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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein schaltwalzenbetätigtes Kraftfahrzeug-Stufengetriebe,
mit einer Mehrzahl von Radsätzen,
die einer Mehrzahl von Gangstufen entsprechen, mit zwei Schaltwalzen, die
unterschiedlichen Gangstufen zugeordnet und koaxial zueinander ausgerichtet
sind, und mit mechanischen Sperrmitteln, die zwischen den Schaltwalzen angeordnet
sind und verhindern, dass zwei Gangstufen gleichzeitig eingelegt
werden, wobei die mechanischen Sperrmittel ein Sperrglied aufweisen,
das zwischen Sperrkonturen gelagert ist, die an einander gegenüberliegenden
Seiten der zwei Schaltwalzen ausgebildet sind.
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Bei
Stufengetrieben, die im Gegensatz zu herkömmlichen Automatikgetrieben
in der Regel in Vorgelegeweise ausgeführt sind, besteht in den letzten
Jahren die Tendenz, die Schaltvorgänge zu automatisieren.
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Das
Ein- und Auslegen eines Ganges bzw. einer Gangstufe bei einem solchen
Stufengetriebe erfolgt durch axiales Versetzen eines Schaltelementes
wie einer Schaltmuffe, wobei eine Schaltmuffe einem oder zwei Gängen zugeordnet
sein kann.
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Zum
Betätigen
der Mehrzahl von Schaltmuffen gibt es eine Reihe von unterschiedlichen
Konzepten. Einer der herkömmlichen
Ansätze
besteht darin, das herkömmliche
H-Schema von manuellen Schaltgetrieben durch hydraulische Aktuatoren
zu implementieren, wobei einem Hydraulikzylinder Schaltbewegungen
und dem anderen Hydraulikzylinder Wählbewegungen zugeordnet sind.
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Auch
ist es bekannt, das Stufengetriebe als sequenzielles Getriebe einzurichten,
wobei die Schaltmuffen über
eine Schaltwalze betätigt
werden. Der Vorteil dieser Systeme ist die Möglichkeit des Antriebs der
Schaltwalze über
einen elektrischen Motor. Nachteilig ist generell, dass die einzelnen
Gangstufen nur sequenziell betätigt
werden können.
Ferner ist es bei dem bestehenden Trend zu immer mehr Gangstufen
schwierig, die einzelnen Steuerkurven für die dabei anzusteuernde Vielzahl
von Schaltmuffen auf einer Schaltwalze unterzubringen.
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Aus
der
DE 101 36 232
A1 ist daher ein System bekannt, bei dem zwei Schaltwalzen
vorgesehen werden. Die zwei Schaltwalzen sind jedoch nicht unabhängig voneinander
steuerbar, sondern sind kinematisch miteinander gekoppelt, beispielsweise über einen
Planetenradsatz mit festem Übersetzungsverhältnis. Hierdurch
können
die Vielzahl von Steuerkurven zur Betätigung der Schaltmuffen auf
die zwei Schaltwalzen aufgeteilt werden, wobei die Schaltwalzen
entsprechend klein dimensioniert werden können.
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Aus
der eingangs genannten
DE
199 20 440 C2 ist ein weiteres automatisiertes Stufengetriebe bekannt,
bei dem zwei Schaltwalzen verwendet werden. Bei dieser Schaltvorrichtung
werden die zwei Schaltwalzen jedoch unabhängig voneinander über eigene
Elektromotoren angesteuert. Hierdurch ist es insbesondere möglich, zumindest
einige Gangwechsel unter Überspringen
von einer oder mehreren Gangstufen in kürzestmöglicher Zeit durchzuführen bzw.
einige aufeinander folgende Gänge
teilweise überschneidend
in kürzest
möglicher
Zeit zu schalten. Die zwei elektrischen Motoren für die zwei Schaltwalzen
werden dabei über
eine Steuervorrichtung koordiniert zueinander angetrieben. Die Programmierung
der Steuervorrichtung ist so ausgeführt, dass das gleichzeitige
Einlegen von zwei Gangstufen verhindert wird. Zusätzlich sind
mechanische Sperrmittel vorgesehen, um komplexe, redundante elektronische
Gangabsicherungen zu vermeiden.
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Bei
geeigneter Konturierung der Umfangsnuten der Schaltwalzen lässt sich
so auf einfache Weise und doch besonders sicher verhindern, dass
zwei Gangstufen gleichzeitig eingelegt werden, wobei ein Überschneiden
des Ein- und Auslegens von zwei Gangstufen dennoch ermöglicht ist.
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Die
mechanischen Sperrmittel dieser bekannten Steuervorrichtung beinhalten
bei einer Anordnung mit koaxialen Schaltwalzen einen axial verschiebbaren
Sperrbolzen, der zwischen den beiden Schaltwalzen angeordnet ist
und auf die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Schaltwalzen wirkt.
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Die
Umsteuerung des Sperrbolzens wird durch in die Stirnseiten der Schaltwalzen
eingearbeitete Sperrkonturen realisiert. Das Wirkprinzip besteht darin,
dass die Sperrkontur einer Schaltwalze beim Einlegen eines Ganges
den Sperrbolzen in Richtung der anderen Schaltwalze bewegt axial
versetzt. Sollte die andere Schaltwalze bereits einen Gang geschaltet
haben, verhindert die dort angebrachte Sperrkontur diese Verschiebung
des Sperrbolzens.
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Mit
dieser Art von mechanischen Sperrmitteln ist es schwierig, die jeweiligen
Verriegelungspositionen genau zu halten, und zwar insbesondere im Hinblick
auf das axiale Spiel der beiden Schaltwalzen auf der gemeinsamen
Welle und im Hinblick auf den im Rahmen von Toleranzen schwankenden
axialen Abstand zwischen den beiden Schaltwalzen. Ferner haben die
Anstiegswinkel der stirnseitigen Sperrkonturen erhebliche axiale
Kräfte
zur Folge, wenn die Verriegelung in Aktion tritt. Hierdurch ist
es schwierig, Selbsthemmungseffekte zu vermeiden, die zu einer Verklemmung
des Bolzens und zur Blockierung der beiden Walzen führen könnten. Auch
ist die Belastbarkeit der mechanischen Sperrmittel insgesamt gering,
und zwar auf Grund der Punktberührung
der Stirnseiten des Sperrbolzens mit den Sperrkonturen.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein schaltwalzenbetätigtes
Kraftfahrzeug-Stufen getriebe der eingangs genannten Art so mit konstruktiv
einfachen und doch funktional überlegenen
mechanischen Sperrmitteln auszustatten.
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Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten schaltwalzenbetätigten Kraftfahrzeug-Stufengetriebe
dadurch gelöst,
dass das Sperrglied um eine Achse drehbar gelagert ist, die parallel
zu der Achse der Schaltwalzen ausgerichtet ist, und dass das Sperrglied
an den den Sperrkonturen zugeordneten Enden radiale Steuerkonturen
aufweist, die mit den jeweils radial ausgebildeten Sperrkonturen
zusammenwirken.
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Die
oben beschriebenen Nachteile der mechanischen Sperrmittel, die aus
der
DE 199 20 440 C2 bekannt
geworden sind, werden vermieden durch eine radial wirkende Verriegelung
mittels eines drehbaren Sperrgliedes in Verbindung mit an den beiden Schaltwalzen
angebrachten radialen Sperrkonturen.
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Hierdurch
ergibt sich eine deutlich geringere Empfindlichkeit gegenüber axialen
Spielen und Toleranzen. Somit lässt
sich eine hohe Genauigkeit bei den Verriegelungspositionen erzielen.
Durch die radiale Ausrichtung der Sperrkonturen lässt sich
eine höhere
Belastbarkeit realisieren.
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Dies
alles lässt
sich realisieren mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion.
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Die
Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Unter
einer Schaltwalze sollen im vorliegenden Zusammenhang sowohl klassische
Schaltwalzen als auch generell jede Art von Rotations-Translations-Wandler
verstanden werden.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn das Sperrglied in Bezug auf die
Achse der Schaltwalzen exzentrisch angeordnet ist.
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Hierdurch
ist es zum einen möglich,
die Schaltwalzen auf einer gemeinsamen Achse zu lagern. Ferner lassen
sich bei gleichem Kraftaufwand höhere
Momente zum Verdrehen des Sperrgliedes realisieren.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Sperrglied gehäusefest
drehbar gelagert.
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Hierdurch
ergibt sich insgesamt eine einfache Konstruktion.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn das Sperrglied an einer Schwinge
drehbar gelagert ist, die an der Achse der Schaltwalzen gelagert
ist.
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Auf
diese Weise lässt
sich die gehäusefeste Lagerung
des Sperrgliedes ohne aufwändige
konstruktive Maßnahmen
an dem Gehäuse
selbst realisieren.
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Von
besonderem Vorteil ist es ferner, wenn die Schwinge an der Achse,
insbesondere der gemeinsamen Achse der Schaltwalzen, drehbar gelagert
ist und an ihrem freien Ende gehäusefest
abgestützt
ist.
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Hierdurch
lässt sich
die Schwinge ohne großen
zusätzlichen
Aufwand an der gemeinsamen Achse der Schaltwalzen lagern. Die zusätzliche
Abstützung
des freien Endes der Schwinge ist konstruktiv einfach realisierbar.
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Gemäß einer
weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrglied
als Sperrbolzen ausgebildet.
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Hierdurch
kann das Sperrglied einfach aus einem Stück hergestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Steuerkonturen des Sperrgliedes jeweils durch wenigstens
eine radiale Vertiefung an dem Außenumfang des Sperrgliedes
gebildet.
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Auf
diese Weise lassen sich die Steuerkonturen durch einfache maschinelle
Bearbeitung herstellen.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn die radiale Vertiefung annähernd kreisabschnittförmig ausgebildet
ist.
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Hierdurch
lässt sich
eine vergleichsweise große
und in Umfangsrichtung lange Fläche
in Form der Kreissehne realisieren, so dass ein Verklemmen des Sperrgliedes
vermieden wird.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn die Kreissehne der radialen
Vertiefung gekrümmt ausgebildet
ist, und zwar angepasst an den Radius der Sperrkontur der jeweiligen
Schaltwalze. Die Radien von Kreissehne und Sperrkontur können, müssen aber
nicht gleich groß sein.
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Hierdurch
kann eine größere Anlagefläche zwischen
der Steuerkontur und der Sperrkontur erzielt werden. Es ergibt sich
eine höhere
Belastbarkeit.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn mehrere radiale Vertiefungen um den Umfang
des Sperrgliedes verteilt ausgebildet sind.
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Dies
ermöglicht,
dass sich an den Sperrkonturen der Schaltwalzen über den Umfang verteilt mehrere
Sperr- und Freigabeabschnitte aneinander anschließen können.
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Gemäß einer
weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform sind die Steuerkonturen
unmittelbar benachbart zu den Stirnseiten des Sperrgliedes ausgebildet.
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Hierdurch
lassen sich die Steuerkonturen maschinell einfach herstellen.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Sperrkonturen an den einander gegenüberliegenden
Stirnseiten der Schaltwalzen ausgebildet sind.
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Hierdurch
wird die für
die Betätigung
der Gangstufen erforderliche Umfangsfläche der Schaltwalzen nicht
beeinträchtigt.
Die Schaltwalzen können axial
kurz bauen.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn die Sperrkonturen durch den
Umfang von axialen Ausnehmungen an den Stirnseiten der Schaltwalzen gebildet
sind.
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Durch
diese Maßnahme
lassen sich die Sperrkonturen einfach ohne Beeinträchtigung
der Umfangsfläche
der Schaltwalzen realisieren.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn die Sperrkonturen durch den
Innenumfang der axialen Ausnehmungen gebildet sind.
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Dies
ermöglicht
es, die Sperrkonturen möglichst
nahe an dem maximalen Außendurchmesser der
Schaltwalzen anzuordnen. Hierdurch wird die Belastbarkeit erhöht und es
können
bei gleichem Kraftaufwand größere Momente
zwischen Sperrkonturen und Steuerkonturen übertragen werden.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Sperrkonturen Neutral-Abschnitte mit einem
ersten Durchmesser und Gang-Abschnitte mit einem zweiten Durchmesser
aufweisen, wobei die jeweiligen Abschnitte der zwei Schaltwalzen
gegeneinander versetzt sind.
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Hierdurch
wird erreicht, dass auf konstruktiv einfache Weise ein wechselseitiger
Ausschluss zwischen Gangstellungen der zwei Schaltwalzen realisiert
wird.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht
einer ersten Ausführungsform
einer Schaltvorrichtung für
ein erfindungsgemäßes Stufengetriebe;
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2 eine perspektivische Ansicht
in einer teilweise weggeschnittenen Darstellung einer zweiten Ausführungsform
einer Schaltvorrichtung für
ein erfindungsgemäßes Stufengetriebe;
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3 eine perspektivische Ansicht
einer Schwinge der Schaltvorrichtung der 2;
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4 eine perspektivische Ansicht
eines Sperrgliedes der Schaltvorrichtung der 2;
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5 eine Ansicht einer Stirnseite
des Sperrgliedes der 4;
und
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6 eine schematische Darstellung
des Zusammenwirkens von Sperrkonturen und Steuerkonturen in der
Schaltvorrichtung der 2.
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In 1 ist ein Ausschnitt aus
einem erfindungsgemäßen, schaltwalzenbetätigten Kraftfahrzeug-Stufengetriebe
generell mit 10 bezeichnet. Eine Schaltvorrichtung zum
Schalten von Gangstufen des Getriebes 10 ist mit 11 angegeben.
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Das
Stufengetriebe 10 weist eine Mehrzahl von Vorwärtsgängen (z.B.
sechs Vorwärtsgänge) und einen
Rückwärtsgang
auf und ist, was in 1 nicht näher dargestellt
ist, in an sich bekannter Vorgelegebauweise ausgeführt. Das
Stufengetriebe 10 ist als automatisiertes Schaltgetriebe
ausgeführt,
dem eine einzelne Anfahr- und Trennkupplung zugeordnet ist, die
in der Regel ebenfalls automatisiert betätigt wird.
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Generell
ist es jedoch auch denkbar, dass das Stufengetriebe 10 als
Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist.
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Das
Stufengetriebe 10 umfasst dabei eine Mehrzahl von Radsätzen (nicht
gezeigt) mit jeweiligen Festrädern
und Losrädern,
wobei die Losräder
in an sich bekannter Weise mittels Schaltkupplungen (Synchronkupplungen)
mit der jeweiligen Welle verbindbar sind. Die Schaltkupplungen werden
betätigt durch
axiales Versetzen von Schaltelementen wie beispielsweise Schaltmuffen.
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Die
Schaltmuffen werden durch die in 1 dargestellte
Schaltvorrichtung 11 des Kraftfahrzeug-Stufengetriebes
bewegt, und zwar mittels einer Schaltgabel 12 (z.B. für Gangstufen 3, 5),
einer Schaltgabel 14 (z.B. für Gangstufen 1, R),
einer Schaltgabel 16 (z.B. für Gangstufe 2) und
einer Schaltgabel 18 (z.B. für Gangstufen 4, 6).
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Die
Schaltgabeln 12, 14 bzw. 16, 18 sind, was
in 1 schematisch angedeutet
ist, an jeweiligen Schienen 20, 22 axial verschieblich
gelagert.
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Die
Schaltvorrichtung 11 weist zwei koaxial angeordnete Schaltwalzen 24, 26 auf.
Die gemeinsame Achse der Schaltwalzen 24, 26 ist
in 1 bei 27 gezeigt.
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Die
Schaltwalze 24 ist mit zwei axial versetzt angeordneten
Umfangsnuten 28, 30 versehen. Die Schaltwalze 26 ist
mit zwei weiteren Umfangsnuten 32, 34 versehen,
die ebenfalls axial versetzt angeordnet sind.
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Die
Schaltgabeln 12 bis 18 sind jeweils gekoppelt
mit Führungselementen 36 bis 42,
die mit den Umfangsnuten 28 bis 34 zusammenwirken.
Die Kopplung erfolgt dabei derart, dass eine Rotationsbewegung der
Schaltwalzen 24, 26 um die gemeinsame Achse 27 herum
zu einer koordinierten Translationsbewegung der Führungselemente 36 bis 42 führt. Durch
Verdrehen der Schaltwalzen 24, 26 können folglich
die Gangstufen (z.B. Gänge 1 bis 6 und R)
des Stufengetriebes 10 ein- und ausgelegt werden.
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Die
Schaltwalzen 24, 26 werden angetrieben von jeweils
einem eigenen Elektromotor 44 bzw. 46. Die Elektromotoren 44, 46 sind
mit einer übergeordneten
Steuereinrichtung 50 verbunden, die die Drehrichtung und
den Drehbetrag der Elektromotoren 44, 46 vorgibt.
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Zwischen
den Motoren 44, 46 und den jeweiligen Schaltwalzen 24 bzw. 26 sind üblicherweise
Getriebe 52 und 54 angeordnet, die dazu dienen,
das von den Elektromotoren 44, 46 abgegebene Drehmoment
zu erhöhen
(bzw. die Drehzahlen von den Elektromotoren 44, 46 und
den Schaltwalzen 24, 26 aneinander anzupassen).
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Es
versteht sich, dass in der Steuereinrichtung 50 eine Steuerungssoftware
implementiert ist, die so programmiert ist, dass das gleichzeitige
Schalten von zwei Gangstufen verhindert wird. Im Falle von Fehlfunktionen
der Steuereinrichtung 50, sei es hervorgerufen durch Störungen in
elektrischen, elektromechanischen und/oder mechanischen Komponenten
(z.B. Sensoren, Aktuatoren) kann das gleichzeitige Einlegen von
zwei Gangstufen nicht zuverlässig
verhindert werden. Jedenfalls wäre
eine Steuereinrichtung 50, die diese Sicherheit bieten
würde, sehr
kostenaufwändig.
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Zu
diesem Zweck sind zusätzliche
mechanische Sperrmittel vorgesehen, die in 1 generell mit 60 bezeichnet
sind. Die mechanischen Sperrmittel sollen auch in derartigen Fällen das
gleichzeitige Schalten von zwei Gängen und somit das Blockieren und
die Zerstörung
des Stufengetriebes zuverlässig verhindern.
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Die
mechanischen Sperrmittel 60 weisen ein Sperrglied 62 in
Form eines Sperrbolzens auf. Das Sperrglied 62 ist drehbar
in Bezug auf ein Gehäuse 63 des
Stufengetriebes 10 gelagert, und zwar um eine Achse 64 herum.
Die Achse 64 ist exzentrisch in Bezug auf die Achse 27 der
Schaltwalzen 24, 26, jedoch parallel zu dieser
ausgerichtet.
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Das
Sperrglied 62 ist zwischen den einander gegenüberliegenden
Stirnseiten der zwei Schaltwalzen 24, 26 angeordnet.
Das Sperrglied 62 weist an seinen Enden jeweils eine radiale
Steuerkontur 66, 68 auf. Die Steuerkonturen 66, 68 stehen
in Wirkverbindung mit radialen Sperrkonturen 70, 72 der Schaltwalzen 24 bzw. 26.
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Die
Steuerkonturen 66, 68 können beispielsweise durch gegenüber dem
Zylinderumfang des Sperrgliedes 62 vorstehende Nocken ausgebildet sein.
Sie können
jedoch auch durch Vertiefungen ausgebildet sein.
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In ähnlicher
Weise können
die Sperrkonturen 70, 72 am Außenumfang der Schaltwalzen 24, 26 ausgebildet
sein. Vorzugsweise sind die Sperrkonturen 70, 72 jedoch
durch den Umfang von axialen Ausnehmungen 74 in den Stirnseiten
der Schaltwalzen 24, 26 gebildet, wie in 1 dargestellt. Dabei versteht
sich, dass die Sperrkonturen 70, 72 am Innenumfang
derartiger axialer Ausnehmungen ausgebildet sein können, wie
es in 1 dargestellt
ist. Alternativ hierzu sind die Sperrkonturen am inneren Umfangsdurchmesser
von ringförmigen
axialen Ausnehmungen ausgebildet, also sozusagen am Außenumfang
eines verbleibenden Stirnseitenabschnittes innerhalb einer solchen
ringförmigen
axialen Ausnehmung.
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Die
Steuerkonturen 66, 68, die Sperrkonturen 70, 72 und
die Umfangsnuten 28 bis 34 sind so aufeinander
abgestimmt, dass durch deren mechanisches Zusammenwirken verhindert
werden kann, dass gleichzeitig eine Gangstufe der Schaltwalze 24 und
eine Gangstufe der Schaltwalze 26 eingelegt werden. Dies
verhindert, dass das Getriebe bei Störungen der elektronischen Sicherheitseinrichtungen, die
in der Steuereinrichtung 50 implementiert sind, betätigt wird.
Somit dienen die mechanischen Sperrmittel 60 der Sicherheit,
da das gleichzeitige Einlegen von zwei Gängen zu einem Blockieren des
Getriebes führen
kann und folglich zu möglicherweise
nicht beherrschbaren Fahrsituationen des Kraftfahrzeuges.
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In
den 2 bis 6 ist eine alternative Ausführungsform
einer Schaltvorrichtung 11 bzw. von Teilen hiervon dargestellt.
Die Schaltvorrichtung 11 der 2 bis 6 ist im Wesentlichen genau
so aufgebaut wie die in 1 dargestellte
Schaltvorrichtung 11. Sie arbeitet auch nach dem gleichen
Funktionsprinzip. Daher sind gleiche bzw. ähnliche Elemente in den 2 bis 6 mit den gleichen Bezugsziffern versehen
wie bei der Ausführungsform
der 1.
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In 2 ist zu erkennen, dass
die Sperrkonturen 70, 72 durch den Innenumfang
von axialen Ausnehmungen 74 an den gegenüberliegenden Stirnseiten
der zwei Schaltwalzen 24, 26 ausgebildet sind.
Das Sperrglied 62 in Form eines Sperrbolzens ist an einer
Schwinge 80 gelagert. Die Schwinge 80 ist an der
gemeinsamen Achse 27 bzw. Welle der Schaltwalzen 24, 26 drehbar
gelagert und weist an ihrem freien Ende einen Zapfen 82 auf,
der an dem Gehäuse 63 festgelegt
ist. Das Sperrglied 62 ist in einem mittleren Abschnitt
der Schwinge 80 zwischen der Achse 27 und dem
Zapfen 82 drehbar gelagert. Die Steuerkonturen 66, 68 stehen
in axialer Richtung gegenüber
der Schwinge 80 vor und stehen in Wirkeingriff mit den
Sperrkonturen 70, 72.
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Die
Schwinge 80 ist in 3 in
größerer Genauigkeit
dargestellt.
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Es
ist zu erkennen, dass die Schwinge 80 in dem mittleren
Bereich, in dem das Sperrglied 62 gelagert ist, eine axial
durchgehende Bohrung 86 aufweist, in die das Sperrglied 62 eingeführt ist.
Ferner weist der mittlere Abschnitt, in dem die Bohrung 86 ausgebildet
ist, eine Radialvertiefung 88 auf, in die eine Feder in
Form eines Federbügels 84 eingeführt ist.
Durch die Feder 84 wird das Sperrglied 62 in axialer
Richtung innerhalb der Bohrung 86 gehalten. Ferner kann
die Feder 84 dazu dienen, das Sperrglied 62 in
sechs unterschiedlichen Drehpositionen zu rastieren.
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Wie
es in 4 gezeigt ist,
weist das Sperrglied 62 etwa axial mittig einen Rastabschnitt 90 auf. Der
Rastabschnitt 90 ist durch radiale Ausnehmungen gegenüber der
generell zylindrischen Form des Sperrgliedes 62 gebildet.
Die radialen Ausnehmungen bilden im Querschnitt die Form eines Sechsecks.
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Ferner
ist in den 4 und 5 zu erkennen, dass die Steuerkonturen 66, 68 jeweils
gebildet sind durch drei radiale, kreisabschnittförmige Ausnehmungen 92 gegenüber der
Zylinderkontur des Sperrgliedes 62. Die kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 92 der
Steuerkontur 66 sind dabei gegenüber den kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 94 der Steuerkontur 68 um
einen Winkel β von
60° versetzt. Die
kreisabschnittförmigen
Ausnehmungen 92, 94 erstrecken sich über ein
Kreissegment des Winkels α,
wobei α kleiner
ist als 120°,
vorzugsweise im Bereich zwischen 90 und 110°.
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Hierdurch
verbleiben zwischen den kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 92 bzw. 94 der
Steuerkonturen 66, 68 jeweils Umfangsabschnitte,
die größer sind
als 0° und
den gleichen Außendurchmesser
besitzen wie die Grundzylinderform des Sperrgliedes 62.
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Ferner
ist zu erkennen, dass die durch die kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 92, 94 gebildeten
Sehnen 96 nicht geradlinig verlaufen, sondern leicht gekrümmt sind.
Hierdurch erfolgt eine gewisse Anpassung an die Sperrkonturen 70 bzw. 72.
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Das
Sperrglied 62 kann ferner mit einer in den 4 und 5 nicht
näher bezeichneten
axialen Bohrung versehen sein.
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Die
durch die axialen Ausnehmungen gebildeten Sperrkonturen 70, 72 weisen über den
Umfang verteilt Abschnitte mit einem ersten Durchmesser und Abschnitte
mit einem zweiten Durchmesser auf. Die Abschnitte grenzen aneinander
an über
rampenförmige
Abschnitte, deren Winkel γ größer ist
als 0°, wie
es in 6 dargestellt
ist.
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In
der Ausführungsform
der 2 bis 6 definieren die Abschnitte
mit kleinerem Durchmesser ein Gang-Niveau 100 und die Abschnitte
mit größerem Durchmesser
definieren ein Neutral-Niveau 102.
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Wie
es in 6 schematisch
dargestellt ist, sind die Abschnitte mit Gang-Niveau 100 in
den zwei Sperrkonturen 70, 72 gegeneinander versetzt
angeordnet. Mit anderen Worten entsprechen Abschnitte mit Gang-Niveau 100 der
Sperrkontur 70 Abschnitten mit Neutral-Niveau 102 der
Sperrkontur 72 und umgekehrt.
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Das
Sperrglied 62 ist so gelagert, dass die Sehnen der kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 92, 94 unmittelbar
am Innenumfang der Abschnitte mit Gang-Niveau 100 anliegen
können.
Wenn folglich, wie es in 6 dargestellt
ist, eine Sehne 96 einer kreisabschnittförmigen Ausnehmung 92 der Steuerkontur 66 unmittelbar
an einem Abschnitt mit Gang-Niveau 100 der zugeordneten
Sperrkontur 70 anliegt, liegt ein zwischen kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 94 liegender
Abschnitt der Steuerkontur 68 unmittelbar am Innenumfang
eines Abschnittes mit Neutral-Niveau 102 der Sperrkontur 72 an.
Sofern in dieser Stellung aus irgendwelchen Gründen (beispielsweise einer
Störung)
die Schaltwalze 26 versuchen sollte, sich zu verdrehen,
um versehentlich ebenfalls einen Gang einzulegen, so wird dies dadurch
verhindert, dass der entsprechende Abschnitt mit Gang-Niveau 100 der
Sperrkontur 72 gegen den zwischen zwei kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 94 der
Steuerkontur 68 anstößt. Das Sperrglied 62 kann
sich jedoch nicht drehen, da die Sehne 96 seiner kreisabschnittförmigen Ausnehmung 92 der
Steuerkontur 66 unmittelbar am Umfangsabschnitt mit Gang-Niveau 100 anliegt.
Demzufolge wird in der in 6 dargestellten
Position verhindert, dass außer
der Schaltwalze 24 auch die Schaltwalze 26 eine
Gangstufe einlegt.
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Falls
die Schaltwalze 24 sich weiter dreht, um einen Gang auszulegen,
wird die Sehne 96 in Richtung eines Abschnittes mit Neutral-Niveau
der Sperrkontur 70 verdreht. Dabei stößt ein zwischen zwei kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 94 liegender
Abschnitt der Steuerkontur 68 an einen Rampenabschnitt
der Sperrkontur 72 an. Hierdurch wird das Sperrglied zwangsweise
um seine Achse 64 gedreht, so dass nun eine kreisabschnittförmige Ausnehmung 94 der
Steuerkontur 68 einem Abschnitt mit Gang-Niveau 100 der
Sperrkontur 72 gegenüberliegt.
Gleichzeitig gelangt ein Abschnitt zwischen zwei kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 92 der Steuerkontur 66 in
eine Tasche der Sperrkontur 70 auf Neutral-Niveau 102.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird folglich im Ausschlussprinzip entweder nur der einen oder der anderen
Schaltwalze 24, 26 "erlaubt", eine Gangstufe einzulegen. Dabei erfolgt
der Wechsel dieser "Erlaubnis" zwangsgesteuert
durch Verdrehen des Sperrgliedes 62, und zwar auf Grund
der Rampenabschnitte zwischen Abschnitten mit Gang-Niveau 100 und
Neutral-Niveau 102. Mit anderen Worten wird das Sperrglied 62 zwangsweise
an diesen Rampen verdreht und ist in allen anderen Positionen nicht drehbar,
so dass nach dem Ausschlussprinzip nur eine der zwei Schaltwalzen 24, 26 einen
Gang einlegen kann.
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Es
versteht sich hierbei, dass die Sperrkonturen 70, 72 in
Umfangsrichtung an den Verlauf der Umfangsnuten 28 bis 34 angepasst
sind. Es versteht sich dabei auch, dass die Umfangsnuten 28, 30 der einen
Schaltwalze 24 in Umfangsrichtung an die Umfangsnuten 32, 34 der
anderen Schaltwalze 26 angepasst sind, um einen derartigen
wechselseitigen Ausschluss des Einlegens von Gangstufen zu realisieren.
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Es
versteht sich ferner, dass das Sperrglied 62 anstelle an
der Schwinge 60 auch auf andere Weise gehäusefest
verdrehbar gelagert sein kann, beispielsweise unmittelbar an einem
Teil des Gehäuses 63.