DE19941568B4

DE19941568B4 - Roller gear for helical gear

Info

Publication number: DE19941568B4
Application number: DE1999141568
Authority: DE
Inventors: Ingo Tassinger; Gamjad Winkam; Werner Förster; Fernando Rodriguez-Palmero
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: DE19941568A1

Abstract

Walzenschaltung für Stirnradgetriebe mit einer Schaltwalze zur Betätigung von Schaltgabeln, die jeweils einen zur Schaltwalze hin gerichteten Gleitstein besitzen, der in eine am Umfang der Schaltwalze ausgebildete Steuernut hineinragt und mit einem Aktuator in radialer Richtung bewegbar ist. Die Steuernuten sind in sich geschlossen und besitzen eine Kontur, die eine Bewegung des jeweiligen Gleitsteins aus einer Mittelstellung in zwei axial entgegengesetzte Endstellungen bewirkt. Die Steuernuten sind über die gesamte axiale Erstreckung ihrer Kontur in radialer Richtung abgestuft. Die Schaltwalze ist zur Verdrehung in einer Richtung antreibbar, und es ist ihr eine Drehwinkel-Meßeinrichtung zugeordnet. Eine Steuereinheit ist mit den Aktuatoren der Gleitschiene der einzelnen Schaltgabeln verbunden, um diese in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Schaltwalze in der für die gewünschte Gangstufe erforderlichen Weise zu steuern.Roller gear for spur gear with a shift drum for actuating shift forks, each having a shift roller directed towards the sliding block, which projects into a formed on the circumference of the shift drum cam and is movable with an actuator in the radial direction. The control grooves are self-contained and have a contour which causes a movement of the respective sliding block from a central position into two axially opposite end positions. The control grooves are stepped over the entire axial extent of their contour in the radial direction. The shift drum is driven for rotation in one direction, and it is associated with a rotation angle measuring device. A control unit is connected to the actuators of the slide rail of the individual shift forks in order to control these in dependence on the rotation angle of the shift drum in the manner required for the desired gear ratio.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenschaltung für Stirnradgetriebe mit Zahnradpaarungen aus Fest- und Losrädern auf mindestens zwei parallelen Wellen und einer Schalteinrichtung zur formschlüssigen Kraftübertragung in Umfangsrichtung von mindestens einem Losrad mit einer Losradwelle, wobei die Schalteinrichtung aus Verbindungselementen besteht, durch die ein ausgewähltes Losrad gegenüber der Losradwelle festlegbar ist und diese Verbindungselemente über Schaltgabeln durch eine Schaltwalze betätigt werden, wobei jede Schaltgabel einen zur Schaltwalze hin gerichteten Gleitstein besitzt, der in eine am Umfang der Schaltwalze ausgebildete Steuernut hineinragt und mit einem Aktuator bezüglich der Schaltwalze in im wesentlichen radialer Richtung bewegbar ist, wobei die Steuernuten der Schaltwalze in radialer Richtung abgestuft sind und eine Kontur besitzen, die eine Bewegung des jeweiligen Gleitsteins bezüglich der Längsachse der Schaltwalze aus einer Mittelstellung in zwei entgegengesetzte Endstellungen bewirkt, und wobei Rastmittel vorgesehen sind, um die Schaltgabeln in der Mittelstellung und in den beiden Endstellungen lösbar zu arretieren.The The invention relates to a roller gear for spur gear with gear pairs from fixed and loose wheels on at least two parallel shafts and a switching device for positive power transmission in the circumferential direction of at least one loose wheel with a loose wheel shaft, wherein the switching device consists of connecting elements, through the one selected Losrad opposite the Losradwelle can be fixed and these fasteners via shift forks operated by a shift drum be, with each shift fork directed towards the shift drum Slider has, which formed in a trained on the circumference of the shift drum cam protrudes and with an actuator with respect to the shift drum in the substantially radial direction is movable, wherein the control grooves the shift drum are stepped in the radial direction and a contour possess a movement of the respective sliding block with respect to the longitudinal axis the shift drum from a middle position in two opposite end positions causes, and wherein locking means are provided to the shift forks solvable in the middle position and in the two end positions lock.

Eine derartige Walzenschaltung ist in der EP 0 741 258 B1 beschrieben. Bei dieser bekannten Walzenschaltung erstrecken sich die Steuernuten über einen Winkel von weniger als 360°, und die Schaltwalze wird zum Hinauf- und Herunterschalten in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben. Damit die Schaltwalze in jeder Gangstufe in die Neutralstellung verdreht werden kann, ohne daß die dazwischenliegenden Gänge sequentiell abfolgend eingelegt werden, ist vorgesehen, daß die Steuernuten über den axial mittleren Bereich ihrer Kontur in Radialrichtung abgestuft sind. Anders ausgedrückt, es sind nur diejenigen Bereiche der Steuernuten abgestuft, die eine Auslenkung des Gleitsteins aus der Neutralstellung bewirken. Wenn die Schaltwalze in die Neutralstellung verdreht werden soll, dann werden diejenigen Gleitsteine, die sich bereits in der Neutralstellung befinden, mit den zugehörigen Aktuatoren etwas angehoben, so daß sie sich auf der Höhe der Stufe der Steuernut befinden und von der Kontur dieser Steuernut nicht beeinträchtigt werden. Auf ähnliche Weise kann von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe geschaltet werden, wobei eine oder mehrere dazwischen liegende Gangstufen übersprungen werden. Bei dieser bekannten Walzenschaltung kann aber bei einer Verdrehung der Schaltwalze eine axiale Bewegung nur solcher Schaltgabeln unterdrückt werden, die sich in der Neutralstellung befinden. Diese bekannte Walzenschaltung ist daher für Gruppenschaltgetriebe weniger geeignet, bei denen in allen Vorwärtsgängen stets zwei Losräder mit der zugeordneten Losradwelle formschlüssig verbunden sind. Wenn bei einem Gruppenschaltgetriebe eine Gangstufe übersprungen werden soll, dann kann der Fall eintreten, daß ein in der augenblicklichen Gangstufe (Quellgang) mit der Losradwelle formschlüssig verbundenes Losrad auch in der angestrebten Gangstufe (Zielgang) formschlüssig verbunden bleiben soll. Bei der bekannten Ausbildung der Steuernut würde die zugeordnete Schaltgabel aber zwangsläufig zunächst in die Neutralstellung und anschließend wieder in die Einrückstellung bewegt werden. Im Vergleich zu einem normalen Stirnradgetriebe erfordert ein Gruppenschaltgetriebe einen größeren Durchmesser der Schaltwalze, weil eine Verdrehung eine Vielzahl von Positionen der Schaltgabeln verwirklichen muß. Es sind daher entsprechend lange Steuerkurven erforderlich, weil viele Schaltpositionen durchfahren werden müssen.Such a roller circuit is in the EP 0 741 258 B1 described. In this known roller circuit, the cam grooves extend through an angle of less than 360 °, and the shift drum is driven to shift up and down in opposite directions of rotation. Thus, the shift drum can be rotated in each gear in the neutral position without the intervening gears are sequentially inserted sequentially, it is provided that the control grooves are stepped over the axially central region of its contour in the radial direction. In other words, only those areas of the control grooves are stepped, which cause a deflection of the sliding block from the neutral position. If the shift drum is to be rotated to the neutral position, then those sliding blocks, which are already in the neutral position, with the associated actuators raised slightly so that they are located at the level of the stage of the cam and not affected by the contour of this cam become. Similarly, it is possible to shift from one gear to another gear, skipping one or more intermediate gears. In this known roller circuit, however, an axial movement of only those shift forks can be suppressed in a rotation of the shift drum, which are in the neutral position. This known roller circuit is therefore less suitable for group transmission, in which always two loose wheels are positively connected to the associated Losradwelle in all forward gears. If a gearshift is to be skipped in a group transmission, then the case may occur that in the instantaneous gear ratio (source gear) with the idler gear shaft positively connected idler gear should remain positively connected in the desired gear ratio (target gear). In the known design of the cam, the associated shift fork would, however, inevitably first be moved to the neutral position and then back to the engagement position. Compared to a normal spur gear, a group transmission requires a larger diameter of the shift drum, because a rotation must realize a variety of positions of the shift forks. Therefore, correspondingly long cams are required because many switching positions must be traversed.

Aus der DE 195 09 477 A1 ist eine Walzenschaltung bekannt, bei der ein durch Rastmittel arretierbarer Gleitstein durch einen Aktuator in radialer Richtung zur Steuernut beweglich ist und zugleich eine elektronische Steuereinheit vorgesehen ist, die mit einer Drehwinkel-Meßeinrichtung verbunden ist. Die in der Schaltwalze ausgebildeten Steuernuten sind nicht in sich geschlossen und sie sind auch nicht über die gesamte Erstreckung ihrer Kontur in radialer Richtung abgestuft.From the DE 195 09 477 A1 a roller circuit is known in which a lockable by locking means sliding block is movable by an actuator in the radial direction to the control groove and at the same time an electronic control unit is provided, which is connected to a rotation angle measuring device. The control grooves formed in the shift drum are not self-contained and they are not stepped over the entire extent of their contour in the radial direction.

Ferner ist aus der DE 694 00 522 T2 eine Walzenschaltung bekannt, deren Schaltwalze mit in sich geschlossenen Steuernuten versehen ist. Die Steuernuten sind in radialer Richtung nicht abgestuft.Furthermore, from the DE 694 00 522 T2 a roller circuit known, the shift drum is provided with self-contained control grooves. The control grooves are not stepped in the radial direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Walzenschaltung dahingehend zu verbessern, daß sie auch für Gruppenschaltgetriebe geeignet ist.Of the Invention is based on the object, the generic roller circuit to improve that also for Group transmission is suitable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuernuten in sich geschlossen sind und über die gesamte axiale Erstreckung ihrer Kontur in radialer Richtung abgestuft sind, daß die Kontur der Steuernuten einen sich von der größten Breite zur axialen Mitte hin verjüngenden Zentrierbereich umfaßt, daß die Schaltwalze zur Verdrehung in einer Richtung antreibbar ist, daß der Schaltwalze eine Drehwinkel-Meßeinrichtung zugeordnet ist, daß eine den jeweils eingelegten Gang ermittelnde Einrichtung vorgesehen ist, und daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die mit der Drehwinkel-Meßeinrichtung und mit der Gangstufen-Ermittlungseinrichtung sowie mit den Aktuatoren der Gleitsteine der einzelnen Schaltgabeln verbunden ist.According to the invention this Task solved by that the Control grooves are self-contained and over the entire axial extent their contour are graded in the radial direction, that the contour The control grooves one from the largest width to the axial center rejuvenating Centering area comprises, that the Shift drum for rotation in one direction is driven, that the shift drum a Rotation angle measuring device it is associated with that provided the respectively engaged gear determining device is, and that one Control unit is provided, which with the rotation angle measuring device and with the gear stage determining device and with the actuators the sliding blocks of the individual shift forks is connected.

Mit einer Umdrehung der Schaltwalze kann jeder beliebige Gang, einschließlich Rückwärtsgang und Leerlaufposition geschaltet werden. Auch für eine Mehrfachschaltung muß kein „unbeteiligter” Gang durchfahren werden. Wenn die gewünschte Gangstufe, d. h. der Zielgang mit einer entsprechenden Befehlseinrichtung eingegeben wird, dann ermittelt die Steuereinheit, welche Stellungen die Schaltgabeln in der gewünschten Gangstufe einnehmen müssen. Bei der oder denjenigen Schaltgabeln, die ihre augenblickliche Stellung beibehalten können, wird der Gleitstein aus der zugeordneten Steuernut zurückgezogen, so daß diese wirkungslos bleibt. Bei der- oder denjenigen Schaltgabeln, deren Axialstellung für den gewünschten Gangwechsel geändert werden muß, wird der Gleitstein nur mit demjenigen Bereich der zugeordnete Steuerkurve in Eingriff gebracht, der die gewünschte Bewegung der zugeordneten Schaltgabel bewirkt. Dies wird dadurch erreicht, indem der Aktuator dieses Gleitsteins in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Schaltwalze betätigt wird.With one revolution of the shift drum any gear, including reverse and neutral position can be switched. Even for a multiple circuit no "uninvolved" gear must be passed. If the desired gear, ie the target gear is entered with a corresponding command device, then ermit The control unit determines which positions the shift forks must assume in the desired gear ratio. In the case of one or those shift forks that can maintain their current position, the sliding block is withdrawn from the associated control groove, so that it remains ineffective. When-or those shift forks whose axial position must be changed for the desired gear change, the sliding block is brought into engagement only with that portion of the associated control cam, which causes the desired movement of the associated shift fork. This is achieved by actuating the actuator of this sliding block as a function of the angle of rotation of the shift drum.

Bei Mehrfachschaltungen ergibt sich ein Zeitvorteil, da die Zeitdauer zum Synchronisieren der dazwischenliegenden Gangstufen entfällt. Wenn ein Zahn radpaar sowohl im Quell- als auch im Zielgang im Kraftfluß liegt, dann muß dieser Gang nicht erst herausgenommen und erneut synchronisiert werden.at Multiple switching gives a time advantage as the time duration to synchronize the intermediate gears omitted. If a pair of toothed wheels lies in the power flow both in the source and the target gear, then he has to Gang did not have to be taken out and resynchronized.

Die Gangstufen-Ermittlungseinrichtung kann beispielsweise von einer die Axialstellung der Schaltgabeln ermittelnden Einrichtung gebildet sein.The Gear stage determining means may for example by a formed the axial position of the shift forks determining device be.

Da die für einen Schaltvorgang erforderlichen Bewegungen der Schaltgabel oder der Schaltgabeln jeweils durch eine volle Umdrehung der Schaltwalze bewirkt werden, können die Steuerkurven identisch ausgebildet sein. Die Schaltwalze kann daher aus mehreren identischen Abschnitten zusammengesetzt sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Trennfuge zwischen den einzelnen Abschnitten in der Mitte einer Steuernut verläuft.There the for a shift required movements of the shift fork or the shift forks each by a full rotation of the shift drum can be effected the cams should be identical. The shift drum can therefore be composed of several identical sections. there it is useful if the parting line between each section in the middle of a Tax good runs.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:One preferred embodiment The invention is illustrated in the drawings and will become apparent below explained in more detail. It shows:

1 einen Abschnitt einer Schaltwalze mit zwei Schaltgabeln, 1 a portion of a shift drum with two shift forks,

2 eine Abwicklung der Schaltwalze, 2 a settlement of the shift drum,

3a einen Schnitt nach der Linie A-A, 3a a section along the line AA,

3b einen Schnitt nach der Linie B-B, 3b a section along the line BB,

4 eine Darstellung ähnlich wie 3b, wobei ein Gleitstein in der wirksamen und in der unwirksamen Stellung gezeigt ist, 4 a representation similar to 3b wherein a sliding block is shown in the operative and in the inoperative position,

5 einen Querschnitt durch die Schaltwalze und eine Schaltgabel, 5 a cross section through the shift drum and a shift fork,

6 eine gebaute Schaltwalze mit im Sinterverfahren hergestellten Segmenten, und 6 a built shift drum with sintered process segments, and

7 ein Blockschaltbild der Steuerung der Walzenschaltung. 7 a block diagram of the control of the roller circuit.

1 zeigt eine Schaltwalze 1 mit darauf geführten Schaltgabeln 2. Jede Schaltgabel 2 kann durch Verschieben auf der Schaltwalze 1 nach links oder nach rechts jeweils über eine nicht gezeigte Schalteinrichtung ein nicht gezeichnetes Losrad auf der nicht gezeichneten Losradwelle festlegen. Dadurch wird die jeweils gewünschte Gangstufe des Schaltgetriebes eingelegt. In der Mittelstellung befindet sich jede Schaltgabel 2 in ihrer Neutralstellung. Sind alle Schaltgabeln 2 in dieser Neutralstellung, so ist kein Losrad festgelegt und deshalb keine Gangstufe eingelegt. Es sind (nicht gezeigte) Rastmittel vorgesehen, um die Schaltgabeln 2 in der Mittelstellung und in den beiden Endstellungen lösbar zu arretieren. Die gezeichnete Schaltwalze 1 für ein Kraftfahrzeuggetriebe ist für drei Schaltgabeln 2, wovon eine nicht gezeichnet ist, zum Schalten von fünf Vorwärts- und einem Rückwärtsgang vorgesehen. 1 shows a shift drum 1 with shift forks on it 2 , Every shift fork 2 can by moving on the shift drum 1 to the left or to the right in each case via a switching device, not shown set a not shown idler gear on the not drawn Losradwelle. As a result, the respectively desired gear ratio of the gearbox is engaged. In the middle position is every shift fork 2 in their neutral position. Are all the shift forks 2 In this neutral position, no idler gear is fixed and therefore no gear ratio is engaged. There are provided (not shown) locking means to the shift forks 2 releasably lock in the middle position and in the two end positions. The drawn shift drum 1 for a motor vehicle transmission is for three shift forks 2 , one of which is not drawn, provided for switching five forward and one reverse gear.

Wie aus 5 hervorgeht, ist in der Nabe jeder Schaltgabel 2 ein Führungsstift oder ein Gleitstein 5 radial verschiebbar gelagert. Dieser Gleitstein 5 ragt in eine Steuernut 3 hinein, die sich um den gesamten Umfang der Schaltwalze 1 erstreckt. Dem Gleitstein 5 ist ein Aktuator 6 zugeordnet, so daß er gegenüber der Schaltwalze 1 in radialer Richtung zwischen zwei Endstellungen bewegt werden kann, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Bewegung des Gleitsteins kann z. B. mechanisch, hydraulisch oder elektromagnetisch erfolgen.How out 5 As can be seen, in the hub is every shift fork 2 a guide pin or a sliding block 5 mounted radially displaceable. This sliding block 5 protrudes into a rudder 3 into it, extending around the entire circumference of the shift drum 1 extends. The sliding block 5 is an actuator 6 assigned, so that he opposite the shift drum 1 can be moved in the radial direction between two end positions, as will be explained in more detail below. The movement of the sliding block can z. B. mechanically, hydraulically or electromagnetically.

In 1 ist nur die Steuernut 3 der Schaltwalze 1 für die nicht dargestellte Schaltgabel sichtbar. Die beiden anderen Steuernuten 3 für die gezeigten Schaltgabeln 2 sind nicht sichtbar, da sie von den Schaltgabeln völlig umgriffen werden, sie sind aber mit der gezeigten Steuernut 3 identisch. Die Steuernut 3 hat in Längs- und Umfangsrichtung der Schaltwalze 1 eine bestimmte Kontur, die aus der Abwicklung nach 2 ersichtlich ist. In Drehrichtung der Schaltwalze gesehen mündet ein trichterförmiger Zentrierbereich 3a in einen mittleren Bereich 3b, der in einen rechten seitlichen Bereich 3c übergeht. An den rechten seitlichen Bereich 3c schließt sich wiederum ein mittlerer Bereich 3b an, der in einen linken seitlichen Bereich 3d übergeht. Der linke seitliche Bereich 3d mündet in das erweiterte Ende des Zentrierbereichs 3a. Wie aus den Axialschnitten nach 3a und 3b hervorgeht, ist am Umfang der Schaltwalze 1 eine radiale Stufe 4 ausgebildet, die sich über die gesamte axiale Erstreckung der Steuernut 3 erstreckt. Mit anderen Worten die Stufe 4 bildet die rechte und die linke Begrenzung des Zentrierbereichs 3a und des rechten und des linken seitlichen Bereichs 3c und 3d der Steuernut 3. Wenn der Gleitstein 5 in die Steuernut 3 eingreift, wie in der rechten Bildhälfte von 4 gezeigt, dann würde er bei einer vollen Umdrehung der Schaltwalze 1 zwangsweise über die mittlere Stellung hinaus nach rechts und nach links verlagert werden. Wenn der Gleitstein 5 jedoch aus der Steuernut 3 heraus angehoben ist, wie in der linken Bildhälfte von 4 gezeigt, dann behält er seine jeweilige Axialstellung unabhängig von einer Verdrehung der Schaltwalze 1 bei.In 1 is only the tax good 3 the shift drum 1 visible for the shift fork, not shown. The other two tax people 3 for the shift forks shown 2 are not visible because they are completely encompassed by the shift forks, but they are with the shown control groove 3 identical. The tax good 3 has in the longitudinal and circumferential direction of the shift drum 1 a certain contour, resulting from the settlement 2 is apparent. Seen in the direction of rotation of the shift drum opens a funnel-shaped centering 3a in a middle area 3b which is in a right side area 3c passes. At the right side area 3c once again a middle section closes 3b which is in a left lateral area 3d passes. The left side area 3d opens into the extended end of the centering area 3a , As from the axial sections 3a and 3b is apparent, is on the circumference of the shift drum 1 a radial step 4 formed over the entire axial extent of the cam 3 extends. In other words the level 4 forms the right and the left boundary of the centering area 3a and the right and left lateral area 3c and 3d the tax groove 3 , When the sliding block 5 in the rudder groove 3 engages, as in the right half of 4 shown then he would be at one full revolution of the shift drum 1 forcibly moved beyond the middle position to the right and to the left. When the sliding block 5 but from the tax bracket 3 is lifted out, as in the left half of 4 shown, then it retains its respective axial position regardless of a rotation of the shift drum 1 at.

Der dem Gleitstein 5 zugeordnete Aktuator 6 wird in der Weise gesteuert, daß der Gleitstein 5 bei einer vollen Umdrehung der Schaltwalze 1 nur mit demjenigen Bereich der Steuernut in Eingriff gelangt, der die für den angestrebten Schaltvorgang erforderliche Axialbewegung des Gleitsteins 5 und damit der Schaltgabel 2 bewirkt. In den übrigen Bereichen der Steuernut 3 wird der Gleitstein 5 mit dem Aktuator 6 aus der Steuernut 3 herausgezogen, so daß diese unwirksam ist. Wie bereits erwähnt, sind alle Steuernuten 3 identisch ausgebildet, sie können aber phasenverschoben sein. Wesentlich ist, daß die Schaltwalze 1 zur Durchführung jedes Schaltvorgangs um 360° verdreht wird. Die für den Schaltvorgang erforderliche oder nicht erforderliche axiale Bewegung der drei Schaltgabeln wird dadurch erreicht, daß der zugeordnete Gleitstein nur mit dem diese Axialbewegung bewirkenden Bereich der zugeordneten Steuernut 3 in Eingriff gebracht wird. Die hierfür erforderliche Steuerung der den Gleitsteinen 5 zugeordneten Aktuatoren 6 ist in 7 schematisch dargestellt. Eine elektronische Steuereinheit 7 ist mit einer den Drehwinkel der Schaltwalze messenden Einrichtung 8 und mit einer die jeweils eingelegte Gangstufe ermittelnden Einrichtung 9 verbunden. Mit einer Befehlseinrichtung 10, die ein herkömmliches Schaltbild nach H-Muster oder ein sequentielles Schaltbild aufweisen kann, wird der Steuereinheit 7 ein elektrischer Steuerbefehl erteilt, die gewünschte Gangstufe einzulegen. Die Steuereinheit 7 stellt sodann fest, welche der 3 Schaltgabeln bei der derzeitigen Gangstufe in welcher Weise axial verstellt werden müssen. Falls eine der drei Schaltgabeln ihre derzeitige Stellung beibehalten kann, dann wird der zugeordnete Aktuator 6 angesteuert, um den betreffenden Gleitstein 5 aus der Steuernut 3 herauszuziehen. Die anderen Aktuatoren werden in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Schaltwalze 1 so gesteuert, daß der zugeordnete Gleitstein 5 nur mit demjenigen Bereich der Steuernut 3 in Eingriff gelangt, der die erforderliche Axialbewegung des Gleitsteins 5 und der zugeordneten Schaltgabel 2 bewirkt. Nach Durchführung dieser Axialbewegung wird der Gleitstein 5 mit dem Aktuator 6 aus der Steuernut 3 zurückgezogen, so daß er die eingenommene Axialstellung unabhängig vom weiteren Verlauf der Steuernut beibehält.The sliding block 5 associated actuator 6 is controlled in such a way that the sliding block 5 at a full turn of the shift drum 1 engages only with that portion of the cam groove, the required for the desired switching axial movement of the sliding block 5 and thus the shift fork 2 causes. In the remaining areas of the Steuerut 3 becomes the sliding block 5 with the actuator 6 from the control groove 3 pulled out so that it is ineffective. As already mentioned, all are tax people 3 identical, but they may be out of phase. It is essential that the shift drum 1 is rotated by 360 ° to perform each shift. The required for the switching operation or not required axial movement of the three shift forks is achieved in that the associated sliding block only with the axial movement causing this region of the associated control groove 3 is engaged. The necessary control of the sliding blocks 5 associated actuators 6 is in 7 shown schematically. An electronic control unit 7 is with a rotation angle of the shift drum measuring device 8th and with a device which detects each engaged gear ratio 9 connected. With a command device 10 , which may have a conventional H-pattern or a sequential circuit diagram, becomes the control unit 7 issues an electrical command to engage the desired gear ratio. The control unit 7 then determines which of the 3 shift forks must be axially adjusted in what way at the current gear ratio. If one of the three shift forks can maintain its current position, then the associated actuator becomes 6 controlled to the relevant sliding block 5 from the control groove 3 pull it out. The other actuators are dependent on the angle of rotation of the shift drum 1 controlled so that the associated sliding block 5 only with that area of the control groove 3 engages the required axial movement of the sliding block 5 and the associated shift fork 2 causes. After performing this axial movement of the sliding block 5 with the actuator 6 from the control groove 3 retracted so that it retains the assumed axial position regardless of the further course of the control groove.

Es ist erkennbar, daß durch dieses gezielte in und außer Eingriff bringen der Gleitsteine 5 mit der zugeordneten Steuernut 3 durch eine volle Umdrehung der Schaltwalze 1 jede gewünschte axiale Verschiebung oder auch Beibehaltung der Position der drei Schaltgabeln bewirkt werden kann. Demzufolge ist es möglich, aus jeder Gangstufe unmittelbar in den Leergang zu schalten oder von einer Gangstufe in eine andere zu schalten, wobei die dazwischenliegenden Gangstufen übersprungen werden. Da die Steuernuten 3 in sich geschlossen sind, kann die Schaltwalze 1 auch um mehr als 360° verdreht werden, sie könnte beispielsweise zeitweilig oder ständig verdreht werden, um ein Hilfsaggregat, wie z. B. einen Verdichter, mit konstanter Drehzahl anzutreiben.It can be seen that through this targeted in and disengage the sliding blocks 5 with the associated control groove 3 by a full turn of the shift drum 1 Any desired axial displacement or even maintaining the position of the three shift forks can be effected. As a result, it is possible to shift from each gear stage directly to the reverse gear or to shift from one gear stage to another, wherein the intermediate gear stages are skipped. Because the tax people 3 closed in itself, the shift drum 1 be rotated more than 360 °, they could, for example, temporarily or constantly rotated to an auxiliary unit, such. B. a compressor to drive at a constant speed.

In 6 ist eine aus vier Segmenten 12a, 12b, 12c, 12d bestehende Schaltwalze 1 dargestellt. Die einzelnen Segmente sind im Sinterverfahren hergestellt, wobei die Trennfugen 14 in jeder Steuernut 3 liegen. Ein Gewindestift 11 zentriert und verspannt die vier Segmente 12a, 12b, 12c, 12d. Eine Verdrehsicherung zwischen den einzelnen Segmenten 12 wird durch jeweils zwei gegenüberliegende Klauen 13 erreicht.In 6 is one of four segments 12a . 12b . 12c . 12d existing shift drum 1 shown. The individual segments are made by sintering, with the joints 14 in every way 3 lie. A grub screw 11 centers and tenses the four segments 12a . 12b . 12c . 12d , An anti-rotation lock between the individual segments 12 is made by two opposing claws 13 reached.

11: Schaltwalzeshift drum
22: Schaltgabelshift fork
33: Steuernutcontrol groove
3a3a: Zentrierbereichcentering
3b3b: mittlerer Bereichmiddle Area
3c3c: rechter seitlicher Bereichright lateral area
3d3d: linker seitlicher Bereichleft lateral area
44: Stufestep
55: Gleitsteinslide
66: Aktuatoractuator
77: Steuereinheitcontrol unit
88th: Drehwinkel-MeßeinrichtungRotation angle measuring device
99: Gangstufen-ErmittlungseinrichtungGrades determiner
1010: SchaltbefehleinrichtungShift command unit
1111: GewindestiftSet screw
1212: Segmentesegments
1313: Klauensteal
1414: Trennfugeparting line

Claims

Walzenschaltung für Stirnradgetriebe mit Zahnradpaarungen aus Fest- und Losrädern auf mindestens zwei parallelen Wellen und einer Schalteinrichtung zur formschlüssigen Kraftübertragung in Umfangsrichtung von mindestens einem Losrad mit einer Losradwelle, wobei die Schalteinrichtung aus Verbindungselementen besteht, durch die ein ausgewähltes Losrad gegenüber der Losradwelle festlegbar ist und diese Verbindungselemente über Schaltgabeln durch eine Schaltwalze betätigt werden, wobei jede Schaltgabel einen zur Schaltwalze hin gerichteten Gleitstein besitzt, der in eine am Umfang der Schaltwalze ausgebildete Steuernut hineinragt und mit einem Aktuator bezüglich der Schaltwalze in im wesentlichen radialer Richtung bewegbar ist, wobei die Steuernuten der Schaltwalze in radialer Richtung abgestuft sind und eine Kontur besitzen, die eine Bewegung des jeweiligen Gleitsteins bezüglich der Längsachse der Schaltwalze aus einer Mittelstellung in zwei entgegengesetzte Endstellungen bewirkt, und wobei Rastmittel vorgesehen sind, um die Schaltgabeln in der Mittelstellung und in den Endstellungen lösbar zu arretieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernuten (3) in sich geschlossen sind und über die gesamte axiale Erstreckung ihrer Kontur in radialer Richtung abgestuft sind, daß die Kontur der Steuernuten (3) einen sich von der größten Breite zur axialen Mitte hin verjüngenden Zentrierbereich (3a) umfaßt, daß die Schaltwalze (1) zur Verdrehung in einer Richtung antreibbar ist, daß der Schaltwalze (1) eine Drehwinkel-Meßeinrichtung (8) zugeordnet ist, daß eine den jeweils eingelegten Gang ermittelnde Einrichtung (9) vorgesehen ist und daß eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, die mit der Drehwinkel-Meßeinrichtung (8) und mit der Gangstufen-Ermittlungseinrichtung (9) sowie mit den Aktuatoren (6) der Gleitsteine (5) der einzelnen Schaltgabeln (2) verbunden ist.Roller gear for spur gear with gear pairs of fixed and idler gears on at least two parallel shafts and a switching device for positive power transmission in the circumferential direction of at least one idler gear with a Losradwelle, wherein the switching device consists of connecting elements, by a selected idler gear relative to the Losradwelle can be fixed and this Connecting elements are actuated via shift forks by a shift drum, wherein each shift fork has a shift roller directed toward the sliding block, which projects into a formed on the circumference of the shift drum cam and is movable with an actuator relative to the shift drum in a substantially radial direction, wherein the control grooves of the shift drum in the radial direction graded and have a contour which causes a movement of the respective sliding block with respect to the longitudinal axis of the shift drum from a central position in two opposite end positions, and wherein latching means are provided to releasably lock the shift forks in the middle position and in the end positions, characterized in that the control grooves ( 3 ) are closed in itself and are graded over the entire axial extension of their contour in the radial direction, that the contour of the control grooves ( 3 ) a tapered from the largest width to the axial center centering ( 3a ), that the shift drum ( 1 ) is drivable for rotation in one direction that the shift drum ( 1 ) a rotation angle measuring device ( 8th ) is associated with a device which detects the respectively engaged gear ( 9 ) is provided and that a control unit ( 7 ) provided with the rotation angle measuring device ( 8th ) and with the gear stage determining device ( 9 ) and with the actuators ( 6 ) of the sliding blocks ( 5 ) of the individual shift forks ( 2 ) connected is.

Walzenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangstufen-Ermittlungseinrichtung von einer die Axialstellung der Schaltgabeln (2) ermittelnden Einrichtung (9) gebildet ist.Roller mechanism according to claim 1, characterized in that the gear stage determining means of a the axial position of the shift forks ( 2 ) device ( 9 ) is formed.

Walzenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (3) identisch ausgebildet sind.Roller mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the control cams ( 3 ) are formed identically.

Walzenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwalze (1) aus mehreren identischen Abschnitten (12) zusammengesetzt ist.Roller mechanism according to claim 3, characterized in that the shift drum ( 1 ) from several identical sections ( 12 ) is composed.

Walzenschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (14) zwischen den einzelnen Abschnitten (12) in der Mitte einer Steuernut (3) verläuft.Roller mechanism according to claim 4, characterized in that the parting line ( 14 ) between the individual sections ( 12 ) in the middle of a control groove ( 3 ) runs.