DE102004041353A1

DE102004041353A1 - Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe, vzw. für ein Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102004041353A1
Application number: DE200410041353
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr. Adomeit; Axel Zergiebel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe, vorzugsweise für ein Doppelkupplungsgetriebe,insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer axial nicht verschiebbaren Schaltwalze (11), wobei die Schaltwalze (11) mindestens eine Steuerkurve (50, 51, 52, 53) und mindestens einen der Steuerkurve zugeordneten Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) aufweist, wobei die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) und der dieser zugeordnete Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) relativ zueinander verstellbar sind unter Abtastung der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) durch den Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) , wobei jedem Gang des Gang-Wechselgetriebes mindestens ein Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) und mindestens eine Schaltzacke zugeordnet ist, die einen Eingelegt-Abschnitt (33, 37) der Steuerkurve definiert, wobei die Schaltvorrichtung dafür vorgesehen ist, in Abhängigkeit von Abtastzuständen des Kurvenfolgers (17, 55, 56, 57, 58) mindestens einen Gang einzulegen und/oder herauszunehmen, vorzugsweise in Abhängigkeit von Abtastzuständen verschiedener Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) jeweils bestimmte Gänge einzulegen und/oder herauszunehmen. DOLLAR A Eine kostengünstige Schaltvorrichtung ist dadurch geschaffen, dass die Steuerkurve verbreiterte Abschnitte (26) aufweist, dass die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) einen einem ausgewählten Gang (I; III) zugeordneten Eingelegt-Bereich (40; 42) in Längsrichtung der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) aufweist, dass der Eingelegt-Bereich (40, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe, vzw. für ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Dabei sind die Steuerkurve und der zugeordnete wenigstens eine Kurvenfolger relativ zueinander verstellbar nämlich vzw. unter Abtastung der Steuerkurve durch den Kurvenfolger. Jedem Gang des Gang-Wechselgetriebes ist wenigstens ein Kurvenfolger und wenigstens eine Schaltzacke zugeordnet, die einen Eingelegt-Abschnitt der jeweiligen Steuerkurve definiert. Der Gang ist eingelegt, wenn sich der betreffende Kurvenfolger in einem dem Gang zugeordneten „Eingelegt-Abschnitt" befindet, und der Gang ist nicht eingelegt, wenn sich der betreffende Kurvenfolger in einem „Nicht-Eingelegt-Abschnitt" befindet. Die Schaltvorrichtung ist dafür vorgesehen, vzw. unter Vermittlung wenigstens einer zugeordneten Schalteinrichtung des Getriebes in Abhängigkeit von Abtastzuständen des wenigstens einen Kurvenfolgers Gänge des Getriebes einzulegen und/oder herauszunehmen.

Derartige Schaltvorrichtungen oder Stellvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Es wird insbesondere auf die DE 101 28 854 A1 verwiesen, welche einen breiten Überblick über den Stand der Technik in Bezug auf den Einsatz derartiger Schaltvorrichtungen/Stellvorrichtungen in Doppelkupplungsgetrieben bietet, die insbesondere für das Gebiet der Vierrad-Kraftfahrzeuge im Zusammenhang mit automatisierten Schaltgetrieben vorgeschlagen wurden. Die dort vorgestellten Schaltwalzen sind üblicherweise axial nicht verschiebbar und weisen Steuerkurven mit einer schmalen Spur auf, die unwesentlich breiter als die Kurvenfolger sind. Die Kurvenfolger werden daher ständig und ausschließlich von der schmalen Spur der jeweiligen Steuerkurve geführt.

Für das Gebiet der Vierrad-Kraftfahrzeuge wurden weiterhin im Zusammenhang mit automatisierten Schaltgetrieben im Hinblick auf die Möglichkeit, von einer rein sequentiellen Schaltweise abzuweichen, verschiedene Vorschläge gemacht. So schlägt die DE 195 09 477 A1 und auch die DE 195 16 651 A1 vor, die stiftartigen, in Steuernuten der Schaltwalze eingreifenden Kurvenfolger in Radialrichtung beweglich zu lagern, damit der Kurvenfolger (Nutfolger) außer Eingriff mit der zugeordneten Steuerkurve (Steuernut) bringbar ist, so dass beim Schalten zum Abweichen von der sequentiellen Schaltfolge verschiedene Gänge übersprungen werden können.

Mit ähnlicher Zielsetzung schlägt die DE 195 43 645 A1 vor, Schaltnuten abschnittsweise verbreitert auszuführen und die Schaltwalze insgesamt in axialer Richtung verschiebbar zu lagern, so dass durch Axialverschiebungen der Schaltwalze während Schaltvorgängen die Kurvenfolger, die in Abweichung von der sequentiellen Schaltfolge nicht betätigt werden sollen, in Neutralstellung verbleiben können.

Die bisherigen im Stand der Technik bekannten Schaltvorrichtungen sind konstruktiv sehr aufwendig hergestellt bzw. mit entsprechendem konstruktivem Aufwand verbunden. Einerseits müssen entsprechende Aktuatoren vorgesehen werden, bspw. für Schaltwalzen die axial bewegt werden müssen, andererseits sind die hier im Stand der Technik vorgeschlagenen Entriegelungsvorrichtungen ebenfalls konstruktiv ebenfalls konstruktiv aufwendig sowie auch wartungsaufwendig.

Der Lehre der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine vereinfachte Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe insbesondere zum Einsatz bei Doppelkupplungsgetrieben, für automatisierte Schaltgetriebe geschaffen ist.

Diese zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die entsprechenden verbreiterten Abschnitte und den entsprechenden den jeweiligen ausgewählten Gängen zugeordneten Eingelegt – Bereichen bzw. Nicht – Eingelegt-Bereichen werden mehrere Vorteile erzielt. Einerseits ist der konstruktive Aufwand auch für eine Entriegelungsvorrichtung stark vereinfacht, anderseits entfallen die entsprechenden Aktuatoren zur Bewegung, nämlich zur Axialverschiebung der entsprechenden Schaltwalzen. Im Ergebnis ist eine konstruktiv einfache Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe geschaffen, das kostengünstig herstellbar und wartungsfreundlich ist und bei dem kostenintensive Komponenten vermieden sind.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie der Erläuterung anhand der entsprechenden Zeichnungen. In Zeichnung zeigt:

1 eine axiale Schnittzeichnung eines Ausschnitts einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,

2 eine schematische Querschnittzeichnung einer Schaltwalze in einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung,

3 schematisch Ausschnitte einer Abwicklung einer Steuerkurve gemäß der Erfindung,

4 schematisch eine Abwicklung der Steuerkurven eines 8-Gang Getriebes gemäß der Erfindung,

5 die Abwicklung der Steuerkurven aus 4 zur Erläuterung von Schaltvorgängen,

6 schematisch eine Abwicklung einer Steuerkurve einer in einer Richtung drehenden Schaltwalze gemäß der Erfindung,

7 eine schematische Seitenansicht eines Dorns mit zwangsgeführtem Mitnehmer nach einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,

8 eine schematische Querschnittzeichnung eines Ausschnitts eines Dorns nach einer weiteren Ausführungsform mit zwangsgeführtem Mitnehmer und einer Schaltwalze in einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung, und

9 eine schematische Seitenansicht des Dorns aus 8 gemäß der Erfindung.

In den 1 und 2 ist eine Schaltvorrichtung 10 für ein Gangwechselgetriebe mit sieben Vorwärtsgängen I bis VII und einem Rückwärtsgang R gemäß der Erfindung ausschnittsweise dargestellt.
Hierbei zeigt 1 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung 10 mit einer Schaltwalze 11 und 2 schematisch einen Querschnitt durch die Schaltwalze 11.
Die Schaltwalze 11 ist um ihre Achse 12 drehbar gelagert und ist axial unverschiebbar zur Schaltvorrichtung 10. Die vzw. hohl ausgebildete Schaltwalze 11 weist auf ihrer Innenfläche 13 Konturnuten bzw. Schaltwalzennuten 14 auf, die zur Betätigung einer oder mehrerer Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d, die jeweils mit einer Schaltgabel 16 verbunden sind, vorgesehen sind. Die Schaltschiene 15a ist den Gängen I und III, also dem ersten und dritten Gang die Schaltschiene 15b den Gängen II und IV, also dem zweiten und vierten Gang die Schaltschiene 15c den Gängen V und VII, also dem fünften und siebten Gang und die Schaltschiene 15d den Gängen VI und R, also dem sechsten und dem Rückwärtsgang zugeordnet. Die Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d, sind so angeordnet, dass sie jeweils entlang der parallel zur Schaltwalze 11 verlaufenden Achse 12 verschiebbar gelagert sind und über einen Mitnehmer 17 mit der Schaltwalze 11 in Verbindung stehen.
In der 2 sind die radiale Position der Schaltwalzennuten 14 schematisch durch den Pfeil 18 und die radiale Position der Mitnehmer 17 schematisch durch den Pfeil 19 gekennzeichnet.
Die Mitnehmer 17 selbst sind wiederum verschiebbar in den Schaltschienen 15a, 15b, 15c, 15d, angeordnet, so dass der Eingriff in die Schaltwalzennuten 14 unterbrochen werden kann. Diese Entriegelung wird z.B. über einen axial verschiebbaren Dorn 20 mit entsprechenden Erhöhungen und Vertiefungen bewirkt. Für die Rückstellung der Mitnehmer 17 wird auch durch Federn 21 gesorgt. Das Herausziehen der Mitnehmer 17 erfolgt durch Ziehen des Dorns 20 in 1 nach links und unter der Federkraft der Feder 21, wobei das Einrasten durch Drücken des Dorns 20 in 1 nach rechts entgegen der Federkraft der Federn 21 erfolgt.
Die dargestellte Variante beinhaltet vier Schaltschienen. Die Mitnehmer 17 sind auf den Umfang der Schaltwalze 11 verteilt, vgl. insbesondere 2, wodurch sich eine Verschiebung der den einzelnen Gängen entsprechenden Lagen der Schaltwalzennuten 14 auf den Umfang der Schaltwalze 11 bezogen ergibt. Zur Schaffung eines axialen Freiganges sind die Schaltwalzennuten 14 desweiteren in axialer Richtung versetzt. In 1 ist zur einfacheren Darstellung nur eine Schaltschiene 15a dargestellt. Für den Fachmann ist ersichtlich, wie mehrere solcher Anordnungen axial und radial gestaffelt unterzubringen sind.
Eine solche Staffelung ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Kann z.B. die gesamte erforderliche Kontur/Steuerkurve auf einem Teilbereich des Gesamtumfanges der Schaltwalze untergebracht werden, kann auf dem Rest gegebenenfalls eine weitere Kontur/Steuerkurve in 1 plaziert werden. Eine komplette Drehung kann dadurch evtl. unnötig werden, was allerdings für einige Anwendungen durchaus sinnvoll sein kann.
Der in den 1 und 2 dargestellte Mitnehmer 17 ist auch als „Kurvenfolger" bezeichnenbar, wobei die hier in den 1 und 2 dargestellte Schaltwalzennut 14 auch als „Steuerkurve" bezeichnenbar ist. Die Ausdrücke „Kurvenfolger" und „Steuerkurve" sind daher entsprechende funktionale Begriffe, die in dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils als Mitnehmer bzw. Schaltwalzennuten ausgebildet sind. Dies gilt auch für die nachfolgende Beschreibung.
3 zeigt schematisch Ausschnitte einer Abwicklung einer Steuerkurve 25 gemäß der Erfindung, vzw. zur Einführung der Abwicklung und der Beschreibung der Terminologie und grundsätzlichen Funktion auch in Verbindung mit den 1 und 2:
Als Beispiel dient eine vzw. durch die Steuerkurve 25 definierte Kontur 30, welche einen Mitnehmer 31 führt, der den ersten und dritten Gang I und III betätigt. Durch eine Drehung der Schaltwalze 11 durchläuft der Mitnehmer 31 die als Abwicklung in 3 dargestellte Kontur 30 mit ihren verschiedenen dargestellten Funktionsbereichen 26, 27, 28, 29. Soll nun ausgehend vom linken Bildrand der erste Gang I eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, der Mitnehmer 31 beginnt die Kontur 30 zu durchlaufen, bis er im Funktionsbereich 27 je nach Bewegungsrichtung auf eine Schräge 32 oder 32a stößt, die den Mitnehmer 31 in eine entsprechende Lage l eines Eingelegt-Abschnitts 33 des ersten Ganges I zwingt, da die Schaltwalze 11 axial nicht verschiebbar ist. Die Lage enthält dieselbe Bezeichnung (I) wie der Gang (I), der durch seinen Mitnehmer in dieser Lage als eingelegt gilt.
Die Schaltwalze 11 besitzt einen Funktionsbereich 28, in dem eine Lage der Schaltschiene 15a eingestellt wird, die einer Neutrallage, der N-Rückführung N, entspricht. Soll nun die N-Rückführung N eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, der Mitnehmer 31 durchläuft die Kontur 30, bis er im Funktionsbereich 28 je nach Bewegungsrichtung auf eine der beidseitigen Schrägen 34 oder 34a stößt, die den Mitnehmer 31 in eine entsprechende Neutrallage N eines Neutral-Abschnitts 35 zwingt.
Soll nun der dritte Gang III eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, der Mitnehmer 31 durchläuft die Kontur 30, bis er im Funktionsbereich 29 je nach Bewegungsrichtung auf eine Schräge 36 oder 36a stößt, die den Mitnehmer 31 in eine entsprechende Lage III eines Eingelegt-Abschnitts 37 des dritten Ganges III zwingt.
Der Funktionsbereich 26 dient dem Wiedereinsetzen von Mitnehmern, wie unten beschrieben wird. Vzw. sind die jeweiligen Schrägen 32, 32a bzw. 34, 34a bzw. 36, 36a als Teilbereiche der jeweils hierdurch definierte Schaltzacken ausgebildet. Anders ausgedrückt, die jeweiligen Schaltzacken weisen die jeweiligen Schrägen auf. Eine Schaltzacke weist daher – je nach Ausführungsform – zumindest eine Schräge auf.
Die Steuerkurve 25 ist verbreitert, sie weist zwischen Schaltzacken verbreiterte Abschnitte wie den Abschnitt 26 oder die Abschnitte zwischen den Funktionsbereichen 27 und 28 oder 28 und 29 auf, wo auch ein Mitnehmer wieder eingesetzt werden könnte. Die Steuerkurve 25 enthält einen dem ersten Gang I zugeordneten Eingelegt-Bereich 40 in Längsrichtung der Steuerkurve 25 gesehen, welcher seitlich innerhalb der Steuerkurve 25 durch die Lage des Eingelegt-Abschnitts 33 bestimmt ist, und die einen diesem ersten Gang I zugeordneten zum Eingelegt-Bereich 40 über die Breite der Steuerkurve 25 komplementären Nicht-Eingelegt-Bereich 41 längs der Steuerkurve 25 aufweist. Der erste Gang I ist eingelegt, wenn sich der betreffende Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31, in dem zugeordneten Eingelegt-Bereich 40 befindet, und der erste Gang I ist nicht eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 in dem zugeordneten Nicht Eingelegt-Bereich 41 befindet.
Die Steuerkurve 25 und der Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31 ist jeweils zwei Gängen zugeordnet, nämlich dem ersten und dritten Gang I und III. Die Steuerkurve 25 enthält einem dem dritten Gang III zugeordneten Eingelegt-Bereich 42 längs der Steuerkurve 25, welcher seitlich innerhalb der Steuerkurve 25 durch die Lage des Eingelegt-Abschnitts 37 bestimmt ist, und wobei die Steuerkurve 25 einen diesem dritten Gang III zugeordneten zum Eingelegt-Bereich 42 über die Breite der Steuerkurve 25 komplementären Nicht-Eingelegt-Bereich 43 in ihrer Längsrichtung gesehen aufweist. Der dritte Gang III ist eingelegt, wenn sich der betreffende Kurvenfolger, hier der Mitnehmer 31, in dem zugeordneten Eingelegt-Bereich 42 befindet, und der dritte Gang III ist nicht eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 in dem zugeordneten Nicht Eingelegt-Bereich 43 befindet.
Der Eingelegt-Bereich des ersten und dritten Ganges I und III liegt jeweils im Nicht-Eingelegt-Bereich des anderen. Die Nicht-Eingelegt-Bereiche 41 und 43 überschneiden sich im Neutral-Bereich 44 der N-Rückführung N. Die N-Rückführung N ist eingelegt, wenn sich der Mitnehmer 31 im Neutral-Bereich 44 befindet. In diesen Neutral-Bereich 44 gelangt der Mitnehmer 31 durch Führen in den Neutral-Abschnitt 35.
Die Kontur 30 diente hier im wesentlichen auch zur Einführung der Begriffe und grundsätzlichen Funktionen. Dies wird im folgenden auf ein vzw. 8-Gang-Getriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewandt.
4 zeigt nun schematisch eine Abwicklung der aufeinander abgestimmten Steuerkurven eines 8-Gang-Getriebes mit sieben Vorwärtsgängen I bis VII und einem Rückwärtsgang R gemäß der Erfindung. Die Steuerkurven 50, 51, 52, und 53 sind jeweils zwei Gängen mit einem gemeinsamen Mitnehmer (Kurvenfolger) zugeordnet. So betätigt in Steuerkurve 50 Mitnehmer 55 die Gänge I und III, in Steuerkurve 51 Mitnehmer 56 die Gänge II und IV, in Steuerkurve 52 Mitnehmer 57 die Gänge V und VII, und in Steuerkurve 53 Mitnehmer 58 die Gänge VI und R. Die Steuerkurven sind über eine volle Umdrehung der Schaltwalze von 0° bis 360° dargestellt. Die Mitnehmer sind fortlaufend jeweils um 90° versetzt und verschieben sich bei Drehung der Schaltwalze 11 gemeinsam entlang ihrer jeweiligen Steuerkurve. Es sind parallele schräge Eingelegt-Hilfslinien über alle vier Steuerkurven eingezeichnet, die jeweils an den entsprechenden Enden mit dem Symbol des Ganges gekennzeichnet sind, dessen Eingelegt-Position sie kennzeichnen. Diese Eingelegt-Hilfslinien I bis VII, R und N schneiden die Steuerkurve des ihnen zugeordneten Ganges in dessen Eingelegt-Abschnitt. Sie ermöglichen es, die Position aller Mitnehmer 55, 56, 57, 58 zu bestimmen bzw. verfolgen, wenn ein bestimmter Gang eingelegt ist bzw. wird.
Das 8-Gang-Getriebe ist vzw. als Lastschalt- oder Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, bei dem jeweils die beiden Gänge eines Mitnehmers zu unterschiedlichen Kupplungen gehören. Aufeinander folgende Vorwärtsgänge gehören ebenfalls zu unterschiedlichen Kupplungen, woraus sich die Verteilung aller Gänge auf die beiden Kupplungen ergibt.
Beispielhaft ist die Eingelegt-Hilfslinie N hervorgehoben, welche Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in den Neutral-Abschnitten 60, 61, 62, 63 der Steuerkurven 50, 51, 52, 53 zeigt. In dieser Stellung der Schaltwalze 11 ist das Getriebe in Neutralstellung, also kein Gang eingelegt.
Eine einfache Schaltung wird nun in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Durch eine Drehung der Schaltwalze 11 durchlaufen die Mitnehmer 17 bzw. 55, 56, 57, 58 die als Abwicklung in 4 dargestellte Kontur ihrer jeweiligen Steuerkurven 50, 51, 52, 53 mit ihren verschiedenen Funktionsbereichen, deren Funktion in 3 beschrieben wurde. Der Mitnehmer 17 steht in 1 stellvertretend für einen den Gängen zugeordneten jeweiligen Mitnehmer 55, 56, 57, 58, da in 1 stellvertretend nur ein Mitnehmer 17 dargestellt ist. Ausgangspunkt sei die Position der Schaltwalze 11, in der die Lage der Schaltschienen 15a, 15b, 15c und 15d jeweils der Neutrallage, N-Rückführung N, entspricht, also die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in den Neutral-Abschnitten 60, 61, 62, 63 der Steuerkurven 50, 51, 52, 53 sind, wie in 4 dargestellt.
Soll nun der erste Gang I eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 verdreht, die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 beginnen die Steuerkurven 50, 51, 52, 53 zu durchlaufen, bis sie auf eine Schräge stoßen, die die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 in eine entsprechende Lage zwingt. So trifft als erstes der Mitnehmer 55 des ersten und dritten Ganges I und III auf eine Schräge der Steuerkurve 50. Dies führt zu einer axialen Verschiebung des Mitnehmers und dem Einlegen des ersten Ganges I Die einzelnen Gänge, und damit Lagen der Mitnehmer 50, 51, 52, 53, werden durch Rastierungen in ihrer Position gehalten bis sie von einer Schräge erneut in eine andere Lage gezwungen werden durch Überwindung der Rastierungskräfte.
Soll nun der zweite Gang II eingelegt werden, wird die Schaltwalze 11 weiter verdreht, bis der zweite Gang II durch Mitnehmer 56 über eine Schräge der Steuerkurve 51 eingelegt wird. Der erste Gang I bleibt weiterhin eingelegt und könnte durch ein Umschalten der aktiven Kupplung schnell aktiviert werden.
Bewegt man die Schaltwalze 11 weiter, um den dritten Gang III einzulegen, wird durch eine Schräge der Steuerkurve 50 der erste Gang I herausgenommen und dafür der dritte Gang III eingelegt. Der zweite Gang II bleibt seinerseits eingelegt. Und so weiter. Weiterhin sind in der 4 die aus 3 bekannten Eingelegt-Bereiche 40 und 42 sowie der Neutral-Bereich 44 des erste und dritten Ganges I und III eingezeichnet. Die Eingelegt-Bereiche, die komplementären Nicht Eingelegt-Bereiche sowie die Neutral-Bereiche der übrigen Gänge ergeben sich entsprechend.
Da diese Schaltbetätigung vorrangig für Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen ist, kann so zum einen sichergestellt werden, dass je zwei Gänge eingelegt sein können, die zu unterschiedlichen Kupplungen gehören. Zum Anderen muß sichergestellt werden, dass nicht zwei Gänge eingelegt sind, die zur gleichen Kupplung gehören. Deshalb sind in den Steuerkurven der Schaltwalze 11 Bereiche enthalten, welche eine N-Rückführung gewährleisten, also das zwangsweise Auslegen eines bis dahin noch eingelegten Ganges übernehmen. So durchlief z.B. der Mitnehmer 57 der Steuerkurve 52, dessen zu schaltende Gänge V und VII zur gleichen Kupplung wie die der Gänge I und III gehören, in der Position Gang I eine solche N-Rückführung in Abschnitt 64. Da die Schaltung in unserem Beispiel allerdings von N aus erfolgte, brauchte der Mitnehmer 57 der Steuerkurve 52 nicht bewegt zu werden.
5 zeigt die Abwicklung der Steuerkurven aus 4 mit der Erläuterung von Schaltvorgängen am Beispiel einer Schaltung vom fünften in den zweiten Gang, also von V nach II mit voreingelegtem vierten Gang IV. Bei einem solchen Schaltungswunsch wird softwaregesteuert die Entriegelungsvorrichtung der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 der Steuerkurven 50, 51, 52, 53 betätigt, also alle Mitnehmer 55, 56, 57, 58 werden aus ihren Steuerkurven herausgehoben. Somit erfolgt keine Bewegung der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 bei einer Bewegung der Schaltwalze 11. Die Lagen der Mitnehmer 55, 56, 57, 58 werden durch Rastierungen gehalten und ändern sich somit nicht. Nun wird die durch den jeweiligen Pfeil dargestellte Bewegung 66 der Schaltwalze 11 ausgeführt. Da die Steuerkurven der dargestellten Schaltwalze 11 wegen der Schaltzacken mit je zwei Schrägen keine Drehrichtung vorschreiben, kann die Richtung des kleineren Drehwinkels zum schnelleren Erreichen der erforderlichen Lage gewählt werden. Auf einer Zwischenstellung mit einem verbreiterten Abschnitt aller Steuerkurven, wie dem verbreiterten Abschnitt 26 aus 3, hier zwischen den Gängen II und III, Eingelegt-Hilfslinie 67, wird die Entriegelung der Mitnehmer aufgehoben. Die Zwischenstellung zwischen den Gängen II und III, Eingelegt-Hilfslinie 67, ist ein Bereich zum Wiedereinsetzen der Mitnehmer. Die Mitnehmer 55, 56, 57, 58 rasten in ihrer jeweiligen Position in die Nuten der Steuerkurven ein. Bei einer weiteren Bewegung 68 in Richtung Gang II wird über die Steuerkurve 51 der voreingelegte Gang IV ausgelegt und der Gang II eingelegt, indem der Mitnehmer 56 durch eine Schaltzacke in den Eingelegt-Abschnitt geführt wird. Der Mitnehmer 55, Steuerkurve 50, verbleibt in N-Stellung, da er nicht an diesem Schaltvorgang beteiligt ist und zu Beginn der Entriegelung in N stand. Gleiches gilt für die Steuerkurve 53 des sechsten Ganges VI und des R-Ganges. Zu bemerken ist, dass bei Erreichen des zweiten Ganges II der fünfte Gang V auf Steuerkurve 52 weiterhin eingelegt bleibt. Dies stellt keine Gefahr dar, da dieser Gang über die andere Kupplung zum Kraftschluß kommen würde, diese aber geöffnet ist. Es ist aber auch denkbar, dass zur Realisierung eines Überdrehzahlschutzes die Steuerkurve so ausgebildet ist, das bspw. ein bestimmter Gang beim Einlegen eines höheren Ganges dann automatisch ausgelegt wird.
Würde nach dieser Schaltung eine weitere Schaltung in den ersten Gang I oder in den dritten Gang III erfolgen, welche über die gleiche Kupplung wie der fünfte Gang V aktiviert werden, müßte der fünfte Gang V ausgelegt werden, um Verspannungen im Getriebe zu vermeiden. Diese Funktion ist durch die Anordnung der Rückstellkontur zu beiden Seiten der jetzigen Position realisiert.
Das beschriebene System kann auch bei anderen Getriebesystemen zur Anwendung kommen, welche nicht auf einer Doppelkupplung beruhen. Hierfür wären dem Konzept entsprechend die Konturen/Steuerkurven der Schaltwalze 11 abzustimmen. Das „Ziehen" der Mitnehmer ermöglicht hier Gangsprünge ohne die "Zwischengänge" durchzuschalten.
Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaltschienen so ausgeführt, dass sie gleichfalls die Funktion der Schaltgabeln erfüllen und die Kraftübertragung zu den Synchronringen realisieren.
Nach einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform wird die Schaltwalze und/oder der Entriegelungsdorn über einen Elektromotor betrieben, dem auch ein Getriebe nachgeschaltet sein kann, z.B. ein Zahnrad-, Schnecken-, o.ä. Getriebe.
Zu weiteren möglichen nicht gezeigten Ausführungsformen sei folgendes bemerkt:

– Die Mitnehmer (Kurvenfolger) können zur Reibungsoptimierung auch mit Lagern bestückt sein.
– Die Mitnehmer (Kurvenfolger) können in axialer Richtung und/oder am Umfang gestaffelt sein.
– Die Schaltwalze muß nicht als Hülse (Walze) mit Innenabgriff ausgeführt sein, sie kann als Welle mit Außenabgriff ausgeführt sein oder aus einzelnen, miteinander verbundenen Ringen/Teilen bestehen.
– Die Funktion der Schaltwalze könnte auch als Schieber realisiert werden. Dann verlaufen vorzugsweise Konturbahnen in Längsrichtung der Bewegung, dabei kann der Schieber einen flachen oder anderen Querschnitt haben.
– Die Nutenkontur (Steuerkurve) der Schaltwalze kann – abgestimmt auf den Mitnehmer – entsprechende Rundungen, Fasen, etc. aufweisen und kann so ausgelegt sein, dass zum Ein- oder Auslegen eines Ganges oder der N-Rückführung ein bestimmter Bewegungsablauf der Schaltschiene erreicht wird (Kurve).
– Der Konturverlauf auf der Schaltwalze kann einen Winkel φ von 360° betragen oder davon verschieden sein. Für φ < 360 ° bleibt ein Steg stehen, bei φ > 360° – ist die Kontur mit Steigung gewindeähnlich aufgebracht.
– Die Schaltwalze kann eine beliebige Anzahl Steuerkurven aufweisen in Abhängigkeit von der räumlichen Anordnung und der erforderlichen Anzahl der Gänge. Nicht jede Kontur (Steuerkurve) muß zwei Gänge schalten.

6 zeigt bspw. eine Abwicklung einer Kontur/Steuerkurve einer alternativen Ausführungsform einer Schaltwalze gemäß der Erfindung. Die Schaltwalze kann in beide Drehrichtungen bewegt werden (wie in den 4 und 5 gezeigt) oder auch nur in eine Drehrichtung, dann kann je eine Schräge der Nut entfallen und so der minimal notwendige Umfang verringert werden, so wie in 6 gezeigt. Gleichfalls ist es so möglich, die Rampen mit einer geringeren Steigung zu versehen.
7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Dorns 70 mit zwangsgeführtem Mitnehmer 71 gemäß der Erfindung. Dies vermeidet ein Verklemmen des Mechanismus, falls bei einer federgeführten Ausführungsform gemäß 1 ein Ziehen der Mitnehmer nicht immer sichergestellt ist. Die Betätigung ist dann gemäß 7 durch eine zwangsweise Steuerung, z.B. durch ein Bauteil mit einer zweiseitigen Kontur 72 für Ziehen und Drücken der Mitnehmer zu ersetzen.
Die 8 bis 9 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform eines Dorns 75 mit zwangsgeführtem Mitnehmer gemäß der Erfindung. Ein Dorn 75 weist eine Längskontur 76 auf, welche einen Kipphebel 77 führt. Ein dem Mitnehmer zugewandtes Fenster 78 weist ein Übermaß auf, um eine Verkippung des Lagers zu vermeiden. Weiterhin ist eine Verdrehsicherung 79 vorgesehen, die ein Verdrehen des Dorns 75 verhindert.

10: Schaltvorrichtung
11: Schaltwalze
12: Achse
13: Innenfläche
14: Schaltwalzennuten
15a, b, c, d: Schaltschienen
16: Schaltgabel
17: Mitnehmer
18, 19: Pfeil
20: Dorn
21: Feder
25: Steuerkurve
26,27,28,29: Funktionsbereiche
30: Kontur
31: Mitnehmer
32, 32a: Schrägen
33: Eingelegt-Abschnitt
34, 34a: Schrägen
35: Neutral-Abschnitt
36, 36a: Schrägen
37: Eingelegt-Abschnitt
40: Eingelegt-Bereich
41: Nicht Eingelegt-Bereich
42: Eingelegt-Bereich
43: Nicht-Eingelegt-Bereich
44: Neutral-Bereich
50, 51, 52, 53: Steuerkurven
55, 56, 57, 58: Mitnehmer
60, 61, 62, 63: Neutral-Abschnitte
64: Abschnitt
66: Bewegung
67: Eingelegt-Hilfslinie
68: Bewegung
70: Dorn
71: Mitnehmer
72: Kontur
75: Dorn
76: Längskontur
77: Kipphebel
78: Fenster
79: Verdrehsicherung

Claims

Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe, vzw. für ein Doppelkupplungsgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer axial nicht verschiebbaren Schaltwalze (11), wobei die Schaltwalze (11) mindestens eine Steuerkurve (50, 51, 52, 53) und mindestens einen der Steuerkurve zugeordneten Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) aufweist, wobei die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) und der dieser zugeordnete Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) relativ zueinander verstellbar sind unter Abtastung der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) durch den Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58), wobei jedem Gang des Gang-Wechselgetriebes mindestens ein Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) und mindestens eine Schaltzacke zugeordnet ist, die einen Eingelegt-Abschnitt (33, 37) der Steuerkurve definiert, wobei die Schaltvorrichtung dafür vorgesehen ist, in Abhängigkeit von Abtastzuständen des Kurvenfolgers (17, 55, 56, 57, 58) mindestens einen Gang einzulegen und/oder herauszunehmen, vzw. in Abhängigkeit von Abtastzuständen verschiedener Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) jeweils bestimmte Gänge einzulegen und/oder herauszunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve verbreiterte Abschnitte (26) aufweist, dass die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) einen einem ausgewählten Gang (I; III) zugeordneten Eingelegt-Bereich (40; 42) in Längsrichtung der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) aufweist, dass der Eingelegt-Bereich (40, 42) seitlich innerhalb der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) durch die Lage des Eingelegt-Abschnitts (33; 37) bestimmt ist, und dass die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) einen diesem Gang zugeordneten zum Eingelegt-Bereich (40; 42) komplementären Nicht-Eingelegt-Bereich (41; 43) in Längsrichtung der Steuerkurve (50, 51, 52, 53) aufweist, wobei der Gang (I; III) eingelegt ist, wenn sich der betreffende Kurvenfolger (55, 56, 57, 58) in dem zugeordneten Eingelegt-Bereich (40; 42) befindet, und der Gang nicht eingelegt ist, wenn sich der betreffende Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) in dem zugeordneten Nicht Eingelegt-Bereich (41; 43) befindet.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwalze (11) derart ausgeführt ist, dass bei Drehung der Schaltwalze (11) zur Durchführung eines aktuellen Schaltvorgangs der oder die Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58), die in einer sequentiellen Schaltfolge an einem aktuellen Schaltvorgang beteiligt sind, durch eine Schaltzacke in den Eingelegt-Abschnitt (33, 37) geführt werden, und der oder die Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58), die in der sequentiellen Schaltfolge an einem aktuellen Schaltvorgang nicht beteiligt sind, in ihrem Bereich eines verbreiterten Abschnitts (26) verbleiben.
Schaltvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurvenfolger (17; 55, 56, 57, 58) zwei Gängen zugeordnet ist, deren Eingelegt-Bereich (40, 42) jeweils im Nicht-Eingelegt-Bereich (41, 43) des anderen liegt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) einen durch Neutral-Schaltzacken definierten Neutral-Bereich (44) für den Kurvenfolger (17; 55, 56, 57, 58) aufweist, der in den Nicht-Eingelegt-Bereichen (41, 43) beider Gänge liegt.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung zum Schalten eines Lastschalt- oder Doppelkupplungsgetriebes vorgesehen und dafür ausgelegt ist, dass in wenigstens einem Schaltzustand gleichzeitig zwei Gänge des Getriebes eingelegt sind.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung eine Rastierung aufweist, welche einen Kurvenfolger (17; 55, 56, 57, 58) eines Ganges, der in der sequentiellen Schaltfolge an einem aktuellen Schaltvorgang nicht beteiligt ist, in seinem aktuellen Bereich des verbreiterten Abschnitts (26) festhält.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die in die Steuerkurve (50, 51, 52, 53) der Schaltwalze (11) eingreifenden Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) in Radialrichtung beweglich gelagert sind, so dass ein Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58), der an einem aktuellen Schaltvorgang beteiligt wäre, außer Eingriff mit der zugeordneten Steuerkurve (50, 51, 52, 53) bringbar ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung einen in axialer Richtung verschiebbaren Entriegelungsdorn (20), der den Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) außer Eingriff mit der zugeordneten Steuerkurve (50, 51, 52, 53) bringen kann, aufweist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung eine Feder (21), die den Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) in radialer Richtung gegen den Entriegelungsdorn (20) vorspannt, aufweist.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungsdorn (20) auf der Achse (12) einer hohlen Schaltwalze (11) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungsdorn (20) ausgestaltet ist, so dass er gleichzeitig mehrere Kurvenfolger (17, 55, 56, 57, 58) außer Eingriff mit deren zugeordneten Steuerkurven (50, 51, 52, 53) bringen kann.