DE102014007942A1

DE102014007942A1 - Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102014007942A1
Application number: DE102014007942.2A
Authority: DE
Inventors: Olaf Heldmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-05-24
Filing date: 2014-05-24
Publication date: 2015-11-26
Also published as: RU2015119222A; CN105090471A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Gehäuse (1), das eine Kulisse (2) aufweist; einer Schaltwelle (3), die drehbar und axial verschiebbar an dem Gehäuse (1) gelagert ist und einen Kulissenstift (5) aufweist; einem Anschlag (6), der beweglich an dem Gehäuse (1) gelagert ist; und einem Aktuator (7) zum Verstellen des Anschlags (6) in eine Sperrstellung, in der der Anschlag (6) ein Einführen des Kulissenstiftes (5) in einen Gangbereich (2.1) der Kulisse (2) formschlüssig sperrt; und in eine Freigabestellung, in der der Anschlag (6) dem Kulissenstift (5) den Gangbereich (2.1) der Kulisse (2) freigibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, eine Kraftfahrzeuggetriebeanordnung mit einer solchen Schaltanordnung sowie ein Verfahren zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes mittels einer solchen Schaltanordnung.
Aus der DE 10 2011 051 927 A1 ist eine Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Schaltwelle bekannt, die schwenkbar und längsverschieblich in einem Gehäuse gelagert ist und einen Kulissenstift aufweist, der in eine Schaltkulisse mit drei parallelen, zweistufigen Schaltgassen eingreift. Um ein direktes Rückschalten aus einer fünften Vorwärtsgangstufe in eine in der gleichen Schaltgasse gegenüberliegende Rückwärtsgangstufe zu verhindern, ist eine selbsttätige Rückwärtsgangsperre vorgesehen. Diese weist eine federbelastete Sperrklinke auf, die eine Bewegung des Kulissenstifts in Umfangsrichtung aus der fünften Vorwärtsgangstufe in der gleichen Schaltgasse in die Rückwärtsgangstufe sperrt. Bei einer Bewegung des Kulissenstifts in Axialrichtung in diese Schaltgasse verschwenkt der Kulissenstift die Sperrklinke, so dass die Rückwärtsgangstufe nach Anwählen dieser Schaltgasse aus einer Neutralstellung heraus schaltbar ist.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 14, 15 stellen eine entsprechende Kraftfahrzeuggetriebeanordnung bzw. ein entsprechendes Verfahren unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere eine Schaltanordnung eines Kraftfahrzeuggetriebes, ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse mit einer Kulisse, eine Schaltwelle, die um ihre Längsachse drehbar und in Richtung dieser Längsachse bzw. axial verschiebbar an dem Gehäuse gelagert ist und einen Kulissenstift aufweist, einen Anschlag, der beweglich an dem Gehäuse gelagert ist, und einen Aktuator zum Verstellen des Anschlags in eine Sperrstellung, in der der Anschlag ein Einführen des Kulissenstiftes in einen Gangbereich der Kulisse formschlüssig sperrt, und in eine Freigabestellung auf, in der der Anschlag dem Kulissenstift den Gangbereich der Kulisse freigibt bzw. ein Einführen des Kulissenstiftes in den Gangbereich der Kulisse nicht formschlüssig sperrt.
Hierdurch kann in einer Ausführung durch Betätigung des Aktuators der Anschlag zwischen der Sperr- und der Freigabestellung verstellt und so wahlweise ein Einlegen einer Gangstufe in dem Gangbereich verhindert oder zugelassen werden. Auf diese Weise kann in einer Ausführung einfach und/oder variabel, insbesondere durch eine Steuereinrichtung und/oder situationsangepasst, das Schalten bzw. Einlegen einer Gangstufe in dem Gangbereich verhindert oder zugelassen werden.
Zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes mittels der Schaltanordnung wird in einer Ausführung in an sich bekannter Weise durch eine Axialverschiebung der Schaltwelle eine von mehreren Schaltgassen ausgewählt und anschließend durch eine Drehung der Schaltwelle eine Gangstufe in der ausgewählten Schaltgasse geschaltet. Diesbezüglich wird ergänzend Bezug auf die eingangs genannte DE 10 2011 051 927 A1 genommen, deren Inhalt ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wie hier beschrieben, wahlweise, insbesondere durch eine Steuereinrichtung und/oder situationsabhängig, der Aktuator betätigt, um den Anschlag in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen und so ein Einlegen einer Gangstufe in dem Gangbereich wahlweise zu verhindern oder zuzulassen.
Das Kraftfahrzeuggetriebe ist in einer Ausführung ein Wechselgetriebe mit mehreren, insbesondere wenigstens fünf, Vorwärtsgangstufen und wenigstens einer Rückwärtsgangstufe. In einer Weiterbildung weist die Schaltwelle wenigstens ein Betätigungselement, insbesondere wenigstens einen Schaltfinger auf, der durch Axialverschiebung der Schaltwelle wahlweise in Eingriff mit unterschiedlichen Schaltelementen bringbar ist, und durch Drehung der Schaltwelle das im Eingriff befindliche Schaltelement verschwenkt, um so eine Gangstufe ein- bzw. auszulegen.
Die Kulisse weist in einer Ausführung eine, wenigstens im Wesentlichen rechteckförmige Vertiefung, insbesondere Aussparung bzw. einen Durchbruch, in einer Wandung auf, an die sich in Axialrichtung der, insbesondere wenigstens im Wesentlichen ebenfalls rechteckförmige, Gangabschnitt anschließt, der in einer Ausführung durch eine Verengung der Kulisse in Umfangsrichtung definiert und/oder ebenfalls als Aussparung bzw. Durchbruch ausgebildet ist. In einer Ausführung durchgreift die als Durchbruch bzw. Aussparung ausgebildete Kulisse die Wandung, so dass der in der Kulisse geführte Kulissenstift vorteilhafterweise von radial außen zugänglich ist.
Der Kulissenstift ragt in einer Ausführung radial von der Schaltwelle ab und greift entsprechend radial in die Kulisse ein. In einer Ausführung ist er fest bzw. starr mit der Schaltwelle verbunden. Hierdurch kann in einer Ausführung eine zuverlässige Kulissenführung vermittelt werden. In einer Ausführung weist der Kulissenstift einen, wenigstens im Wesentlichen, kreisförmigen Querschnitt auf. Hierdurch kann in einer Ausführung ein vorteilhafter Kontakt zwischen Kulissenstift und Kulisse vermittelt werden.
Der Anschlag ist in einer Ausführung beweglich an der Kulisse gelagert und/oder übergreift die Kulisse von radial außen. Hierdurch kann in einer Ausführung eine kompakte und/oder stabile Bauform dargestellt werden.
In einer Ausführung sperrt der Anschlag in der Sperrstellung formschlüssig ein Einführen des Kulissenstiftes in Umfangsrichtung in einen Gangbereich der Kulisse. Entsprechend ist der Anschlag in dieser Ausführung als Umfangsanschlag bzw. Anschlag in Umfangsrichtung ausgebildet. Hierdurch kann in einer Ausführung das Einlegen bzw. Schalten einer Gangstufe durch Verdrehen der Schaltwelle wahlweise durch den Anschlag gesperrt werden. Der Gangbereich kann somit insbesondere ein Umfangsbereich der Kulisse bzw. ein Abschnitt in Umfangsrichtung der Kulisse sein.
In einer Ausführung sperrt der Anschlag in der Sperrstellung formschlüssig ein Einführen des Kulissenstiftes in Axialrichtung bzw. in Richtung der Längsachse der Schaltwelle in einen Gangbereich der Kulisse. Entsprechend ist der Anschlag in dieser Ausführung als Axialanschlag bzw. Anschlag in Axialrichtung ausgebildet. Hierdurch kann in einer Ausführung das Anwählen einer Schaltgasse durch axiales Verschieben der Schaltwelle wahlweise durch den Anschlag formschlüssig gesperrt werden. Der Gangbereich kann somit insbesondere ein Axialbereich der Kulisse bzw. ein Abschnitt in Axialrichtung der Kulisse sein. In einer Ausführung wird somit durch Betätigen des Aktuators zum Verstellen des Anschlags in die Sperrstellung bereits eine ungewollte Schaltgassenwahl verhindert. Hierdurch können in einer Weiterbildung mehrere Schaltstufen in dem Gangbereich gesperrt werden. Gleichermaßen kann in einer Ausführung der Gangbereich auch nur eine einstufige Schaltgasse und somit nur eine Gangstufe aufweisen. Vorteilhafterweise wird dann jedoch nicht nur das Einlegen dieser Gangstufe, sondern auch bereits ihr Anwählen durch den Anschlag verhindert.
In einer Ausführung ist der Anschlag um die Längsachse der Schaltwelle drehbar und axialfest an dem Gehäuse gelagert. Hierdurch wird in einer Ausführung vorteilhaft eine einfache, kompakte und/oder stabile Bauform zur Verfügung gestellt. Der Anschlag kann hierzu insbesondere einen ringförmigen Abschnitt aufweisen, der die Kulisse und/oder Schaltwelle ganz, d. h. über 360°, oder teilweise, d. h. weniger als 360° umschließen kann, in einer Weiterbildung kann der Anschlag als Ganzes entsprechend ringförmig ausgebildet sein. Zur axialfesten Lagerung des Anschlags stützt sich dieser in einer Ausführung an einem Kragen des Gehäuses ab.
In einer Ausführung weist der Anschlag eine axiale Aussparung auf, die durch Drehen des Anschlags um die Längsachse der Schaltwelle in Deckung mit dem Gangbereich der Kulisse bringbar ist und diesen so in der Freigabestellung freigibt.
In einer Ausführung definiert der Gangbereich und/oder eine axiale Aussparung des Anschlags in der Freigabestellung axial formschlüssig eine, insbesondere einstufige, erste Schaltgasse für den Kulissenstift. Hierzu weist der Gangbereich und/oder die axiale Aussparung des Anschlags in einer Ausführung eine axiale Stirnseite zum Kontaktieren des Kulissenstiftes auf. Wie vorstehend ausgeführt, wird die Schaltwelle axial verschoben, insbesondere, um wahlweise mit unterschiedlichen Schaltelementen in bzw. außer Eingriff zu kommen. Die entsprechende Axialposition der Schaltwelle, in der sie in Eingriff mit einem Schaltelement steht, definiert somit eine Schaltgasse, in der durch Drehen der Schaltwelle und ein hiermit gekoppeltes Bewegen des in Eingriff stehenden Schaltelements eine Gangstufe ein- bzw. ausgelegt wird. Entsprechend definiert eine Begrenzung, die eine Axialverschiebung des Kulissenstiftes und damit die Schaltwelle einseitig formschlüssig sperrt, die entsprechende Schaltgasse bzw. legt diese fest. Auf diese Weise kann in einer Ausführung durch Freigeben des Gangbereichs zugleich die entsprechende, insbesondere einstufige Schaltgasse freigegeben werden. In einer Ausführung ist eine Rückwärtsgangstufe des Kraftfahrzeuggetriebes in der ersten Schaltgasse an- bzw. dieser zugeordnet. Auf diese Weise kann in einer Ausführung insbesondere wahlweise durch Verstellen des Anschlags eine Rückwärtsgangstufe gesperrt bzw. freigegeben werden.
Unter einer einstufigen Schaltgasse wird vorliegend insbesondere eine Schaltgasse verstanden, die nur eine Gangstufe und eine Neutralstellung aufweist, unter einer zweistufigen Schaltgasse entsprechend insbesondere eine Schaltgasse, die zwei Gangstufen, die durch gegensinnige Verdrehung der Schaltwelle einlegbar sind, und eine Neutralstellung aufweist.
In einer Ausführung definiert der Anschlag, insbesondere Axialanschlag, in der Sperrstellung formschlüssig eine, insbesondere zweistufige, zweite Schaltgasse für den Kulissenstift axial. Somit fungiert der Axialanschlag in dieser Ausführung vorteilhaft zugleich als Sperre für den Gangbereich und als axiale Kulissenführung für den Kulissenstift, um so eine zweite Schaltgasse zu definieren. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft eine kompakte Bauform dargestellt werden.
In einer Weiterbildung weist die Kulisse eine erste Stirnfläche auf, die in der Sperrstellung mit dem Anschlag fluchtet und zusammen mit diesem formschlüssig die zweite Schaltgasse für den Kulissenstift axial definiert. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die erste Schaltgasse ein- und die zweite Schaltgasse zweistufig ist. Insbesondere in diesem Fall kann die erste Stirnfläche eine Schaltstufe und der Axialanschlag eine gegenüberliegende Schaltstufe der zweiten Schaltgasse definieren. Gleichermaßen kann auch der Axialanschlag alleine die zweite Schaltgasse, insbesondere zwei Gangstufen der zweiten Schaltgasse axial definieren.
In einer Ausführung weist die Schaltanordnung eine Führung, insbesondere eine Rollbahnführung, auf, die formschlüssig eine oder mehrere, insbesondere zweistufige, dritte Schaltgassen axial definiert, ohne mit dem Kulissenstift formschlüssig zusammenzuwirken. Hierdurch kann in einer Ausführung der Kulissenstift, der beim Einlegen einer Gangstufe in einer dritten Schaltgasse nicht formschlüssig mit der Führung zusammenwirkt, massiver ausgebildet werden bzw. sein. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn er zum formschlüssigen Sperren des Gangbereichs höheren Scherbeanspruchungen widerstehen muss.
Insbesondere daher weist in einer Ausführung der Kulissenstift einen Durchmesser von wenigstens 5 mm auf, wobei bei nicht-kreisförmigem Querschnitt unter einem Durchmesser verallgemeinernd insbesondere eine minimale Abmessung in Richtung der Längsachse der Schaltwelle und/oder in Umfangsrichtung verstanden wird.
In einer Weiterbildung ist die Führung in Umfangsrichtung von der Kulisse beabstandet, sie kann dieser insbesondere gegenüberliegen. Eine Rollbahnführung weist in einer Ausführung in an sich bekannter Weise einen, insbesondere federbelasteten, an dem Gehäuse radial verschieblich gelagerten Wälzkörper und eine ein- oder zweiteilige Rinne in Umfangsrichtung auf, in der dieser bei einer Drehung der Schaltwelle in Umfangsrichtung formschlüssig läuft und so eine Axialposition der Schaltwelle und damit eine dritte Schaltgasse definiert bzw. festlegt. Eine Rollbahnführung kann in einer Ausführung eine dritte Schaltgasse einfach und/oder kompakt definieren.
Insbesondere, wenn eine oder mehrere dritte Schaltgassen axial durch eine solche Führung und nicht durch den Kulissenstift definiert sind, kann, wie vorstehend ausgeführt, die Kulisse in einer Ausführung vorteilhaft ohne Stege in Umfangsrichtung ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in der DE 10 2011 051 927 A1 vorgesehen sind, um dort eine mittlere Schaltgasse zu definieren. Mit anderen Worten ist der Kulissenstift in einer solchen Ausführung in Axialrichtung kontaktfrei, wenn eine dritte Schaltgasse gewählt ist. Entsprechend kann er, wie vorstehend ausgeführt, vorteilhaft massiver ausgebildet werden, insbesondere, um entsprechende Scherbeanspruchungen beim Sperren des Gangbereichs besser zu widerstehen, da er nicht mehr zwischen solchen Stegen geführt werden muss.
In einer Ausführung weist der Kulissenstift einen wälz- oder gleitgelagerten Ring zum Kontaktieren der Kulisse auf. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Kontakt zwischen Kulissenstift und Kulisse verbessert, insbesondere eine Reibung reduziert werden.
In einer Ausführung weist die Kulisse eine zweite Stirnfläche auf, die dem Anschlag in Längsrichtung der Schaltwelle gegenüberliegt und formschlüssig eine, insbesondere zweistufige, Schaltgasse für den Kulissenstift axial definiert, die nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als vierte Schaltgasse bezeichnet wird. Zusätzlich oder alternativ weist die Kulisse zwei gegenüberliegende Kanten zur formschlüssigen Begrenzung einer Bewegung des Kulissenstiftes in Umfangsrichtung auf.
In einer Ausführung ist der Aktuator elektrisch betätigbar. In einer Weiterbildung ist der Aktuator zum Betätigen, insbesondere durch eine Steuereinrichtung, bestrombar. In einer Weiterbildung kann der Aktuator hierzu mit der Steuereinrichtung signal- und/oder energieverbunden sein, so dass die Steuereinrichtung den mit ihr energieverbundenen Aktuator bestromen oder eine Bestromung des mit ihr signalverbundenen Aktuators kommandieren kann.
In einer Weiterbildung weist der Aktuator einen Elektromotor zum motorischen Verstellen des Anschlags auf. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Verstellung zuverlässig, präzise und/oder mit hoher Kraft erfolgen. Zusätzlich oder alternativ weist der Aktuator eine Elektromagnetanordnung mit einem oder mehreren, insbesondere wahlweise, vorzugsweise gegensinnig, bestrombaren Elektromagneten zum magnetischen Verstellen des Anschlags auf. Insbesondere kann wenigstens ein Elektromagnet dazu eingerichtet sein, den Anschlag in die Sperrstellung zu verstellen, wenn er bestromt wird, und wenigstens ein weiterer Elektromagnet dazu eingerichtet sein, den Anschlag in die Freigabestellung zu verstellen, wenn er bestromt wird. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Elektromagnet dazu eingerichtet sein, den Anschlag in die Sperrstellung zu verstellen, wenn er bestromt wird, und den Anschlag in die Freigabestellung zu verstellen, wenn er gegensinnig bestromt wird.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftfahrzeuggetriebeanordnung oder ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Kraftfahrzeuggetriebe, ein Gangwahlelement, insbesondere einen Schalthebel, eine Steuereinrichtung und eine hier erläuterte Schaltanordnung auf, wobei die Schaltwelle mit dem Gangwahlelement, insbesondere signaltechnisch oder mechanisch, und mit dem Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere wie vorstehend erläutert mittels wahlweise ein und außer Eingriff bringbarer Schaltelemente, wirkverbunden ist, um durch eine Axialverschiebung der Schaltwelle eine von mehreren Schaltgassen auszuwählen und durch eine Drehung der Schaltwelle eine Gangstufe in einer ausgewählten Schaltgasse zu schalten, und wobei die Steuereinrichtung mit dem Aktuator wirk-, insbesondere signal- und/oder energieverbunden ist, um durch diesen den Anschlag in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen.
Ferner wird eine Vorrichtung zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes mittels einer hier erläuterten Schaltanordnung mit einem Gehäuse, das eine Kulisse aufweist, einer Schaltwelle, die drehbar und axial verschiebbar an dem Gehäuse gelagert ist und einen Kulissenstift aufweist, einem Anschlag, der beweglich an dem Gehäuse gelagert ist, und einem Aktuator zum Verstellen des Anschlags in eine Sperrstellung, in der der Anschlag ein Einführen des Kulissenstiftes in einen Gangbereich der Kulisse formschlüssig sperrt, und in eine Freigabestellung, in der der Anschlag dem Kulissenstift den Bereich der Kulisse freigibt, vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung aufweist:
Mittel zum axialen Verschieben der Schaltwelle, um eine von mehreren Schaltgassen auszuwählen;
Mittel zum Drehen der Schaltwelle, um eine Gangstufe in einer ausgewählten Schaltgasse zu schalten bzw. ein- oder auszulegen; und
Mittel zum Betätigen des Aktuators, um den Anschlag in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 eine Schaltanordnung einer Kraftfahrzeuggetriebeanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von radial außen, wobei eine zweite Schaltgasse gewählt und ein Anschlag in einer Sperrstellung ist;
2 die Schaltanordnung der 1 in 1 entsprechender Darstellung, wobei eine erste Schaltgasse gewählt und der Anschlag in einer Freigabestellung ist;
3 die Schaltanordnung der 1 in 1 entsprechender Darstellung, wobei eine dritte Schaltgasse gewählt und der Anschlag in der Sperrstellung ist; und
4 die Schaltanordnung der 3 in einer radialen Draufsicht von einer gegenüberliegenden Seite aus.
1 zeigt eine Schaltanordnung einer Kraftfahrzeuggetriebeanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von radial außen mit einem Teil eines Gehäuses 1 mit einer Kulisse 2, einer Schaltwelle 3, die um ihre Längsachse A drehbar und in Richtung dieser Längsachse A verschiebbar an dem Gehäuse 1 gelagert ist und einen Kulissenstift 5 aufweist, einem Anschlag 6, der beweglich an dem Gehäuse 1 gelagert ist, und einem Aktuator 7 zum Verstellen des Anschlags 6 in eine in 1 dargestellte Sperrstellung, in der der Anschlag 6 ein Einführen des Kulissenstiftes 5 in einen Gangbereich 2.1 (vgl. 2, 3) der Kulisse 2 formschlüssig sperrt, und in eine in 2 dargestellte Freigabestellung, in der der Anschlag 6 dem Kulissenstift 5 den Gangbereich 2.1 der Kulisse 2 freigibt bzw. ein Einführen des Kulissenstiftes 5 in den Gangbereich 2.1 der Kulisse 2 nicht formschlüssig sperrt.
Die Kulisse 2 weist einen im Wesentlichen rechteckförmigen Durchbruch 2.2 (vgl. 2) in einer Wandung des Gehäuses 1 auf, an den sich in Axialrichtung (vertikal in 1) der im Wesentlichen ebenfalls rechteckförmige Gangabschnitt 2.1 anschließt, der durch eine Verengung der Kulisse 2 in Umfangsrichtung (horizontal in 1) definiert und ebenfalls als Durchbruch ausgebildet ist, so dass die Kulisse 2 die Wandung des Gehäuses 1 durchgreift, so dass der in der Kulisse 2 geführte Kulissenstift 5 von radial außen zugänglich ist.
Der Kulissenstift 5 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Anschlag 6 ist beweglich an der Kulisse 2 gelagert und übergreift die Kulisse 2 von radial außen, wobei der übergriffene Teil in 3 zur Verdeutlichung strichliert angedeutet ist. Der Anschlag 6 sperrt in der Sperrstellung (vgl. 1) formschlüssig ein Einführen des Kulissenstiftes 5 in Axialrichtung bzw. in Richtung der Längsachse A der Schaltwelle 3 in den Gangbereich 2.1 der Kulisse 2. Entsprechend ist der Anschlag 6 als Axialanschlag ausgebildet, der Gangbereich 2.1 entsprechend ein Axialbereich der Kulisse 2.
Der Anschlag 6 ist um die Längsachse A der Schaltwelle 3 drehbar und axialfest an dem Gehäuse 1 gelagert. Hierzu weist der Anschlag 6 einen ringförmigen Abschnitt 6.1 auf, der die Kulisse 2 und Schaltwelle 3 ganz umschließt. Zur axialfesten Lagerung des Anschlags 6 stützt sich dieser an einem Kragen 1.1 des Gehäuses 1 ab. Der Anschlag 6 weist eine axiale Aussparung auf, die durch Drehen des Anschlags 6 um die Längsachse A der Schaltwelle 3 in Deckung mit dem Gangbereich 2.1 der Kulisse 2 bringbar ist und diesen so in der Freigabestellung freigibt (vgl. 2).
Der Gangbereich 2.1 definiert axial in der Freigabestellung formschlüssig eine einstufige erste Schaltgasse für den Kulissenstift 5, in der eine Rückwärtsgangstufe des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet bzw. der eine Rückwärtsgangstufe des Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnet ist. Hierzu weist der Gangbereich 2.1 eine axiale Stirnseite 2.3 zum Kontaktieren des Kulissenstiftes 5 auf (vgl. 2).
Der Axialanschlag 6 definiert in der Sperrstellung (vgl. 1) formschlüssig eine zweistufige zweite Schaltgasse für den Kulissenstift 5 axial. Dabei weist die Kulisse 2 eine erste Stirnfläche 2.4 auf, die in der Sperrstellung mit dem Anschlag 6 fluchtet und zusammen mit diesem formschlüssig die zweite Schaltgasse für den Kulissenstift 5 axial definiert. Wie in 1 strichliert und durch einen Doppelpfeil angedeutet, kann in der Sperrstellung der Kulissenstift 5 durch Drehen der Schaltwelle 3 um ihre Längsachse A wahlweise in zwei gegenüberliegende Gangstufen dieser zweiten Schaltgasse bewegt werden und wird dabei durch den Anschlag 6 und die erste Stirnfläche 2.4 axial formschlüssig geführt, die somit diese zweite Schaltgasse axial definieren.
Die Schaltanordnung weist eine Rollbahnführung auf, die formschlüssig eine zweistufige dritte Schaltgasse axial definiert, ohne mit dem Kulissenstift 5 formschlüssig zusammenzuwirken.
Die Rollbahnführung liegt in Umfangsrichtung der Kulisse 2 gegenüber und ist daher in der Rückansicht der 4 erkennbar. Sie weist einen federbelasteten und an dem Gehäuse 1 radial (senkrecht auf der Zeichenebene der 4) verschieblich gelagerten (nicht dargestellten) Wälzkörper 8 und eine zweiteilige Rinne 9 in Umfangsrichtung auf, in der der Wälzkörper 8 bei einer Drehung der Schaltwelle 3 in Umfangsrichtung läuft und so eine Axialposition der Schaltwelle 3 und damit die dritte Schaltgasse definiert bzw. festlegt, wie dies in 4 strichliert und durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Die Rinne (9) ist dabei wellenfest, d. h. sie ist wellenseitig ausgebildet und fest mit der Welle verbunden. Wie in der Vorderansicht der 3 erkennbar, ist der Kulissenstift 5 in Axialrichtung kontaktfrei, wenn die dritte Schaltgasse gewählt ist.
Der Kulissenstift 5 weist einen wälz- oder gleitgelagerten Ring 5.1 zum Kontaktieren der Kulisse 2 auf (vgl. 3).
Die Kulisse weist eine zweite Stirnfläche 2.5 auf, die formschlüssig eine zweistufige vierte Schaltgasse für den Kulissenstift axial definiert. Zusätzlich weist die Kulisse 2 zwei gegenüberliegende Kanten 2.6, 2.7 zur formschlüssigen Begrenzung einer Bewegung des Kulissenstiftes 5 in Umfangsrichtung auf (vgl. 3).
Der Aktuator 7 ist elektrisch betätigbar und hierzu durch eine Steuereinrichtung 10 bestrombar, mit der der Aktuator signal- und/oder energieverbunden ist, wie in 1 durch einen strichpunktierten Pfeil angedeutet. Der Aktuator 7 weist in nicht im Detail dargestellter Weise einen Elektromotor oder eine Elektromagnetanordnung auf. Der Elektromotor kann beispielsweise über eine Stirnverzahnung mit dem Anschlag 6 gekoppelt sein.
Zum Schalten des (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuggetriebes mittels der Schaltanordnung wird zunächst die Schaltwelle 3 axial verschoben, um eine von mehreren Schaltgassen auszuwählen. Wie die Zusammenschau der 1, 2 und 3 zeigt, kann dabei insbesondere die erste Schaltgasse (vgl. 2), die zweite Schaltgasse (vgl. 1) oder die dritte Schaltgasse (vgl. 3) gewählt werden. Gleichermaßen kann auch die vierte Schaltgasse gewählt werden, in der der Kulissenstift 5 formschlüssig an der zweiten Stirnseite 2.5 anliegt (nicht dargestellt).
Anschließend wird die Schaltwelle 3 gedreht, um aus einer Neutralstellung, die in 1, 2 und 3 ausgezogen dargestellt ist, eine Gangstufe in einer ausgewählten Schaltgasse zu schalten bzw. ein- oder auszulegen, wie dies in 1, 3 durch strichlierte Positionen des Kulissenstiftes 5 und einen Doppelpfeil und in 2 nur durch eine strichlierte Position des Kulissenstiftes 5 angedeutet ist.
Die Steuereinrichtung 10 betätigt den Aktuator 7, um den Anschlag 6 in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen.
Ist der Anschlag 6 in die Sperrstellung verstellt (vgl. 1), so sperrt dieser ein in 2 durch einen Pfeil angedeutetes axiales Einführen des Kulissenstiftes 5 in den Gangbereich 2.1 der Kulisse 2 formschlüssig, so dass die einstufige erste Schaltgasse mit dem Rückwärtsgang nicht angewählt und entsprechend der Rückwärtsgang nicht eingelegt werden kann. Zugleich führt der Anschlag 6 den an ihm anliegenden Kulissenstift 5 axial und definiert so zusammen mit der ersten Stirnseite 2.4 der Kulisse 2 die zweite Schaltgasse.
Ist der Anschlag 6 hingegen in die Freigabestellung verstellt (vgl. 2), so gestattet er, wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet, ein axiales Einführen des Kulissenstiftes 5 in den Gangbereich 2.1 der Kulisse 2, so dass die einstufige erste Schaltgasse mit dem Rückwärtsgang angewählt und durch Verdrehen der Schaltwelle 3 der Rückwärtsgang eingelegt werden kann. Dabei führt die axiale Stirnseite 2.3 des Gangbereichs 2.1 den an ihm anliegenden Kulissenstift 5 axial und definiert so die erste Schaltgasse. Gleichermaßen kann auch die axiale Aussparung des Anschlags 6 den an ihm anliegenden Kulissenstift 5 axial führen, wenn sie in Deckung mit dem Gangbereich 2.1 ist.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

1	Gehäuse
1.1	Kragen
2	Kulisse
2.1	Gangbereich
2.2	Durchbruch
2.3	axiale Stirnseite
2.4	erste Stirnfläche
2.5	zweite Stirnfläche
2.6, 2.7	Kante
3	Schaltwelle
5	Kulissenstift
5.1	Ring
6	Anschlag
6.1	ringförmiger Abschnitt
7	Aktuator
8	Wälzkörper (Rollbahnführung)
9	Rinne (Rollbahnführung)
10	Steuereinrichtung
A	Längsachse der Schaltwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011051927 A1 [0002, 0007, 0024]

Claims

Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Gehäuse (1), das eine Kulisse (2) aufweist; einer Schaltwelle (3), die drehbar und axial verschiebbar an dem Gehäuse (1) gelagert ist und einen Kulissenstift (5) aufweist; einem Anschlag (6), der beweglich an dem Gehäuse (1) gelagert ist; und einem Aktuator (7) zum Verstellen des Anschlags (6) in eine Sperrstellung, in der der Anschlag (6) ein Einführen des Kulissenstiftes (5) in einen Gangbereich (2.1) der Kulisse (2) formschlüssig sperrt; und in eine Freigabestellung, in der der Anschlag (6) dem Kulissenstift (5) den Gangbereich (2.1) der Kulisse (2) freigibt.
Schaltanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Anschlag (6) um eine Längsachse (A) der Schaltwelle (3) drehbar und axialfest an dem Gehäuse (1) gelagert ist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gangbereich (2.1) und/oder eine axiale Aussparung des Anschlags (6) in der Freigabestellung formschlüssig eine, insbesondere einstufige, erste Schaltgasse für den Kulissenstift (5) axial definiert.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschlag (6) in der Sperrstellung formschlüssig eine, insbesondere zweistufige, zweite Schaltgasse für den Kulissenstift (5) axial definiert.
Schaltanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kulisse eine erste Stirnfläche (2.4) aufweist, die in der Sperrstellung mit dem Anschlag (6) fluchtet und zusammen mit diesem formschlüssig die zweite Schaltgasse für den Kulissenstift (5) axial definiert.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Führung, insbesondere einer Rollbahnführung (8, 9), die formschlüssig wenigstens eine, insbesondere zweistufige, dritte Schaltgasse axial definiert, ohne mit dem Kulissenstift (5) formschlüssig zusammenzuwirken.
Schaltanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Führung (8, 9) in Umfangsrichtung von der Kulisse (2) beabstandet ist, insbesondere dieser gegenüberliegt.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kulissenstift (5) einen Durchmesser von wenigstens 5 mm aufweist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kulissenstift (5) einen wälz- oder gleitgelagerten Ring (5.1) zum Kontaktieren der Kulisse aufweist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kulisse (2) eine zweite Stirnfläche (2.5) aufweist, die formschlüssig eine, insbesondere zweistufige, vierte Schaltgasse für den Kulissenstift (5) axial definiert.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kulisse (2) zwei gegenüberliegende Kanten (2.6, 2.7) zur formschlüssigen Begrenzung einer Bewegung des Kulissenstiftes (5) in Umfangsrichtung aufweist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktuator (7) elektrisch betätigbar ist.
Schaltanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Aktuator (7) einen Elektromotor zum motorischen Verstellen des Anschlags (6) oder eine Elektromagnetanordnung mit wenigstens einem Elektromagneten zum magnetischen Verstellen des Anschlags (6) aufweist.
Kraftfahrzeuggetriebeanordnung mit einem Kraftfahrzeuggetriebe, einem Gangwahlelement, einer Steuereinrichtung (10) und einer Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltwelle (3) mit dem Gangwahlelement und dem Kraftfahrzeuggetriebe wirkverbunden ist, um durch eine Axialverschiebung der Schaltwelle (3) eine von mehreren Schaltgassen auszuwählen und durch eine Drehung der Schaltwelle (3) eine Gangstufe in einer ausgewählten Schaltgasse zu schalten, und wobei die Steuereinrichtung (10) mit dem Aktuator (7) wirkverbunden ist, um durch diesen den Anschlag (6) in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen.
Verfahren zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes mittels einer Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch eine Axialverschiebung der Schaltwelle (3) eine von mehreren Schaltgassen ausgewählt und durch eine Drehung der Schaltwelle (3) eine Gangstufe in einer ausgewählten Schaltgasse geschaltet wird, und wobei der Aktuator (7) betätigt wird, um den Anschlag (6) in die Sperr- oder Freigabestellung zu verstellen.