DE602004003674T2

DE602004003674T2 - Interne steuervorrichtung für mechanisches getriebe

Info

Publication number: DE602004003674T2
Application number: DE602004003674T
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Maillard; Michel Raoul
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: JP4531745B2; JP2006515922A; FR2850441B1; EP1585915A1; US20060201269A1; FR2850441A1; EP1585915B1; ES2274419T3; WO2004068006A1; US7437966B2; DE602004003674D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die interne Steuerung von mechanischen Getrieben.
Diese Erfindung betrifft insbesondere eine interne Steuervorrichtung für ein mechanisches Getriebe, das mit einer ersten und einer zweiten Eingangskupplung, die die Übertragung des Motordrehmoments zu einer ersten beziehungsweise zweiten konzentrischen Hauptwelle regeln, die feste Zahnräder tragen, zwei Nebenwellen, die Freilaufzahnräder tragen, die durch die erste beziehungsweise die zweite Hauptwelle angetrieben werden, und Klauenkupplungsmittel der Freilaufzahnräder, die durch einen Satz von Gabeln betätigt werden, versehen ist.
Sie findet eine bevorzugte Anwendung in einem automatisierten oder robotisierten Getriebe, das heißt bei dem die Gesamtheit der Stellglieder, der Kupplungssteuerung, Schaltung und Einschaltung der Gänge der Steuerung durch einen Rechner unterliegt, der anstelle des Fahrers alle oder einen Teil der Steuerungsentscheidungen übernimmt.
Bestimmte Getriebe von Kraftfahrzeugen besitzen zwei parallele Wege für den Drehmomentfluss, die Übersetzungsstufen haben, die in den Drehmomentfluss eingefügt oder davon getrennt werden können, und zwischen denen die Übertragung des Drehmoments kontinuierlich ausgeführt werden kann.
Es sind Beispiele von Übertragungen bekannt, die „Übertragungen mit zwei Kupplungen" genannt werden, in denen zwei parallele Übertragungswege durch zwei jeweilige Kupplungen unabhängig mit dem Motor gekoppelt werden können. Die Patentschrift FR 2 802 600 , die alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufzeigt, beschreibt ein Beispiel von einem solchen Getriebe.
Um die Kontinuität des Drehmomentflusses in diesem Übertragungstyp sicherzustellen, müssen die zwei Teile der Übertragung, die die Übersetzungsstufen ungerader Ordnung beziehungsweise die Übersetzungsstufen gerader Ordnung zusammenfassen, gleichzeitig geschaltet werden können. Wenn zum Beispiel die Übersetzungsstufe des ersten Gangs in einen ersten Drehmoment-Übertragungsweg der ersten Teilübertragung eingeschaltet ist, deren Eingangskupplung geschlossen ist, und wenn die Übersetzungsstufe des zweiten Gangs in einen zweiten Übertragungsweg eingeschaltet ist, dessen Eingangskupplung offen ist, werden die zwei Kupplungen gleichzeitig betätigt, um das Schalten vom ersten Gang in den zweiten Gang zu verwirklichen, derart, dass diejenige, die anfangs offen war, geschlossen wird und umgekehrt.
Zum Verwirklichen von Schaltungen mit kontinuierlicher Übertragung des Drehmoments ist es jedoch unerlässlich, das Einschalten und Ausschalten einer Übersetzungsstufe und die Betätigung der Kupplung für jeden "Übertragungsweg" unabhängig verwirklichen zu können. Aus diesem Grund verfügt jeder der Übertragungswege über ein separates Stellglied zum Auswählen und Einschalten der Gänge und ein anderes Stellglied, das für die Kupplung bestimmt ist.
Der Nachteil einer solchen Anordnung ist das Vorhandensein von zwei Stellgliedern zum Schalten der Übersetzungsstufen in den zwei Wegen der Übertragung und von zwei anderen Stellgliedern zum Schalten der Kupplungen. Das entsprechende Getriebe wird so aufgrund seiner beträchtlichen Größe und seiner hohen Herstellungskosten stark benachteiligt.
Aufgabe der Erfindung ist das Begrenzen dieser Nachteile, indem eine Getriebesteuervorrichtung vorgeschlagen wird, in der die Betätigung des Schaltens der zwei Wege der Übertragung durch das gleiche Stellglied verwirklicht wird, wobei die Betätigung der Kupplungen außerdem durch zwei andere unabhängige Stellglieder sichergestellt werden kann.
Mit diesem Ziel schlägt sie vor, dass die Auswahl und das Schalten aller Gänge des Getriebes durch einen gemeinsamen Schalthebel sichergestellt werden, der aus einer Schaltwalze und einem Schaltschlitten besteht, der konzentrisch zur Walze und in ihrem Inneren angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Walze axial befestigt und drehbar, derart, dass sie den Schlitten drehbar antreibt.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung klar ersichtlich werden, für die auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines Getriebes 10 mit Doppeleingangskupplung ist, in der die Steuervorrichtung der Erfindung eine nicht einschränkende Anwendung findet,
2 eine Darstellung der gesamten vorgeschlagenen internen Steuervorrichtung in der Stellung der Auswahl des ersten Gangs ist,
3 eine perspektivische Darstellung des Schalthebels und der winkelförmig verteilten Klauen ist,
4 einen Teil der Finger, der Umfangsbereiche des Schalthebels und der Gabelklauen in einer flachen Darstellung zeigt,
5 eine Darstellung der gesamten vorgeschlagenen internen Steuervorrichtung in der Stellung der Auswahl des zweiten und sechsten Gangs ist,
6 eine Darstellung der gesamten vorgeschlagenen internen Steuervorrichtung in der Stellung der Auswahl des dritten und fünften Gangs ist,
7 eine Darstellung der gesamten vorgeschlagenen internen Steuervorrichtung in der Stellung der Auswahl des vierten Gangs ist, und
8 eine Darstellung der gesamten vorgeschlagenen internen Steuervorrichtung in der Stellung der Auswahl des Rückwärtsgangs ist.
In 1 wurde eine schematische Struktur eines Getriebes 10 mit Doppeleingangskupplung eines bekannten Typs dargestellt, das gemäß der Erfindung gesteuert werden kann.
Das Getriebe 10 umfasst auf herkömmliche Weise eine volle Hauptwelle 20, die koaxial an einer zweiten hohlen Hauptwelle 30 befestigt ist. Diese zwei Wellen sind drehbar in einem Gehäuse (nicht dargestellt) befestigt und werden durch einen Motor beziehungsweise über eine erste Kupplung 40 und eine zweite Kupplung 41 angetrieben, die zum Beispiel aber nicht notwendigerweise Einscheiben-Trockenkupplungen sein können.
Das Getriebe 10 umfasst auch eine erste Nebenwelle 50 und eine zweite Nebenwelle 60, die gleichfalls drehbar im Gehäuse befestigt sind. Diese Nebenwellen sind an den Enden der Zweige eines "V" angeordnet, das in der Ebene quer zur Achse der Wellen 20, 30, 50 und 60 enthalten ist und dessen Spitze in die Achse der Hauptwellen 20 und 30 übergeht.
Zwischen den Hauptwellen 20 und 30 und den Nebenwellen 50 und 60 sind Eingriffe angeordnet, derart, dass das Drehmoment des Fahrzeugs an einen Kranz eines Differenzials einer Achse (nicht dargestellt) übertragen wird, die die Räder des Fahrzeugs antreibt. Zu diesem Zweck umfassen die erste Nebenwelle 50 und die zweite Nebenwelle 60 ein erstes Antriebskegelrad 51 beziehungsweise ein zweites Antriebskegelrad 61, die alle beide in den Kranz des Differenzials (nicht dargestellt) eingreifen.
Die Eingriffe sind aus festen Zahnrädern gebildet, die durch die ersten und zweiten Hauptwellen 20 und 30 getragen werden, und die in die Freilaufzahnräder, die durch die ersten und zweiten Nebenwellen 50 und 60 getragen werden, eingreifen. Die Freilaufzahnräder können durch unabhängige Klauenkupplungsmittel gezielt drehbar mit den ersten und zweiten Nebenwellen 50 und 60 verbunden werden, um unabhängige Eingriffe zu verwirklichen, die gezielt mindestens zwei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang entsprechen. Die zwei Kupplungen 40 der ersten Hauptwelle 20 und 41 der zweiten Hauptwelle 30 können außerdem über einen Zustand, in dem alle beide das Drehmoment übertragen, durch Gleiten von einer von beiden alternativ betätigt werden, um mindestens einen Gangwechsel ohne Diskontinuität des an die Räder übertragenen Drehmoments zu ermöglichen.
Die erste Hauptwelle 20 trägt drei feste Zahnräder, von links nach rechts 21, 22 und 23, wobei das erste davon in ein einziges Freilaufzahnrad 81 eingreift, das durch die erste Nebenwelle 50 getragen wird, um den dritten Gang zu bilden, wobei das zweite von ihnen gleichfalls in ein einziges Freilaufzahnrad 82 eingreift, das durch die zweite Hauptwelle 60 getragen wird, um den ersten Gang zu bilden. Das dritte davon greift schließlich in ein einziges Freilaufzahnrad 83 ein, das durch die erste Nebenwelle 50 getragen wird, um den fünften Gang zu bilden. Die zweite hohle Hauptwelle 30 trägt zwei feste Zahnräder, von links nach rechts 31 und 32. Das erste davon greift in zwei Freilaufzahnräder 84 und 85 ein, die durch die erste Nebenwelle 50 getragen werden, um den sechsten Gang zu bilden, beziehungsweise durch die zweite Nebenwelle 60 getragen werden, um den vierten Gang zu bilden, wobei der zweite davon in ein einziges Freilaufzahnrad 86 eingreift, das durch die erste Nebenwelle 50 getragen wird, um den zweiten Gang zu bilden. Der Rückwärtsgang hat sein eigenes Freilaufzahnrad 87, das durch die zweite Nebenwelle 60 getragen wird, und das in das Freilaufzahnrad 86a eingreift, das mit dem Freilaufzahnrad 86 des zweiten Gangs verbunden ist, das als Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad dient.
Die Gesamtheit der sechs Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang werden so mit drei festen Zahnrädern 21, 22 und 23 auf der ersten vollen Hauptwelle 20 erhalten, um die ungeraden Gänge zu erhalten, und mit zwei festen Zahnrädern 31 und 32 auf der zweiten hohlen Hauptwelle 30 erhalten, um die geraden Gänge zu erhalten.
Ferner können die Freilaufzahnräder gezielt mit den Nebenwellen verbunden werden, die sie durch einfache oder doppelte Klauenkupplungsvorrichtungen tragen. Die Freilaufzahnräder 81, 83, 84 und 86 können so gezielt mit der Nebenwelle 50, die sie trägt, verbunden werden, und die Freilaufzahnräder 82, 85 und 87 können gezielt mit der Nebenwelle 60, die sie trägt, verbunden werden.
Eine erste doppelte Klauenkupplungsvorrichtung 100 ermöglicht das gezielte drehbare Verbinden der Nebenwelle 50 mit dem Freilaufzahnrad 81, um den dritten Gang zu erhalten, oder mit dem Freilaufzahnrad 83, um den fünften Gang zu erhalten. Eine zweite doppelte Klauenkupplungsvorrichtung 101 ermöglicht das drehbare Verbinden der Nebenwelle 50 mit den Freilaufzahnrädern 84 und 86, um den sechsten und zweiten Gang zu erhalten. Eine dritte einfache Klauenkupplungsvorrichtung 102 ermöglicht das gezielte drehbare Verbinden der Nebenwelle 60 mit dem Freilaufzahnrad 82, um den ersten Gang zu erhalten. Schließlich ermöglicht eine doppelte Klauenkupplungsvorrichtung 103 das gezielte drehbare Verbinden der Nebenwelle 60 mit dem Freilaufzahnrad 87, um den vierten Gang zu erhalten, oder mit dem Freilaufzahnrad 87, um den Rückwärtsgang zu erhalten.
2 stellt die Gesamtstruktur der gemäß der Erfindung verwirklichten internen Steuervorrichtung 200 dar.
Diese Vorrichtung umfasst einen einzigen Schalthebel 210, dessen Rotationsachse parallel zu den Achsen der Hauptwellen 20, 30 und der Nebenwellen 50, 60 ist und der sich in Bezug auf seine Achse drehen kann. Er besteht aus einer zylindrischen Schaltwalze 211, die in Bezug auf dieselbe Achse axial befestigt ist, die drei Umfangsabschnitte 212, 213 und 214 mit größerem Durchmesser trägt, und aus einem Schaltschlitten 220, ebenfalls mit zylindrischer Form, der konzentrisch zur Walze 211 ist und in ihrem Inneren angeordnet ist, der durch die Walze über Finger 221 und 222 drehbar angetrieben wird und der sich axial verschieben kann. Gemäß ihrer Winkelstellung bringt die Walze 211 die Finger 221 und 222 gegenüber den Klauen der Gabelachsen, mit denen sie zusammenwirken, an oder nicht.
Die Vorrichtung, die für die Steuerung der Klauenkupplungsgruppen vorgesehen ist, umfasst eine erste Gabel 230 zum Steuern der Klauenkupplungsgruppe 100 des dritten und fünften Gangs, die durch eine Achse 231 getragen wird, die in Bezug auf ihre Lager im Gehäuse (nicht dargestellt) gleitet, die einen Mitnehmerstift 232 umfasst, eine zweite Gabel 240 zum Steuern der Klauenkupplungsgruppe 101 des sechsten und zweiten Gangs, die durch eine Achse 241 getragen wird, die einen Mitnehmerstift 242 umfasst, eine dritte Gabel 250 zum Steuern der Klauenkupplungsgruppe 102 des ersten Gangs, die durch eine Achse 251 getragen wird, die eine Antriebsklaue 252 umfasst, und eine vierte Gabel 260 zum Steuern der Klauenkupplungsgruppe 103 des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs, die durch eine Achse 261 getragen wird, die eine Antriebsklaue 262 umfasst.
Zwei Schwingen 290 und 291, die durch einen einzigen Träger 292 getragen werden, übertragen die axialen Bewegungen der Relaisachsen 270 und 280 zu den Gabeln 230 und 240, die sich im unteren Teil des Getriebes befinden. Die Achse 270 trägt die zwei Klauen 271 und 272, die mit der Schwinge 290 beziehungsweise dem Finger 222 des Schlittens 220 zum Einschalten der Gänge zusammenwirken, wobei die Achse 280 auch zwei Klauen 281 und 282 trägt, die mit der Schwinge 291 beziehungsweise dem Finger 222 zusammenwirken.
Die Stellung der Gabelachsen zur Steuerung der Kupplungen und das Schalten der Gabelzweige werden durch die Zahnräder oder die größten sich drehenden Einzelteile auf jeder der Wellen bestimmt. Die Achsen 231, 241 sind in Abhängigkeit von der Größe des Zahnrades des zweiten Gangs 86 auf der Nebenwelle 50 und des festen Zahnrads 31 des dritten und fünften Gangs auf der hohlen Hauptwelle 30 angebracht. Die Achsen 251, 261 sind in Abhängigkeit von der Größe des Zahnrads 82 des ersten Gangs auf der Nebenwelle 60 und in Abhängigkeit von der Größe des festen Zahnrads 31 des dritten und fünften Gangs auf der hohlen Hauptwelle 30 angebracht. Die Zweige sind schließlich in Abhängigkeit von der Größe der Hohlwelle 30 angeordnet.
In 3, die eine perspektivische Darstellung des Schalthebels ist, sind die Walze 211, der Schlitten 220 und zwei Gabelachsen 251, 251 und die Klauen 252, 262, 272, 282 zum Antreiben der Gabelachsen, die die Walze umgeben, ersichtlich.
4 zeigt teilweise die Finger, die Umfangsbereiche des Schalthebels und die Gabelklauen in einer flachen Darstellung in den unterschiedlichen Situationen der Leerlauf- oder Neutralstellung der sechs Vorwärtsgänge und des Rückwärtsgangs. In dieser Figur sind die Walze 211 und ihre drei Umfangsabschnitte 212, 213 und 214, die Finger 221 und 222 aus einem Stück mit der Rotation und Translation des Schlittens (nicht dargestellt), sowie die jeweiligen Betätigungsklauen 252, 262, 272, 282 der Gabeln des ersten Gangs, des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs, des zweiten und sechsten Gangs und des dritten und fünften Gangs ersichtlich.
In dieser flachen Darstellung führt die Walze 211 nur Translationsbewegungen durch, die ihrer tatsächlichen Rotationsbewegung entsprechen. Es ist ersichtlich, dass sie das Ausschalten und Sperren des Gangs mit der gleichen Parität wie des für ein Einschalten Ausgewählten verwirklicht und das Beibehalten des Gangs unterschiedlicher Parität in der eingeschalteten Stellung erlaubt.
Der Umfangsabschnitt 212 besitzt einen ersten Bereich 221a mit Flanken, die in Bezug auf die Symmetrieachse des Abschnitts 212 leicht geneigt sind, einen zweiten Bereich 212b mit Flanken, die stärker geneigt sind, und einen dritten Bereich 212c mit parallelen Flanken, die quer zur Rotationsachse der Walze ausgerichtet sind.
Bei der Translation der Trommel von ihrer zweiten geschalteten Stellung zur dritten geschalteten Stellung wirkt der Umfangsabschnitt 212 mit der Klaue 252 zum Einschalten des ersten Gangs zusammen. Der Bereich 212a setzt die Rückkehr der Klaue 252 von ihrer eingeschalteten Gangstellung in Gang, der Bereich 212b vollendet die Rückkehr der Klaue 252 zu ihrer neutralen Stellung und der Bereich 212c sperrt schließlich die Klaue in ihrer Leerlaufstellung.
Der zentrale Umfangsabschnitt 213 umfasst an jedem seiner zwei Enden einen ersten Bereich 213a mit Flanken, die in Bezug auf die Symmetrieachse des Abschnitts 213 leicht geneigt sind, dem ein zweiter Bereich 213b mit Flanken, die stärker geneigt sind, und ein dritter Bereich 213c mit parallelen Flanken und im zentralen Teil folgt. Bei der Translation der Walze von ihrer dritten eingeschalteten Stellung zu ihrer vierten eingeschalteten Stellung wirken die Bereiche 213a und 213b mit der Klaue 272 des zweiten und sechsten Gangs zusammen und stellen das Ausschalten des zweiten Gangs und dann sein Sperren in der Leerlaufstellung sicher. Bei der Verschiebung der Walze von ihrer fünften eingeschalteten Stellung in die sechste eingeschaltete Stellung wirken die Bereiche 213a und 213b mit der Klaue 262 des vierten Gangs und Rückwärtsgangs zusammen und verwirklichen das Ausschalten des vierten Gangs und dann das Sperren des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs in der Leerlaufstellung.
Bei der Translation der Walze von ihrer ersten eingeschalteten Stellung in die zweite eingeschaltete Stellung wirken die Bereiche 213a und 213b schließlich in dem Fall, in dem der Rückwärtsgang eingeschaltet ist, mit der Klaue 262 des vierten Gangs und Rückwärtsgangs zusammen und verwirklichen das Ausschalten des Rückwärtsgangs und dann das Sperren des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs in der Leerlaufstellung.
Wie der Abschnitt 212 besitzt der Umfangsabschnitt 214 einen ersten Bereich 214a mit Flanken, die in Bezug auf seine Symmetrieachse leicht geneigt sind, einen zweiten Bereich 214b mit Flanken, die stärker geneigt sind, und einen dritten Bereich 214c mit parallelen Flanken, die quer zur Rotationsachse der Walze ausgerichtet sind.
In dem Fall, in dem der dritte oder der fünfte Gang eingeschaltet sind, wirkt der Umfangsabschnitt 214 bei der Translation der Walze von ihrer zweiten ausgewählten Stellung in die erste ausgewählte Stellung mit der Klaue 282 zusammen. Der Bereich 214a setzt die Rückkehr der Klaue 282 von ihrer eingeschalteten Gangstellung in Gang, der Bereich 214b vollendet die Rückkehr der Klaue 282 zu ihrer neutralen Stellung und der Bereich 214c verriegelt schließlich den dritten Gang und den fünften Gang in der Leerlaufstellung.
In dem Fall, in dem der zweite oder der dritte Gang eingeschaltet sind, wirkt der Umfangsabschnitt 214 bei der Translation der Walze von ihrer ersten eingeschalteten Stellung zum eingeschalteten Rückwärtsgang mit der Klaue 272 zusammen. Der Bereich 214a setzt die Rückkehr der Klaue 272 von ihrer eingeschalteten Gangstellung in Gang, der Bereich 214b vollendet die Rückkehr der Klaue 272 zu ihrer neutralen Stellung. Der Bereich 214c verriegelt schließlich den zweiten, sechsten, dritten und fünften Gang in der Leerlaufstellung.
Analog wird die Bedingung des Verbots des Einschaltens in allen Situationen von aufeinanderfolgenden Hochschaltungen oder Herunterschaltungen oder mit Überspringen der Gänge immer eingehalten. Tatsächlich erfüllt die Walze ihre Aufgabe des Ausschaltens und des Sperrens der Gänge mit der gleichen Parität im Leerlauf.
Gemäß einer Ausführungsform, die nicht durch die Figuren veranschaulicht wird, können die Umfangsbereiche 212, 213, 214 nur zwei getrennte Winkelbereiche aufweisen. Die Umfangsbereiche an der Schaltwalze, nämlich ein erster Winkelbereich mit nicht parallelen Flanken mit steigender Neigung in Bezug auf die Rotationsachse der Walze, die mit den Klauen zusammenwirken, um die axiale Verschiebung davon von einer eingeschalteten Gangstellung zu einer neutralen Stellung, die Leerlaufstellung genannt wird, in Gang zu setzen und zu vollenden, und ein Winkelbereich mit parallelen Flanken, die mit den Klauen zusammenwirken, um die Achsen der Gabeln zum Einschalten der Gänge in der Leerlaufstellung zu sperren.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ersichtlich, dass die Distanz zwischen den zwei Seiten von jeder Klaue 252, 262, 272, 282 deutlich größer ist als die Dicke der Finger 221, 222. Dank dieser Anordnung kann jeder Finger sowohl dann in neutraler oder eingeschalteter Gangstellung sein, wenn die Klaue, dort wo sie eingeführt wird, tatsächlich in eingeschalteter Gangstellung ist, als auch dann, wenn die Klaue keinen Gang einstellt.
Die Finger 221, 222 können so in die Neutralstellung zurückkehren, ohne den Gang auszuschalten. Bei einer Einschaltverschiebung quer zu den Klauen, können sie unabhängig von der Stellung der Klaue in neutraler oder eingeschalteter Gangstellung in irgendeine der Klauen, mit denen sie zusammenwirken sollen, in Eingriff gebracht werden.
In 4 ist ein Beispiel ersichtlich, in dem der Finger 222 in der Klaue 272 des zweiten und sechsten Gangs in der eingeschalteten Stellung des sechsten Gangs in Neutralstellung ist, und dass er die Möglichkeit hat, sich zu verschieben, da er im fünften Gang in der Klaue 282 des dritten und fünften Gangs, die selbst in der eingeschalteten Stellung des fünften Gangs ist, in Neutralstellung ist.
5 bis 8 stellen die gesamte vorgeschlagene interne Steuervorrichtung in den unterschiedlichen Einschaltstellungen dar. So stellt 5 die gesamte vorgeschlagene interne Steuervorrichtung in der Schaltstellung des zweiten und sechsten Gangs dar. 6 stellt die gesamte vorgeschlagene interne Steuervorrichtung in der Schaltstellung des dritten und fünften Gangs dar. 7 stellt die gesamte vorgeschlagene interne Steuervorrichtung in der Schaltstellung des vierten Gangs dar. 8 stellt die gesamte vorgeschlagene interne Steuervorrichtung in der Schaltstellung des Rückwärtsgangs dar.
Gemäß der Erfindung zeigen diese Figuren, dass die Schaltungen der Reihen durch Drehungen der Walze um Winkel mit konstanten Werten erhalten werden und dass das Schalten von zwei aufeinanderfolgenden Gängen immer für diesen Rotationswinkel verwirklicht wird.
Aus einem Vergleich von 2 und 5 ist ersichtlich, dass der Finger 221, der sich anfangs in Neutralstellung und gegenüber der Klaue des ersten Gangs 252 (2) in einer eingeschalteten Gangstellung befindet, durch eine erste Winkeldrehung im Uhrzeigersinn den Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs erreicht. Gleichzeitig schaltet der zentrale Umfangsabschnitt 213 der Walze 211 durch die Wirkung der geneigten Flanken 213a und 213b auf die Gabelklaue des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs 262 gegebenenfalls den Rückwärtsgang aus. Die parallelen Flanken 213c sperren die Klaue und der Finger 222 verlässt den Bereich zwischen den Klauen des vierten und des zweiten Gangs und richtet sich gegenüber der Klaue des zweiten Gangs 282 aus. Durch eine axiale Verschiebung treibt er dann die Klaue an, schaltet den zweiten Gang ein und kehrt in die Neutralstellung zurück. Die ersten und zweiten Gänge sind beide eingeschaltet und die simultane Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht das Erhalten eines Schaltens vom ersten Gang in den zweiten Gang unter Drehmoment.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 ist ersichtlich, dass der Finger 221 durch eine zweite Winkeldrehung gleichen Werts und gleicher Richtung in dem Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs bleibt. Gleichzeitig schaltet der erste Umfangsabschnitt 212 der Walze 211 den ersten Gang durch die Wirkung der geneigten Flanken 212a und 212b auf die Gabelklaue des ersten Gangs 252 aus. Die parallelen Flanken 212c sperren die Klaue. Der Finger 222 verlässt die Klaue des zweiten Gangs 282, richtet sich gegenüber der Klaue des dritten Gangs 272 aus, schaltet den dritten Gang ein und kehrt in die Neutralstellung zurück. Der zweite und dritte Gang sind alle beide eingeschaltet. Die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht somit das Schalten vom zweiten in den dritten Gang unter Drehmoment.
Aus einem Vergleich von 6 und 7 ist ersichtlich, dass der Finger 221 durch eine dritte Winkeldrehung gleichen Werts und gleicher Richtung den Bereich zwischen den Klauen des ersten und des vierten Gangs verlässt, um sich gegenüber der Klaue 262 des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs auszurichten. Gleichzeitig schaltet der zentrale Umfangsabschnitt 213 der Walze 211 den zweiten Gang durch die Wirkung der geneigten Flanken 213a und 213b auf die Gabelklaue 282 des zweiten und sechsten Gangs aus. Die parallelen Flanken 213c sperren die Klaue, der Finger 222 verlässt die Klaue 272 des dritten und fünften Gangs und richtet sich in einer inaktiven Winkelposition aus. Der Finger 221 schaltet den vierten Gang ein und kehrt zur Neutralstellung zurück. Der dritte und vierte Gang sind alle beide eingeschaltet und sind die einzigen eingeschalteten, und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht so das Schalten vom dritten in den vierten Gang unter Drehmoment.
Wenn von der Stellung in 7 eine erste Winkeldrehung gleichen Werts und im Gegenuhrzeigersinn vorgenommen wird, wird der fünfte Gang eingeschaltet und durch eine zweite Winkeldrehung gleichen Werts in den Gegenuhrzeigersinn wird in den sechsten Gang geschaltet.
Aus einem Vergleich von 2 und 8 ist ersichtlich, dass der Finger 221, der sich anfangs in der neutralen Stellung und gegenüber der Klaue 252 des ersten Gangs in neutraler oder eingeschalteter Stellung befindet, durch eine Winkeldrehung gleichen Werts in den Gegenuhrzeigersinn, in eine inaktive Winkelposition ausrichtet. Gleichzeitig schaltet der zentrale Umfangsabschnitt 214 der Walze 211 durch die Wirkung der geneigten Flanken 214a und 214b auf die Gabelklaue 282 des zweiten und sechsten Gangs gegebenenfalls den zweiten Gang aus. Die parallelen Flanken 214 sperren die Klauen 272 und 282, der Finger 222 verlässt den Bereich zwischen den Klauen des zweiten Gangs und des Rückwärtsgangs und richtet sich gegenüber der Klaue 262 des Rückwärtsgangs aus. Durch eine axiale Verschiebung, treibt er die Klaue an, schaltet den Rückwärtsgang ein und kehrt in die Neutralstellung zurück. In einem ersten Fall wird nur der Rückwärtsgang eingeschaltet. In einem zweiten Fall werden sowohl der Rückwärtsgang als auch der erste Gang eingeschaltet und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht das Erhalten eines dynamisch wechselnden Schltens vom Rückwärtsgang in den ersten Gang und umgekehrt.
Dank der Erfindung kann das Einschalten der Gänge auf die folgende Weise erhalten werden.
Durch eine erste Winkeldrehung im Uhrzeigersinn erreicht der erste Finger 221, der sich anfangs in der Neutralstellung und gegenüber der Klaue des ersten Gangs 252 in eingeschalteter Gangposition befindet, den Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs, während der zweite Finger 222 gleichzeitig den Bereich zwischen den Klauen des vierten und zweiten Gangs gegenüber der Klaue des zweiten Gangs 272 verlässt. Durch eine axiale Verschiebung treibt er diese Klaue an, schaltet den zweiten Gang ein und kehrt in Neutralstellung zurück. Der erste und zweite Gang sind beide eingeschaltet und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht das Erhalten eines Schaltens vom ersten Gang in den zweiten Gang unter Drehmoment.
Durch eine zweite Winkeldrehung in die gleiche Richtung bleibt der erste Finger 221 in dem Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs. Gleichzeitig schaltet der erste Umfangsabschnitt 212 der Walze durch die Wirkung der geneigten Flanken auf die Gabelklaue 252 des ersten Gangs den ersten Gang aus und der zweite Finger 222 verlässt die Klaue 272 des zweiten Gangs und richtet sich gegenüber der Klaue des dritten Gangs 282 aus, schaltet den dritten Gang ein und kehrt zur Neutralstellung zurück. Der zweite und dritte Gang sind alle beide eingeschaltet und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht das Erhalten eines Schaltens vom zweiten Gang in den dritten Gang unter Drehmoment.
Durch eine dritte Winkeldrehung in die gleiche Richtung verlässt der erste Finger 221 den Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs, um sich gegenüber der Klaue des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs 262 auszurichten. Gleichzeitig schaltet der zentrale Umfangsabschnitt 213 der Walze den zweiten Gang durch die Wirkung der geneigten Flanken auf die Gabelklaue des zweiten und sechsten Gangs 272 ein. Der zweite Finger verlässt die Klaue des dritten und fünften Gangs und richtet sich in einer inaktiven Winkelposition aus. Der erste Finger 221 schaltet den vierten Gang ein und kehrt in die Neutralstellung zurück. Der dritte Gang und der vierte Gang sind beide eingeschaltet und die einzigen, die eingeschaltet sind, und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht das Erhalten eines Schaltens vom dritten Gang in den vierten Gang unter Drehmoment.
Aus dieser Stellung kehrt der zweite Finger 222 von seiner geneigten inaktiven Winkelposition gegenüber der Klaue des dritten Gangs und fünften Gangs 282 zurück, indem er eine erste Winkeldrehung in den Gegenuhrzeigersinn vornimmt. Der erste Finger 221 richtet sich in den Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs aus. Die axiale Verschiebung des zweiten Fingers 222 schaltet den dritten Gang aus und schaltet den fünften Gang ein. Der vierte Gang und der fünfte Gang sind alle beide eingeschaltet und die einzigen, die eingeschaltet sind, und die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht somit das Erhalten eines Schaltens vom vierten Gang in den fünften Gang unter Drehmoment.
Durch eine zweite Winkeldrehung in den Gegenuhrzeigersinn verlässt der zweite Finger 222 seine Winkelposition gegenüber der Klaue des dritten und fünften Gangs 282, um sich im Winkel gegenüber der Klaue des sechsten und zweiten Gangs 272 anzuordnen. Gleichzeitig schaltet der zentrale Umfangsabschnitt 213 der Walze den vierten Gang durch die Wirkung der geneigten Flanken auf die Gabelklaue des vierten Gangs und des Rückwärtsgangs aus, und der erste Finger ist immer noch in dem Bereich zwischen den Klauen des ersten und vierten Gangs ausgerichtet. Die axiale Verschiebung des zweiten Fingers 222 schaltet den sechsten Gang ein. Der fünfte Gang und der sechste Gang sind alle beide eingeschaltet und die einzigen, die eingeschaltet sind. Die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht so ein Schalten vom fünften Gang in den sechsten Gang unter Drehmoment.
Der erste Finger 221, der sich anfangs in Neutralstellung und gegenüber der Klaue des ersten Gangs 252 in neutraler oder eingeschalteter Stellung befindet, richtet sich schließlich durch eine Winkeldrehung im Gegenuhrzeigersinn in einen inaktiven Winkelbereich aus. Gleichzeitig verlässt der zweite Finger 222 den Bereich zwischen den Klauen des zweiten Gangs und des Rückwärtsgangs und richtet sich gegenüber der Klaue des Rückwärtsgangs aus, und treibt dann durch eine axiale Verschiebung diese Klaue an, schaltet den Rückwärtsgang ein und kehrt in die Neutralstellung zurück. Der Umfangsabschnitt 214 der Walze 211 sperrt die Klauen 272, 282 der Gabeln des zweiten und sechsten Gangs und des dritten und fünften Gangs. In einem ersten Fall ist nur der Rückwärtsgang eingeschaltet, in einem zweiten Fall sind der Rückwärtsgang und der erste Gang beide eingeschaltet. Die gleichzeitige Betätigung der zwei Kupplungen ermöglicht so das Erhalten eines dynamischen wechselnden Schaltens vom Rückwärtsgang in den ersten Gang und umgekehrt.
Auf analoge Weise ermöglicht die Erfindung das Ausführen des gesamten Herunterschaltens vom sechsten Gang bis zum ersten Gang sowie Gangsprünge unter Drehmoment oder mit Unterbrechung des Drehmoments.

Claims

Interne Steuervorrichtung für mechanisches Getriebe, das mit einer ersten und einer zweiten Eingangskupplung (40, 41), die die Übertragung des Motordrehmoments zu einer ersten beziehungsweise zweiten konzentrischen Hauptwelle (20, 30) regeln, die feste Zahnräder (21, 22, 23, 31, 32) tragen, zwei Nebenwellen (50, 60), die Freilaufzahnräder tragen, die durch die erste beziehungsweise die zweite Hauptwelle und Klauenkupplungsmittel (100, 101, 102, 103) der Freilaufzahnräder angetrieben werden, die durch einen Satz von Gabeln (230, 240, 250, 260) betätigt werden, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl und das Schalten aller Gänge des Getriebes durch einen gemeinsamen Schalthebel (210) sichergestellt werden, der aus einer Schaltwalze (211) und einem Schaltschlitten (220) besteht, der konzentrisch zur Walze ist und in ihrem Inneren angeordnet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (211) axial befestigt und drehbar ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (211) den Schlitten (220) drehbar antreibt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten Finger (221, 222) aufweist, die die Achsen (231, 241, 251, 261) der Gabeln (230, 240, 250, 260) verschieben, um die Gänge einzuschalten.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze mindestens drei Umfangsabschnitte (212, 213, 214) mit größerem Durchmesser aufweist, die mit den Klauen (252, 262, 272, 282) zum Antreiben der Gabelachsen (231, 241, 251, 261) zusammenwirken.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsabschnitte (212, 213, 214) der Walze (211) drei Bereiche mit unterschiedlicher Winkelneigung (212a, 213a, 214a; 212b, 213b, 214b; 212c, 212b, 212c) in Bezug auf die Rotationsachse der Walze (211) aufweisen, die mit den Klauen (252, 262, 272, 282) jeweils zusammenwirken, um eine axiale Verschiebung davon von einer eingeschalteten Gangstellung zu einer neutralen Stellung in Gang zu setzen, um diese Verschiebung zu vollenden und um die Gabelachsen (231, 241, 251, 261) in der neutralen Stellung zu sperren.
Interne Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsabschnitte (212, 213, 214) der Schaltwalze (211) an ihren Enden einen ersten Winkelbereich mit nicht parallelen Flanken mit steigender Neigung, die mit den Gabelklauen (252, 262, 272, 282) zusammenwirken, um eine axiale Verschiebung davon von einer eingeschalteten Gangstellung zu einer neutralen Stellung, die Leerlaufstellung genannt wird, in Gang zu setzen und zu vollenden, und einen Winkelbereich (212c, 213c und 214c) mit parallelen Flanken haben, die mit den Klauen zusammenwirken, um die Achsen der Gabeln zum Einschalten der Gänge in ihrer Stellung zu sperren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrbereiche (212c, 213c, 214c) der Umfangsabschnitte (212, 213, 214) quer zur Rotationsachse der Walze (211) ausgerichtet sind.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zentralen Umfangsabschnitt (213) aufweist, der mit zwei Klauen zusammenwirkt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Umfangsabschnitt (213) Bereiche mit an seinen zwei Enden geneigten Flanken aufweist, während die anderen Bereiche nur an ihren Enden, die dem zentralen Abschnitt gegenüberliegen, Bereiche mit geneigten Flanken haben.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten und Ausschalten aller Gänge durch einfache Rotation der Walze (211) bewerkstelligt wird.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (211) das gleichzeitige Einschalten von zwei Gängen mit unterschiedlicher Parität erlaubt.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (211) den Gang mit der gleichen Parität wie der des Ausgewählten ausschaltet.