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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für ein Klauengetriebe,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Schaltgabel, die zumindest
zwischen einer einer ersten Gangstufe des Klauengetriebes zugeordneten
ersten Stellung und einer Neutralstellung axial verschiebbar ist.
Weiterhin ist die Erfindung auf ein mit einer solchen Betätigungseinheit
versehenes Klauengetriebe gerichtet.
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Betätigungseinheiten
für Klauengetriebe werden
sowohl bei automatischen wie auch bei manuellen Getrieben verwendet.
Insbesondere erfolgt auch vermehrt ein Einsatz bei Lastschaltgetrieben wie
beispielsweise bei Doppelkupplungsgetrieben oder bei automatisierten
manuellen Getrieben. Bei solchen Getrieben ist jeder Schaltgabel
ein auf einer Getriebewelle verschiebbar jedoch unverdrehbar angeordneter
Klauenring (Schaltmuffe) zugeordnet, der durch die Schaltgabel verschiebbar
ist. Der Klauenring ist jeweils zwischen auf der Getriebewelle verdrehbar
jedoch unverschiebbar angeordneten Gangrädern (Losräder) angeordnet und wird zum
Verbinden eines Gangrades mit der Getriebewelle über einen Schaltkranz des entsprechenden
Gangrades geschoben, wodurch das Gangrad mit der Getriebewelle formschlüssig verbunden
wird und die dem jeweiligen Gangrad zugeordnete Gangstufe eingelegt
wird.
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Da
sichergestellt werden muss, dass zu jedem Zeitpunkt maximal eine
Gangstufe eingelegt ist, ist die Ansteuerung der die Klauenringe
bewegenden Schaltgabeln relativ aufwändig, so dass durch den damit
verbunde nen erheblichen Bau- und Steuerungsaufwand entsprechend
hohe Kosten verbunden sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungseinheit
für ein
Klauengetriebe der eingangs genannten Art anzugeben, das einfach und
kostengünstig
herstellbar ist und eine einfache und sichere Ansteuerung ermöglicht.
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Ausgehend
von einer Betätigungseinheit
der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass eine Positionswelle vorgesehen ist, an der zwei Positionierelemente
für die
Schaltgabel axial verschiebbar aber unverdrehbar gelagert sind,
dass die Positionierelemente jeweils einen Anlageabschnitt zur temporären Anlage an
die Schaltgabel umfassen, dass die Positionswelle zusammen mit den
Positionierelementen zur Einstellung vorgegebener unterschiedlicher
Winkelpositionen der Positionierelemente verdrehbar ist und dass
jedem Positionierelement ein Betätigungselement
zugeordnet ist, durch das das Positionierelement in Abhängigkeit
von seiner eingestellten Winkelposition axial entlang der Positionswelle
verschiebbar ist.
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Weiterhin
wird erfindungsgemäß ein Klauengetriebe
mit mehreren Radsätzen
zur Bildung von Gangstufen beschrieben, das zwischen den Radsätzen angeordnete
Klauenringe (Schaltmuffen) zum drehfesten Verbinden von auf einer
Getriebewelle verdrehbar angeordneten Gangrädern der Radsätze mit
der Getriebewelle sowie zumindest eine erfindungsgemäß ausgebildete
Betätigungseinheit
zum Ein- und Auslegen der Gangstufen aufweist.
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Erfindungsgemäß sind somit
für die
Schaltgabel zwei Positionierelemente vorgesehen, durch die eine
axiale Verschiebung der Schaltgabel erfolgt, wobei die Positionierelemente
wiederum über
Betätigungselemente
verschoben werden. Die Positionierelemente sind in unterschiedliche
Winkelpositionen verbringbar, wobei die Verschiebung der Positionierelemente
durch die Betätigungselemente
abhängig von
der jeweils eingestellten Winkelposition der Positionierelemente
ist. Erfindungsgemäß erfolgt
somit das Einlegen eines Ganges (Gangstufe) in einem zweistufigen
Verfahren, bei dem zunächst
die Positionierelemente durch Verdrehen in eine dem einzulegenden
Gang entsprechende Winkelposition gebracht werden und anschließend in
einem zweiten Verfahrensschritt die derart positionierten Positionierelemente über die
Betätigungselemente
zum Verschieben der Schaltgabel auf der Positionswelle axial verschoben
werden.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung wird
eine einfache und gleichzeitig zuverlässige Ausgestaltung einer Schaltlogik
erreicht, die zusätzlich eine
hohe Flexibilität
gewährleistet.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Schaltgabel zwischen der der ersten Gangstufe
des Klauengetriebes zugeordneten ersten Stellung, einer einer zweiten
Gangstufe des Klauengetriebes zugeordneten zweiten Stellung und der
Neutralstellung axial verschiebbar, wobei die Neutralstellung zwischen
der ersten und der zweiten Stellung angeordnet ist. Mit dieser Ausführungsform kann
ein vollsynchronisiertes Getriebe realisiert werden. Jedes der Positionierelemente
ist in diesem Fall für
das Einlegen einer der beiden Gangstufen und das Auslegen der jeweils
anderen Gangstufe verantwortlich, wie es noch im Einzelnen dargelegt
werden wird. Ist die Schaltgabel lediglich zwischen der ersten Stellung
und der Neutralstellung verschiebbar, so kann ein halbsynchronisiertes
Getriebe realisiert werden, bei dem eines der Positionierelemente
für das Einlegen
und das andere Positionierelement für das Auslegen der Gangstufe
verantwortlich ist. Grundsätzlich
kann die Erfindung sowohl bei halbsynchronisierten wie auch bei
vollsynchronisierten Getrieben oder Mischformen verwendet werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung sind die Positionierelemente durch die Betätigungselemente
gegenüber
der Schaltgabel so verschiebbar, dass die Anlageabschnitte zur Anlage an
die Schaltgabel kommen. Bei einer weiteren Verschiebung der Positionierelemente
wird dadurch die Schaltgabel in die gewünschte Zielstellung mitgenommen,
sodass die gewünschte
Verschiebung der Schaltgabel erfolgt.
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Vorteilhaft
sind die Positionierelemente in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten
Winkelposition unterschiedlich weit verschiebbar. Dadurch wird erreicht,
dass durch entsprechende Einstellung der Positionierelemente in
eine jeweils dem einzulegenden Gang entsprechende Winkelposition
die Positionierelemente und damit auch die Schaltgabel dem einzulegenden
Gang entsprechend in die der ersten Gangstufe zugeordneten ersten
Stellung, die Neutralstellung oder ggf. die der zweiten Gangstufe zugeordneten
zweite Stellung verschoben wird.
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Bevorzugt
sind dabei die Positionierelemente in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten
Winkelposition um einen vorgegebenen einfachen Schaltweg, den doppelten
Schaltweg oder gar nicht verschiebbar. Als einfacher Schaltweg ist
dabei insbesondere der Abstand zwischen der ersten Stellung der
Schaltgabel und der Neutralstellung vorgegeben, der ggf. insbesondere
auch dem Abstand zwischen der Neutralstellung und der zweiten Stellung
der Schaltgabel entspricht. Durch die Verschiebung der Positionierelemente
um den vorgegebenen einfachen Schaltweg, ist es möglich, die
Schaltgabel bei eingelegtem Gang, das heißt wenn sie sich in ihrer ersten
oder zweiten Stellung befindet, zuverlässig in die Neutralstellung
zu verschieben. Dies entspricht einem Auslegen des Ganges. Die Verschiebung
der Positionierelemente um den doppelten Schaltweg bewirkt hingegen
eine Verschiebung der Schaltgabel in die erste oder ggf. die zweite
Stellung, unabhängig von
der jeweiligen Ausgangsstellung der Schaltgabel, was einem Einlegen
der ersten bzw. der zweiten Gangstufe entspricht. Durch die Möglichkeit,
abhängig
von der Winkelposition der Positionierelemente zu gewährleisten,
dass die Positionierelemente nicht verschoben werden, wird erreicht,
dass bestimmte Positionierelemente bei bestimmten Winkelpositionen
keinen Einfluss auf die ihnen zugeordnete Schaltgabel besitzen,
sodass beispielsweise die Verschiebung der Schaltgabel ausschließlich von
der Verschiebung des zweiten der Schaltgabel zugeordneten Positionierelements
abhängt.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen
die Positionierelemente in axialer Richtung versetzt zueinander
angeordnete Steuerabschnitte, sogenannte Einleg- und Ausleg-Steuerabschnitte,
an denen die Betätigungselemente
zum Verschieben der Positionierelemente angreifen. Bevorzugt sind
die Steuerabschnitte dabei um die Längsachse der Positionswelle
herum und insbesondere im Wesentlichen konzentrisch zur Längsachse
der Positionswelle angeordnet. Weiterhin sind vorteilhaft die Steuerabschnitte
in zwei insbesondere parallel zueinander angeordneten, axial zueinander
versetzten Steuerebenen des jeweiligen Positionierelements angeordnet,
die eine Ausleg-Steuerebene
und eine Einleg-Steuerebene des Positionierelements bilden. Der
Abstand zwischen der Ausleg- und der Einleg-Steuerebene entspricht dabei
vorteilhaft dem einfachen Schaltweg.
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Vorteilhaft
ist in der Einleg-Steuerebene genau ein Steuerabschnitt, nämlich der
Einleg-Steuerabschnitt, angeordnet und insbesondere jeder Steuerabschnitt
einer Winkelposition des Positionierelements zugeordnet. Nach einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die Steuerab schnitte als Kreis- oder Ringsektoren
ausgebildet. Bevorzugt sind die Einleg-Steuerabschnitte unterschiedlicher Positionierelemente
in Umfangsrichtung versetzt zueinander und insbesondere überlappungsfrei
angeordnet.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
ist jedem Einleg-Steuerabschnitt genau eine Winkelposition und damit
genau eine vordefinierte Gangstufe zugeordnet. Befindet sich ein
Positionierelement in einer Winkelposition, in der das zugehörige Betätigungselement
beim Verschieben an dem Einleg-Steuerabschnitt angreift, so wird
das Positionierelement um den doppelten Schaltweg verschoben. Dadurch
ist gewährleistet,
dass die Schaltgabel zuverlässig
in die der entsprechenden Gangstufe zugeordneten Stellung verschoben
wird und der gewünschte
Gang sicher eingelegt wird. Da die Einleg-Steuerabschnitte in Umfangsrichtung
versetzt zueinander angeordnet sind, ist gleichzeitig gewährleistet,
dass bei jeder Winkelposition der Positionierelemente nur ein einziger
Einleg-Steuerabschnitt von den Betätigungselementen beaufschlagt
wird, so dass ein Einlegen einer weiteren Gangstufe gleichzeitig
mit der ersten Gangstufe ausgeschlossen ist.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zumindest ein Federelement vorgesehen, durch das
die Positionierelemente in einer Richtung voneinander weg oder aufeinander zu
axial vorgespannt werden. Durch die Vorspannung wird erreicht, dass
die Positionierelemente jeweils außen oder innen liegende Endpositionen
einnehmen, solange sie nicht von den Betätigungselementen gegen die
Vorspannung in von den Endpositionen unterschiedliche Positionen
verschoben werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die Betätigungselemente
zum Verschieben der Positionierelemente synchron zueinander so bewegbar,
dass ein vorgegebener Abstand zwischen den Betätigungselementen zyklisch gleichmäßig verringert
und wieder vergrößert bzw.
vergrößert und
wieder verringert wird. Jedem Zyklus kann dabei ein Schaltvorgang,
das heißt
das Einlegen eines Ganges oder das Einstellen der Neutralposition,
jeweils mit gleichzeitigem Auslegen eines eventuell eingelegten
Ganges, zugeordnet werden.
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Bevorzugt
sind die Betätigungselemente
insbesondere parallel zur Längsachse
der Positionswelle gegeneinander verschiebbar ausgebildet. Dazu können die
Betätigungselemente
beispielsweise an zwei parallel zueinander verlaufenden Schiebestangen
angeordnet sein. Vorteilhaft ist eine Rotations-/Translations-Umsetzeinheit
mit den Schiebestangen gekoppelt, durch die eine vorgegebene Rotationsbewegung
in eine gegenläufige,
insbesondere zyklische Translationsbewegung der Schiebestangen umsetzbar
ist. Auf diese Weise kann somit eine einfach, beispielsweise durch
einen Elektromotor erzeugte Rotationsbewegung in die gewünschte zyklische,
gegeneinander gerichtete Verschiebebewegung der Betätigungselemente
umgesetzt werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die Betätigungselemente
um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar, wobei die einander zugewandten
Seiten der Betätigungselemente
zumindest bereichsweise jeweils als zu der Drehachse schräg verlaufende
schräge
Flächen
ausgebildet sind. Vorteilhaft sind dabei die Betätigungselemente an einer gemeinsamen
Schaltwelle unverdrehbar und axial unverschiebbar angeordnet, wobei
die Schaltwelle um ihre Längsachse
verdrehbar ist. Mit dieser Ausbildung kann der vorgegebene Abstand
zwischen den Betätigungselementen ebenfalls
zyklisch verringert und vergrößert werden, ohne
dass eine Verschiebung der Betätigungselemente
erfolgt. Weiterhin ist in diesem Fall keine separate Rotations-/Translations-Umsetzeinheit
erforderlich, da die Umsetzung der Rotationsbewegung in eine Translati onsbewegung
durch die rotierenden Schrägflächen der
Betätigungselemente
erfolgt.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Positionswelle und/oder gegebenenfalls die
Rotations-/Translations-Umsetzeinheit
oder die Schaltwelle jeweils mit einer Antriebswelle eines Elektromotors
wirkverbunden. Sowohl die Einstellung der gewünschten Winkelposition der
Positionierelemente als auch die jeweilige Verschiebung der Betätigungselemente
ist durch Verwendung von Elektromotoren steuertechnisch sehr einfach
realisierbar.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
zum Antreiben der Positionswelle und der Rotations-/Translations-Umsetzeinheit oder
der Schaltwelle derselbe Elektromotor vorgesehen, wobei der Elektromotor
mit der Positionswelle und der Rotations-/Translations-Umsetzeinheit oder der
Schaltwelle über
Steuerelemente verbunden ist, so dass beim Drehen der Antriebswelle
des Elektromotors in einer vorgegebenen Richtung nur die Positionswelle
angetrieben wird und beim Drehen der Antriebswelle des Elektromotors
in die entgegengesetzte Richtung nur die Rotations-/Translations-Umsetzeinheit
oder die Schaltwelle angetrieben wird. Durch die Verwendung nur
eines einzigen Elektromotors sowohl zur Einstellung der Winkelposition
der Positionierelemente als auch zum Verschieben der Betätigungselemente
können
die Kosten für eine
erfindungsgemäß ausgebildete
Betätigungseinheit
weiter reduziert werden. Da sowohl das Einstellen der für einen
einzulegenden Gang erforderlichen Winkelposition der Positionierelemente
als auch das Verschieben der Betätigungselemente
durch zyklische Ansteuerung erfolgen kann, ist es erfindungsgemäß möglich, lediglich
einen Elektromotor zu verwenden, und die jeweils gewünschte Aktion,
das heißt
das Einstellen der Winkelposition der Positionierelemente oder das
Verschieben der Betätigungselemente
in Abhängigkeit
von der jeweiligen Drehrichtung des Motors auszuführen. Die
Kopplung des Elektromotors mit den Positionierelementen bzw. den Betätigungselementen
kann dabei beispielsweise über
geeignete Steuermittel, z. B. Freilaufkupplungen, Klemmrollenfreiläufe oder
sonstige geeignete Mittel erfolgen, die gewährleisten, dass jeweils nur eine
der beiden möglichen
Drehrichtungen des Elektromotors Einfluss auf die Verdrehung der
Positionswelle besitzt und nur die andere Drehrichtung Einfluss
auf die Verschiebung der Betätigungselemente besitzt.
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Bevorzugt
sind die Positionierelemente an zwei in axialer Richtung gegenüberliegenden
Seiten der Neutralstellung der Schaltgabel angeordnet. Insbesondere
können
die Positionierelemente dabei symmetrisch zu der Neutralstellung
angeordnet sein, um eine gleichmäßige Verschiebung
der Schaltgabel zu gewährleisten.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
eine Positionserkennungseinheit, insbesondere ein Sensor, zur Erfassung
der aktuellen Winkelposition der Positionswelle vorgesehen. Insbesondere
aufgrund der verwendeten Freilaufkupplungen kann ein unbeabsichtigtes Verdrehen
der Positionswelle auftreten, so dass die aktuelle Winkelposition
der Positionswelle und der Positionierelemente über die Positionserkennungseinheit
erfasst wird, um die korrekte Winkelposition für den aktuell einzulegenden
Gang sicherzustellen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Steuereinheit vorgesehen, durch die eine
Positionierung der Positionierelemente ausschließlich in den vorgegebenen definierten
Winkelpositionen gewährleistet
ist. Bevorzugt kann die Steuereinheit dabei eine Rasteinheit umfassen.
Durch diese Ausführungsform
wird eine gleichzeitige Betäti gung
von nebeneinander liegenden Steuerabschnitten, die zu einer fehlerhaften
Mehrfacheinlegung von Gängen
führen
würde,
verhindert.
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Bevorzugt
kann eine Rücklaufsperre
für die Positionswelle
oder die Positionierelemente vorgesehen sein, durch die ein unerwünschtes
Zurückdrehen der
Positionswelle und damit ebenfalls eine eventuelle Mehrfacheinlegung
von Gängen
verhindert wird.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
zur Einstellung weiterer Gangstufen eine oder mehrere entsprechende Schaltgabeln
vorgesehen, die über
entsprechend ausgebildete weitere Positionierelemente und Betätigungselemente
jeweils zwei den weiteren Gangstufen zugeordneten Stellungen und
einer zwischen diesen Stellungen angeordneten Neutralstellung axial verschiebbar
sind. Auf diese Weise können
Mehrganggetriebe vorgesehen werden, wobei üblicherweise jeweils einer
Schaltgabel zwei unterschiedliche Gangstufen zugeordnet sind. Zum
Erzeugen einer Viergangschaltung sind somit beispielsweise zwei
Schaltgabeln, zum Erzeugen einer Sechsgangschaltung, drei Schaltgabeln
und so weiter erforderlich. Jeder Schaltgabel sind dann entsprechend
beschriebene Positionierelemente und Betätigungselemente zuzuordnen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
bei jeder eingestellten Winkelposition der Positionierelemente jeweils
maximal eines der Positionierelemente um den doppelten Schaltweg
verschiebbar und bildet somit ein aktives Positionierelement. Dadurch
ist gewährleistet,
dass auch bei einer beliebigen Anzahl von einstellbaren Gangstufen
automatisch immer nur genau eine Gangstufe eingelegt werden kann.
Damit werden ein gleichzeitiges Einlegen von zwei unterschiedlichen Gangstufen,
deren Gangräder
auf derselben Getriebewelle angeordnet sind, und eine daraus resultierende
Zerstörung
des Getriebes zuverlässig
verhindert.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das derselben Schaltgabel wie das aktive Positionierelement
zugeordnete und dem aktiven Positionierelement gegenüberlegende
Positionierelement in der eingestellten Winkelposition nicht durch
sein Betätigungselement
verschiebbar. Alle anderen Positionierelemente sind in dieser Winkelposition
hingegen um den einfachen Schaltweg verschiebbar. Dadurch ist gewährleistet, dass
beim Einlegen eines Ganges alle anderen Gänge automatisch ausgelegt werden.
Somit wird durch die Erfindung eine "Fail-Safe"-Funktion erreicht.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Antriebswelle des Elektromotors zum Antreiben
einer Schmiermittelpumpe, insbesondere einer Ölpumpe, mit einer Antriebswelle
der Schmiermittelpumpe wirkverbunden. Da der für das Getriebe verwendete Elektromotor
nur während
des eigentlichen Schaltvorganges erforderlich ist, um in einem ersten
Schritt die Positionierelemente in die gewünschte Winkelposition zu bringen und
in einem zweiten Schritt über
die Betätigungselemente
den gewünschten
Gang einzulegen, kann der Elektromotor während der restlichen Zeit zum
Antreiben der Schmiermittelpumpe verwendet werden.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist an der Positionswelle ein Steuerelement zum Antreiben
einer insbesondere als Kolbenpumpe oder als Membranpumpe ausgebildeten
Schmiermittelpumpe vorgesehen. Dabei kann der Pumpenhub in Abhängigkeit
von der jeweiligen Verdrehung der Positionswelle erfolgen, so dass
beispielsweise jeweils bei Verdrehen der Positionswelle von einer
Winkelposition in die nächste
ein vollständiger
Förderzyklus
(Ansaugen und Ausstoßen
des Schmiermittels) der Schmiermittelpumpe durchlaufen wird. Die
Verwen dung einer Membranpumpe ist insbesondere vorteilhaft, da diese
einen relativ kleinen Hub besitzt, wodurch eine gute Dynamik sowie eine
geringe Geräuschentwicklung
gewährleistet
ist. Darüber
hinaus sind Membranpumpen kostengünstig herstellbar.
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Vorteilhaft
können
zur Bildung eines Doppel- oder Mehrfachkupplungsgetriebes zwei oder
mehrere erfindungsgemäß ausgebildete
Betätigungseinheiten
vorgesehen sein. Da beispielsweise bei einem Doppelkupplungsgetriebe
das gleichzeitige Einlegen zweier unterschiedlicher Gänge auf
zwei unterschiedlichen Getriebepfaden sinnvoll sein kann, damit
beispielsweise über
eine Reibungskupplung ein nahtloses Umschalten zwischen den beiden
eingelegten Gängen
möglich
ist oder beispielsweise beim Rangieren gleichzeitig der erste und
der Rückwärtsgang
eingelegt sein können,
kann die durch die Positionierelemente realisierte Schaltlogik so
ausgelegt sein, dass lediglich für
jedes separate Teilgetriebe das gleichzeitige Einlegen zweier unterschiedlicher Gänge verhindert
wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
beschrieben; in diesen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Teilgetriebes mit Klauenschaltung
und einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Betätigungseinheit,
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2 eine
Detailansicht der Betätigungseinheit
nach 1,
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3 eine
schematische Darstellung der Steuerabschnitte der erfindungsgemäß ausgebildeten
Positionierelemente,
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4 bis 8 unterschiedliche
Schritte beim Ein- und Auslegen von Gängen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten
Betätigungseinheit,
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9 eine
Detailansicht aus 1,
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10 eine
Seitenansicht der Ansicht aus 9,
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11 eine
Detailansicht einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung im Vergleich zu der ersten Ausführungsform,
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12 eine
weitere Detailansicht der zweiten Ausführungsform,
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13 eine
schematische, teilweise aufgerissene Darstellung der zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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14 eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung,
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15 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung
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16 eine
weitere zusätzliche
Ausgestaltung der Erfindung, die bei allen Ausführungsformen anwendbar ist,
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17 eine
Seitenansicht der Darstellung aus 16,
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18 eine
Detailansicht von oben der Ausgestaltung nach 16,
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19 eine
mögliche
Ansteuerung einer Schmiermittelpumpe bei allen Ausführungsformen nach
der Erfindung,
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20 eine
weitere mögliche
Ansteuerung einer Schmiermittelpumpe und
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21 eine
Seitenansicht der Darstellung nach 20.
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In
den unterschiedlichen Ausführungsformen sind
sich entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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1 zeigt
einen Teil eines Klauengetriebes, das mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Betätigungseinheit
versehen ist und im Übrigen
in bekannter Weise ausgebildet ist.
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Eine
Eingangswelle 1 ist über
ein Eingangszahnrad 2 mit einem Vorlegerad 3 verbunden,
das mit einer Vorlegewelle 4 drehbar und axial unverschiebbar
verbunden ist. An der Vorlegewelle 4 sind weitere Vorlegeräder 5, 6, 7, 8 drehfest
und axial unverschiebbar befestigt, die jeweils mit an einer Ausgangswelle 9 axial
unverschiebbar, jedoch drehbar befestigten Gangrädern 10, 11, 12, 13 in
Eingriff sind und zusammen mit diesen Radsätze 101, 102, 103, 104 zur
Bildung des ersten, dritten, fünften
und siebten Ganges bilden.
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Jeweils
an Innenseiten der Gangräder 10, 11, 12, 13 sind
klauenförmige
Ansätze 14, 15, 16, 17 vorgesehen,
die zum Eingreifen in Bohrungen 18, 19 ausgebildet
sind, welche sich parallel zur Ausgangswelle 9 in an dieser
drehfest, jedoch axial verschiebbar gelagerten Klauenringen 20, 21 hindurch
erstrecken.
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Die
Klauenringe 20, 21 sind mit Schaltgabeln 22, 23 verbunden,
deren Enden jeweils als Schaltmuffen 24, 25 ausgebildet
sind, über
welche die Schaltgabeln 22, 23 drehbar und axial
verschiebbar an einer Positionswelle 26 gelagert sind.
Jeder Schaltgabel 22, 23 sind zwei seitlich von
der Schaltmuffe 24, 25 angeordnete Positionierelemente 27, 28, 29, 30 zugeordnet,
die an der Positionswelle 26 axial verschiebbar jedoch
unverdrehbar befestigt sind.
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Parallel
zu der Positionswelle 26 ist eine Schaltwelle 31 vorgesehen,
an der für
jedes Positionierelement 27, 28, 29, 30 jeweils
ein Betätigungselement 32, 33, 34, 35 drehfest
und axial unverschiebbar angeordnet ist. Sowohl an der Positionswelle 26 als
auch an der Schaltwelle 31 ist jeweils ein Zahnrad 36, 37 über einen
Freilauf 68, 69 (siehe 10) befestigt,
die mit einer gemeinsamen Schraubspindel 38 in Eingriff
stehen, die über
einen Elektromotor 39 antreibbar ist. Durch die Zahnräder 36, 37 und
die Schraubspindel 38 wird ein Schraubradgetriebe mit hoher Übersetzung
gebildet.
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Die
Freiläufe 68, 69 der
Zahnräder 36, 37 sind
dabei so ausgebildet, dass sich die Positionswelle 26 nur
bei der Betätigung
des Elektromotors 39 um ihre Längsachse 26 in einer
ersten Drehrichtung verdreht, während
sich die Schaltwelle 31 nur bei einer Betätigung des
Elektromotors 39 um ihre eine Drehachse 63 bildende
Langsachse 63' in
der dazu entgegengesetzten Drehrichtung verdreht. Da sich aufgrund
der Freiläufe 68, 69 die
Positionswelle 26 bzw. die Schaltwelle 31 eventuell
in die durch den jeweiligen Freilauf 68, 69 nicht
blockierte Richtung unbeabsichtigt verdrehen können, sind Sensoren 108, 109 vorgesehen,
mit denen die jeweilige Winkelposition der Positionswelle 26 bzw.
der Schaltwelle 31 erfassbar ist. Grundsätzlich kann
jede geeignete Positionserkennungseinheit verwendet werden, mit
der die Winkelposition der beiden Wellen erfasst werden kann. Die
Winkelposition kann dabei auch indirekt, beispielsweise durch Erfassen
der Winkelposition der Positionierelemente 27, 28, 29, 30 oder
der Betätigungselemente 32, 33, 34, 35 ermittelt
werden.
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Die
Schaltwelle 31, die Positionswelle 26, die Ausgangswelle 9,
die Vorlegewelle 4 und die Eingangswelle 1 sind
jeweils parallel zueinander angeordnet und über Lager 40 drehbar
gelagert.
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Der
in der unteren Hälfte
der 1 dargestellte Teil des Getriebes mit der Eingangswelle 1,
der Vorlegewelle 4 und der Ausgangswelle 9 ist
in üblicher
Weise ausgebildet. Ein Verdrehen der Eingangswelle 1 wird über das
Eingangszahnrad 2 und das Vorlegeradrad 3 auf
die Vorlegewelle 4 und auf die mit dieser verbundenen Vorlegeräder 5, 6, 7, 8 übertragen.
Solange sich die Klauenringe 20, 21 in den in 1 dargestellten
neutralen Stellungen befinden, sind alle Gangräder 10, 11, 12, 13 gegenüber der
Ausgangswelle 9 frei verdrehbar, so dass kein Drehmoment
auf die Ausgangswelle 9 übertragen wird.
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Zum
Einlegen des ersten Ganges wird der Klemmring 20 über die
Schaltgabel 22 auf der Ausgangswelle 9 in Richtung
zu dem Gangrad 10 hin verschoben, bis die klauenförmigen Ansätze 14 in
die Bohrungen 18 des Klauenrings 20 eingreifen.
Auf diese Weise wird das Gangrad 10 drehfest mit der Ausgangswelle 9 verbunden,
so dass ein Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 1 auf
die Ausgangswelle 9 entsprechend der Übersetzung des Vorlegerades 5 und
des Gangrades 10 übertragen wird.
In entsprechender Weise können
die Gänge 3, 5 und 7 eingelegt
werden.
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Anstelle
der klauenförmigen
Ansätze 14, 15, 16, 17 können auch
sonstige bekannte Kopplungselemente, beispielsweise mit Außenverzahnungen versehene,
an den Innenseiten der Gangräder
befestigte Schaltkränze
vorgesehen sein, auf die jeweils Schaltmuffen aufgeschoben werden.
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Die
in 1 im oberen Bereich dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete
Betätigungseinheit wird
im Folgenden anhand der 2 bis 8 im Einzelnen
näher beschrieben.
Dabei kann das in 1 beschriebene Getriebe zusätzliche
Radsätze aufweisen,
um eine größere Anzahl
von Gangstufen zu realisieren. Auch kann es sich bei dem in 1 dargestellten
Getriebe grundsätzlich
um ein vollständiges
Getriebe oder lediglich um ein Teilgetriebe beispielsweise eines
Doppelkupplungsgetriebes handeln.
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In 2 ist
die Schaltgabel 22 in ihrer Neutralstellung dargestellt,
in der sie sich zusammen mit dem Klauenring 20 in der Mitte
zwischen den Gangrädern 10 und 11 befindet,
so dass sich weder die klauenförmigen
Ansätze 14 noch
die klauenförmige Ansätze 15 in
die Bohrungen 18 des Klauenrings 20 hinein erstrecken.
Dadurch sind die Gangräder 10 und 11 auf
der Ausgangswelle 9 frei drehbar.
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Weiterhin
ist aus 2 zu erkennen, dass die Positionierelemente 27, 28 über Federelemente 41, 42 gegen
Seitenflächen 43, 44 der
Schaltmuffe 24 abgestützt
sind und aufgrund der Federvorspannung nach außen auseinander gedrängt werden.
In 2 ist dabei das Positionierelement 28 in
seiner außenliegenden
Endposition dargestellt, während das
Positionierelement 27 gegen die Federkraft in Richtung
zu der Schaltgabel 22 hin verschoben ist, wie es im Folgenden
noch näher
dargelegt wird.
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Die
Positionierelemente 27, 28 sind in ihren radial
außenliegenden
Bereichen gestuft ausgebildet, so dass in axialer Richtung versetzt
zueinander angeordnete Steuerabschnitte 45, 46,
nämlich
innere bzw. Ausleg-Steuerabschnitte 45 und äußere bzw. Einleg-Steuerabschnitte 46 gebildet
werden. Die Ausleg-Steuerabschnitte 45 liegen dabei in
einer durch eine gestrichelte Linie angedeuteten inneren bzw. Ausleg-Steuerebene 47,
während
die Einleg-Steuerabschnitte 46 in einer durch eine gestrichelte
Linie angedeutete äußeren bzw.
Einleg-Steuerebene 48 liegen. Die Ausleg- und die Einleg-Steuerebenen 47, 48 sind
parallel zueinander angeordnet und um den Schaltweg s voneinander
beabstandet. Durch die Ausleg-Steuerebenen 48 wird
jedes der Positionierelemente 27, 28 in zwei Teilscheiben, nämlich eine
innere bzw. Ausleg-Teilscheibe 105 und eine äußere bzw.
Einleg-Teilscheibe 106 aufgeteilt, wobei jede der Teilscheiben 105, 106 eine
axiale Dicke besitzt, die gleich dem Schaltweg s ist.
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Die
zu der Schaltgabel 22 hin zeigende Innenseiten 49, 50 der
Positionierelemente 28, 27 bilden Anlageabschnitte 51, 52,
die beim axialen Verschieben der Positionierelemente 27, 28 an
den Seitenflächen 43, 44 der
Schaltmuffe 24 zur Anlage kommen, wie es im rechten Teil
der 2 dargestellt ist.
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An
der Positionswelle 26 sind ringförmige Begrenzungsanschläge 53 vorgesehen,
an denen bei einem Auseinanderschieben der Positionierelemente 27, 28 Schultern 54 zur
Anlage kommen, wodurch ein Verschieben der Positionierelemente 27, 28 über ihre
axialen Endpositionen hinaus verhindert wird.
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Die
Schultern 54 sind in Bohrungen 55 der Positionierelemente 27, 28 ausgebildet,
durch die die Positionswelle 26 hindurchgeführt ist.
Jeweils im oberen und im unteren Bereich der Bohrungen 55 schließen sich
radial nach außen
parallel zur Positionswelle 26 verlaufende Nuten 56, 57 an,
in denen die Enden von sich durch die Positionswelle 26 radial hindurch
erstreckenden Sicherungsstiften 58 verschiebbar angeordnet
sind, so dass eine axiale Verschiebung der Positionierelemente 27, 28 bei
gleichzeitiger Drehfestigkeit gegenüber der Positionswelle 26 gewährleistet
ist.
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Die
Betätigungselemente 32, 33 sind
als Zylinder mit stirnseitigen Schrägflächen 64, 65 ausgebildet,
wobei die Schrägflächen 64, 65 einander
zugewandt sind. Die Schrägflächen 64, 65 sind
dabei so angeordnet, dass sich jeweils die in axialer Richtung dünnsten Stellen
und die in axialer Richtung dicksten Stellen der beiden Betätigungselemente 32, 33 gegenüberliegen.
Der abgeschrägte
Teil jedes Betätigungselements 32, 33 besitzt
dabei in axialer Richtung eine Länge
2s, die dem doppelten Schaltweg s entspricht.
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Die
Schrägflächen 64, 65 der
Betätigungselemente 32, 33 bilden
Betätigungsflächen für die Positionierelemente 27, 28.
Beim Verdrehen der Schaltwelle 31 und dem damit verbundenen
Verdrehen der Betätigungselemente 32, 33 kommen
die Schrägflächen 64, 65 an
den Einleg-Steuerabschnitten 46 zur Anlage,
wobei bei einem weiteren Verdrehen die Positionierelemente 27, 28 entgegen
der Wirkung der Federelemente 41, 42 axial verschoben
werden, wie es durch im rechten Bereich der 2 durch
eine strichpunktierte Linie 60 angedeutet und im Weiteren noch
näher dargelegt
wird.
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Der
Aufbau der Positionierelemente 27, 28, 29, 30 sowie
der Ausleg- und der Einleg-Steuerabschnitte 45, 46 ist
in der oberen Hälfte
der 3 stark schematisiert näher dargestellt. Jedes der
Positionierelemente 27, 28, 29, 30 in 3 ist
mit der ihm zugeordneten Gangnummer (1 bis 7 für Gänge 1 bis 7 und
R für Rückwärtsgang)
gekennzeichnet. Weiterhin sind die Teilscheiben 105, 106 der
Steuerelemente 27, 28, 29, 30 jeweils
getrennt voneinander dargestellt, wobei jeweils die äußere bzw.
Einleg-Teilscheibe 106 mit einem Zusatz "a" und die innere bzw. Ausleg-Teilscheibe 105 mit
einem Zusatz "i" versehen ist. "1a" kennzeichnet somit
beispielsweise die äußere bzw.
Einleg-Teilscheibe 105 des zum Einlegen des ersten Ganges
erforderlichen Positionierelements 27.
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Jede
Teilscheibe der Positionierelemente 27, 28, 29, 30 ist
in zehn Ringsektoren 59 eingeteilt, die durch Abstände 136 voneinander
getrennt sind, wobei die in 3 ausgefüllt dargestellten
Ringsektoren 59 die Ausleg- bzw. die Einleg-Steuerabschnitte 45, 46 bilden.
Die in 3 nicht ausgefüllt
dargestellten Ringsektoren 59 bilden hingegen Lücken 66.
Jede mit "a" gekennzeichnete äußere bzw.
Einleg-Teilscheibe 106 besitzt genau einen, äußeren bzw.
Einleg-Steuerabschnitt 46, der für jedes Positionierelement 27, 28, 29, 30 an
einer unterschiedlichen Winkelposition angeordnet ist. Durch die
Ringsektoren 59 werden somit für die Positionswelle 26 und
die Positionierelemente 27, 28, 29, 30 zehn
unterschiedliche Winkelpositionen definiert. Die in 3 dargestellte
Winkelausrichtung der Positionierelemente 27, 28, 29, 30 zueinander
entspricht dabei der Ausrichtung bei an der Positionswelle 26 befestigten
Positionierelementen 27, 28, 29, 30.
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Wie
aus 3 weiter zu erkennen ist, sind jeweils um einen
Ringsektor 59 gegeneinander verschobene Einleg-Steuerabschnitte 46 aufeinander folgenden
Gangstufen zugeordnet. In Umfangsrichtung umlaufend sind die Einleg-Steuerabschnitte 46 an
den einzelnen Positionierelementen 27, 28, 29, 30 somit
in der Reihenfolge erster, zweiter, dritter, vierter, fünfter, sechster,
siebter und Rückwärtsgang
angeordnet. Dadurch wird die Schaltzeit für das Umschalten zwischen aufeinander
folgenden Gängen minimiert,
da nur eine minimale Verdrehung der Positionswelle 26 von einem
Sektor zum nächsten,
d. h. von der aktuellen Winkelposition zu der benachbarten Winkelposition
erforderlich ist.
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Positionierelemente 27, 28, 29, 30 mit
den in 3 dargestellten Ausleg- und Einleg-Steuerabschnitten 45, 46 können beispielsweise
bei einem Doppelkupplungsgetriebe eingesetzt werden, bei dem das
eine Teilgetriebe die Gangstufen 1, 3, 5 und 7 umfasst,
während
das zweite Teilgetriebe die Schaltstufen 2, Rückwärtsgang, 4 und 6 umfasst.
Die in 3 in den oberen beiden Zeilen dargestellten Teilscheiben 105, 106 der
Betätigungselemente 27, 28, 29, 30 sind
somit dem Teilgetriebe mit einer ersten Positionswelle 26 zuzuordnen,
während
die in den beiden unteren Reihen dargestellten Teilscheiben 105, 106 von
Betätigungselementen 27', 28', 29', 30' dem zweiten
Teilgetriebe mit einer zweiten Positionswelle zuzuordnen sind.
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In 4 befindet
sich die Schaltgabel 22 in ihrer Neutralstellung, während die
Steuerelemente 27, 28 durch Verdrehen der Positionswelle 26 bereits in
eine Winkelposition gebracht wurden, die für das Einlegen des ersten Gangs
erforderlich ist. In dieser Winkelposition befindet sich der Einleg-Steuerabschnitt 46 des
Positionierelements 28 in Richtung zu seinem Betätigungselement 33 hin
gelegen, das heißt
in dem Bereich, in dem das Betätigungselement 33 mit
dem Positionierelement 28 grundsätzlich in Wirkeingriff kommen
kann.
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In
dieser Winkelposition ist hingegen bei dem Positionierelement 27 in
seinem dem Betätigungselement 23 zugewandten
Bereich weder ein Ausleg- noch ein Einleg-Steuerabschnitt 45, 46 vorhanden, sondern
hier sind die nach unten weisenden Ringsektoren 59 durch
die Lücken 66 gebildet.
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Wie
es im oberen Bereich seitlich neben der Schaltgabel 22 eingezeichnet
ist, wird durch Verschieben nach rechts der erste Gang und durch
Verschieben nach links der dritte Gang eingelegt. Zum Einlegen des
ersten Gangs wird in einem ersten Teilschritt zunächst die
Positionswelle 26 so verdreht, dass das für das Einlegen
des ersten Gangs zuständige
Positionierelement 28, das sogenannte aktive Positionierelement,
sich in der in 4 gezeigten Winkelposition befindet.
Anschließend
wird in einem zweiten Teilschritt die Schaltwelle 31 einmal
um 360° verdreht.
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Beim
Verdrehen der Schaltwelle 31 kommt die Schrägfläche 65 des
Betätigungselements 33 an dem
Einleg-Steuerabschnitt 46 des Positionierelements 28 zur
Anlage und verschiebt dieses in Richtung zu der Schaltgabel 22.
Nach einem Verdrehen der Schaltwelle 31 und damit des Betätigungselements 33 um
90° hat
das Positionierelement 28 den zwischen der Seitenfläche 43 der
Schaltmuffe 24 und der Innenseite 49 des Positionierelements 28 vorhandenen
Freiraum überwunden,
wobei der einfache Schaltweg s zurückgelegt wurde. Bei einem weiteren Verdrehen
des Betätigungselements 33 bis
180° wird die
in 5 dargestellte Position erreicht, bei der das Positionierelement 28 den
maximalen Verschiebeweg, nämlich
den doppelten Schaltweg 2s zurückgelegt hat. Dabei wurde gleichzeitig
die Schaltgabel 22 um den Schaltweg s in ihre in 5 dargestellte
erste Stellung verschoben.
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Bei
einer Verschiebung in diese erste Stellung ist der mit der Schaltgabel 22 verbundene
Klauenring 20 (1) ebenfalls um den Schaltweg
s verschoben worden, so dass die klauenförmigen Ansätze 15 des Gangrades 11 in
die Bohrungen 18 des Klauenrings 20 eingreifen
und eine drehfeste Kopplung des Gangrades 11 mit der Ausgangswelle 9 bewirken.
Nach einem weiteren Verdrehen der Schaltwelle 31 um 180° hat das
Betätigungselement 33 wieder
seine Ausgangsposition erreicht, wobei gleichzei tig das Positionierelement 28 durch
das Federelement 41 wieder in seine außen gelegene Endposition gedrückt wurde,
wie es in 6 zu erkennen ist. Nach einer
vollständigen
Drehung der Schaltwelle 31 um 360° ist somit das Einlegen des
ersten Gangs abgeschlossen. Das Einlegen des dritten Gangs erfolgt
in analoger Weise durch Verschieben des Positionierelements 27 über das
Betätigungselement 32,
bis sich die Schaltgabel 22 in einer der ersten Stellung
gegenüberliegenden
zweiten Stellung befindet, in der die Seitenfläche 43 der Schaltmuffe 24 an
der Innenseite 49 des Positionierelements 28 anliegt
und sich dieses in seiner in 6 links
außen liegenden
Endposition befindet.
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Soll
nach Einlegen des ersten Gangs ein anderer Gang, beispielsweise
der zweite Gang eingelegt werden, so ist sicherzustellen, dass mit
Einlegen des zweiten Gangs gleichzeitig der erste Gang automatisch
wieder ausgelegt wird. Dazu wird zunächst in einem ersten Teilschritt
die Positionswelle 26 so verdreht, dass das dem zweiten
Gang zugeordnete, nicht dargestellte Positionierelement in die Winkelposition
gebracht wird, in der der Einleg-Steuerabschnitt
dieses Positionierelements dem zugeordneten Betätigungselement zugewandt angeordnet
ist. Dies erfolgt in gleicher Weise, wie es zu 4 zum Einlegen
des ersten Gangs beschrieben wurde.
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Bei
dieser Winkelposition der Positionswelle 26 befinden sich
das dem Einlegen des ersten Ganges zugeordnete Positionierelement 28 sowie
das dem Einlegen des dritten Ganges zugeordnete Positionierelement 27 in
ihren in 6 gezeigten Stellungen. Bei
beiden Positionierelementen 27, 28 ist jeweils
ein Ausleg-Steuerabschnitt 45 der inneren bzw. Ausleg-Teilscheibe 105 nach
unten zu dem jeweiligen Betätigungselement 33, 32 hin
gewandt angeordnet, während
an dem unteren Ende der Einleg-Teilscheibe 106 der
Positionierelemente 27, 28 jeweils eine Lücke 66 vorhanden
ist.
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Beim
anschließenden
Verdrehen der Schaltwelle 31 treten daher die Schrägflächen 64, 65 der Betätigungselemente 32, 33 zum
ersten Mal nach einer Umdrehung um 90° mit den inneren bzw. Ausleg-Steuerabschnitten 45 der
Positionierelemente 27, 28 in Kontakt. Bei einem
weiteren Verdrehung der Schaltwelle 31 um 90° bis in die
in 7 dargestellte Position werden sowohl das Positionierelement 27 als
auch das Positionierelement 28 in Richtung zu der Schaltgabel 22 verschoben.
Da beide Positionierelemente 27, 28 um den gleichen
Schaltweg s entgegengesetzt verschoben werden, liegt bei Erreichen der
Position nach 7 letztlich die Schaltmuffe 24 der
Schaltgabel 22 in der Mitte zwischen den Endpositionen
der Betätigungselemente 27, 28,
so dass sich die Schaltgabel 22 in ihrer Neutralstellung
befindet und der erste Gang somit automatisch gleichzeitig mit dem
Einlegen des zweiten Gangs ausgelegt wurde.
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Nach
einer weiteren Verdrehung der Schaltwelle 31 um 180° ist diese
insgesamt um 360° verdreht
worden. Der Einlegvorgang des zweiten Gangs und der automatische
Auslegvorgang des ersten Gangs sind damit abgeschlossen und die
Betätigungselemente 32, 33 befinden
sich wieder in ihren Ausgangspositionen, wie es in 8 gezeigt
ist. Dabei werden die Positionierelemente 27, 28 durch
die Federelemente 41, 42 (2) jeweils
in ihre außenliegenden
Ausgangspositionen verschoben, wie es ebenfalls in 8 dargestellt
ist.
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Da
die Schaltgabel 22 durch das Positionierelement 27 in
die Neutralstellung zurück
verschoben wurde, ist das Positionierelement 27 somit dem
Auslegen des ersten Ganges zugeordnet, während das Positionierelement 28 entsprechend
dem Auslegen des dritten Ganges zugeordnet ist.
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Das
automatische Auslegen von Gängen beim
Einlegen eines neuen Gangs ist auch aus der Anordnung der Ausleg-
und der Einleg-Steuerabschnitte 45, 46 der jeweiligen
Positionierelemente in 3 zu erkennen. Jeder der Einleg-Steuerabschnitte 46 ist
jeweils überlappungsfrei
mit den Einleg-Steuerabschnitten 46 der
anderen Positionierelemente angeordnet, das heißt dass an den anderen Betätigungselementen
jeweils an der Einleg-Teilscheibe 106 an
dieser Winkelposition eine Lücke 66 vorgesehen
sind. Bei dem der gleichen Schaltgabel wie dem einzustellenden Positionierelement
zugeordneten, gegenüberliegenden
Positionierelement (zum Beispiel dem Positionierelement 27 des
dritten Ganges, das dem Positionierelement 28 des ersten Ganges
gegenüberliegt)
besitzt auch die Ausleg-Teilscheibe 105 an der einzustellenden
Winkelposition eine Lücke 66.
Dadurch wird erreicht, dass beim Verschieben des Positionierelements
des einzustellenden Ganges das gegenüberliegende Positionierelement
beim Verdrehen der Schaltwelle 31 nicht verschoben wird
(siehe 5).
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Bei
den übrigen
Positionierelementen des gleichen Teilgetriebes befinden sich jeweils
an der Winkelposition, an der bei dem Positionierelement des einzulegenden
Ganges sich der äußere bzw.
Einleg-Steuerabschnitt 46 befindet, ein innerer bzw. Ausleg-Steuerabschnitt 45.
Auf diese Weise werden jeweils beim Einlegen eines gewünschten
Ganges die Positionierelemente der übrigen Gänge automatisch in die in 7 gezeigte
symmetrische Stellung verschoben, so dass die dazwischen liegende Schaltgabel
sich automatisch in ihrer Neutralstellung befindet. Somit ist gewährleistet,
dass innerhalb eines Teilgetriebes jeweils nur genau ein Gang eingelegt
werden kann und eventuell bereits eingelegte Gänge automatisch ausgelegt werden.
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Je
nach gewünschten
Kombinationen sind zwischen zwei Teilgetrieben Kombinationen von gleichzeitig
einlegbaren Gängen
möglich.
So kann beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 im
durch die oberen beiden Reihen dargestellten Teilgetriebe der erste
Gang und gleichzeitig in dem durch die unteren beiden Reihen dargestellten Teilgetriebe
der Rückwärtsgang
eingelegt werden. Beide Gänge
können
dann über
eine Reibkupplung zugeschaltet werden, um beispielsweise beim Rangieren
eine größere Variabilität zu erreichen.
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In
den 4 bis 8 sind jeweils im linken oberen
und rechten oberen Bereich Schalttabellen dargestellt, aus denen
die möglichen
Schaltvorgänge ersichtlich
sind. In der linken senkrechten Spalte, die mit "Position war" bezeichnet ist, sind dabei jeweils die
drei möglichen
aktuellen Gänge,
dritter Gang, Neutralstellung und erster Gang angeführt. In
der ersten waagrechten Zeile, die mit "Radposition" bezeichnet ist, ist hingegen mit 0
eine Stellung des Positionierelements 27, 28 ("Positionsrad") gekennzeichnet,
bei der an der dem Betätigungselement 32, 33 zugewandten
Seite (in 4 der untere Bereich des Positionierelements 27, 28)
beide Teilscheiben 105, 106 Lücken 66 aufweisen,
mit I eine Position des jeweiligen Positionierelements 27, 28 gekennzeichnet,
bei der nur die innere bzw. Ausleg-Teilscheibe 105 im unteren
Bereich einen inneren bzw. Ausleg-Steuerabschnitt 45 besitzt,
und mit A die Position des jeweiligen Positionierelements 27, 28 bezeichnet,
bei der der äußere bzw.
Einleg-Steuerabschnitt 46 im unteren Bereich des Positionierelements 27, 28 angeordnet
ist. Die innerhalb der Tabelle enthaltenen Werte ergeben jeweils
den Zielgang, wobei 1, den ersten Gang, 3, den
dritten Gang, N den Neutralgang und 0 "keinen Effekt", das heißt keine Verschiebung der Schaltgabel 22 bedeutet.
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Grundsätzlich können die
Positionswelle 26 und die Schaltwelle 31 beispielsweise
durch jeweils einen Elektromotor angetrieben werden. In den 9 und 10 ist
die spezielle Ausführungsform nach 1 im
Ausschnitt dargestellt, bei der die Positionswelle 26 und
die Schaltwelle 31 über
einen einzigen Elektromotor 39 angetrieben werden. Dazu
ist an der Antriebswelle 67 des Elektromotors 39 die Schraubspindel 38 vorgesehen, über die
sowohl das an der Positionswelle 26 gelagerte Zahnrad 36 als auch
das an der Schaltwelle 31 gelagerte Zahnrad 37 antreibbar
sind.
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Aus 10 ist
dabei zu erkennen, dass die beiden Zahnräder 36, 37 jeweils über einen
Freilauf 68, 69 an der Positionswelle 26 bzw.
der Schaltwelle 31 gelagert sind, wobei die Freiläufe 68, 69 so
ausgebildet sind, dass sich die Positionswelle 26 nur bei Drehung
der Antriebswelle 67 in einer ersten Richtung und die Schaltwelle 31 nur
bei Drehung der Antriebswelle 67 in der entgegengesetzten
Richtung verdrehen. Somit ist durch den einzigen Motor 39 durch
Wechseln der Drehrichtung zum Einlegen eines Ganges jeweils zunächst in
dem ersten Teilschritt die Positionierung des gewünschten
Positionierelements und im zweiten Teilschritt, bei Drehrichtungswechsel
des Motors 39, das Einlegen des Ganges durch eine volle
Umdrehung der Schaltwelle 31 möglich.
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Anstelle
der rotierbaren Betätigungselemente 32, 33, 34, 35 können auch
verschiebbare Betätigungselemente 70, 71 vorgesehen
sein, wie sie in 11 abgebildet sind. Zum Vergleich
ist im oberen Bereich der 11 die
Schaltwelle 31 mit den Betätigungselementen 32, 33 dargestellt.
Jedes der verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 ist
an einer Schubstange 72, 73 befestigt, die beispielsweise
einen halbkreisförmigen
Querschnitt besitzen können und
zusammen in einem Führungsrohr 74 angeordnet
sind, wie es aus dem in 11 im
linken Bereich dargestellten Querschnitt ersichtlich ist.
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Die
Betätigungselemente 70, 71 sind
dabei in Langlöchern 75, 76 geführt und
können
um den doppelten Schaltweg 2s jeweils zyklisch gegeneinan der verschoben
werden. Die Bewegung der verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 entspricht dabei
in ihrer Wirkung der bereits beschriebenen Bewegung der rotierenden
Betätigungselemente 32, 33, 34, 35.
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In 12 ist
ein möglicher
Antriebsmechanismus für
die verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 aus 11 dargestellt.
Die in dem gehäusefesten
Führungsrohr 74 axial
verschiebbar gelagerten Schubstangen 72, 73 sind
jeweils mit eingeschraubten Bolzen 77, 78 versehen,
die wiederum axial verschiebbar in in dem Führungsrohr 74 ausgebildeten
Langlöchern 79, 80 verschiebbar
sind.
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Die
freien Enden der Bolzen 77, 78 sind in einem Lager
eines Schraubtriebs 81 geführt, der eine Rotations-/Translations-Umsetzeinheit 61 bildet.
Der Schraubtrieb 81 besteht aus einem innen liegenden Teil 82,
das zur Aufnahme eines umlaufenden Schräglagers 83 dient und über einen
Klemmrollenfreilauf 84 mit einem außen liegenden Teil 85 verbunden
ist. An der äußerer Umfangsseite
des außen
liegenden Teils 85 ist ein Zahnrad 86 ausgebildet,
das mit der Schraubspindel 38 kämmt und somit über den Elektromotor 39 antreibbar
ist.
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Durch
den Klemmrollenfreilauf 84 ist gewährleistet, dass nur bei einer
ersten Drehrichtung des Elektromotors 39 das innen liegende
Teil 82 mit verdreht wird, wodurch die in dem Schräglager 83 geführten Bolzen 77, 78 zyklisch
axial gegeneinander verschoben werden.
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Bei
entgegengesetzter Drehrichtung des Elektromotors 39 ist über den
Klemmrollenfreilauf 84 das innen liegende Teil 82 von
dem außen
liegenden Teil 85 entkoppelt, so dass keine Bewegung des
innen liegenden Teils 82 und damit auch keine axiale Verschiebung
der Bolzen 77, 78 erfolgt.
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Bei
der Ausführungsform
nach 13 werden die verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 aus 11 sowie
die Antriebseinheit aus 12 verwendet.
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Eine
Schaltgabel 22' ist über eine
Schaltmuffe 24' an
der Außenseite
des Führungsrohrs 74 verschiebbar,
jedoch unverdrehbar gelagert. An der der Schaltgabel 22' gegenüberliegenden
Seite der Schaltmuffe 24' sind
radial nach außen
abstehende Ansätze 87, 88 ausgebildet,
die mit Anlageabschnitten 51, 52' von Positionierelementen 27', 28' beim Verschieben
der Positionierelemente 27, 28' in Kontakt treten. Wie bei dem
zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
wird somit durch Verschieben der Positionierelemente 27', 28' letztlich die
Schaltgabel 22' in
ihre gewünschte
Position zum Einlegen oder Auslegen von Gängen verschoben.
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Die
Positionierelemente 27', 28' sind auf der Positionswelle 26 verschiebbar
jedoch unverdrehbar gelagert, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel
ein Federelement 41' unmittelbar
zwischen den beiden Positionierelementen 27', 28' vorgesehen ist, das diese in durch
Begrenzungselemente 89, 90 definierte außen liegende
Endpositionen drangt. Da die Schaltgabel 22' nicht zwischen den Positionierelementen 27', 28' auf der Positionswelle 26 gelagert
ist, kann die Schaltmuffe 24' breiter
als beim ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet werden, wodurch eine bessere Abstützung gegen Kippkräfte erreicht
wird.
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Die
Positionierelemente 27', 28' sind im Prinzip
aufgebaut wie die bereits beschriebenen Positionierelemente 27, 28 und
werden über
die verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 abhängig von
ihrer jeweils eingestellten Winkelposition zum Einlegen eines gewünschten
Gangs unterschiedlich weit entlang der Positionswelle 26 verschoben.
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Die
Positionswelle 26 und das Führungsrohr 74 sind
dazu parallel zueinander in einem solchen Abstand angeordnet, dass
die freien Enden der verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 beim
Verschieben zur Anlage an einem in Richtung zum Führungsrohr 74 hin
angeordneten inneren oder äußeren Steuerabschnitt 45, 46 kommen,
wie es in 13 anhand des links dargestellten
Positionierelements 27' beispielhaft
für den äußeren Steuerabschnitt 46 dargestellt
ist.
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Ist
ein Positionierelement hingegen so eingestellt, dass eine Lücke 66 in
Richtung zu dem Führungsrohr 74 zeigt,
wie das in 13 bei dem rechts dargestellten
Positionierelement 28' der
Fall ist, so läuft
das verschiebbare Betätigungselement 70 beim Verschieben
unter dem Positionierelement 28' hindurch, ohne eine Verschiebung
zu bewirken.
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Das
Verschieben der Betätigungselemente 70, 71 erfolgt,
wie zur 12 beschrieben, über den Schraubtrieb 81,
der über
den Elektromotor 39 angetrieben wird. Zum Antrieb der Positionswelle 26 ist das
Zahnrad 86 des Schraubtriebs 81 mit einem an der
Außenseite
der Positionswelle 26 über
einen Klemmrollenfreilauf 91 gelagerten Antriebszahnrad 92 zur
Erzeugung einer Übersetzung
ins Schnelle verbunden. Der Klemmrollenfreilauf 91 ist
dabei so ausgebildet, dass nur die Drehbewegung des Motors 39 auf
die Positionswelle 26 übertragen
wird, die aufgrund des Klemmrollenfreilaufs 84 des Schraubtriebs 81 keine
Verschiebung der Betätigungselemente 70, 71 bewirkt.
Somit kann wieder über
die Drehrichtung des Elektromotors 39 wahlweise entweder
die Positionswelle 26 zur Einstellung der gewünschten
Winkellage der Positionierelemente 27', 28' verdreht werden oder es können, bei
entgegengesetzter Drehrichtung des Elektromotors 39, nach
Einstellen der Positionierelemente 27', 28', im eigentlichen Schaltvorgang
die Positionierelemente 27', 28' über die
Betätigungselemente 71, 70 verschoben
werden, was wiederum die gewünsch te
Verschiebung der Schaltgabel 22' zur Folge hat. Auf diese Weise
wird somit der gewünschte
Gang ein- oder ausgelegt.
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Grundsätzlich ist
es natürlich
auch möglich, dass
sowohl der Schraubtrieb 81 als auch die Positionswelle 26 durch
separate Elektromotoren angesteuert werden. Weiterhin sind alle übrigen zum
ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Funktionen auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
nach 13 oder den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen
entsprechend realisierbar.
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Dies
gilt auch für
das dritte in 14 dargestellte Ausführungsbeispiel.
Dieses unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach 13 dadurch,
dass das Führungsrohr 74 für die Schubstangen 72, 73 und
die verschiebbaren Betätigungselemente 70, 71 koaxial
innerhalb einer als Hohlwelle ausgebildeten Positionswelle 26 angeordnet
sind. Die Positionswelle 26' weist
Langlöcher 93, 94 auf,
in denen Ansätze 95, 96 von
Positionierelementen 27'', 28'' axial verschiebbar geführt sind,
so dass die Positionierelemente 27'', 28'' gegenüber der Positionswelle 26' unverdrehbar
sind.
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Die
Positionierelemente 27'', 28'' werden wie beim Ausführungsbeispiel
nach 13 durch ein Federelement 41' auseinandergedrängt und
besitzen radial nach innen ragende innere und äußere Steuerabschnitte 45', 46' bzw. Lücken 66', die wiederum entsprechend
ringsektorförmig
ausgebildet sind und mit den verschiebbaren Betätigungselementen 70, 71 zum
Verschieben der Positionierelemente 27'', 28'' zusammenwirken.
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An
ihrer radialen Außenseite
besitzen die Positionierelemente 27'', 28'' Anlageabschnitte 51'', 52'',
die beim Verschieben der Positionierelemente 27'', 28'' an
den Seitenflächen 43, 44 einer
auf einer separaten Schaltstan ge 97 vorgesehenen Schaltgabel 22'' mit Schaltmuffe 24'' zur Anlage kommen und ein Verschieben
der Schaltgabel 22'' bewirken.
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Das
Führungsrohr 74 ist
analog zur Ausführungsform
nach 13 durch eine Schraubtrieb 81' mit der Schraubspindel 38 verbunden,
wobei der Schraubtrieb 81' gegenüber dem
in 13 beschriebenen Schraubtrieb 81 lediglich
bezüglich
des äußeren Teils 85 leicht
abgewandelt ausgebildet ist. Die Positionswelle 26' ist über einen
weiteren Klemmrollenfreilauf 98 mit einem außen liegenden
Teil 85' des Schraubtriebs 81' verbunden,
so dass beim Verdrehen des außenliegenden
Teils 85' in
einer ersten Richtung die Positionswelle 26' und beim Verdrehen in der entgegengesetzten
Richtung stattdessen der innen liegende Teil 82 mit verdreht
wird.
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Das
in 15 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem
Ausführungsbeispiel
nach 13 ausgebildet. Daher werden im Folgenden lediglich
die Unterschiede gegenüber 13 näher beschrieben.
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Eine
Schaltgabel 22''' ist über eine Schaltmuffe 24''' an
der Außenseite
des Führungsrohrs 74 verschiebbar,
jedoch unverdrehbar gelagert, wobei an der der Schaltgabel 22''' gegenüberliegenden
Seite der Schaltmuffe 24'' radial nach
außen
abstehende Ansätze 87', 88' ausgebildet
sind, die weiter auseinander liegen als die Ansätze 87, 88 nach 13. Während bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 13 die außen
liegenden Bereiche der Ansätze 87, 88 mit Anlageabschnitten 51', 52' der Positionierelemente 27', 28' in Kontakt
treten, trifft dies bei dem Ausführungsbeispiel
nach 15 für
die innen liegenden Bereiche der Ansätze 87', 88' zu, da auf der Positionswelle 26 angeordnete
Positionierelemente 27'', 28'' nicht außerhalb, sondern innerhalb
der Ansätze 87', 88 angeordnet
sind.
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Die
Positionierelemente 27''', 28''' besitzen dazu
außen
liegende Anlageabschnitte 51''', 52''' und werden
von Federelementen 41'' aufeinander
zu in ihre innen liegenden Endpositionen gedrängt, wie es in 15 dargestellt
ist. Gegenüber
den in den 2–8 sowie 13 und 14 dargestellten Positionierelementen
werden die Positionierelemente 27''', 28''' nach 15 zum
Einlegen von Gängen nicht
axial von außen
nach innen, sondern von innen nach außen verschoben, wobei je nach
Verschieberichtung die Anlageabschnitte 51''' oder 52''' zur
Anlage an die Ansätze 87 bzw. 88' der Schaltmuffe 24''' kommen
und die Schaltgabel 22''' in die gewünschte Position verschieben.
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Zum
Verschieben der Positionierelemente 27''', 28''' sind
zwei an den Schubstangen 72, 73 angeordnete Betätigungselemente 70', 71' vorgesehen, die,
im Gegensatz zu der Ausbildung nach 13, in den
Bereich zwischen den Positionierelementen 27''', 28''' eingreifen
und über
den Schraubtrieb 81 zyklisch auseinander bewegt und anschließend wieder
in die in 15 dargestellte Stellung zusammengeführt werden.
Je nach eingestellter Winkelposition der Positionierelemente 27''', 28''' kommen
die Betätigungselemente 70', 71' beim Auseinanderbewegen an
den Positionierelementen 27''', 28''' zur Anlage, wodurch
diese nach außen
verschoben werden. Im Gegensatz zu der Ausbildung nach 13 bilden
dabei die axial innen liegenden Bereiche der Positionierelemente 27''', 28''' Einleg-Steuerabschnitte 46'', die während die axial außen liegenden
Bereiche Ausleg-Steuerabschnitte 45'' bilden.
Bis auf diese spiegelbildliche Ausführung entspricht die Funktionsweise
der in 15 gezeigten Ausführungsform
vollständig
der Funktionsweise der zu 13 beschriebenen
Ausführungsform.
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Um
eine Fehlbetätigung
und insbesondere eine gleichzeitige Betätigung von zwei in Umfangsrichtung
nebeneinander liegenden Steuerabschnitten zu vermeiden, können bei
allen beschriebenen Ausführungsformen
die in 1 dargestellten Sensoren 108, 109 vorgesehen
sein, durch die die jeweils korrekte Winkelposition der Positionswelle 26, 26' bzw. der Schaltwelle 31 feststellbar
ist. Weiterhin können noch
weitere Steuerelemente vorgesehen sein, um beispielsweise bei einem
Ausfall der Sensoren 108, 109 eine entsprechende
Fehlbetätigung
zu vermeiden.
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Ein
entsprechendes Steuerelement ist in den 16 und 17 dargestellt.
Auf der Positionswelle 26 ist eine ein Sperrrad 110 umfassende
Steuereinheit 111 unverdrehbar und axial unverschiebbar angeordnet,
das an seiner Umfangsfläche
mit Rastausnehmungen 112 versehen ist. Die Rastausnehmungen 112 sind
dabei in denselben Winkelabständen α verteilt
angeordnet wie die Ringsektoren 59. Die Winkelpositionen
der Rastausnehmungen 112 stimmen dabei mit den Winkelpositionen
der Ringsektoren 59 überein.
Die Rastausnehmungen 112 sind durch Sperrzähne 113 voneinander
getrennt, die in axialer Richtung eine sich verjüngende Form besitzen, wodurch
jeweils schräg
zueinander und zur Längsachse 62 der
Positionswelle 26 verlaufende Abweisflächen 114 gebildet
werden, wie es insbesondere aus der Detailansicht nach 18 zu
erkennen ist. Die Winkelpositionen der Sperrzähne 113 stimmen mit
den Winkelpositionen der Abstände 136 zwischen
den Ringsektoren 59 überein.
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An
der Schubstange 73 ist ein bolzenförmiges Auflaufelement 115 befestigt,
das zusammen mit der Schubstange 73 verschiebbar ist. Weiterhin
ist ein Eingriffselement 116 vorgesehen, das als Rast- und
Sperrhebel 117 ausgebildet und um eine Drehachse 118 verdrehbar
gelagert ist. Das Eingriffselement 116 steht dabei so unter
Federvorspannung, dass ein Eingriffsabschnitt 119 des Eingriffselement 116 in
Richtung der Rastausnehmungen 112 gedrängt wird und bei entsprechenden
Winkelpositionen des Sperrrades 110 in eine Rastausnehmung 112 eingreift,
wie es in 17 durch eine strichpunktierte
Darstellung 120 des Eingriffselements 116 angedeutet
ist.
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Durch
das in die Rastausnehmung 112 eingreifende Eingriffselement 116 erfolgt
somit eine Verrastung des Sperrrades 110 und damit eine
entsprechende Festlegung der Positionswelle 26 ausschließlich in
den vorgegebenen unterschiedlichen Winkelpositionen. Durch die Anordnung
der Rastausnehmungen 112 und der Sperrzähne 113 ist somit
sichergestellt, dass beim Einrasten des Sperrrades 110 die
Betätigungselemente
jeweils mittig auf einen Ringsektor 59 und damit auf genau
einen Steuerabschnitt ausgerichtet sind. Ein gleichzeitiges Betätigen nebeneinander
liegender Steuerabschnitte wird somit zuverlässig verhindert. Weiterhin
wird ein unerwünschtes
Zurückdrehen
der Positionswelle 26 entgegen der durch einen Pfeil 135 dargestellten,
durch den Elektromotor 39 bewirkten Drehrichtung, wie es aufgrund
der verwendeten Freiläufe 68, 69 grundsätzlich möglich ist,
verhindert.
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Befindet
sich die Positionswelle 26 und damit auch das Sperrrad 110 trotzdem
nicht genau in einer der vorgegebenen definierten Winkelpositionen,
sondern in einer Winkelposition, wie sie beispielsweise in 17 dargestellt
ist, so läuft
beim Verschieben der Schubstange 73 das Auflaufelement 115 an
einer der schräg
verlaufenden Abweisflächen 114 auf,
wodurch das Sperrrad 110 und damit die Positionswelle 26 sowie
die damit verbundenen Positionierelemente ebenfalls automatisch
in die korrekte Winkelposition verbracht werden. Eine gleichzeitige
Betätigung
von zwei nebeneinander liegenden Steuerabschnitten ist damit ausgeschlossen.
Da die Positionierelemente über
die gemeinsame Positionswelle 26 miteinander drehfest verbunden
sind, sind für
jede Positionswelle 26 nur ein einziges Sperrrad 110 sowie
ein einziges Auflaufelement 115 erforderlich.
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Da
der Wirkungsgrad eines Getriebes maßgeblich auch durch Planschverluste,
wie sie bei einer einfachen Tauschschmierung auftreten, bestimmt wird,
ist bevorzugt als Schmierung ein Ölsumpf vorteilhaft, der tief
genug liegt, um ein Eintauchen der Zahnräder zu vermeiden. Um eine ausreichende Schmierversorgung
der Zahnräder
zu erreichen, kann eine bedarfsgerecht steuerbare elektrische Ölpumpe verwendet
werden. Je nach Bedarf wird mit dieser Ölpumpe Öl auf die Zähnräder gespritzt, sodass diese
nicht im Ölbad
laufen, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird.
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Mit
der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit
kann der für
das Einlegen der Gänge
verwendete Elektromotor 39 gleichzeitig für den Antrieb
einer Ölpumpe 99 verwendet
werden, wie es in 19 angedeutet ist. Da der Elektromotor 39 zum
Ein- bzw. Auslegen der Gänge
lediglich für
sehr kurze Zeit benötigt wird,
kann das von dem Elektromotor 39 zur Verfügung stehende
Drehmoment während
seiner Untätigkeit
in den zwischen den Schaltvorgängen
vorhandenen Zeiten zum Betätigen
der Ölpumpe 99 verwendet werden.
Gemäß 19 ist
dazu die Antriebswelle 67 des Elektromotors 39 über die
Schraubspindel 38 hinaus verlängert und mit einer Antriebswelle 107 der Ölpumpe 99 verbunden,
durch die Öl
aus einem Ölsumpf 100 zu
den Zahnrädern
des Getriebes gefördert
werden kann.
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Hierzu
ist lediglich erforderlich, dass nach erfolgtem Einlegen eines Gangs
die Positionswelle 26, 26' und damit alle Positionierelemente
in eine Winkelposition gebracht werden, in der ausschließlich Lücken 66, 66' zu den jeweiligen
Betätigungselementen
hin gerichtet sind. Anschließend
kann die Drehrichtung des Elektromotors 39 umgekehrt werden,
so dass die Schaltwelle 31 bzw. der innere Teil 82 des Schraubtriebs 81, 81' angetrieben
werden. Da sich dabei alle Positionierelemente in ihrer "entkoppelten Stellung" befinden, bewirkt
die entsprechende zyklische Bewegung der Betätigungselemente keine Verschiebung
der Positionierelemente und damit auch keine Verschiebung der Schaltgabeln,
sodass der eingelegte Gang unbeeinflusst bleibt. Über die
Drehrichtung der Antriebswelle 67 des Elektromotors 39 kann
somit die Ölpumpe 99 betätigt werden,
ohne dass davon die Getriebeschaltung beeinflusst wird.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die Ölpumpe 99 bei
einem Verdrehen der Positionswelle 26 zu aktivieren. Dies
ist insbesondere bei den Ausführungsformen
nach den 13 und 15 sinnvoll,
da bei diesen Ausführungsformen
die Schaltgabel 22', 22'' nicht an der Positionswelle 26 gelagert
ist und somit beim Verdrehen der Positionswelle 26 keine
Reibungsverluste entstehen. Hierfür ist es lediglich erforderlich,
dass sich die Betätigungselemente 70, 71 bzw. 70', 71' in ihren jeweiligen
in den 13 und 15 dargestellten
Ausgangsstellungen befinden, in denen sie ein Verdrehen der Positionierelemente 27', 28' bzw. 27''', 28''' nicht
behindern.
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In
beiden Fällen
muss die Antriebswelle 67 des Elektromotors 39 jeweils
nicht direkt mit der Antriebswelle 107 der Ölpumpe 99 verbunden
sein, sondern es muss nur eine drehwirksame Verbindung vorhanden
sein. Diese kann beispielsweise im ersten Fall auch über die
Schaltwelle 31 bzw. den inneren Teil 82 des Schraubtriebs 81, 81' und im zweiten
Fall über
die Positionswelle 26 erfolgen.
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Eine
weitere mögliche
Ansteuerung einer Schmiermittelpumpe 121 ist in den 20 und 21 dargestellt.
An der Positionswelle 26 ist ein Steuerelement 122 in
Form eines Pumprades 123 unverdrehbar und axial unverschiebbar
angeordnet. Die Umfangsfläche 124 des
Pumprades 123 ist wellenförmig ausgebildet und liegt
an einem als Rolle 125 ausgebildeten Kopplungselement 126 einer
Kolbenpumpe 127 an. Die Kolbenpumpe 127 umfasst
einen in einem Zylinder 128 verschiebbar gelagerten Kolben 129,
der durch eine Feder 130 in Richtung zu dem Pumprad 123 hin
vorge spannt ist. Die Kolbenpumpe 127 ist so in dem Ölsumpf 100 angeordnet, dass
bei einer Ansaugbewegung des Kolbens 129 entsprechend einem
Pfeil 130 Öl
aus dem Ölsumpf 100 angesaugt
und bei einer anschließenden
Ausstoßbewegung
des Kolbens 129 entsprechend einem Pfeil 131 das
angesaugte Öl
zu den Zahnrädern des
Getriebes gefördert
wird.
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Die
wellenförmige
Umfangsfläche 124 des Pumprades 123 umfasst
eine Anzahl von Wellenbergen 132 bzw. Wellentälern 133,
die jeweils der Anzahl von Ringsektoren 59 entsprechen
und ähnlich den
Rastausnehmungen 112 und den Sperrzähnen 113 aus 17 eine
Rastierung des Pumpenrades 123 und damit auch der Positionswelle 26 sowie
der damit verbundenen Positionierelemente gewährleisten. Die Winkelpositionen
der Wellentäler 133 stimmen
mit den Winkelpositionen der Ringsektoren 59 überein,
so dass sichergestellt ist, dass beim Einrasten der Rolle 125 in
ein Wellental 133 die Betätigungselemente jeweils mittig
auf einen Ringsektor 59 und damit auf genau einen Steuerabschnitt
ausgerichtet sind. Die Winkelpositionen der Wellenberge 132 stimmen
hingegen mit den Winkelpositionen der Abstände 136 zwischen den
Ringsektoren 59 überein.
Weiterhin ist durch diese Anordnung gewährleistet, dass bei jeder Verdrehung
eines Positionierelements um zumindest einen Ringsektor 59 die
Kolbenpumpe 127 einen Förderzyklus
durchläuft,
da ausgehend von der in 21 dargestellten
Stellung des Pumprades 123 der Kolben 129 durch
den sich über das
Kopplungselement 126 abwälzenden Wellenberg 132 nach
unten bewegt wird und sich anschließend aufgrund der Vorspannung
durch die Feder 130 wieder nach oben bewegt, bis das Kopplungselement 126 in
dem nächsten
Wellental 133 zu liegen kommt.