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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Fahrzeug
mit Doppelkupplung, welches in ein erstes Teilgetriebe mit einer
ersten Antriebswelle und ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten
Antriebswelle gegliedert ist.
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Bei
Schaltgetrieben für
Fahrzeugen mit einfacher Kupplung ist es gebräuchlich, eine innere Schaltung
so auszulegen, dass sie zu jedem Zeitpunkt nur das Einlegen eines
einzigen Ganges gestattet und vor dem Einlegen eines neuen Ganges ein
eventuell bereits eingelegter anderer Gang automatisch ausgelegt
wird. Dies ist notwendig, denn die gleichzeitige Einlegung von zwei
Gängen
würde bei einem
bewegten Fahrzeug zur Zerstörung
des Getriebes führen.
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Für Kraftfahrzeuge
mit Doppelkupplung sind innere Schaltungen bekannt, die das gleichzeitige Einlegen
eines Gangs in einem über
eine erste Teilkupplung der Doppelkupplung angetriebenen Teilgetriebe
und eines anderen Gangs in dem durch die andere Teilkupplung angetriebenen
Teilgetriebe erlauben, die dabei aber sicherstellen, dass in jedem
Teilgetriebe nur ein Gang gleichzeitig eingelegt ist. Dies ermöglicht ein
schnelles Hin- und Herschalten zwischen den zwei gleichzeitig eingelegten Gängen durch
jeweils abwechselndes Öffnen
und Schließen der
ersten und der zweiten Kupplung, ohne dass eine Schaltbewegung in
der inneren Schaltung erforderlich wäre.
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In
einer nicht vorveröffentlichten
Patentanmeldung der gleichen Anmelderin ist ein Schaltgetriebe beschrieben,
in dem die zwei Antriebswellen zweier Teilgetriebe formschlüssig aneinander
koppelbar sind, um zum Anfahren beide Kupplungen gleichzeitig nutzen
zu können.
Der Vorteil dieser Maßnahme
liegt darin, dass sich die beim Schließen der Kupplung freigesetzte
Reibungswärme,
die beim Anfahren erheblich höher
ist als beim Schließen
einer Kupplung während
der Fahrt, auf beide Teilkupplungen der Doppelkupplung verteilt.
So ist die Wärmebelastung
jeder einzelnen Teilkupplung reduziert, bzw. die Zahl der Anfahrvorgänge, die
pro Zeiteinheit möglich
sind, ohne die Kupplung zu überhitzen,
ist erhöht.
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Die
Möglichkeit,
die beiden Antriebswellen drehfest miteinander zu koppeln, ist jedoch
nicht ohne weiteres mit den herkömmlichen
inneren Schaltungen kompatibel, die jeweils nur die Einlegung eines
einzigen Gangs in jedem Teilgetriebe gestatten. Da eine Kupplung
zum Aneinanderkoppeln der zwei Antriebswellen bei eingelegtem Gang
sowohl offen als auch geschlossen sein können muss, ist es nicht möglich, das
Schließen
der Kupplung zwangsläufig an
die Einlegung eines Gangs zu koppeln. Die Kupplung kann aber auch
nicht wie ein zusätzlicher
Gang zu handhaben, der durch einen bekannten Sicherungsmechanismus
automatisch ausgelegt bzw. geöffnet
wird, sobald ein anderer Gang eingelegt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, ein gegen das gleichzeitige Einlegen
mehrerer Gänge abgesi chertes
Schaltgetriebe anzugeben, das eine große Zahl von Anfahrvorgängen in
kurzer Zeit toleriert.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem ein Schaltgetriebe für
ein Kraftfahrzeug mit Doppelkupplung, das ein erstes Teilgetriebe
mit einer ersten Antriebswelle, ein zweites Teilgetriebe mit einer
zweiten Antriebswelle und eine innere Schaltung umfasst, wobei am ersten
Teilgetriebe eine erste Gruppe von Gängen und am zweiten Teilgetriebe
eine zweite Gruppe von Gängen
einlegbar ist und die innere Schaltung zwischen einem Schaltzustand,
in dem ein Gang eines der Teilgetriebe eingelegt und alle anderen
Gänge ausgelegt
sind, und einem Schaltzustand umschaltbar ist, in dem der eine Gang
sowie ein weiterer Gang des anderen Teilgetriebes eingelegt ist,
ferner eine Kupplung zum Aneinanderkoppeln der zwei Antriebswellen
umfasst und die innere Schaltung zwischen einem Schaltzustand, in
dem ein vorbestimmter Gang des ersten Teilgetriebes eingelegt und
die Kupplung offen ist, und einem Schaltzustand umschaltbar ist,
in dem der vorbestimmte Gang eingelegt und die Kupplung geschlossen
ist.
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Die
innere Schaltung umfasst vorzugsweise eine Schaltwelle, die zwischen
wenigstens einer Stellung, in der Schaltfinger der Schaltwelle in
dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Schaltmäuler eingreifen und dem zweiten
Teilgetriebe zugeordnete Schaltmäuler
frei von Schaltfingern sind, und wenigstens einer Stellung axial
verschiebbar ist, in der Schaltfinger der Schaltwelle in dem zweiten
Teilgetriebe zugeordnete Schaltmäuler
eingreifen und dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Schaltmäuler frei
von Schaltfingern sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine
in einer gegebenen axialen Stellung durchgeführte Drehung der Schaltwelle
sich auf nur eines der Teilgetriebe auswirkt und beide unabhängig voneinander
betätigbar
sind.
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Die
Kupplung ist vorzugsweise über
ein weiteres durch einen Schaltfinger der Schaltwelle verschiebbares
Schaltmaul gesteuert.
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Einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge sind die Schaltfinger
an der Schaltwelle so angeordnet, dass in das Schaltmaul der Kupplung
nur dann ein Schaltfinger eingreift, wenn die dem ersten Teilgetriebe
zugeordneten Schaltmäuler
frei von Schaltfingern sind. Mit anderen Worten ist so die Kupplung
steuerungsmäßig dem
zweiten Teilgetriebe zugeordnet.
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Um
eine unabhängige
Steuerung der Kupplung und des vorbestimmten Gangs zu ermöglichen, umfassen
die Schaltfinger zweckmäßigerweise
wenigstens einen Einlegefinger, der zum Schließen der Kupplung wirksam ist,
und wenigstens einen Auslegefinger, der zum Öffnen der Kupplung wirksam
ist, und ein dem vorgegebenen Gang zugeordnetes Schaltmaul ist wenigstens
dann frei von Schaltfingern, wenn der eine Einlegefinger in das
Schaltmaul der Kupplung eingreift. So kann die Kupplung unabhängig von
dem vorgegebenen Gang geschlossen werden.
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Dem
ersten Teilgetriebe zugeordnete Schaltmäuler und dem zweiten Teilgetriebe
oder der Kupplung zugeordnete Schaltmäuler sind vorzugsweise in axialer
Richtung der Schaltwelle paarweise benachbart angeordnet, so dass
eine geringe axiale Verschiebung der Schaltwelle ausreicht, um einen Schaltfinger
aus einem Schaltmaul des ersten Teilgetriebes aus- und in ein Schaltmaul
des zweiten Teilgetriebes oder der Kupplung einzurücken und
umgekehrt.
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Unter
den gleichzeitig in Schaltmäuler
eingreifenden Schaltfingern ist vorzugsweise in jeder axialen Stellung
der Schaltwelle genau ein Einlegefinger, während alle anderen Auslegefinger
sind. So ist sichergestellt, dass mit jeder Drehung der Schaltwelle
jeweils nur ein Gang eingelegt oder die Kupplung geschlossen werden
kann, während
die Auslegefinger in benötigter
Zahl und Anordnung vorgesehen sind, um sicherzustellen, dass im
Falle des Einlegens eines Gangs eines Teilgetriebes alle anderen Gänge desselben
Teilgetriebes ausgelegt bzw. im Falle des Schließens der Kupplung jeder Gang
ausgelegt wird, der mit dem Schließen der Kupplung nicht kompatibel
ist.
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Unter
den Auslegefingern befinden sich vorzugsweise wenigstens zwei, die
sich beiderseits der Schaltwelle paarweise gegenüberliegen, um ein zugeordnetes
Schaltmaul aus in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkten Einlegestellungen
in eine mittige Neutralstellung zurückzuholen.
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In
einer Stellung der Schaltwelle, in der ein Einlegefinger in das
Schaltmaul der Kupplung eingreift, um das Schließen der Kupplung zu ermöglichen,
sollte höchstens
ein Auslegefinger in das Schaltmaul des vorgegebenen Gangs eingreifen,
damit nicht dieser durch das Schließen der Kupplung automatisch
ausgelegt wird.
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Der
vorbestimmte Gang ist vorzugsweise der niedrigste Gang des ersten
Teilgetriebes.
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Des
weiteren sind vorzugsweise die Gänge des
ersten Satzes ungeradzahlige Gänge
und die Gänge
des zweiten Satzes geradzahlige Gänge.
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Ein
Rückwärtsgang
gehört
vorzugsweise zu den Gängen
des zweiten Satzes. Er kann aber auch selber der vorbestimmte Gang
sein.
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Auch
wenn der Rückwärtsgang
nicht der vorbestimmte Gang ist, ist es dennoch bevorzugt, dass die
innere Schaltung einen Schaltzustand aufweist, in dem der Rückwärtsgang
eingelegt und die Kupplung geschlossen ist, um auch beim Anfahren
im Rückwärtsgang
eine Verteilung der Reibungswärme auf
die zwei Teilkupplungen der Doppelkupplung zu ermöglichen.
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In
diesem Fall ist es zweckmäßig, dass
in einer axialen Stellung der Schaltwelle, in der ein Einlegefinger
in das Schaltmaul des Rückwärtsgangs
eingreift, höchstens
ein Auslegefinger sich im Schaltmaul der Kupplung befindet, um ein
Einlegen des Rückwärtsgangs
ohne gleichzeitiges Öffnen
der Kupplung zu ermöglichen.
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Um
eine Blockade des Getriebes beim geparkten Fahrzeug hervorrufen
zu können,
ist es ferner wünschenswert,
dass die innere Schaltung einen Schaltzustand aufweist, in dem der
Rückwärtsgang und
der erste Gang eingelegt sind und die Kupplung geschlossen ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Details des Getriebes aus 1;
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3 eine
schematische Teilansicht der inneren Schaltung des Getriebes aus 1,
gesehen entlang der Achse der Schaltwelle;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Schaltwelle und von Schaltmäulern, mit
denen die Schaltwelle zusammenwirkt, gemäß einer ersten Ausgestaltung
der Erfindung;
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5 ein
zu 1 analoges Schema eines zweiten Doppelkupplungsgetriebes;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer Schaltwelle gemäß einer zweiten Ausgestaltung
der Erfindung;
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7 einen
schematischen Schnitt durch die innere Schaltung gemäß der zweiten
Ausgestaltung bei eingelegtem erstem Gang;
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8 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem zweiten Gang;
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9 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem dritten Gang;
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10 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem vierten Gang;
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11 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem fünften Gang;
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12 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem sechsten Gang;
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13 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem Rückwärtsgang;
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14 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem ersten Gang
und gleichzeitig geschlossener Kupplung;
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15 einen
zur 6 analogen Schnitt bei eingelegtem Rückwärtsgang
und gleichzeitig geschlossener Kupplung; und
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16 einen
zur 6 analogen Schnitt bei gleichzeitig eingelegtem
ersten und zweiten Gang und geschlossener Kupplung.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug mit Doppelkupplung,
mit zwei Teilgetrieben, die über
jeweils eine Teilkupplung einer Reibungs-Doppelkupplung 3 angetrieben
sind. Das Getriebe hat eine erste Antriebswelle 1, die
sich axial über
die gesamte Breite des Getriebes erstreckt und an einem Ende mit
einer Scheibe 2 der Doppelkupplung 3 verbunden
ist. Ein von der Scheibe 2 abgewandter Teil der Antriebswelle 1 trägt Zahnräder 4, 5 eines
ersten Teilgetriebes.
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Eine
hohle zweite Antriebswelle 6 erstreckt sich um einen mittleren
Abschnitt der ersten Antriebswelle 1 und verbindet eine
zweite Scheibe 7 der Reibungs- Doppelkupplung 3 mit Zahnrädern 8, 9, 10 eines
zweiten Teilgetriebes.
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Es
gibt zwei Vorgelegewellen 11, 12, die Zahnräder 13 bis 19 und
Klauenkupplungen oder Sperrsynchronisiereinrichtungen 20 bis 23 zum
selektiven Ankoppeln eines der Zahnräder 13 bis 19 an seine
jeweilige Welle 11, 12 tragen. Die Vorgelegewellen 11, 12 tragen
ferner zwei Räder 24, 25,
die mit einem gleichen, nicht dargestellten Ringrad eines Differenzials
kämmen,
um Drehmoment auf die Räder
des Kraftfahrzeugs zu übertragen.
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Im
ersten Gang koppelt die Sperrsynchronisiereinrichtung 23 das
Zahnrad 19 an die Welle 12, und Drehmoment wird über die
Teilkupplung 2, die Welle 1 und die Zahnräder 5, 19 übertragen.
Im zweiten Gang läuft
der Drehmomentfluss über
die Teilkupplung 7, die Welle 6, die Zahnräder 8, 13,
die Sperrsynchronisiereinrichtung 20 und die Welle 12 des
zweiten Teilgetriebes. Der dritte Gang läuft wieder über die die Teilkupplung 2,
die Welle 1 und dann über
die Räder 4, 15 zur
Vorgelegewelle 11. Im vierten Gang koppelt die Sperrsynchronisiereinrichtung 20 das
Zahnrad 14 an die Vorgelegewelle 11. Der fünfte Gang
läuft über die
Teilkupplung 2, die Welle 1, die Räder 4 und 18 und
die Sperrsynchronisiereinrichtung 23 zur Vorgelegewelle 12 und
der sechste Gang über
die Teilkupplung 7, die Welle 6, die Räder 9 und 17 und
die Sperrsynchronisiereinrichtung 22 zur Vorgelegewelle 12.
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Indem
das Zahnrad 19 gleichzeitig mit den Rädern 5 und 16 kämmt, ist
das Zahnrad 16 gegensinnig zu den anderen Rädern 13, 14, 15 der
Vorgelegewelle 11 angetrieben, so dass durch Ankoppeln des
Zahnrades 16 an die Welle 11 durch die Sperrsynchronisiereinrichtung 21 ein
Rückwärtsgang
eingelegt wird.
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Eine
auf der Antriebswelle 1 angeordnete Zapfenkupplung 26 trägt eine
Mehrzahl von Zapfen 27, die sich durch Öffnungen des Zahnrades 4 hindurch
in Richtung des Zahnrades 10 der Hohlwelle 6 erstrecken.
Das Zahnrad 10 ist mit einer Mehrzahl von Aussparungen 28 versehen,
die geformt sind, um die Zapfen 27 formschlüssig aufzunehmen.
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Dieser
Aufbau ist deutlicher in der perspektivischen Ansicht der 2 gezeigt,
die Teile der Antriebswellen 1, 6, der Zahnräder 4, 10 und
der Zapfenkupplung 26 zeigt. In der Ansicht der 2 ist
ein 90°-Sektor aus all diesen
Komponenten ausgeschnitten, um die interne Struktur des Aufbaus
zu zeigen. Die Zapfenkupplung 26 hat einen scheibenförmigen Hauptkörper 29,
in der eine umlaufende Nut 30 für den Eingriff einer nicht
dargestellten Gabel gebildet ist, über die eine axiale Verschiebung
der Zapfenkupplung 26 in analoger Weise zur Verschiebung
der Schaltmuffe einer Sperrsynchronisiereinrichtung steuerbar ist,
während
der Hauptkörper 29 zusammen
mit der Antriebswelle 1 rotiert. In der Ausgestaltung der 2 trägt der Hauptkörper 29 vier
um jeweils 90° voneinander
beabstandete Zapfen 27, doch liegt auf der Hand, dass eine
beliebige andere Zahl von Zapfen vorgesehen sein kann.
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Das
Zahnrad 4 hat eine Mehrzahl von Öffnungen 32, in denen
die Zapfen 27 formschlüssig aufgenommen
sind, so dass die Zapfenkupplung 26 praktisch ohne Winkelspiel
mit der Antriebswelle 1 rotiert.
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In
der Konfiguration der 2 liegen Aussparungen 28 des
Zahnrades 10 den Öffnungen 32 gegenüber, so
dass wenn die Zapfenkupplung 26 mit Hilfe der oben erwähnten Gabel
näher gegen
das Zahnrad 4 geschoben wird, die Spitzen der Zapfen 27 aus
dem Zahnrad 4 vorspringen und in die Aussparungen 28 des
Zahnrades 10 einrücken,
wodurch sie eine starre Drehkopplung zwischen den zwei Antriebswellen 1, 6 herstellen.
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3 ist
eine schematische Teilansicht einer inneren Schaltung, die in dem
Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe der 1 und 2 einsetzbar
ist. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet eine Schaltmuffe einer der
Sperrsynchronisiereinrichtungen 20–23, die entlang der
Achse 42 der Welle 11 oder 12 verschiebbar ist.
Die Schaltmuffe 41 kann aus ihrer in der 3 gezeigten
Neutralstellung in nur eine Richtung, zum Beispiel in Richtung des
Pfeils P1, verschiebbar sein, um ein zu seiner Rechten liegendes
Losrad an die Welle zu koppeln – so
im Falle der Sperrsynchronisiereinrichtung 22, oder es
kann wahlweise in Richtung des Pfeils P1 und eines Pfeils P2 verschiebbar sein,
um jeweils eines von zwei rechts und links benachbarten Losrädern an
die Welle zu koppeln.
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Die
Verschiebung der Schaltmuffe 41 ist angetrieben über eine
Schaltgabel 43, die in eine umlaufende Nut der Schaltmuffe 41 eingreift
und starr an ein Schaltmaul 44 gekoppelt ist, durch welches
sich senkrecht zur Ebene der 3 eine Schaltwelle 45 erstreckt.
Die Schaltwelle 45 verläuft
durch eine Öffnung 46 des
Schaltmauls 44 in Form eines Kreises mit zwei einander
gegenüber
liegenden, im Wesentlichen rechteckigen Ausbuchtungen 47.
In der Neutralstellung ist der Kreis konzentrisch zur Achse der Schaltwelle 45.
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Die
Schaltwelle 45 ist mit einer Vielzahl von Schaltfingern,
darunter ein Einlegefinger 48 und mehrere Auslegefinger 49,
versehen, wie in der perspektivischen Ansicht der 4 deutlicher
zu erkennen. Die Länge
der Auslegefinger 48 ist so gewählt, dass diese im kreisförmigen Bereich
der Öffnung 46 frei
drehbar sind, wenn das Schaltmaul 44 in der Neutralstellung
ist. Der Einlegefinger 48 ist länger als die Auslegefinger 49,
so dass er an die Seiten einer der Ausbuchtungen 47 anschlagen
und das Schaltmaul aus der Neutralstellung zur Seite verschieben kann.
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Die
Schaltfinger 48, 49 tragende Ringe 50 sind
in axialer Richtung gleichmäßig an der
Schaltwelle 45 verteilt. Vier der Ringe 50 tragen
jeweils zwei sich diametral gegenüber liegende Auslegefinger 49, während der
Einlegefinger 48 allein an einem Ring 50 vorgesehen
ist. Der Abstand zwischen den Ringen 50 ist doppelt so
groß wie
der zwischen einer Mehrzahl von Schaltmäulern 44, die in 4 der
Klarheit der Darstellung wegen getrennt von der Schaltwelle 45 dargestellt
sind, die aber im fertig montierten Getriebe die Schaltwelle 45 umgeben.
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Von
den in 4 mit 44-1 bis 44-5 bezeichneten
Schaltmäulern
steuert das Schaltmaul 44-1 die Kupplung 26, 44-2 steuert
die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 23; das
Schaltmaul 44-3 steuert die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 20,
das Schaltmaul 44-4 steuert die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 21,
und das Schaltmaul 44-5 steuert die Schaltmuffe der Sperrsynchronisiereinrichtung 22.
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Wenn
sich die Schaltwelle 45 in einer axialen Stellung befindet,
in der der Einlegefinger 48 in das Schaltmaul 44-1 eingreift,
befinden sich gleichzeitig Auslegefinger 49 in den Schaltmäulern 44-3 und 44-5.
Wenn eines dieser Schaltmäuler 44-3, 44-5 aus der
Neutralstellung ausgelenkt ist, dann führt eine Drehung der Schaltwelle 45,
bei der der Einlegefinger 48 gegen den seitlichen Rand
einer Ausbuchtung 47 des Schaltmauls 44-1 stößt, dazu,
dass vorher in den ausgelenkten Schaltmäu lern ein Auslegefinger 49 gegen
den Rand der Ausbuchtung 47 stößt. Dieselbe Drehung, die das
Schaltmaul 44-1 zur Seite auslenkt, holt somit vorher die
ausgelenkten Schaltmäuler 44-3, 44-5 in
die Neutralstellung zurück.
Ein eventuell eingelegter geradzahliger Gang wird so vor dem Schließen der
Kupplung 26 ausgelegt.
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Die
Schaltmäuler 44-2, 44-4,
die die von der Vollwelle 1 angetriebenen Zahnräder 15, 16, 18, 19 steuern,
bleiben unbeeinflusst, so dass ein gleichzeitig eingelegter erster
Gang während
des Schließens der
Kupplung 26 eingelegt bleibt. So ist es möglich, die
zwei Wellen 1, 6 aneinander zu verriegeln, ohne den
ersten Gang auszulegen.
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Befindet
sich hingegen der Einlegefinger 48 in Höhe des die Sperrsynchronisiereinrichtung 23 steuernden
Schaltmauls 44-2, so dass er je nach Drehrichtung der Schaltwelle 45 den
ersten oder den fünften
Gang einlegen kann, dann befinden sich Auslegefinger 49 gleichzeitig
in Höhe
des Schaltmauls 44-4, so dass dieses einen eventuell an
der Sperrsynchronisiereinrichtung 21 eingelegten dritten
Gang oder Rückwärtsgang
auslegt.
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In
analoger Weise führt
bei in Höhe
des Schaltmauls 44-3 platziertem Einlegefinger 48 eine Drehung
der Schaltwelle 45 zur Rückführung der Schaltmäuler 44-1, 44-5 in
die Neutralstellung, während
die Schaltmäuler 44-2, 44-4 unbeeinflusst
bleiben. Das heißt
wenn der zweite Gang oder der vierte Gang eingelegt wird, wird gleichzeitig
jeder andere eventuell eingelegte geradzahlige Gang ausgelegt und
die Kupplung 26 geöffnet.
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Wenn
der Einlegefinger 48 in Höhe des Schaltmauls 44-4 platziert
ist, kann durch Drehung der Schaltwelle 45 der Rückwärtsgang
eingelegt werden. Gleichzeitig zwingt die Drehung das Schaltmaul 44-2 in
Neutralstellung, so dass gleichzeitig kein ungerader Gang eingelegt
sein kann. Da gleichzeitig das Schaltmaul 44-1 frei von
Schaltfingern ist, bleibt der Zustand der Kupplung 26 unverändert. Der
Rückwärtsgang
kann also sowohl bei offener als auch bei geschlossener Kupplung 26 eingelegt
werden. Durch sukzessives Verstellen der Sperrsynchronisiereinrichtungen 21, 23 kann
-sowohl bei offener als auch bei geschlossener Kupplung 26 – zwischen
erstem Gang und Rückwärtsgang
hin und hergeschaltet werden.
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5 zeigt
ein zu 1 analoges Schema eines zweiten Doppelkupplungsgetriebes.
Es unterscheidet sich von demjenigen der 1 dadurch, dass
das Rückwärtsgangrad 16 zur
Sperrsynchronisiereinrichtung 22 an der Vorgelegewelle 12 versetzt und über ein
Stufenrad 54 angetrieben ist, welches mit dem Rad 8 der
Hohlwelle 6 kämmt.
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6 zeigt
eine Schaltwelle 45, die an dem Schaltgetriebe der 5 einsetzbar
ist. Die Schaltfinger 48, 49 sind hier in drei
Gruppen 51, 52, 53 angeordnet, deren
jede einen Einlegefinger 48 und mehrere Auslegefinger 49 umfasst.
Die mittlere Gruppe 52 steuert das Schaltmaul 44-1 der
Kupplung 26, während
die beiden äußeren Gruppen 51, 52 den Schaltmäulern 44-1 bis 44-4 der
Sperrsynchronisiereinrichtungen 20 bis 23 zugeordnet
sind. Bei den Schaltgruppen 51, 53 ist der axiale
Abstand zwischen den Fingern 48, 49 doppelt so
groß wie
zwischen benachbarten Schaltmäulern,
so dass in jeder axialen Stellung der Schaltwelle 45 die
Schaltfinger dieser Gruppen 51, 53 entweder nur
in die Schaltmäuler
der den ungeradzahligen Gängen
zugeordneten Sperrsynchronisiereinrichtungen 21, 23 oder
nur in die der den geradzahligen Gängen und dem Rückwärtsgang zugeordneten
Sperrsynchronisiereinrichtungen 20, 22 eingreifen.
In der mittleren Schaltgruppe 52 ist die axiale Staffelung
der Finger dichter, so dass in jeder axialen Stellung der Schaltwelle 45 wenigstens
ein Finger 48 oder 49 in das Schaltmaul 44-1 eingreift. Dabei
gibt es sowohl eine Stellung, in der zwei Auslegefinger 49 in
das Schaltmaul 44-1 eingreifen, so dass jede Drehung der
Schaltwelle 45 die Kupplung 26 öffnet, also
auch Stellungen, in denen nur ein Auslegefinger 49 eingreift,
so dass eine Drehung der Schaltwelle 45 in eine Richtung
das Schaltmaul 44-1 im ausgelenkten Zustand und die Kupplung 26 geschlossen
belässt,
während
eine Drehung in entgegen gesetzte Richtung das Schaltmaul 44-1 in
die Neutralstellung zurückschiebt
und die Kupplung 26 öffnet.
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In
Höhe der
untersten Auslegefinger 49 ist exemplarisch ein Schaltmaul 44 dargestellt.
Es befindet sich in der Neutralstellung und kann diese aufgrund
der Schrägstellung
der Auslegefinger 49 auch nicht verlassen. Ein enstsprechendes
Schaltmaul in Höhe
eines der Einlegefinger 48 wäre durch diesen aus der Neutralstellung
nach links ausgelenkt. Die Schaltwelle ist über eine Neutralstellung hinweg,
in der die Einlegefinger auf den Betrachter zu weisen, in eine spiegelblidliche
Stellung drehbar, in der die Auslegefinger ein Schaltmaul nach rechts
auslenken.
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Um
ein genaueres Verständnis
der Arbeitsweise der inneren Schaltung gemäß der zweiten Ausgestaltung
zu ermöglichen,
sind Konfigurationen der inneren Schaltung in verschiedenen Gängen in
den 7 bis 14 im einzelnen dargestellt.
Dabei zeigen die Figuren jeweils eine Seitenansicht der Schaltwelle
aus 6 in Verbindung mit Schnitten der durch sie gesteuerten
Schaltmäuler 44-1 bis 44-5 entlang
der in 6 durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichneten
Ebene.
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In
einem (nicht dargestellten) Leerlaufzustand liegen alle Schaltmäuler 44-1 bis 44-5 in
einer Flucht. Um den ersten Gang einzulegen, ist die Schaltwelle 45 in 7 axial
so verschoben, dass der Einlegefinger 48 der Gruppe 53 in
das Schaltmaul 44-2 eingreift. Der Einlegefinger 48 ist
aus der Neutralstellung nach links gedreht und hat das Schaltmaul 44-2 nach
links aus der Flucht der anderen Schaltmäuler heraus geschoben. Die
Schaltmäuler 44-3, 44-5 sind
frei von Schaltfingern 48, 49; in das Schaltmaul 44-4 greifen
zwei Auslegefinger 49 ein, so dass dieses nur die Neutralstellung
einnehmen kann. In das Schaltmaul 44-1 greift ein einziger, dem
Einlegefinger 48 der Gruppe 52 diametral gegenüber liegender
Auslegefinger 49 ein, der es daran hindert, eine nach links
ausgelenkte Position einzunehmen.
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Zum
Einlegen des zweiten Gangs wird die Schaltwelle 45 in ihre
Neutralstellung zurückgedreht und
dann axial um eine Stufe abwärts
verschoben, wie in 8 gezeigt, so dass der Einlegefinger 48 der
Gruppe 53 in das Schaltmaul 44-4 eingreift. Durch
eine entsprechende Drehung der Schaltwelle 45 ist das Schaltmaul 44-3 nach
links ausgelenkt, so dass die Sperrsynchronisiereinrichtung 20 das
Zahnrad 13 an die Welle 11 koppelt. Gleichzeitig
greifen je zwei Auslegefinger 48 in die Schaltmäuler 44-1, 44-5 ein,
so dass diese jeweils nur die Neutralstellung einnehmen können, so
dass kein anderer geradzahliger Gang eingelegt sein kann und die
Kupplung 26 offen ist. In die Schaltmäuler 44-2, 44-4 greift
gleichzeitig kein Finger ein, so dass gleichzeitig ein ungeradzahliger
Gang eingelegt sein kann.
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Zum
Einlegen des dritten Gangs wird die Schaltwelle 45 wie
in 9 gezeigt aufwärts
verschoben, bis der Einlegefinger 48 der Gruppe 51 in das
Schaltmaul 44 eingreift, und die Welle wird gedreht, um
das Schaltmaul 44-4 nach rechts auszulenken. Gleichzeitig
zwingen zwei Auslegefinger 49 der Gruppe 53 das
Schaltmaul 44-2 in Neutralstellung, so dass kein anderer
ungeradzahliger Gang eingelegt sein kann. In die Schaltmäuler 44-3, 44-5 greift gleichzeitig
kein Finger ein, so dass gleichzeitig ein geradzahliger Gang eingelegt
sein kann.
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Im
vierten Gang der 10 ist die Schaltwelle 45 wiederum
einen Schritt aufwärts
verschoben, so dass der Einlegefinger 48 der Gruppe 51 sich
in dem Schaltmaul 44-5 befindet, und die Schaltwelle 45 ist gedreht,
um das Schaltmaul 44-5 nach links auszulenken. Ein Schließen der
Kupplung 26 ist durch einen einzelnen in das Schaltmaul 44-1 eingreifenden Auslegefinger 49 ausgeschlossen;
das Schaltmaul 44-3 ist durch zwei Auslegefinger 49 in
Neutralstellung gezwungen. In die Schaltmäuler 44-2, 44-4 greift gleichzeitig
kein Finger ein, so dass gleichzeitig ein ungeradzahliger Gang eingelegt
sein kann.
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Um
den fünften
Gang einzulegen, wird die Schaltwelle 45 fünf Schritte
abwärts
geschoben, wie in 11 gezeigt, so dass der Einlegefinger 48 der Gruppe 53 in
das Schaltmaul 44-2 eingreift, und die Schaltwelle 45 wird
gedreht, um die Schaltmuffe 44-2 nach rechts auszulenken.
Zwei gleichzeitig in das Schaltmaul 44-4 eingreifende Auslegefinger
zwingen dieses in die Neutralstellung. Ein einzelner Auslegefinger 49,
der in das Schaltmaul 44-1 eingreift, verhindert ein Schließen der
Kupplung 26.
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Um
den sechsten Gang einzulegen, wird die Schaltwelle 45 um
einen weiteren Schritt abwärts verschoben
und gedreht, wie in 12 gezeigt, so dass der Einlegefinger 48 der
Schaltgruppe 53 das Schaltmaul 44-3 nach rechts
verschiebt. Wiederum sind die Schaltmäuler 44-2, 44-4 frei
von Auslegefingern und können
daher eine zuvor eingestellte Position beibehalten. Die Schaltmäuler 44-1, 44-5 sind durch
jeweils zwei eingreifende Auslegefinger in neutraler Stellung fixiert.
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Um
vom ersten Gang in den Rückwärtsgang der 13 zu
schalten, muss die Schaltwelle 45 um drei Stufen angehoben
werden, so dass der Einlegefinger 48 der Gruppe 51 in
das Schaltmaul 44-5 eingreift. Dann wird die Schaltwelle 45 gedreht,
um das Schaltmaul 44-5 nach rechts auszulenken. Ein gleichzeitig
in das Schaltmaul 44-1 eingreifender Auslegefinger 49 weist
in dieselbe Richtung wie der Einlegefinger 48, so dass
das Schaltmaul 44-1 sowohl die dargestellte Neutralstellung
als auch die der geschlossenen Kupplung 26 entsprechende,
nach rechts ausgelenkte Stellung einnehmen kann. Zwei eingreifende
Auslegefinger zwingen das Schaltmaul 44-3 in die Neutralstellung,
während
die Schaltmäuler 44-2, 44-4 frei
von Schaltfingern sind.
-
14 zeigt
die Konfiguration der inneren Schaltung bei eingelegtem ersten Gang
und geschlossener Kupplung 26. Um diese Konfiguration zu erreichen,
kann beispielsweise die Schaltwelle aus der in 7 gezeigten
Konfiguration mit eingelegtem ersten Gang und offener Kupplung 26 um
einen Schritt aufwärts
verschoben werden, um den Einlegefinger 48 der Gruppe 52 im
Schaltmaul 44-1 zu positionieren, und anschließend wird
durch eine Drehung der Schaltwelle das Schaltmaul 44-1 nach rechts
verschoben. Da gleichzeitig die den ungeraden Gängen entsprechenden Schaltmäuler 44-2, 44-4 von
Schaltfingern frei sind, wird durch das Schließen der Kupplung 26 der
erste Gang nicht ausgelegt. Die den geradzahligen Gängen entsprechenden
Schaltmäuler 44-3, 44-5 hingegen
enthalten in der Konfiguration der 14 jeweils
zwei Auslegefinger 49 und können daher nur die Neutralstellung
einnehmen.
-
Aus
der Konfiguration der 14 heraus ist es möglich, ohne Öffnen der
Kupplung 26 in den Rückwärtsgang
zu wechseln. Hierfür
muss die Schaltwelle zunächst
um eine Stufe aufwärts
verschoben werden, um ein Paar von Auslegefingern 49 im
Schaltmaul 44-2 zu platzieren und die Schaltwelle 45 gedreht
werden, um das Schaltmaul 44-2 in die Neutralstellung zurückzuholen.
Da gleichzeitig nur ein Auslegefinger 49 in das Schaltmaul 44-1 eingreift, kann
die Drehrichtung der Welle so gewählt werden, dass das Schaltmaul 44-1 nicht
verschoben wird. (Eine Drehung in entgegengesetzter Richtung würde das
Schaltmaul 44-1 in die Neutralstellung zurückholen
und die Kupplung 26 öffnen).
Anschließend
wird die Schaltwelle um eine weitere Stufe auf das in 15 gezeigte
Niveau angehoben, und dann wird durch eine Drehung der Schaltwelle 45 das
dem Rückwärtsgang
zugeordnete Schaltmaul 44-5 nach rechts verschoben. Auch
in dieser Stellung greift nur ein Auslegefinger 49 in das
Schaltmaul 44-1 ein. Dieser weist in dieselbe Richtung
wie der Einlegefinger 48 im Schaltmaul 44-5, so
dass die nach rechts ausgelenkte Position des Schaltmauls 44-1 erhalten
und die Kupplung 26 geschlossen bleibt.
-
Es
ist auch möglich,
aus der Konfiguration der 14 heraus
die Schaltwelle 45 direkt um zwei Schritte anzuheben und
zu drehen. In diesem Fall bleiben beide ausgelenkten Schaltmäuler 44-1 der Kupplung 26 und 44-2 des
ersten Gangs in ihrer Stellung, und zusätzlich wird das Schaltmaul 44-5 des Rückwärtsgangs
ausgelenkt. Indem so erster Gang und Rückwärtsgang gleichzeitig eingelegt
und die Wellen 1 und 6 aneinander gekoppelt sind,
kann ein Parkzustand hergestellt werden, in dem das Getriebe blockiert
ist.
-
- 1
- Antriebswelle
- 2
- Scheibe
- 3
- Doppelkupplung
- 4
- Zahnrad
- 5
- Zahnrad
- 6
- Antriebswelle
- 7
- Scheibe
- 8
- Zahnrad
- 9
- Zahnrad
- 10
- Zahnrad
- 11
- Vorgelegewelle
- 12
- Vorgelegewelle
- 13
- Zahnrad
- 14
- Zahnrad
- 15
- Zahnrad
- 16
- Zahnrad
- 17
- Zahnrad
- 18
- Zahnrad
- 19
- Zahnrad
- 20
- Sperrsynchronisiereinrichtung
- 21
- Sperrsynchronisiereinrichtung
- 22
- Sperrsynchronisiereinrichtung
- 23
- Sperrsynchronisiereinrichtung
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zahnrad
- 26
- Zapfenkupplung
- 27
- Zapfen
- 28
- Aussparung
- 29
- Hauptkörper
- 30
- Nut
- 32
- Öffnung
- 41
- Schaltmuffe
- 42
- Achse
- 43
- Schaltgabel
- 44
- Schaltmaul
- 45
- Schaltwelle
- 46
- Öffnung
- 47
- Ausbuchtung
- 48
- Einlegefinger
- 49
- Auslegefinger
- 50
- Ring
- 51
- Gruppe
- 52
- Gruppe
- 53
- Gruppe
- 54
- Stufenrad