sind gut ersichtlich.

Die Schaltkonturen 3 bis 6 sind nun so ausgebildet, dass durch die konstante Rotation der Schaltwelle 2 ein sequentielles Hoch- bzw. Herunterschalten der Gangstufen, vorzugsweise von der ersten bis zur siebten Gangstufe des Getriebes ermöglicht ist. Hierbei sind die Schaltkonturen 3 bis 6 so ausgebildet, dass bei Einrücken einer bestimmten Gangstufe das mechanische Ausrücken der anderen notwendigen Gangstufen sichergestellt ist. Dies bedeutet, dass bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Schaltwelle 2, die vorzugsweise für ein Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen ist, die einzelnen Gangstufen jeweils unterschiedlichen Eingangswellen des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet sind. Vorzugsweise ist die erste, dritte, fünfte und vzw. siebte Gangstufe der ersten Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet und die zweite, vierte, sechste Gangstufe sowie vzw. die Rückwärtsgangstufe R der zweiten Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet. Dies wird im folgenden noch deutlicher erläutert werden.

Für jede Schaltkontur 3, 4, 5 und 6 sind nun jeweils zwei Tastelemente vorgesehen. Im einzelnen sind für die erste Schaltkontur 3 die Tastelemente 11a und 11b, für die zweite Schaltkontur 4 die Tastelemente 12a und 12b, für die dritte Schaltkontur 5 die Tastelemente 13a und 13b und für die vierte Schaltkontur 6 die Tastelemente 14a und 14b vorgesehen. Wie die Fig. 1 zeigt, ist hier die erste Schaltschiene 7 vollständig eingerückt, also die erste Gangstufe im Getriebe eingelegt. Hier in der vollständig eingerückten Stellung der ersten Schaltschiene 7 stehen die beiden Tastelemente 11a und 11 b mit der ersten Schaltkontur 7 in direktem Kontakt. Die zweite Schaltschiene 8 und die dritte Schaltschiene 9 befinden sich in der Neutralstellung N. Hierbei befindet sich die dritte Schaltschiene 9 allerdings in einer zwangsweise geführten Neutralstellung N, da nämlich beide Tastelemente 13a und 13b mit der dritten Schaltkontur 5 in direktem Kontakt stehen, was deutlich zu erkennen ist. Allgemein gilt, dass die jeweilige Schaltkontur 3 bis 6 so ausgebildet ist, dass in der vollständig eingerückten Stellung der dieser Schaltkontur 3 bis 6 zugeordneten Schaltschiene 7 bis 10, also bei der vollständig eingerückten Gangstufe, die jeweiligen Taster 11 bis 14 mit der jeweiligen Schaltkontur 3 bis 6 in direktem Kontakt stehen. Vorzugsweise ist die entsprechende jeweilige Schaltkontur 3, 4, 5 bzw.6 so ausgebildet, dass in der ausgerückten -zwangsgeführten- Neutralstellung N der dieser Schaltkontur 3, 4, 5 bzw.6 zugeordneten Schaltschiene 7, 8, 9 bzw.10 die beiden jeweiligen Tastelemente 11a/11b, 12a/12b, 13a/13b bzw. 14a/l4b mit der jeweiligen Schaltkontur 3, 4, 5 bzw. 6 in direktem Kontakt stehen.

Im Folgenden sollen nun die Fig. 1 bis 7 näher erläutert werden:

Die Fig. 1 zeigt die Anordnung der Schaltwelle 2 auf der zu jeder Schaltschiene 7 bis 10 eine Schaltkontur 3 bis 6 angebracht ist. Hierbei können die Schaltkonturen 3 bis 6 auch in der Schaltwelle 2 ausgeformt werden. Jede Schaltkontur 3, 4, 5 bzw. 6 wird über entsprechende Taster 11 bis 14, bzw. die einzelnen Tastelemente 11a, 11b, 12a, 12b usw. abgetastet.

Fig. 2 zeigt die Ausbildung der ersten Schaltkontur 3 an der Schaltwelle 2 zur Betätigung der ersten Schaltschiene 7. Die erste Schaltschiene 7 betätigt die erste bzw. dritte Gangstufe, was durch die Ziffern „1", „3" bzw. „1/3" angedeutet ist. Die Schaltwelle 2 ist in einer derartigen Position, dass die erste Schaltkontur 3 durch die nockenartigen Elemente 15a,b,c usw. gebildet wird, sodass das nockenartige Element 15a über das Tastelement 11a die erste Schaltschiene 7 so bewegt hat, dass die erste Gangstufe vollständig eingelegt ist. Am Beispiel der ersten Schaltschiene 7 und der hier zu dieser ersten Schaltschiene 7 zugehörigen ersten Schaltkontur 3 soll nun die Funktion näher erläutert werden.

In der Fig. 3 ist die Schaltwelle 2 im Vergleich zur Fig. 2 weiter nach rechts gedreht worden und steht nunmehr in der Position, in der die zweite Gangstufe eingelegt ist. Dies erfolgt daher durch die zweite Schaltkontur 4 bzw. die zweite Schaltschiene 8. Der Einlegevorgang für die zweite Gangstufe erfolgt daher durch die zweite Schaltkontur 4 und die zweite Schaltschiene 8, die hier nicht in der Fig. 3 gezeigt ist. Entscheidend in dieser Stellung ist für die erste Schaltkontur 3 aber, dass keines der Tastelemente 11a bzw. 11b mit der ersten Schaltkontur 3 in direktem Kontakt steht, sondern nur das Tastelement 11 b mit der Schaltwelle 2 in direktem Kontakt steht. Diese Position der ersten Schaltschiene 7 wird hier durch eine Schaltschienenrastierung gehalten. Theoretisch könnte die erste Schaltschiene 7 aber auch in der Neutralstellung N oder in der Position zum Einlegen der dritten Gangstufe stehen. Dies ist zulässig, da die Schaltkonturen 3 bis 6 hier vorzugsweise für ein Doppelkupplungsgetriebe ausgelegt sind, bei dem je eine Gangstufe der ungeraden und eine Gangstufe der geraden Ganggruppe gleichzeitig eingelegt sein können (unter der Voraussetzung, dass die Gangstufen in diesen Gruppen den unterschiedlichen Kupplungen bzw. Eingangswellen zugeordnet sind).

Fig. 4 zeigt nun die Schaltwelle 2, wobei die Schaltwelle 2 hier noch weiter gedreht worden ist. Die erste Schaltkontur 3 hat die erste Schaltschiene 7 derartig bewegt, dass die dritte Gangstufe vollständig eingelegt und gesichert ist, da beide Tastelemente 11a und 11b mit der ersten Schaltkontur 3 bzw. der Schaltwelle 2 in direktem Kontakt stehen.

Fig. 5 zeigt nun den nächsten Schritt, d.h. eine weitere Drehung der Schaltwelle 2 nach rechts. Hier wird nun die erste Schaltschiene 7 wieder freigegeben, während über die zweite Schaltkontur 4 die zweite Schaltschiene 8 so bewegt wird, dass die vierte Gangstufe eingelegt wird (was in Fig. 5 nicht dargestellt ist).

Im nächsten Schritt, gezeigt in Fig. 6 wird nun die fünfte Gangstufe über die zugeordnete Schaltkontur 5, was hier nicht dargestellt ist, eingelegt, da die fünfte Gangstufe zur gleichen Ganggruppe gehört wie die dritte Gangstufe, muss die dritte Gangstufe nun zwangsweise ausgelegt werden, indem die erste Schaltkontur 3 die erste Schaltschiene 7 in die Neutralstellung N bewegt und dort durch Kontakt zu beiden Seiten der ersten Schaltkontur 3, nämlich über die Tastelemente 11a bzw. 11b entsprechend fixiert bzw. gesichert ist.

Jede Schaltkontur 3, 4, 5 bzw. 6 erfüllt also zumindest zwei Zwecke. Einerseits legt jede Schaltkontur 3 bis 6 die zugehörigen Gangstufen ein, andererseits stellt jede Schaltkontur 3 bis 6 das Auslegen aller derjenigen Gangstufen mechanisch sicher, die beim Betätigen einer anderen Gangstufe notwendig sind. Beispielsweise wird beim Einlegen der fünften Gangstufe zwangsweise ein anderer evtl. aktiver Gang der gleichen Ganggruppe, vorzugsweise die erste oder dritte Gangstufe gezogen, also ausgerückt.

Der in den Fig. 2 bis 6 beschriebene Schaltvorgang beschreibt ein sequentielles Schalten, welches einerseits zum Hoch-, andererseits zum Runterschalten, nämlich bei entgegengesetzter Drehrichtung, erfolgen kann. Damit aber nicht immer sequentiell durchgeschaltet werden muss, ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung 1 denkbar, die im folgenden nunmehr anhand der Fig. 7 bis 12 beschrieben werden soll:

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis 11 ist nämlich ein hier nicht im einzelnen dargestellter Umschalter vorgesehen. Der Umschalter realisiert eine axiale Verschiebung der Schaltwelle 2 zur Realisierung von Gangsprüngen, also zum Überspringen von vorzugsweise mehreren Gangstufen, aber von mindestens einer Gangstufe. Der Umschalter kann beispielsweise durch eine elektrische Spule gebildet sein, in der die Schaltwelle 2 den Tauchkern bildet. Durch den Umschalter kann die Schaltwelle 2 zumindest zeitweise translatorisch aus einer ersten in eine zweite Position bewegt werden. Dies könnte auch hydraulisch erfolgen. Dies soll im folgenden näher erläutert werden:

Die Fig. 7 zeigt die Schaltwelle 2 in einer Ausgangslage, nämlich in einer ersten Position, bei der die fünfte Gangstufe zwangsweise eingelegt ist und durch die dritte Schaltkontur 5 und die beiden Tastelemente 13a und 13b zwangsweise geführt ist und wobei die sechste Gangstufe ebenfalls aktiv geschaltet ist, aber nicht zwangsweise geführt ist, was in der Fig. 7 gut zu erkennen ist. Wird in dieser Situation, mit der fünften oder auch der sechsten Gangstufe als Fahrgang eine Rückschaltung beispielsweise in die erste Gangstufe gewünscht, so müssten ohne den Umschalter alle Gangstufen bis zum Zielgang, also bis in die erste Gangstufe sequentiell durchgeschaltet werden. Mit dem in dieser Ausführungsform nunmehr vorgesehenen Umschalter allerdings, stellt sich der Schaltvorgang wie folgt dar:

In der Fig. 8 ist dargestellt, nämlich durch den Pfeil links außen, wie der Umschalter die Schaltwelle 2 axial verschoben hat, nämlich von links nach recht und damit alle Schaltkonturen 3 bis 6 gleichzeitig außer Eingriff mit den Tastern 11 bis 14 gebracht worden sind. Die bisher aktiven Gangstufen bleiben durch die vorgesehenen Rastierungen weiter in ihrer jeweils eingestellten Position. Durch die axiale Verschiebung der Schaltwelle 2 aus der ersten Position in die zweite Position mit Hilfe des Umschalters werden also die Schaltkonturen 3 bis 6 mit den Tastern 11 bis 14 außer Eingriff gebracht, wobei die Schaltschienen 7 bis 10 in ihren eingestellten Positionen verbleiben.

In dieser axialen Stellung, also in der zweiten Position, gezeigt in Fig. 8, kann die Schaltwelle 2 nun, ohne dass die Schaltschienen 7 bis 10 bewegt werden, frei gedreht werden. Dies ist in der Fig. 9 durch einen entsprechenden Pfeil dargestellt bzw. verdeutlicht. Die Schaltwelle 2 wird dabei nun so eingestellt, dass diese als nächstes direkt die gewünschte Schaltung, hier bspw. also die Schaltung der ersten Gangstufe ausführen kann. Dazu weisen die Schaltkonturen jeweils eine „Lücke" auf, die insbesondere durch entsprechend beabstandete nockenartige Elemente 15 usw. gebildet wird (vgl. hierzu auch Fig. 11a bis 11c). Die Schaltschienen 7 bis 10 können dadurch beim Rückstellen der Schaltwelle 2, wie in Fig. 10 dargestellt, also beim Bewegen der Schaltwelle 2 in ihre erste Position in jeder beliebigen Stellung stehen, ohne die Rückführung der Schaltwelle 2 in ihre erste Position zu behindern. Die Schaltkonturen 3 bis 6 sind derart ausgebildet, dass die Schaltwelle 2 in der zweiten Position mit einer ersten Teildrehung so drehbar ist, dass die Schaltwelle 2 nach der ersten Teildrehung dann in ihre erste Position axial zurückverschiebbar ist, so dass die Schaltschienen 7 bis 10 in ihren eingestellten Positionen verbleiben. Erst durch eine weitere zweite Teildrehung der Schaltwelle 2 in ihrer axial rückgeführten ersten Position ist dann der gewünschte Gangsprung realisierbar, was in der Fig. 12 dargestellt ist.

Die Fig. 12 zeigt, nachdem die Schaltkonturen 3 bis 6 der Schaltwelle 2 nunmehr wieder in der Ebene der Schaltschienen 7 bis 10 stehen, dass die neue Gangstufe eingelegt werden kann. Hierbei wird die eingelegte fünfte Gangstufe automatisch in die Neutralposition N bewegt und damit ausgelegt, wobei die erste Gangstufe durch die zweite Teildrehung der Schaltwelle 2 eingelegt wird. Durch die paarweise Anordnung der Gangstufen zu den Schaltschienen 7 bis 10 würde bei diesem Beispiel auch die siebte Gangstufe bei der oben beschriebenen Schaltung herausgezogen werden, wenn diese eingelegt gewesen wäre.

Die Fig. 11a bis 11c zeigen beispielhaft nun die erste Schaltkontur 3 bzw. die erste Schaltschiene 7 in schematischer Darstellung von der Seite. Dargestellt sind verschiedene Positionen der Schaltkontur 3 kurz nach der ersten Teildrehung der Schaltwelle 2, nämlich kurz bevor diese in ihre erste Position zurückgeführt wird bzw. kurz vor der zweiten Teildrehung der Schaltwelle 2, nämlich wenn die Schaltwelle 2 den gewünschten Gangsprung realisiert. Gut zu erkennen ist, dass Schaltkontur 3 so ausgebildet ist, dass entsprechende „Lücken" realisiert sind, so dass die Schaltwelle 2 aus ihrer zweiten Position in ihre erste Position zurückverschoben werden kann, ohne dass die Schaltschiene 7 bei dem Zurückführen der Schaltwelle 2 bewegt wird.

Neben den notwendigen Sicherheitsfunktionen, wie dem Auslegen einer weiteren Gangstufe desselben Teilgetriebes, lassen sich durch die beliebig gestaltbaren Schaltkonturen ohne Zusatzaufwand auch weitere Funktionen erfüllen. So kann bspw. ab einem vzw. bestimmten Grenz-Gang, hier bspw. ab der zweiten Gangstufe, bei jedem Gangwechsel zwangsweise die Rückwärtsgangstufe R ausgelegt, also der Rückwärtsgang gezogen werden. Desweiteren sind Schutzfunktionen möglich, mit denen die Kupplung vor „Überdrehzahlen" bewahrt werden kann. Beim Einlegen hoher Gangstufen werden dann automatisch Gangstufen mit einem gewissen Übersetzungsabstand gezogen. Beim Fahren in der sechsten Gangstufe kann es bspw. sinnvoll sein, dass die erste Gangstufe zwangsweise ausgelegt wird, um die frei mitlaufende Kupplung der ungeraden Gänge vor Überdrehzahlen und damit vor dem Bersten zu bewahren. Beide genannten Mechanismen haben dabei den zusätzlichen Vorteil einer verbesserten Notfahrstrategie.

Die Fig. 13 bis 16 zeigen nunmehr den prinzipiellen Aufbau der jeweiligen Schaltkonturen 3 bis 6 für die jeweiligen Schaltschienen 7 bis 10. Hierbei erkennt man zunächst, dass die hier dargestellten Schaltkonturen 3 bis 6 durch nockenartige Elemente 15a, 15b, 15c usw. gebildet werden, d. h. jeweils eine Schaltkontur im wesentlichen durch mehrere nockenartige Elemente 15a, 15b, 15c usw. entlang des Umfanges der Schaltwelle 2 gebildet wird. Die Fig. 13 zeigt die erste Schaltkontur 3, die Fig. 14 die zweite Schaltkontur 4, die Fig. 15 die dritte Schaltkontur 5 und die Fig. 16 die vierte Schaltkontur 6. Grundsätzlich ist durch die entsprechenden „Segmente" hier die Anordnung der nockenartigen Elemente 15a, 15b, 15c usw. entlang des Umfanges der Schaltwelle 2 gut erkennbar. Alle Schaltkonturen 3 bis 6 sind hier dargestellt für eine bestimmte Position der Schaltwelle 2. Dabei erkennt man, dass zusätzlich zu den jeweils acht nockenartigen Elementen 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g und 15h eine Sonderposition, nämlich die „Neutralstellung N" vorgesehen ist, bei der alle Schaltschienen 7 bis 10 zwangsweise in die „Neutralstellung N" bewegt werden, also in die Position, wo kein Gang im Getriebe, vorzugsweise im Doppelkupplungsgetriebe eingelegt ist. Weiterhin ist von Vorteil bei den hier gezeigten Schaltkonturen 3 bisδ, dass die Schaltwelle 2 nur eine halbe Umdrehung für alle Schaltvorgänge zur Verfügung hat, da sich der jeweils gegenüberliegende Abschnitt einer Schaltkontur 3 bis 6 entsprechend ergibt bzw. dann entsprechend definiert ist.

Mit der in den Fig. 7 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann daher die Schaltwelle 2 auch für Gangsprünge, also nicht nur für sequentielle Schaltvorgänge genutzt werden. Hierbei sind die Schaltkonturen 3 bis 6 so ausgeführt, dass die axiale Verschiebung der Schaltwelle 2 von der ersten in die zweite Position (bzw. umgekehrt) möglich ist, ohne die Schaltschienen 7 bis 10 zu bewegen. Dies ist bei der bevorzugten Ausführungsform durch die entsprechende Positionierung, Anzahl und/ oder Größe der nockenartigen Elemente 15a, 15b, 15c usw. realisiert. Die Position, Anzahl und Größe der nockenartigen Elemente 15 sind bei einem automatischen Schaltgetriebe anders als bei einem Doppelkupplungsgetriebe und müssen der jeweiligen Zahl der Gangstufen angepasst werden. So sind bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis 16 Gangsprünge, also das Überspringen einer Gangstufe ohne das sequentielle Durchschalten von Zwischengängen möglich, was bei den unterschiedlichsten Getriebebauformen sehr von Vorteil sein kann. Bei den Schaltkonturen 3 bis 6 der bisher beschriebenen Ausführungsformen sind die jeweiligen Schaltkonturen 3 bis 6 über entsprechende nockenartige Elemente 15a, 15b, 15c usw. gebildet. Damit auch Schaltkonturen realisiert werden können, die einen geringeren Durchmesser haben bzw. wobei die Schaltwelle 2 einen geringeren Durchmesser besitzt, oder Schaltkonturen realisiert werden, die eine geringere Steigung oder geringere Betätigungsmomente für die Schaltwelle 2 aufweisen, können insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben bspw. zwei Schaltwellen mit jeweils separaten Antrieben angeordnet werden. Alternativ kann eine Schaltwelle auch mit zwei Schaltgruppen aufgebaut werden, die wechselweise mit einer zentralen Welle in Eingriff stehen oder jeweils einzeln angetrieben werden können. Jede dieser Betätigungen der einzelnen Schaltgruppen muss dann nur noch die Hälfte der jeweiligen Positionen realisieren können, also bspw. ansteile einer Schaltwelle, die sämtliche Positionen für die erste bis siebte Gangstufe und auch die Neutralstellung N realisiert, wäre für eine Schaltgruppe bspw. nur die Realisierung der ersten, dritten, fünften und siebten Gangstufe sowie die Neutralstellung N notwendig. Durch eine entsprechend geänderte Anordnung der Gangstufen zu den Schaltschienen lässt sich dann noch eine weitere Reduktion der erforderlichen Schaltkonturen erzielen, so dass dann Schaltgruppen entstehen, die das in den Fig. 18a bis 18d dargestellte Aussehen haben könnten.

So zeigt die Fig. 17a ein schaltkonturförmiges Element 15 mit zwei Neutralabschnitten NA und zwei Bereichen zur Realisierung des Gangeinlegens, nämlich einen hervorragenden Bereich GG und einen ausgenommenen Bereich GEL. Fig. 17b zeigt ein weiteres schaltkonturförmiges Element 15.

Mit dem in Fig. 17a dargestellten Element soll nun ein entsprechender Schaltablauf bzw. eine entsprechende Anordnung anhand der Figuren 18a bis 18d beispielhaft erläutert werden. Hierbei sind die Schaltschienen betätigenden „Schaltkonturen" in zwei Schaltgruppen aufgeteilt, wobei bei dem hier in den Figuren 18a bis 18d gezeigten Ausführungsbeispiel jede Schaltgruppe auf einer Schaltwelle angeordnet ist, aber auch - in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel - beide Schaltgruppen auf einer gemeinsamen Schaltwelle angeordnet sein können.

Entscheidend ist zunächst für die Fig. 17 bis 18, dass hier jeweils die Schaltkontur aus einem einzigen nockenartigen Element 15, also aus einem einzigen Konturverlauf gebildet ist, während bei den bereits oben geschilderten Ausführungsbeispielen eine Schaltkontur aus mehreren einzelnen nockenartigen bzw. pickelartigen Elementen gebildet wird. In der Fig. 18a ist die erste Schaltgruppe dargestellt. Hierbei wird durch die erste Schaltschiene 7a die erste und fünfte Gangstufe und durch die zweite Schaltschiene 8a die dritte und siebte Gangstufe betätigt. Die hier dargestellten Elemente 15 stehen über entsprechende Taster 11 bzw. 12 mit den Schaltschienen 7a und 8a in Kontakt. Fig. 18a zeigt hier die erste Schaltgruppe. Der Bewegungsablauf dieser ersten Schaltgruppe soll nun erläutert werden:

Es ist in der Fig. 18a zu sehen, dass bei der gezeigten parallelen Anordnung der Schaltschienen 7a und 8a durch die Drehung der Schaltgruppe bspw. die zweite Schaltschiene 8a betätigt wird während die erste Schaltschiene 7a in die Mittelstellung bewegt wird. Dies ist gut zu erkennen im Vergleich der Fig. 18a und 18b. In der Fig. 18b ist dann die dritte Gangstufe eingelegt. Während in der Figur 18a die erste Gangstufe eingelegt war. Bei weiterer Drehung, gezeigt in Fig. 18c wird dann die dritte Gangstufe ausgelegt und die dieser Gangstufe zugeordnete zweite Schaltschiene 8a in die Neutralstellung N bewegt, wohingegen die erste Schaltschiene 7a derart betätigt wird, dass die fünfte Gangstufe eingelegt wird. Schließlich wird bei einer weiteren Drehung, dargestellt in der Fig. 18d die fünfte Gangstufe herausgenommen und die siebte Gangstufe eingelegt. Alle Gangwechsel dieser Schaltgruppe erfolgen dabei so selbstverständlich, dass eventuell aktive Gangstufen der gleichen Schaltgruppe automatisch ausgelegt werden. Mit einer entsprechend hier nicht dargestellten zweiten Schaltgruppe, die die übrigen hier nicht dargestelltem Gangstufen des Getriebes dann betätigt, sind dann entsprechende Gangwechsel im Getriebe realisierbar.

Insbesondere mit den nockenartigen Elementen 15 gemäß der Fig. 17a und 17b ist eine Kurvenkontur realisiert, die so dimensioniert werden kann, dass sich bei einem nahezu konstanten Drehantrieb der Schaltwelle 2 eine Bewegung der Schaltschienen einstellt, die den gewünschten Schaltablauf, nämlich bspw. einer geringen

Schaltschienengeschwindigkeit in der Synchronisation sehr nahe kommt. Auf diese Art kann die Regelung des Antriebes der Schaltwelle 2 deutlich vereinfacht werden, bzw. dem Antrieb muss keine hohe Dynamik abverlangt werden, um die entsprechenden Beschleunigungsund Bremsvorgänge der Schaltwelle 2 zu realisieren. Auch eine entsprechend möglicherweise gewünschte Überschneidung von Schaltungen zweier Gangstufen kann durch die entsprechenden Gestaltung der Konturverläufe realisiert werden. Neben dem Schaltzeitvorteil stellt sich hierdurch auch eine Vergrößerung des nockenartigen Bereiches dar, da die Bewegung der kommenden Gangstufe schon vor der Neutralstellung der auszulegenden Gangstufe einsetzen kann. Die Folge ist ein besseres Abrollen oder Gleiten der Taster auf der Kontur und eine weitere Gestaltungsfreiheit für die Übertragungsfunktion. Bevorzugt werden zwei Schaltgruppen realisiert, die kollektiv in drei verschiedene Stellungen bewegt werden können. In der ersten Stellung ist die erste Schaltgruppe im Eingriff mit ihren Schaltschienen, in der Mittelstellung sind beide Schaltgruppen außer Eingriff mit ihren Schaltschienen und in der dritten Stellung ist dann nur die zweite Schaltgruppe aktiviert und im Eingriff mit ihren Schaltschienen. Vorzugsweise wird bei derartigen Umschaltvorgängen ein Aktuator verwendet, bei dem diese Stellungen schnell und wiederholgenau eingestellt werden können.

Die hier dargestellten Schaltkonturen bzw. Schaltwellen werden vorzugsweise bei einem Doppelkupplungsgetriebe realisiert. Aber auch die Anwendung bei anderen Getriebeformen ist denkbar. Im Ergebnis sind entscheidende Vorteile erzielt.

BEZUGSZEiCH E N LISTE

1 Betätigungsvorrichtung

2 Schaltwelle

3 erste Schaltkontur

4 zweite Schaltkontur

5 dritte Schaltkontur

6 vierte Schaltkontur 7,7a erste Schaltschiene 8,8a zweite Schaltschiene

9 dritte Schaltschiene

10 vierte Schaltschiene

11 ,11a,11b erster Taster bzw. erste Tastelemente 12,12a,12b zweiter Taster bzw. zweite Tastelemente 13, 13a, 13b dritter Taster bzw. dritte Tastelemente 14 , 14a , 14b vierter Taster bzw. vierte Tastelemente 15a,b,c nockenartige Elemente

N Neutralstellung

R Rückwärtsgangstufe

NA Neutralabschnitt

GG herausragender Bereich

GEL ausgenommener Bereich

Claims

PATE NTANS PRÜC H E

1. Betätigungsvorrichtung (1) zur Realisierung der Schaltungen des Getriebes eines Kraftfahrzeuges, vzw. der Schaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes, mit mindestens einer rotatorisch bewegbaren Schaltwelle (2), wobei die Schaltwelle (2) mindestens eine definierte Schaltkontur (3,4,5,6) zur Betätigung mindestens einer Schaltschiene (7,8,9,10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltschienen (7,8,9,10) vorgesehen sind und dass die Schaltwelle (2) für jede Schaltschiene (7,8,9,10) jeweils eine definierte Schaltkontur (3,4,5,6) aufweist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schaltkontur (3,4,5,6) durch separate einzelne nockenartige Elemente (15a, 15b, 15c) realisiert ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Schaltkontur (3,4,5,6) in der Schaltwelle (2) ausgeformt ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltkontur (3,4,5,6) durch einen Taster (11,12,13,14) abtastbar ist und/oder mit der Schaltkontur (3,4,5,6) in Eingriff steht.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schaltschiene (7,8,9,10) mindestens eine Gangstufe des Getriebes zugeordnet ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Schaltwelle (2) ein Elektromotor vorgesehen ist.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkonturen (3,4,5,6) so ausgebildet sind, dass durch die konstante Rotation der Schaltwelle (2) ein sequentielles Hoch- und Herunterschalten der Gangstufen des Getriebes ermöglicht ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkonturen (3,4,5,6) so ausgebildet sind, dass bei Einrücken einer bestimmten Gangstufe das mechanische Ausrücken der anderen notwendigen Gangstufen sichergestellt ist.

9. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Schaltkontur (3,4,5,6) zwei Tastelemente (11a/ 1b, 12a/12b, 13a/13b, 14a/14b) vorgesehen sind.

10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schaltkontur (3,4,5,6) so ausgebildet sind, dass in der vollständig eingerückten Stellung der dieser Schaltkontur (3,4,5,6) zugeordneten Schaltschiene (7,8,9,10), also bei vollständig eingerückter Gangstufe, die beiden Tastelemeπte (11a/11b,12a/12b,13a/13b,14a/14b) mit der Schaltkontur (3,4,5,6) in direktem Kontakt stehen.

11. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schaltkontur (3,4,5,6) so ausgebildet sind, dass in der ausgerückten Neutralstellung (N) der dieser Schaltkontur zugeordneten Schaltschiene die beiden Tastelemente (11a/11b. 12a/12b, 13a/13b, 14a/14b) mit der Schaltkontur (3,4,5,6) in direktem Kontakt stehen.

12. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter zur Realisierung einer axialen Verschiebung der Schaltwelle (2) zur Realisierung von Gangsprüngen vorgesehen ist.

13. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine axiale Verschiebung der Schaltwelle (2) aus einer ersten Position in eine zweite Position die Schaltkonturen (3,4,5,6) mit den Tastern (11 ,12,13,14) bzw. den Tastelementen (11a/11b, 12a/12b, 13a/13b, 14a 14b) außer Eingriff bringbar sind und die Schaltschienen (7,8,9,10) in ihren eingestellten Positionen verbleiben.

14. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkonturen (3,4,5,6) derart ausgebildet sind, dass die Schaltwelle (2) in der zweiten Position mit einer ersten Teildrehung so drehbar ist, dass die Schaltwelle (2) nach der ersten Teildrehung dann in ihre erste Position axial zurück verschiebbar ist, so dass die Schaltschienen (7,8,9,10) in ihren eingestellten Positionen verbleiben.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine weitere zweite Teildrehung der Schaltwelle (2) in ihrer axial rückgeführten ersten Position dann der gewünschte Gangsprung realisierbar ist.

16. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltkontur (3,4,5,6) zur Realisierung der axialen Verschiebung der Schaltwelle (2) aus der zweiten in ihre erste Position jeweils eine Lücke aufweist.

17. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Doppelkupplungsgetriebe zwei Schaltwellen vorgesehen sind.

18. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkonturen in zwei Schaltgruppen aufgeteilt sind.

19. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltgruppen auf einer Schaltwelle angeordnet sind.

20. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltgruppe auf einer Schaltwelle angeordnet ist.

21. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltkontur aus einem einzigen nockenartigen Element (15) gebildet ist.