WO2019141449A1 - Schaltanordnung für ein kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

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WO2019141449A1
WO2019141449A1 PCT/EP2018/084843 EP2018084843W WO2019141449A1 WO 2019141449 A1 WO2019141449 A1 WO 2019141449A1 EP 2018084843 W EP2018084843 W EP 2018084843W WO 2019141449 A1 WO2019141449 A1 WO 2019141449A1
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WO
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gear
cam follower
rotational position
cam
control cam
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Application number
PCT/EP2018/084843
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English (en)
French (fr)
Inventor
Eberhard Schätzle
Deniz Keskin
Original Assignee
Magna Pt B.V. & Co. Kg
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of friction devices applied for different gear ratios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission

Definitions

  • the present invention relates to a shift assembly for a motor vehicle transmission, comprising a shift drum, which is drivable by means of a shift drum drive in a first rotational direction or in a second rotational direction, wherein the shift drum has a control curve which extends in a circumferential direction over a control corner angle range with a first cam follower, which is guided on the control cam and which is coupled to a first clutch pack for shifting at least one first gear, to a second cam follower, which is guided on the control cam and which is connected to a second clutch clutch packet is coupled for switching at least one second gear, wherein the first cam follower and the second cam follower are spaced apart in the circumferential direction by a distance angle, wherein in a first rotational position of the shift drum, the first gear is engaged and the second gear is not switched, wherein in a second rotational position of the shift drum, the second gear is engaged and not the first gear.
  • a selector shaft In the field of automotive gearboxes serve switching arrangements for engaging and disengaging gear stages.
  • a selector shaft In manual transmissions, a selector shaft is often axially displaced or rotated by means of a selector lever (corresponding to a shift or a selector operation). A finger on the selector shaft then engages, depending on the selection position, in one of a plurality of shift rods which are coupled to corresponding shift members (e.g., shift forks).
  • shift members e.g., shift forks
  • Each shift element is assigned to a shift clutch package which can have one or two gear steps. An axial displacement of a shift rod consequently leads to engagement of a gear stage or to a design of a gear stage.
  • an actuator for an automated manual transmission may include a shift drive for axially displacing a shift shaft and a selector drive for rotating the shift shaft.
  • These drives can by hydraulic motors (hydraulic cylinders or the like), but may also be formed by electromotive or electromagnetic drives.
  • each shift rod is assigned its own shift cylinder, can be dispensed with a separate selector drive.
  • the actuator arrangements described above are suitable both for automated manual transmissions (ASG) and for dual-clutch transmissions.
  • ASG automated manual transmissions
  • dual-clutch transmissions it is known that drive power is generally routed via one of two power transmission paths, whereas in the then passive power transmission path, one speed step can already be preselected. A gear change then takes place by overlapping actuation of two friction clutches of the power transmission paths, so that gear changes can be carried out without interruption of traction.
  • each partial transmission can be assigned its own shift drum which contains at least one shifting contour or control cam.
  • a single shift drum may be provided for operating all the gear ratios of the dual clutch transmission.
  • the dual-clutch transmission should generally contain seven forward gears and one reverse gear.
  • four switching curves are provided corresponding to the respective clutch packs. The switching curves are partially widened in order to enable simultaneous engagement and disengagement of forward gear stages in the first and the second partial transmission.
  • the document DE 10 2014 104 569 A1 discloses a shift drum for a motor vehicle transmission, wherein a control cam is formed by a groove in the shift drum and wherein a groove width in a passage portion is larger than a groove width in a neutral portion.
  • the document DE 10 2004 058 475 A1 discloses a dual-clutch transmission in which two shift rollers are provided, which are each assigned to both gear stages of a first and a second sub-transmission. Cams extend 360 °. The gear stages are distributed on the shift rollers, that at least one direct multiple circuit is executable.
  • the document WO 2006/045360 A1 discloses a parking lock system for a motor vehicle transmission, wherein the parking lock system comprises a locking mechanism and an actuating mechanism for actuating the locking mechanism.
  • An actuating lever is biased in the direction of a locking angle position.
  • An actuator member is movable between a holding position and an actuating position by means of an actuator, which may be formed, for example, by a shift drum. In the stop position, the actuator member holds an actuating lever for the parking brake system in a release angular position.
  • a shift drum for a stepped transmission of a motor vehicle with a shift track is known from the document DE 20 2005 018 647 U1.
  • the shift track is formed so that when turning the shift drum in one direction, a track follower is moved in the axial direction back and forth to put on or interpret a gear can.
  • the document DE 198 00 880 A1 discloses a switching device with a switching roller on which three control cams are formed. In one position of the shift drum two gear stages are engaged simultaneously to realize a parking brake for a motor vehicle.
  • a shift arrangement for a motor vehicle transmission with a shift drum, which is drivable by means of a shift drum drive in a first rotational direction or in a second rotational direction, wherein the shift drum has a control cam extending in a circumferential direction extends over a cam angle range, with a first cam follower, which is guided on the control cam and which is coupled to a first clutch pack for switching at least a first gear, with a second cam follower, which is guided on the control cam and with a second clutch pack to Shift is coupled by at least one second gear, wherein the first cam follower and the second cam follower are spaced apart in the circumferential direction by a distance angle, wherein in a first rotational position of the shift drum, the first gear is engaged and the second Gear stage is not engaged, wherein in a second rotational position of the shift roller, the second gear is
  • the shifting arrangement comprises a shift drum which has a control cam on which a first and a second cam follower are guided.
  • the shift drum on a single control cam.
  • at least one of the cam followers is assigned exactly two gear steps.
  • the cam followers are spaced apart in the circumferential direction by a distance angle, which is preferably smaller than 180 ° and preferably smaller than 150 °, in particular smaller than 130 °.
  • the distance angle is preferably greater than 80 °, in particular greater than 90 °, preferably greater than 100 °.
  • control cam is designed so that in the first rotational position, only the first gear is engaged, that in the second rotational position, only the second gear is engaged and that in the third rotational position, the first and the second gear are switched simultaneously.
  • the cam preferably extends over 360 ° and is designed as a closed in the circumferential direction control cam.
  • the third rotational position is preferably approached from the first or from the second rotational position, so that generally one gear is engaged before the other gear, which is necessary to realize the parking brake function, is also engaged.
  • Such parking lock arrangements generally require the installation space of a wheel set axially, since the parking lock arrangements usually include a parking lock wheel with external teeth, as well as a parking lock pawl or the like, which engages in a parking lock position in a tooth gap of the parking lock wheel, in order in this way fixed shaft rigidly connected to the parking lock gear with respect to a housing of the motor vehicle transmission or the switching arrangement.
  • the shaft is preferably connected directly to an output or to a differential, so that such a P position can prevent the vehicle from rolling away.
  • Such automatic parking brake functions are particularly important in automated transmissions since the associated friction clutches are often normally open clutches.
  • the starting clutch is generally a normally closed clutch, so that a type of immobilizer can usually be implemented independently of a handbrake even after engaging a gear stage.
  • a parking lock function can be realized by means of a parking lock arrangement, or else by two gear stages being engaged in the same transmission, whereby the transmission is blocked or blocked altogether.
  • a dual-clutch transmission it is understood that the two gear ratios are generally included in one of the two partial transmissions.
  • the shift drum of the shift arrangement is preferably associated with a partial transmission of a dual-clutch transmission.
  • a comparable shift arrangement is then usually provided, which may have, for example, a second shift drum, which may be realized with a control cam or with two control cams.
  • the second rotational position and the third rotational position are arranged adjacent to one another.
  • Adjacent to one another in the present context means that there is no other functionality, in particular none, between the function in which the second gear is engaged and the function in the third rotational position in which the first and second gear are engaged another gear, is switched.
  • control cam has a first passage section which projects in a first axial direction with respect to a neutral line, and has a second passage section which projects in a second axial direction with respect to the neutral line.
  • the control cam thus has a neutral line, which corresponds to a neutral position of the clutch packs.
  • the first passage section is then used for actuation of the cam followers in a first axial direction in order to shift one gear step of a clutch pack.
  • the second passage section is used then in order to switch by means of the cam follower in each case the other gear stage of the respective clutch pack package.
  • a neutral section which lies on the neutral line, is arranged between the first gear section and the second gear section, wherein the neutral section extends over a neutral angle, which is greater than the distance angle, by which the first cam follower and the second cam follower are spaced from each other in the circumferential direction.
  • both cam followers can be in the same neutral section without a gear step being engaged. Starting from this state, either one of the cam followers can then enter the one gear section, or the other cam follower can enter the other second gear section.
  • the control cam preferably has, in addition to the neutral section whose neutral angle is greater than the distance angle, a second neutral section which is arranged between the gear sections.
  • the second neutral section extends over a second neutral angle, which is smaller than the distance angle by which the cam followers are spaced from each other. Consequently, both cam followers can not be arranged in the second neutral section.
  • control cam has a first passage section which extends over a first gear angle.
  • control cam has a second gear section which extends over a second gear angle, which is smaller than the first gear angle.
  • the second gear section is an "ordinary" gear section, which serves for engaging and disengaging gear stages of the motor vehicle transmission.
  • the first gear section whose first gear angle is greater than the second gear angle here offers the possibility that a gear step can remain engaged while the shift drum rotates over a rotational angle corresponding to the first gear angle becomes. In the same movement, however, it is possible to change at the other clutch clutch package by means of the other cam follower from a neutral position to a gear position or vice versa.
  • the first gear angle is so large that a cam follower is guided in both the second and in the third rotational position at the first gear portion.
  • the first passage section has a first circumferential section and an adjoining second peripheral section, wherein a first control curve width in the region of the first peripheral section is smaller than a second control curve width in the region of the second peripheral section.
  • the second peripheral portion is thus wider, preferably twice as wide as the first peripheral portion. Consequently, the second peripheral portion can be approached from two different directions of rotation, wherein a cam follower entering therein remains in the neutral position in one direction of rotation, and remains in the gear position in the other direction of rotation.
  • the first gear section is designed so that it has a different function depending on the direction of rotation.
  • the third rotational position can be integrated in the embodiment according to the invention in a shift drum "activation range" of, for example 360 °, without noticeable other loss of function occur.
  • the integration of the third rotational position is realized in a preferred embodiment in that in the region of the first gear portion a positive displacement in the third rotational position is canceled and the gear portion is extended in the circumferential direction, so that a quasi "doubling" a gear position is realized.
  • the first gear stage, which is connected in the third rotational position is preferably a reverse gear stage.
  • the second gear stage, which is preferably connected in the third rotational position, is preferably the forward gear stage 6.
  • the first clutch pack preferably operates the reverse gear and a forward gear 4.
  • the second clutch pack preferably operates the forward gear 6 and the forward gear 2.
  • Forward gear stages 1, 3, 5, 7 are preferably integrated in a second partial transmission of a dual-clutch transmission, which can also be actuated by means of two clutch clutch packages, for example by means of a further single-track shift drum, as described above, but which preferably does not include a parking brake function.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a drive train with a motor vehicle transmission, which includes an embodiment of a switching arrangement according to the invention
  • FIG. 1 shows in schematic form a drive train for a motor vehicle and generally designated 10.
  • the drive train 10 has a drive motor 12, which may be an internal combustion engine or a hybrid drive unit.
  • the drive train 10 includes a dual-clutch transmission 14 which is connected on the input side to the drive motor 12 and whose output side is connected to a differential 16 by means of which drive power can be distributed to driven wheels 18L, 18R.
  • the dual-clutch transmission 14 has a dual-clutch arrangement 20 with a first friction clutch 22 and a second friction clutch 24.
  • Input members of the first and second friction clutches 22, 24 are connected to a drive shaft of the drive motor 12.
  • An output member of the first friction clutch 22 is connected to a first partial transmission 26 associated with the odd forward speeds 1, 3, 5, 7, etc.
  • An output member of the second friction clutch 24 is connected to a second partial transmission 28, which corresponds to the straight forward gears 2, 4,
  • Outputs of the two partial transmissions 24, 28 are connected to an input member of the differential 16.
  • the dual-clutch transmission 14 can be operated in a manner known per se. If power is transmitted via one of the partial transmissions, a connecting gear stage can be preselected in the other, then passive partial transmission, with the associated friction clutch open. Subsequently, by overlapping actuation of the two friction clutches 22, 24, a gear change takes place without interrupting the traction force, the previously passive partial transmission then becoming the active partial transmission, being transmitted via the drive power.
  • the hitherto active part transmission becomes a passive sub-transmission in which a connection step can then be preselected again.
  • the friction clutches 22, 24 are actuated automatically, for example by means of hydraulic clutch actuators.
  • a switching arrangement 30 For operating the two partial transmissions 26, 28 is a switching arrangement 30.
  • the switching assembly 30 for actuating the second part gear 28 is used.
  • the switching arrangement 30 may also include other elements and actuators to automatically operate the first part of the transmission 26 can.
  • the second partial transmission 28 has a wheelset 32 for the forward gear stage 4, and a gear set 34 for the forward gear R. These wheelsets 32, 34 is associated with a first clutch pack 36 which is actuated by means of a first Wegglie of 38.
  • the first clutch pack 36 as is customary in counter drives, has two clutches, which are preferably synchronous clutches.
  • the first switching element 38 may be, for example, a shift fork, which engages in a unspecified shift sleeve of the first clutch pack 36, such that switched by means of the shift sleeve either the wheelset 32 for the forward gear 4 or the wheelset 34 for the reverse gear is, so the appropriate gear ratio is switched or preselected.
  • the second partial transmission 28 also has a gear set 42 for the forward gear stage 6 and a gear set 44 for the forward gear stage 2.
  • the wheelsets 42, 44 is associated with a second clutch pack 46, which may be constructed in a similar manner as the first clutch pack 36.
  • the second clutch pack 46 is actuated by a second switching member 48, for example a Heidelbergga- bel, which in a shift sleeve of the second clutch pack 46 attacks. By means of the second clutch pack, either the forward gear 6 or the forward gear 2 can be switched.
  • the shift assembly 30 has a shift drum 50 for actuating the first clutch pack 36 and the second clutch pack 46.
  • the switching roller 50 is rotatably mounted about an axis of rotation 52 which is aligned parallel to unspecified waves of the second partial transmission 28.
  • the shift drum 50 can be driven by means of a shift drum drive 54.
  • the shift drum drive 54 may be, for example, an electric motor.
  • On an outer circumference of the shift drum 50 a single control cam 56 is formed, which may be formed as a radial groove.
  • a first cam follower 58 and a second cam follower 60 are guided.
  • the first control cam follower 58 is connected to the first switching element 38.
  • the second cam follower 60 is connected to the second switching element 48.
  • the shift drum 50 is drivable by means of the shift drum drive 54 in a first direction of rotation 62 or in an opposite second direction of rotation 64.
  • the cam followers 58, 60 Upon rotation of the shift drum 50, the cam followers 58, 60 selectively enter the range of gear sections 68, 70 in which they are deflected axially, starting from a neutral line N.
  • the position of the cam followers 58, 60 in the neutral line N corresponds to respective neutral positions of the Wegkupplungspa- kete 36, 46. If a cam follower 58, 60 is deflected axially in a passage section 68, 70 with respect to the neutral line N, therefore, via the associated switching element 38, 48 associated with this control cam follower clutch package 36th , 46 is pressed so that a gear is engaged.
  • the first passage section 68 protrudes from the neutral line N in a first axial direction. If the first cam follower 58 enters the first gear section 68, the reverse gear R is engaged. If the second cam follower 60 arrives in the first gear section 68, the forward gear step 2 is engaged.
  • the second passage portion 70 extends opposite to the neutral line N in the opposite axial direction. Consequently, when the first cam follower 58 enters the second gear section 70, the forward gear 4 is engaged. When the second cam follower 60 enters the second gear section 70, the forward gear step 6 is engaged.
  • FIGS. 2a to 2e respectively show developments of the control cam 56 of the shift drum 50 of FIG. 1 in a preferred embodiment.
  • 2a-2e show different rotational positions of the shift drum 50.
  • the cam 56 is shown in each case identically, with the relative position of the cam followers 58, 60 changed and each changed is drawn is drawn (although the cam followers 58, 60 when installed have a constant circumferential position with respect to the circumference of the shift drum 50).
  • Fig. 2a shows a rotational position DS6, in which the forward gear stage 6 is inserted.
  • Fig. 2b shows a rotational position DS4, in which the forward gear 4 is engaged.
  • Fig. 2c shows a rotational position DS2, in which the forward gear stage 2 is inserted.
  • Fig. 2d shows a rotational position DSR, in which the reverse gear R is engaged
  • Fig. 2e shows a rotational position DSP of the shift drum 50, in which a Parksper- renfunktion is realized, the reverse gear R and the forward gear 6 are inserted simultaneously.
  • FIGS. 2a to 2e also show certain dimensions of the control cam 56 and the cam followers 58, 60 which will be explained below:
  • the control cam extends over a control cam angle aK, which in the present case is 360 °.
  • the cam followers 58, 60 are circumferentially spaced apart by a distance angle aD, which may be in a range of 100 ° to 130 °, for example.
  • the first gear section 68 extends in the circumferential direction over a first gear angle aG1, which may be, for example, in a range of 20 ° to 70 °.
  • the second gear portion 70 extends in the circumferential direction over a second gear angle aG2, which may for example be in a range of 10 ° to 35 °.
  • the second gear angle aG2 is about half as large as the first gear angle aG1.
  • the passage sections each transition over a transitional area from a neutral section into the respective passage section, the transitional area extending extends over a pitch angle aS, which may extend for example in a range of 10 ° to 40 °.
  • aG1, aG2 are those angles in which a control cam follower is always in the gear position.
  • aA2 extends a first neutral section, which extends over a neutral angle aN1, and a second neutral section, which extends over a second neutral angle aN2 (see FIG. 2e).
  • the first passage section 68 is divided in the circumferential direction into a first peripheral section 74 and a second peripheral section 76.
  • the first gear section 68 has a control curve width B1 that corresponds to the control curve width in the neutral sections.
  • the first gear section 68 has a control curve width B2 that is greater than the first control curve width B1. More specifically, the second peripheral portion 76 has a width such that a cam follower inserted therein can either be in a gear position (see the first cam follower 58 in FIG. 2e with the reverse gear R engaged) or in FIG a neutral position N, see Fig. 2a, where the first cam follower 58 is located within the same second peripheral portion 76.
  • the first neutral angle aN1 is greater than the distance angle aD between the cam followers 58, 60.
  • the second neutral angle aN2 is smaller than the distance angle aD.
  • the control roller 50 is in the rotational position DS6.
  • the first control cam follower 58 is located within the second peripheral portion 76 of the first gear portion 68 and is in a neutral position N, such that the first clutch pack 36 is also in a neutral position.
  • the second cam follower 60 is located within the second gear section 70, so that the forward gear step 6 is connected by means of the second clutch pack 46.
  • the shift drum 50 is further rotated in the first direction of rotation 62, the position of Fig. 2b results.
  • the first cam follower 58 is located in the second gear section 70, so that the forward gear 4 is engaged by means of the first clutch pack 36.
  • the second cam follower 60 is located within the first neutral section.
  • the second cam follower 60 Upon further rotation of the shift drum in the first direction of rotation 62, the second cam follower 60 enters the first gear section 68, specifically into the first circumferential section 74 thereof, such that the forward gear step 2 is engaged by means of the second clutch clutch package 46.
  • the first cam follower 58 is here in the neutral position N in the first neutral section.
  • Figs. 2a to 2d relate to normal gear shifts.
  • a shift in the ferry mode ie in a forward drive
  • the shift drum can be rotated in the opposite direction of rotation 64, so that again the state of Fig. 2b is reached, in which the forward gear 4 is engaged.
  • a further rotation in the second direction of rotation 64 then leads to the engagement of the forward gear stage 6 according to Fig. 2a.
  • the rotational position DSR could also be reached, in which the reverse gear stage is engaged.
  • the reverse gear stage is engaged.
  • the shift drum 50 can be further rotated in the first direction of rotation 62, such that the first cam follower 58 enters the second peripheral portion 76 of the first gear portion 68, wherein the reverse gear R remains engaged.
  • This rotation of the shift drum 50 in the first direction of rotation 62 from the position of Fig. 2d in the position of Fig. 2e further has the consequence that the second cam follower 60 from the second neutral section in the second passage section 70 passes, so that in addition to Reverse gear R at the same time the forward gear 6 is engaged. Flier barn the second sub-transmission 28 is blocked and it is set up a parking brake function.
  • the shift drum can be rotated starting from the position of FIG. 2 e in the second direction of rotation 64, so that in turn the rotational position DSR of FIG. 2 d is established.
  • the shift drum can be rotated further in the first direction of rotation 62 starting from the rotational position DSP of FIG. 2e.
  • the reverse gear stage and the forward gear stage 6 are laid out substantially simultaneously so that the first cam follower 58 is in the second neutral section and the second cam follower 60 is in the first neutral section. This position corresponds to a position between FIGS. 2a and 2b.
  • FIGS. 3a to 3h show different rotational positions of the shift drum 50 in a schematic side view, again changing the rotational position of the cam followers 58, 60 for reasons of clarity, in order to better represent the relative rotational positions.
  • Fig. 3a shows the rotational position DS6 corresponding to Fig. 2a.
  • FIG. 3b shows the rotary position DS4 in accordance with FIG. 2b.
  • FIG. 3c shows the rotational position DS2 according to FIG. 2c.
  • FIG. 3d shows a rotational position in which the second control cam follower 60 is located in the second peripheral section 76 of the first passage section 68 (shown in dashed lines in FIG. 2c).
  • FIG. 3 e shows the rotational position DSR, wherein the first cam follower 58 is located in the first circumferential section 74 of the first gear section 68.
  • 3f shows the rotational position DSP at which the first clutch follower 58 is located in the second peripheral portion 76 of the first gear portion 68, so that the reverse gear is engaged, wherein the second cam follower 60 is in the second gear portion 70, so that simultaneously the forward gear stage 6 is inserted.
  • FIG. 3g again shows the rotational position DSR, which is achieved starting from the rotational position DSP by introducing the second rotational direction 64.
  • Fig. 3h shows a rotational position DSN, in which, starting from the rotational position DSR results in a state in which the first cam follower 58 is in the first neutral section, and the second cam follower 60 in the second neutral section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Abstract

Schaltanordnung (30) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (14, 28), mit einer Schaltwalze (50), die mittels eines Schaltwalzenantriebs (54) in einer ersten Drehrichtung (62) oder in einer zweiten Drehrichtung (64) antreibbar ist, wobei die Schaltwalze (50) eine Steuerkurve (56) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung über einen Steuerkurvenwinkelbereich (αK) erstreckt, mit einem ersten Steuerkurvenfolger (58), der an der Steuerkurve (56) geführt ist und der mit einem ersten Schaltkupplungspaket (36) zum Schalten von wenigstens einer ersten Gangstufe (R) gekoppelt ist, mit einem zweiten Steuerkurvenfolger (60), der an der Steuerkurve (56) geführt ist und der mit einem zweiten Schaltkupplungspaket (46) zum Schalten von wenigstens einer zweiten Gangstufe (6) gekoppelt ist, wobei der erste Steuerkurvenfolger (58) und der zweite Steuerkurvenfolger (60) in der Umfangsrichtung um einen Abstandswinkel (αD) voneinander beabstandet sind, wobei in einer ersten Drehstellung (DSR) der Schaltwalze (50) die erste Gangstufe (R) geschaltet ist und die zweite Gangstufe (6) nicht geschaltet ist, wobei in einer zweiten Drehstellung (DS6) der Schaltwalze (50) die zweite Gangstufe (6) geschaltet ist und die erste Gangstufe (R) nicht geschaltet ist, und wobei in einer dritten Drehstellung (DSP) der Schaltwalze (50) die erste Gangstufe (R) geschaltet ist und die zweite Gangstufe (6) geschaltet ist, um eine Parksperrenfunktion einzurichten.

Description

Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeugge- triebe, mit einer Schaltwalze, die mittels eines Schaltwalzenantriebs in einer ersten Drehrichtung oder in einer zweiten Drehrichtung antreibbar ist, wobei die Schaltwalze eine Steuerkurve aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung über einen Steuerkur- venwinkelbereich erstreckt, mit einem ersten Steuerkurvenfolger, der an der Steuer- kurve geführt ist und der mit einem ersten Schaltkupplungspaket zum Schalten von wenigstens einer ersten Gangstufe gekoppelt ist, mit einem zweiten Steuerkurvenfol- ger, der an der Steuerkurve geführt ist und der mit einem zweiten Schaltkupplungs- paket zum Schalten von wenigstens einer zweiten Gangstufe gekoppelt ist, wobei der erste Steuerkurvenfolger und der zweite Steuerkurvenfolger in der Umfangsrichtung um einen Abstandswinkel voneinander beabstandet sind, wobei in einer ersten Dreh- stellung der Schaltwalze die erste Gangstufe geschaltet ist und die zweite Gangstufe nicht geschaltet ist, wobei in einer zweiten Drehstellung der Schaltwalze die zweite Gangstufe geschaltet ist und die erste Gangstufe nicht.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuggetriebe dienen Schaltanordnungen zum Ein- und Auslegen von Gangstufen. In manuellen Schaltgetrieben wird mittels eines Schalthe- bels häufig eine Schaltwelle axial versetzt oder verdreht (entsprechend einem Schalt- oder einem Wählvorgang). Ein Finger an der Schaltwelle greift dann je nach Wähl- stellung in eine von mehreren Schaltstangen, die mit entsprechenden Schaltgliedern (z.B. Schaltgabeln) gekoppelt sind. Jedes Schaltglied ist dabei einem Schaltkupp- lungspaket zugeordnet, das eine oder zwei Gangstufen aufweisen kann. Ein axiales Versetzen einer Schaltstange führt folglich zu einem Einlegen einer Gangstufe oder zu einem Auslegen einer Gangstufe.
Auf dem Gebiet der automatisierten Kraftfahrzeuggetriebe ist es bekannt, für Schalt- und für Wählbewegungen geeignete Aktuatoren vorzusehen. Beispielsweise kann eine Aktuatorik für ein automatisiertes Schaltgetriebe einen Schaltantrieb zum axia- len Versetzen einer Schaltwelle und einen Wählantrieb zum Verdrehen der Schalt- welle beinhalten. Diese Antriebe können durch Hydraulikmotoren (Hydraulikzylinder oder Ähnliches) gebildet sein, können jedoch auch durch elektromotorische oder elektromagnetische Antriebe gebildet sein.
Wenn jeder Schaltstange ein eigener Schaltzylinder zugeordnet ist, kann auf einen separaten Wählantrieb verzichtet werden.
Die oben beschriebenen Aktuatoranordnungen eignen sich sowohl für automatisierte Schaltgetriebe (ASG) als auch für Doppelkupplungsgetriebe. In Doppelkupplungsge- trieben ist es bekannt, dass Antriebsleistung generell über einen von zwei Leistungs- Übertragungspfaden geführt wird, wohingegen in dem dann passiven Leistungsüber- tragungspfad bereits eine Gangstufe vorgewählt werden kann. Ein Gangwechsel fin det dann durch überschneidende Betätigung von zwei Reibkupplungen der Leis- tungsübertragungspfade statt, so dass Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden können.
Auf dem Gebiet der Doppelkupplungsgetriebe ist es bekannt, jedem Teilgetriebe, also jedem Leistungsübertragungspfad, eine Schaltwalze zuzuordnen. Hierbei ist folglich eine Schaltwalze den geraden Gangstufen zugeordnet. Die andere Schalt- walze ist den ungeraden Gangstufen des anderen Teilgetriebes zugeordnet.
Ein Beispiel einer solchen Schaltanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe ist aus dem Dokument DE 10 2013 003 520 A1 bekannt. Wie es dort offenbart ist, kann je- dem Teilgetriebe eine eigene Schaltwalze zugeordnet sein, die wenigstens eine Schaltkontur bzw. Steuerkurve beinhaltet. Alternativ kann eine einzelne Schaltwalze zum Betätigen sämtlicher Gangstufen des Doppelkupplungsgetriebes vorgesehen sein. Das Doppelkupplungsgetriebe soll dort generell sieben Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe beinhalten. Bei einer Schaltwalze zum Schalten sämtlicher Gangstufen des Doppelkupplungsgetriebes sind vier Schaltkurven vorgesehen, die jeweiligen Schaltkupplungspaketen entsprechen. Die Schaltkurven sind teilweise ver- breitert, um ein gleichzeitiges Ein- und Auslegen von Vorwärtsgangstufen in dem ers- ten bzw. dem zweiten Teilgetriebe zu ermöglichen.
Das Dokument DE 10 2014 104 569 A1 offenbart eine Schaltwalze für ein Kraftfahr- zeuggetriebe, wobei eine Steuerkurve durch eine Nut in der Schaltwalze gebildet ist und wobei eine Nutbreite in einem Gangabschnitt größer ist als eine Nutbreite in ei- nem Neutralabschnitt.
Aus dem Dokument DE 10 2004 058 475 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe be- kannt, bei dem zwei Schaltwalzen vorgesehen sind, die jeweils sowohl Gangstufen eines ersten als auch eines zweiten Teilgetriebes zugeordnet sind. Steuerkurven er- strecken sich um 360°. Die Gangstufen sind so auf die Schaltwalzen verteilt, dass wenigstens eine direkte Mehrfachschaltung ausführbar ist.
Das Dokument WO 2006/045360 A1 offenbart ein Parksperrensystem für ein Kraft- fahrzeuggetriebe, wobei das Parksperrensystem einen Sperrmechanismus aufweist sowie einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen des Sperrmechanismus. Ein Betätigungshebel ist in Richtung einer Sperrwinkelposition vorgespannt. Ein Aktua- torglied ist mittels eines Aktuators, der beispielsweise durch eine Schaltwalze gebil- det sein kann, zwischen einer Halteposition und einer Betätigungsposition bewegbar. In der Halteposition hält das Aktuatorglied einen Betätigungshebel für das Parksper- rensystem in einer Freigabewinkelposition.
Eine Schaltwalze für ein Stufengetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Schaltspur ist aus dem Dokument DE 20 2005 018 647 U1 bekannt. Hier ist die Schaltspur so ausgebildet, dass bei einem Drehen der Schaltwalze in eine Richtung ein Spurfolger in axialer Richtung hin und her bewegt wird, um einen Gang ein- bzw. auslegen zu können.
Das Dokument DE 198 00 880 A1 offenbart eine Schaltvorrichtung mit einer Schalt- walze, an der drei Steuerkurven ausgebildet sind. In einer Position der Schaltwalze sind zwei Gangstufen gleichzeitig eingelegt, um eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug zu realisieren.
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe anzugeben. Die obige Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Schaltanordnung für ein Kraft- fahrzeuggetriebe, mit einer Schaltwalze, die mittels eines Schaltwalzenantriebs in ei- ner ersten Drehrichtung oder in einer zweiten Drehrichtung antreibbar ist, wobei die Schaltwalze eine Steuerkurve aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung über einen Steuerkurvenwinkelbereich erstreckt, mit einem ersten Steuerkurvenfolger, der an der Steuerkurve geführt ist und der mit einem ersten Schaltkupplungspaket zum Schalten von wenigstens einer ersten Gangstufe gekoppelt ist, mit einem zweiten Steuerkurvenfolger, der an der Steuerkurve geführt ist und der mit einem zweiten Schaltkupplungspaket zum Schalten von wenigstens einer zweiten Gangstufe gekop- pelt ist, wobei der erste Steuerkurvenfolger und der zweite Steuerkurvenfolger in der Umfangsrichtung um einen Abstandswinkel voneinander beabstandet sind, wobei in einer ersten Drehstellung der Schaltwalze die erste Gangstufe geschaltet ist und die zweite Gangstufe nicht geschaltet ist, wobei in einer zweiten Drehstellung der Schalt- walze die zweite Gangstufe geschaltet ist und die erste Gangstufe nicht geschaltet ist, und wobei in einer dritten Drehstellung der Schaltwalze die erste Gangstufe ge- schaltet ist und die zweite Gangstufe geschaltet ist, um eine Parksperrenfunktion ein- zurichten.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung beinhaltet eine Schaltwalze, die eine Steu- erkurve aufweist, an der ein erster und ein zweiter Steuerkurvenfolger geführt sind. Vorzugsweise weist die Schaltwalze eine einzelne Steuerkurve auf. Ferner ist es be- vorzugt, wenn wenigstens einem der Steuerkurvenfolger genau zwei Gangstufen zu- geordnet sind. Die Steuerkurvenfolger sind in Umfangsrichtung um einen Abstands- winkel voneinander beabstandet, der vorzugsweise kleiner ist als 180° und vorzugs- weise kleiner als 150°, insbesondere kleiner als 130°. Bevorzugt ist der Abstandswin- kel größer als 80°, insbesondere größer als 90°, vorzugsweise größer als 100°.
Generell ist die Steuerkurve so ausgebildet, dass in der ersten Drehstellung nur die erste Gangstufe geschaltet ist, dass in der zweiten Drehstellung nur die zweite Gang- stufe geschaltet ist und dass in der dritten Drehstellung die erste und die zweite Gangstufe gleichzeitig geschaltet sind. Die Steuerkurve erstreckt sich vorzugsweise über 360° und ist als eine in Umfangs- richtung geschlossene Steuerkurve ausgebildet.
Trotz der Tatsache, dass zwei Steuerkurvenfolger in eine einzelne Steuerkurve ein- greifen, kann folglich nicht nur das Schalten von mindestens zwei und maximal vier Gangstufen erfolgen, sondern auch das Einlegen einer Parksperre.
Es ergeben sich folglich Vorteile hinsichtlich der Ansteuerung, hinsichtlich des Raum- bedarfs, des Gewichtes, der Robustheit (Störanfälligkeit), hinsichtlich der Kosten in Entwicklung sowie Herstellung und Montage, bzw. hinsichtlich von wenigstens einem der oben genannten Vorteile.
Die dritte Drehstellung wird vorzugsweise aus der ersten oder aus der zweiten Dreh- stellung heraus angefahren, so dass generell eine Gangstufe geschaltet ist, bevor die andere Gangstufe, die zum Realisieren der Parksperrenfunktion notwendig ist, ebenfalls eingelegt wird.
Durch die Ausgestaltung der Schaltanordnung ist es zudem ggf. möglich, auf eine se- parate Parksperrenanordnung zu verzichten. Derartige Parksperrenanordnungen be- nötigen in der Regel axial den Bauraum eines Radsatzes, da die Parksperrenanord- nungen üblicherweise ein Parksperrenrad mit einer Außenverzahnung beinhalten, sowie eine Parksperren klinke oder dergleichen, die in einer Parksperrenposition in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingreift, um auf diese Weise eine starr mit dem Parksperrenrad verbundene Welle in Bezug auf ein Gehäuse des Kraftfahrzeug- getriebes bzw. der Schaltanordnung festzulegen. Die Welle ist vorzugsweise direkt mit einem Abtrieb bzw. mit einem Differential verbunden, so dass eine solche P-Posi- tion ein Wegrollen des Fahrzeuges verhindern kann.
Insbesondere bei automatisierten Getrieben sind derartige Parksperrenfunktionen wichtig, da die zugeordneten Reibkupplungen häufig normalerweise offene Kupplun- gen sind. Bei herkömmlichen manuellen Schaltgetrieben ist die Anfahrkupplung ge- nerell eine normalerweise geschlossene Kupplung, so dass bereits mit Einlegen ei- ner Gangstufe in der Regel eine Art Wegfahrsicherung unabhängig von einer Hand- bremse realisiert werden kann. Bei automatisierten Getrieben kann, wie oben erwähnt, eine Parksperrenfunktion mit- tels einer Parksperrenanordnung realisiert werden, oder aber dadurch, dass zwei Gangstufen in dem gleichen Getriebe eingelegt werden, wodurch das Getriebe ins- gesamt verblockt bzw. blockiert wird. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe versteht sich, dass die zwei Gangstufen generell in einem der zwei Teilgetriebe enthalten sind.
Die Schaltwalze der Schaltanordnung ist vorzugsweise einem Teilgetriebe eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet. Für das andere Teilgetriebe dieses Doppel- kupplungsgetriebes ist dann in der Regel eine vergleichbare Schaltanordnung vorge- sehen, die beispielsweise eine zweite Schaltwalze aufweisen kann, die mit einer Steuerkurve oder mit zwei Steuerkurven realisiert sein kann.
Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die zweite Drehstellung und die dritte Drehstellung benachbart zueinander angeordnet.
Benachbart zueinander angeordnet heißt im vorliegenden Zusammenhang, dass zwi- schen der Funktion, bei der die zweite Gangstufe geschaltet ist, und der Funktion in der dritten Drehstellung, bei der die erste und die zweite Gangstufe geschaltet sind, keine andere Funktionalität vorhanden ist, insbesondere keine weitere Gangstufe, geschaltet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerkurve einen ersten Gangabschnitt auf, der gegenüber einer Neutrallinie in einer ersten axialen Richtung vorsteht, und weist einen zweiten Gangabschnitt auf, der gegenüber der Neutrallinie in einer zweiten axialen Richtung vorsteht.
Die Steuerkurve weist folglich eine Neutrallinie auf, die einer Neutralposition der Schaltkupplungspakete entspricht. Der erste Gangabschnitt dient dann zum Betäti gen der Steuerkurvenfolger in einer ersten axialen Richtung, um jeweils eine Gang- stufe eines Schaltkupplungspaketes zu schalten. Der zweite Gangabschnitt dient dann dazu, um mittels der Steuerkurvenfolger jeweils die andere Gangstufe des je- weiligen Schaltkupplungspaketes zu schalten.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn zwischen dem ersten Gangabschnitt und dem zweiten Gangabschnitt ein Neutralabschnitt angeordnet ist, der auf der Neutralli- nie liegt, wobei der Neutralabschnitt sich über einen Neutralwinkel erstreckt, der grö- ßer ist als der Abstandswinkel, um den der erste Steuerkurvenfolger und der zweite Steuerkurvenfolger in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Folglich können sich beide Steuerkurvenfolger in dem gleichen Neutralabschnitt be- finden, ohne dass eine Gangstufe eingelegt ist. Ausgehend von diesem Zustand kann dann entweder der eine Steuerkurvenfolger in den einen Gangabschnitt einfah- ren, oder der andere Steuerkurvenfolger kann in den anderen zweiten Gangabschnitt einfahren.
Die Steuerkurve weist vorzugsweise neben dem Neutralabschnitt, dessen Neutral- winkel größer ist als der Abstandswinkel, einen zweiten Neutralabschnitt auf, der zwi- schen den Gangabschnitten angeordnet ist. Der zweite Neutralabschnitt erstreckt sich dabei über einen zweiten Neutralwinkel, der kleiner ist als der Abstandswinkel, um den die Steuerkurvenfolger voneinander beabstandet sind. Folglich können nicht beide Steuerkurvenfolger in dem zweiten Neutralabschnitt angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerkurve einen ersten Gangabschnitt auf, der sich über einen ersten Gangwinkel erstreckt.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn die Steuerkurve einen zweiten Gangab- schnitt aufweist, der sich über einen zweiten Gangwinkel erstreckt, der kleiner ist als der erste Gangwinkel.
Der zweite Gangabschnitt ist dabei ein "gewöhnlicher" Gangabschnitt, der zum Ein- und Auslegen von Gangstufen des Kraftfahrzeuggetriebes dient. Der erste Gangab- schnitt, dessen erster Gangwinkel größer ist als der zweite Gangwinkel, bietet hier durch die Möglichkeit, dass eine Gangstufe eingelegt bleiben kann, während die Schaltwalze über einen Drehwinkel entsprechend dem ersten Gangwinkel verdreht wird. Bei der gleichen Bewegung ist es hingegen möglich, an dem anderen Schalt- kupplungspaket mittels des anderen Steuerkurvenfolgers von einer Neutralposition in eine Gangposition zu wechseln bzw. umgekehrt.
Folglich ist es ferner vorteilhaft, wenn der erste Gangwinkel so groß ist, dass ein Steuerkurvenfolger sowohl in der zweiten als auch in der dritten Drehstellung an dem ersten Gangabschnitt geführt ist.
Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn der erste Gangabschnitt einen ersten Umfangs- abschnitt und einen daran anschließenden zweiten Umfangsabschnitt aufweist, wo- bei eine erste Steuerkurvenbreite im Bereich des ersten Umfangsabschnittes kleiner ist als eine zweite Steuerkurvenbreite im Bereich des zweiten Umfangsabschnittes.
Der zweite Umfangsabschnitt ist folglich breiter, vorzugsweise doppelt so breit wie der erste Umfangsabschnitt. Folglich kann der zweite Umfangsabschnitt aus zwei verschiedenen Drehrichtungen angefahren werden, wobei ein darin einfahrender Steuerkurvenfolger bei der einen Drehrichtung in der Neutralposition bleibt, und bei der anderen Drehrichtung in der Gangposition bleibt.
Folglich wird durch diese Ausgestaltung eine Art "Flysterese" der Steuerkurve reali siert, indem der erste Gangabschnitt so gestaltet wird, dass er je nach Drehrichtung eine andere Funktion hat.
Die dritte Drehstellung kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung in einen Schaltwalzen-"Aktivierungsbereich" von beispielsweise 360° integriert werden, ohne dass spürbare anderweitige Funktionseinbußen auftreten.
Es wird insgesamt bei bewusster Aufhebung der "Desmodromik" eine drehrichtungs- abhängige Steuerung ermöglicht und eine sehr kompakte Bauweise machbar.
Die Integration der dritten Drehstellung wird in einer bevorzugten Ausführungsform realisiert, indem im Bereich des ersten Gangabschnittes eine Zwangsauslenkung in der dritten Drehstellung aufgehoben wird und der Gangabschnitt in Umfangsrichtung verlängert wird, so dass quasi eine "Verdoppelung" einer Gangposition realisiert wird. Die erste Gangstufe, die in der dritten Drehstellung geschaltet ist, ist vorzugsweise eine Rückwärtsgangstufe. Die zweite Gangstufe, die in der dritten Drehstellung vor- zugsweise geschaltet ist, ist vorzugsweise die Vorwärtsgangstufe 6.
Das erste Schaltkupplungspaket bedient vorzugsweise die Rückwärtsgangstufe und eine Vorwärtsgangstufe 4. Das zweite Schaltkupplungspaket bedient vorzugsweise die Vorwärtsgangstufe 6 und die Vorwärtsgangstufe 2.
In einem zweiten Teilgetriebe eines Doppelkupplungsgetriebes sind vorzugsweise Vorwärtsgangstufen 1 , 3, 5, 7 integriert, die ebenfalls mittels zwei Schaltkupplungs- paketen ansteuerbar sind, beispielsweise mittels einer weiteren einspurigen Schalt- walze, wie oben beschrieben, die jedoch vorzugsweise keine Parksperrenfunktion beinhaltet.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläu- ternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges mit einem Kraftfahr- zeuggetriebe, das eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung beinhaltet;
Fig. 2a-2e unterschiedliche Drehstellungen einer Schaltwalze der Schaltanordnung der Fig. 1 in einer Umfangsabwicklung der Schaltwalze bzw. der zugeordneten Steu- erkurve; und
Fig. 3a-3h ebenfalls unterschiedliche Drehstellungen einer Schaltwalze der Schaltan- ordnung der Fig. 1 in einer axialen Seitenansicht In Fig. 1 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug darge- stellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 weist einen Antriebsmo- tor 12 auf, bei dem es sich um einen Verbrennungsmotor handeln kann oder um eine Hybridantriebseinheit. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 ein Doppelkupplungs- getriebe 14, das eingangsseitig mit dem Antriebsmotor 12 verbunden ist und das ausgangsseitig mit einem Differential 16 verbunden ist, mittels dessen Antriebsleis- tung auf angetriebene Räder 18L, 18R verteilbar ist.
Das Doppelkupplungsgetriebe 14 weist eine Doppelkupplungsanordnung 20 mit ei- ner ersten Reibkupplung 22 und einer zweiten Reibkupplung 24 auf. Eingangsglieder der ersten und der zweiten Reibkupplung 22, 24 sind mit einer Antriebswelle des An- triebsmotors 12 verbunden. Ein Ausgangsglied der ersten Reibkupplung 22 ist mit ei- nem ersten Teilgetriebe 26 verbunden, das den ungeraden Vorwärtsgangstufen 1 , 3, 5, 7 etc. zugeordnet ist. Ein Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung 24 ist mit ei- nem zweiten Teilgetriebe 28 verbunden, das den geraden Vorwärtsgangstufen 2, 4,
6 sowie einer Rückwärtsgangstufe R zugeordnet ist.
Ausgänge der zwei Teilgetriebe 24, 28 sind mit einem Eingangsglied des Differentials 16 verbunden.
Das Doppelkupplungsgetriebe 14 kann auf an sich bekannte Art und Weise betrieben werden. Sofern Leistung über eines der Teilgetriebe übertragen wird, kann in dem anderen, dann passiven Teilgetriebe eine Anschlussgangstufe vorgewählt werden, bei geöffneter zugeordneter Reibkupplung. Anschließend kann durch überschnei- dende Betätigung der zwei Reibkupplungen 22, 24 ein Gangwechsel ohne Zug- kraftunterbrechung erfolgen, wobei das bisher passive Teilgetriebe dann das aktive Teilgetriebe wird, über das Antriebsleistung übertragen wird. Das bislang aktive Teil getriebe wird zum passiven Teilgetriebe, in dem dann wieder eine Anschlussgang- stufe vorgewählt werden kann.
Die Reibkupplungen 22, 24 werden automatisiert betätigt, beispielsweise mittels hyd- raulischer Kupplungsaktuatoren. Zur Betätigung der zwei Teilgetriebe 26, 28 dient eine Schaltanordnung 30. In Fig. 1 ist aus Gründen einer übersichtlicheren Darstel- lung lediglich gezeigt, dass die Schaltanordnung 30 zur Betätigung des zweiten Teil getriebes 28 dient. Die Schaltanordnung 30 kann jedoch auch weitere Elemente und Aktuatoren beinhalten, um auch das erste Teilgetriebe 26 automatisiert betätigen zu können.
Das zweite Teilgetriebe 28 weist einen Radsatz 32 für die Vorwärtsgangstufe 4 auf, sowie einen Radsatz 34 für die Vorwärtsgangstufe R. Diesen Radsätzen 32, 34 ist ein erstes Schaltkupplungspaket 36 zugeordnet, das mittels eines ersten Schaltglie des 38 betätigbar ist. Das erste Schaltkupplungspaket 36 weist, wie es bei Vorgele- gegetrieben üblich ist, zwei Schaltkupplungen auf, bei denen es sich vorzugsweise um Synchron-Schaltkupplungen handelt. Das erste Schaltglied 38 kann beispiels weise eine Schaltgabel sein, die in eine nicht näher bezeichnete Schaltmuffe des ersten Schaltkupplungspaketes 36 greift, derart, dass mittels der Schaltmuffe entwe- der der Radsatz 32 für die Vorwärtsgangstufe 4 oder der Radsatz 34 für die Rück- wärtsgangstufe geschaltet wird, also die entsprechende jeweilige Gangstufe geschal- tet bzw. vorgewählt wird.
Das zweite Teilgetriebe 28 weist ferner einen Radsatz 42 für die Vorwärtsgangstufe 6 sowie einen Radsatz 44 für die Vorwärtsgangstufe 2 auf. Den Radsätzen 42, 44 ist ein zweites Schaltkupplungspaket 46 zugeordnet, das in ähnlicher Weise aufgebaut sein kann wie das erste Schaltkupplungspaket 36. Das zweite Schaltkupplungspaket 46 wird mittels eines zweiten Schaltglieds 48 betätigt, beispielsweise einer Schaltga- bel, die in eine Schaltmuffe des zweiten Schaltkupplungspaketes 46 greift. Mittels des zweiten Schaltkupplungspaketes kann entweder die Vorwärtsgangstufe 6 oder die Vorwärtsgangstufe 2 geschaltet werden.
Die Schaltanordnung 30 weist zur Betätigung des ersten Schaltkupplungspaketes 36 und des zweiten Schaltkupplungspaketes 46 eine Schaltwalze 50 auf. Die Schalt- walze 50 ist um eine Rotationsachse 52 verdrehbar gelagert, die parallel ausgerichtet ist zu nicht näher bezeichneten Wellen des zweiten Teilgetriebes 28. Die Schaltwalze 50 ist mittels eines Schaltwalzenantriebes 54 antreibbar. Der Schaltwalzenantrieb 54 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. An einem Außenumfang der Schaltwalze 50 ist eine einzelne Steuerkurve 56 ausge- bildet, die als Radialnut ausgebildet sein kann. An der Steuerkurve 56 sind ein erster Steuerkurvenfolger 58 und ein zweiter Steuerkurvenfolger 60 geführt. Der erste Steu- erkurvenfolger 58 ist mit dem ersten Schaltglied 38 verbunden. Der zweite Steuerkur- venfolger 60 ist mit dem zweiten Schaltglied 48 verbunden.
Die Schaltwalze 50 ist mittels des Schaltwalzenantriebs 54 in einer ersten Drehrich- tung 62 oder in einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 64 antreibbar. Bei ei- nem Verdrehen der Schaltwalze 50 kommen die Steuerkurvenfolger 58, 60 selektiv in den Bereich von Gangabschnitten 68, 70, in denen sie axial ausgelenkt werden, und zwar ausgehend von einer Neutrallinie N. Die Position der Steuerkurvenfolger 58, 60 in der Neutrallinie N entspricht jeweiligen Neutralpositionen der Schaltkupplungspa- kete 36, 46. Sofern ein Steuerkurvenfolger 58, 60 in einem Gangabschnitt 68, 70 axial gegenüber der Neutrallinie N ausgelenkt wird, wird folglich über das zugeord- nete Schaltglied 38, 48 das diesem Steuerkurvenfolger zugeordnete Schaltkupp- lungspaket 36, 46 betätigt, so dass damit eine Gangstufe eingelegt wird.
Der erste Gangabschnitt 68 steht gegenüber der Neutrallinie N in einer ersten Axial- richtung vor. Sofern der erste Steuerkurvenfolger 58 in den ersten Gangabschnitt 68 gelangt, wird die Rückwärtsgangstufe R eingelegt. Sofern der zweite Steuerkurven- folger 60 in den ersten Gangabschnitt 68 gelangt, wird die Vorwärtsgangstufe 2 ein- gelegt.
Der zweite Gangabschnitt 70 erstreckt sich gegenüber der Neutrallinie N in die ent- gegengesetzte axiale Richtung. Wenn folglich der erste Steuerkurvenfolger 58 in den zweiten Gangabschnitt 70 gelangt, wird die Vorwärtsgangstufe 4 eingelegt. Wenn der zweite Steuerkurvenfolger 60 in den zweiten Gangabschnitt 70 gelangt, wird die Vor- wärtsgangstufe 6 eingelegt.
Die Steuerkurve 56 mit den Gangabschnitten 68, 70 ist vorliegend ferner so ausgebil- det, dass zwei Gangstufen gleichzeitig einlegbar sind, um auf diese Weise eine Park- sperrenfunktion zu realisieren. Dies wird anhand der Fig. 2 und 3 nachstehend im Detail erläutert werden. Die Fig. 2a bis 2e zeigen jeweils Abwicklungen der Steuerkurve 56 der Schaltwalze 50 der Fig. 1 in einer bevorzugten Ausführungsform. Die Fig. 2a bis 2e zeigen dabei unterschiedliche Drehstellungen der Schaltwalze 50. Aus Gründen einer übersichtli cheren Darstellung ist die Steuerkurve 56 dabei jeweils identisch dargestellt, wobei sich die Relativlage der Steuerkurvenfolger 58, 60 ändert und jeweils geändert einge- zeichnet ist (obgleich die Steuerkurvenfolger 58, 60 im eingebauten Zustand eine konstante Umfangsposition in Bezug auf den Umfang der Schaltwalze 50 haben).
Fig. 2a zeigt eine Drehstellung DS6, bei der die Vorwärtsgangstufe 6 eingelegt ist.
Fig. 2b zeigt eine Drehstellung DS4, bei der die Vorwärtsgangstufe 4 eingelegt ist.
Fig. 2c zeigt eine Drehstellung DS2, bei der die Vorwärtsgangstufe 2 eingelegt ist.
Fig. 2d zeigt eine Drehstellung DSR, bei der die Rückwärtsgangstufe R eingelegt ist, und Fig. 2e zeigt eine Drehstellung DSP der Schaltwalze 50, bei der eine Parksper- renfunktion realisiert ist, wobei die Rückwärtsgangstufe R und die Vorwärtsgangstufe 6 gleichzeitig eingelegt sind.
In den Fig. 2a bis 2e sind ferner gewisse Abmessungen der Steuerkurve 56 und der Steuerkurvenfolger 58, 60 angegeben, die im Folgenden erläutert werden sollen:
Die Steuerkurve erstreckt sich über einen Steuerkurvenwinkel aK, der vorliegend 360° beträgt. Die Steuerkurvenfolger 58, 60 sind in Umfangsrichtung um einen Ab- standswinkel aD voneinander beabstandet, der beispielsweise in einem Bereich von 100° bis 130° liegen kann. Der erste Gangabschnitt 68 erstreckt sich in Umfangsrich- tung über einen ersten Gangwinkel aG1 , der beispielsweise in einem Bereich von 20° bis 70° liegen kann.
Der zweite Gangabschnitt 70 erstreckt sich in Umfangsrichtung über einen zweiten Gangwinkel aG2, der beispielsweise in einem Bereich von 10° bis 35° liegen kann. Vorzugsweise ist der zweite Gangwinkel aG2 etwa halb so groß wie der erste Gang- winkel aG1.
Die Gangabschnitte gehen jeweils über einen Übergangsbereich von einem Neutral- abschnitt in den jeweiligen Gangabschnitt über, wobei der Übergangsbereich sich über einen Steigungswinkel aS erstreckt, der sich beispielsweise in einem Bereich von 10° bis 40° erstrecken kann.
Die oben genannten Gangwinkel aG1 , aG2 sind jene Winkel, in denen sich ein Steu- erkurvenfolger jeweils in der Gangposition befindet. Ein Auslenkungsabschnitt ge- genüber der Neutrallinie setzt sich in jedem Fall zusammen aus der Länge des jewei- ligen Gangwinkels aG1 , aG2 und von zwei Steigungswinkeln aS, so dass für die Auslenkungswinkel Folgendes gilt: aA1 = aG1 + 2 * aS, und aA2 = aG2 + 2 * aS.
Zwischen diesen Auslenkungsabschnitten mit den Auslenkungswinkeln aA1 , aA2 er- strecken sich ein erster Neutralabschnitt, der sich über einen Neutralwinkel aN1 er- streckt, sowie ein zweiter Neutralabschnitt, der sich über einen zweiten Neutralwinkel aN2 erstreckt (siehe Fig. 2e).
Der erste Gangabschnitt 68 ist in Umfangsrichtung in einen ersten Umfangsabschnitt 74 und einen zweiten Umfangsabschnitt 76 unterteilt. In dem ersten Umfangsab- schnitt 74 weist der erste Gangabschnitt 68 eine Steuerkurvenbreite B1 auf, die der Steuerkurvenbreite in den Neutralabschnitten entspricht.
In dem zweiten Umfangsabschnitt 76 weist der erste Gangabschnitt 68 eine Steuer- kurvenbreite B2 auf, die größer ist als die erste Steuerkurvenbreite B1. Genauer ge- sagt weist der zweite Umfangsabschnitt 76 eine solche Breite auf, dass ein darin ge- führter Steuerkurvenfolger sich entweder in einer Gangposition befinden kann (siehe der erste Steuerkurvenfolger 58 in Fig. 2e, wobei die Rückwärtsgangstufe R einge- legt ist) oder in einer Neutralposition N, siehe Fig. 2a, wo der erste Steuerkurvenfol- ger 58 sich innerhalb des gleichen zweiten Umfangsabschnittes 76 befindet.
Der erste Neutralwinkel aN1 ist größer als der Abstandswinkel aD zwischen den Steuerkurvenfolgern 58, 60. Der zweite Neutralwinkel aN2 ist kleiner als der Ab- standswinkel aD. In Fig. 2a befindet sich die Steuerwalze 50 in der Drehstellung DS6. Der erste Steu- erkurvenfolger 58 befindet sich innerhalb des zweiten Umfangsabschnittes 76 des ersten Gangabschnittes 68 und befindet sich in einer Neutralstellung N, derart, dass das erste Schaltkupplungspaket 36 sich ebenfalls in einer Neutralstellung befindet. Der zweite Steuerkurvenfolger 60 befindet sich innerhalb des zweiten Gangabschnit- tes 70, so dass mittels des zweiten Schaltkupplungspaketes 46 die Vorwärtsgang- stufe 6 geschaltet ist.
Wenn nun die Schaltwalze 50 in der ersten Drehrichtung 62 weitergedreht wird, ergibt sich die Stellung der Fig. 2b. Hier befindet sich der erste Steuerkurvenfolger 58 in dem zweiten Gangabschnitt 70, so dass die Vorwärtsgangstufe 4 mittels des ers- ten Schaltkupplungspaketes 36 eingelegt ist. Der zweite Steuerkurvenfolger 60 befin- det sich innerhalb des ersten Neutralabschnittes.
Bei einem Weiterdrehen der Schaltwalze in der ersten Drehrichtung 62 gelangt der zweite Steuerkurvenfolger 60 in den ersten Gangabschnitt 68, und zwar in den ers- ten Umfangsabschnitt 74 hiervon, derart, dass mittels des zweiten Schaltkupplungs- paketes 46 die Vorwärtsgangstufe 2 eingelegt ist. Der erste Steuerkurvenfolger 58 befindet sich hierbei in der Neutralposition N in dem ersten Neutralabschnitt.
Ein Weiterdrehen der Schaltwalze in der ersten Drehrichtung 62 führt dazu, dass der zweite Steuerkurvenfolger 60 über den zweiten Umfangsabschnitt 76 in den zweiten Neutralabschnitt gelangt, wie es in Fig. 2d dargestellt ist. Der erste Steuerkurvenfol- ger 58 befindet sich dann innerhalb des ersten Umfangsabschnittes 74 des ersten Gangabschnittes 68, so dass die Rückwärtsgangstufe R eingelegt ist, und zwar mit- tels des ersten Schaltkupplungspaketes 36.
Die Fig. 2a bis 2d betreffen normale Gangschaltungen. Typischerweise erfolgt ein Schalten im Fährbetrieb, d.h. bei einer Vorwärtsfahrt, zwischen den Fig. 2a und 2c. Ausgehend aus der Position der Fig. 2c kann beispielsweise die Schaltwalze in die entgegengesetzte Drehrichtung 64 gedreht werden, so dass wieder der Zustand der Fig. 2b erreicht wird, bei der die Vorwärtsgangstufe 4 eingelegt ist. Ein weiteres Dre- hen in der zweiten Drehrichtung 64 führt dann zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 6 gemäß Fig. 2a. Ausgehend aus der Position der Fig. 2a könnte bei einem Weiter- drehen in der zweiten Drehrichtung 64 ferner die Drehstellung DSR erreicht werden, bei der die Rückwärtsgangstufe eingelegt ist. Mithin könnte direkt aus der Vorwärts- gangstufe 6 in die Rückwärtsgangstufe geschaltet werden, wenn dies notwendig sein sollte.
Ausgehend aus der Drehstellung DSR kann die Schaltwalze 50 jedoch in der ersten Drehrichtung 62 weitergedreht werden, derart, dass der erste Steuerkurvenfolger 58 in den zweiten Umfangsabschnitt 76 des ersten Gangabschnittes 68 gelangt, wobei die Rückwärtsgangstufe R eingelegt bleibt. Dieses Verdrehen von der Schaltwalze 50 in der ersten Drehrichtung 62 aus der Position der Fig. 2d in die Position der Fig. 2e hat ferner zur Folge, dass der zweite Steuerkurvenfolger 60 aus dem zweiten Neutralabschnitt in den zweiten Gangabschnitt 70 gelangt, so dass neben der Rück- wärtsgangstufe R gleichzeitig die Vorwärtsgangstufe 6 eingelegt wird. Flierdurch wird das zweite Teilgetriebe 28 blockiert und es wird eine Parksperrenfunktion eingerich- tet.
Zum Lösen der Parksperrenfunktion kann die Schaltwalze ausgehend von der Posi- tion der Fig. 2e in der zweiten Drehrichtung 64 verdreht werden, so dass wiederum die Drehstellung DSR der Fig. 2d eingerichtet wird. Alternativ kann die Schaltwalze ausgehend von der Drehstellung DSP der Fig. 2e in der ersten Drehrichtung 62 wei- tergedreht werden. Hierdurch erfolgt ein im Wesentlichen gleichzeitiges Auslegen der Rückwärtsgangstufe und der Vorwärtsgangstufe 6, so dass sich der erste Steuerkur- venfolger 58 in dem zweiten Neutralabschnitt befindet, und der zweite Steuerkurven- folger 60 in dem ersten Neutralabschnitt. Diese Position entspricht einer Position zwi- schen den Fig. 2a und 2b.
Zur besseren Erläuterung zeigen die Fig. 3a bis 3h in einer schematischen Seitenan- sicht unterschiedliche Drehpositionen der Schaltwalze 50, wobei wiederum aus Grün- den einer übersichtlicheren Darstellung die Drehposition der Steuerkurvenfolger 58, 60 verändert wird, um die relativen Drehpositionen besser darstellen zu können. Fig. 3a zeigt die Drehstellung DS6 entsprechend der Fig. 2a. Fig. 3b zeigt die Dreh- stellung DS4 entsprechend der Fig. 2b. Fig. 3c zeigt die Drehstellung DS2 entspre- chend der Fig. 2c. Fig. 3d zeigt eine Drehstellung, bei der sich der zweite Steuerkur- venfolger 60 in dem zweiten Umfangsabschnitt 76 des ersten Gangabschnittes 68 befindet (in Fig. 2c gestrichelt dargestellt).
Fig. 3e zeigt die Drehstellung DSR, wobei der erste Steuerkurvenfolger 58 sich in dem ersten Umfangsabschnitt 74 des ersten Gangabschnittes 68 befindet.
Fig. 3f zeigt die Drehstellung DSP, bei der sich der erste Schaltkupplungsfolger 58 in dem zweiten Umfangsabschnitt 76 des ersten Gangabschnittes 68 befindet, so dass die Rückwärtsgangstufe eingelegt ist, wobei sich der zweite Steuerkurvenfolger 60 in demzweiten Gangabschnitt 70 befindet, so dass gleichzeitig die Vorwärtsgangstufe 6 eingelegt ist.
Fig. 3g zeigt wiederum die Drehstellung DSR, die ausgehend aus der Drehstellung DSP durch Einleiten der zweiten Drehrichtung 64 erreicht wird.
Fig. 3h zeigt eine Drehstellung DSN, bei der sich ausgehend aus der Drehstellung DSR ein Zustand ergibt, bei dem der erste Steuerkurvenfolger 58 sich in dem ersten Neutralabschnitt befindet, und der zweite Steuerkurvenfolger 60 in dem zweiten Neutralabschnitt.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltanordnung (30) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (14, 28), mit einer Schaltwalze (50), die mittels eines Schaltwalzenantriebs (54) in einer ersten Drehrichtung (62) o- der in einer zweiten Drehrichtung (64) antreibbar ist, wobei die Schaltwalze (50) eine Steuerkurve (56) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung über einen Steuerkur- venwinkelbereich (aK) erstreckt, mit einem ersten Steuerkurvenfolger (58), der an der Steuerkurve (56) geführt ist und der mit einem ersten Schaltkupplungspaket (36) zum Schalten von wenigstens einer ersten Gangstufe (R) gekoppelt ist, mit einem zweiten Steuerkurvenfolger (60), der an der Steuerkurve (56) geführt ist und der mit einem zweiten Schaltkupplungspaket (46) zum Schalten von wenigstens einer zwei- ten Gangstufe (6) gekoppelt ist, wobei der erste Steuerkurvenfolger (58) und der zweite Steuerkurvenfolger (60) in der Umfangsrichtung um einen Abstandswinkel (aD) voneinander beabstandet sind, wobei in einer ersten Drehstellung (DSR) der Schaltwalze (50) die erste Gangstufe (R) geschaltet ist und die zweite Gangstufe (6) nicht geschaltet ist, wobei in einer zweiten Drehstellung (DS6) der Schaltwalze (50) die zweite Gangstufe (6) geschaltet ist und die erste Gangstufe (R) nicht geschaltet ist, und wobei in einer dritten Drehstellung (DSP) der Schaltwalze (50) die erste Gangstufe (R) geschaltet ist und die zweite Gangstufe (6) geschaltet ist, um eine Parksperrenfunktion einzurichten.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1 , wobei die zweite Drehstellung (DSR) und die dritte Drehstellung (DSP) benachbart zueinander angeordnet sind.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerkurve (56) einen ers- ten Gangabschnitt (68) aufweist, der gegenüber einer Neutrallinie (N) in einer ersten axialen Richtung vorsteht, und einen zweiten Gangabschnitt (70) aufweist, der ge- genüber der Neutrallinie (N) in einer zweiten axialen Richtung vorsteht.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, wobei zwischen dem ersten Gangabschnitt (68) und dem zweiten Gangabschnitt (70) ein Neutralabschnitt angeordnet ist, der auf der Neutrallinie (N) liegt, wobei der Neutralabschnitt sich über einen Neutralwinkel (aN1 ) erstreckt, der größer ist als der Abstandswinkel (aD), um den der erste Steuer- kurvenfolger (58) und der zweite Steuerkurvenfolger (60) in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
5. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei die Steuerkurve (56) ei- nen ersten Gangabschnitt (68) aufweist, der sich über einen ersten Gangwinkel (aG1 ) erstreckt.
6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, wobei die Steuerkurve (56) einen zweiten Gangabschnitt (70) aufweist, der sich über einen zweiten Gangwinkel (aG2) er- streckt, der kleiner ist als der erste Gangwinkel (aG1 ).
7. Schaltanordnung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der erste Gangwinkel (aG1 ) so groß ist, dass ein Steuerkurvenfolger (58) sowohl in der zweiten Drehstellung (DSR) als auch in der dritten Drehstellung (DSP) an dem ersten Gangabschnitt (68) geführt ist.
8. Schaltanordnung nach Anspruch 7, wobei der erste Gangabschnitt (68) einen ers- ten Umfangsabschnitt (74) und einen daran anschließenden zweiten Umfangsab- schnitt (76) aufweist, wobei eine erste Steuerkurvenbreite (B1 ) im Bereich des ersten Umfangsabschnittes (74) kleiner ist als eine zweite Steuerkurvenbreite (B2) im Be- reich des zweiten Umfangsabschnittes (76).
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