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Title:
GEARSHIFT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/005769
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gearshift device for idler gears (3), comprising sliding sleeves (2) that are linked with a main shaft (1) in a rotationally fixed manner and that can be positively locked with an idler gear (3) to be shifted by axially displacing it. The respective sliding sleeve (2) is actuated by means of at least one adjusting unit (4) which controls an actuator in such a manner as to allow for the shift actuation of the respective sliding sleeve (2).

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Inventors:
FUEHRER GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/006882
Publication Date:
January 15, 2004
Filing Date:
June 28, 2003
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
FUEHRER GERHARD (DE)
International Classes:
F16H63/28; F16H63/30; F16H63/24; (IPC1-7): F16H63/28; F16H63/30
Foreign References:
US4498350A1985-02-12
DE2806904A11979-08-23
US4498350A1985-02-12
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Getriebeschaltung für Losräder (3) mit Schiebemuf fen (2), welche drehfest mit einer Hauptwelle (1) verbunden und durch axiales Verschieben mit einem zu schaltenden Los rad (3) in Formschluss bringbar sind, wobei die Betätigung der jeweiligen Schiebemuffe (2) über zumindest eine Stell einheit (4) vorgesehen ist, welche ein Stellglied derart ansteuert, dass eine Schaltbetätigung der jeweiligen Schie bemuffe (2) möglich ist.
2. Getriebeschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinheit (4) einen elektrischen Stellmotor aufweist.
3. Getriebeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass als Stellglied ein Zapfen (5) vorgesehen ist.
4. Getriebeschaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zapfen (5) exzentrisch an der Motorwelle (6) des Stellmotors vorgesehen ist.
5. Getriebeschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Erfas sung der Drehstellung jeder Motorwelle zumindest eine Er fassungseinrichtung (12) vorgesehen ist.
6. Getriebeschaltung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erfassungseinrich tung (12) in jede Stelleinheit (4) integriert ist.
7. Getriebeschaltung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zwei Stelleinheiten (4) an jeder Schiebemuffe (2) vorgese hen sind, wobei die Stelleinheiten (4) in einem Winkel von etwa 180° um die Hauptwelle (1) versetzt angeordnet sind.
8. Getriebeschaltung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zur fahrzeugabgestimmten Schaltung eine zentrale Steuerein heit (11) vorgesehen ist.
9. Getriebeschaltung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die zentrale Steuerein heit (11) ein Computer ist.
Description:
Getriebeschaltung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeschal- tung für Losräder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru- ches 1.

Aus dem Stand der Technik sind Getriebeschaltungen be- kannt, bei denen das Schalten durch axiales Verschieben von Schiebemuffen erfolgt. Dadurch kann die jeweilige Schiebe- muffe ein zu schaltendes Losrad mit einer Hauptwelle form- schlüssig verbinden. Das Verschieben der Schiebemuffe wird bei den bekannten Getriebeschaltungen durch Schaltelemente, wie z. B. Mitnehmer, Schaltschienen und Schaltgabeln reali- siert. Um diese erforderlichen Bauteile in dem Getriebe unterzubringen, sind zusätzliche Bearbeitungen an dem Ge- triebegehäuse in nachteiliger Weise erforderlich.

Aus der Druckschrift US 4,498, 350 ist unter anderem ein Schaltmechanismus bekannt, bei dem eine Gewindespindel mit einem Elektromotor angetrieben wird. Auf der Gewinde- spindel ist ein axial bewegbares Element vorgesehen, wel- ches über Federelemente mit einem Rahmen verbunden ist, der ebenfalls axial verschiebbar ist, indem die Gewindespindel gedreht wird. An dem Rahmen ist wiederum ein Betätigungs- element vorgesehen, welches durch die axiale Verschiebung des Rahmens wahlweise ein erstes oder ein zweites Zahnrad mit dem Betätigungselement in Eingriff bringen kann.

Dieser bekannte Schaltmechanismus ist hinsichtlich seines konstruktiven Aufbaus sehr kompliziert ausgestaltet.

Des weiteren ist eine große Anzahl von Elementen zum Betä-

tigen des einen oder des anderen Zahnrades zwingend erfor- derlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeschaltung gemäß der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, welche eine möglichst geringe Anzahl von Bauteilen aufweist und trotzdem eine einfache sowie sichere Betätigung der Getriebeschaltung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merk- male des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Varianten und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird eine erfindungsgemäße Getriebeschaltung vorgeschlagen, bei der die Schaltbetätigung bzw. die Ver- stellung der jeweiligen Schiebemuffe über zumindest eine Stelleinheit vorgesehen ist, welche ein Stellglied derart ansteuert, dass eine gewünschte Schaltstrategie durchge- führt wird. Eine Stelleinheit bzw. mehrere Stelleinheiten, welche einer Schiebemuffe zugeordnet sind, bilden ein soge- nanntes Schaltpaket.

Auf diese Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Ge- triebeschaltung eine Schaltbetätigung der jeweiligen Schaltmuffen, ohne die Einbindung von Schaltelementen, wie z. B. Mitnehmern, Schaltschienen und Schaltgabeln oder der- gleichen. Dadurch wird der Aufwand an Bauteilen wesentlich verringert, da mit der erfindungsgemäßen Getriebeschaltung die Schaltunterstützung ohne zusätzliche Betätigungsein- richtungen erfolgen kann. Beispielsweise kann ein paralle- les Schalten der Schiebemuffen, ein Gangblockieren, wodurch das gleichzeitige Einlegen zweier Gänge vermieden wird, und

eine gewünschte Gangwahl sowie gewünschte Schaltstrategien mit geringstem Aufwand ermöglicht werden.

Im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfin- dung kann vorgesehen sein, dass als Stelleinheit Elektromo- toren oder dergleichen verwendet werden. Es ist auch mög- lich, dass auf andere Art und Weise angetriebene Stellein- heiten verwendet werden. Als Stellglieder können z. B. Zap- fen, Gleitsteine oder dergleichen verwendet werden, welche bevorzugt exzentrisch an der Welle der Stelleinheit vorge- sehen sind. Auf diese Weise kann die Ganghaltefunktion aus der Kreisbewegung der Welle in den Totpunkten des Schaltwe- ges erfolgen. Auch die Gangausschaltung kann mit der höchs- ten Übersetzung der Kreisbewegung aus den Totpunkten heraus erfolgen. Dadurch können höchstmögliche Ausschaltkräfte realisiert werden, welche ein wesentliches Kriterium zur Bewertung der Getriebeschaltung sind.

Vorzugsweise kann bei der Getriebeschaltung gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass mehrere Stelleinheiten für eine Schiebemuffe vorgesehen sind, welche bevorzugt um 180° um die Hauptwelle versetzt angeordnet sind. Es sind auch andere Anordnungen möglich. Beispielsweise können weitere Stelleinheiten verwendet werden, die dann z. B. gleichmäßig über den Umfang der Hauptwelle verteilt angeordnet sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die jeweilige Dreh- stellung der Stelleinheiten bzw. der Stellmotoren erfasst werden. Dadurch sind auch parallele Verstellungen der ein- zelnen Schiebemuffen möglich. Ferner kann auf diese Weise eine Gangerkennung und eine Gangabsicherung durchgeführt werden. Zur Erfassung der Drehstellungen der Wellen der einzelnen Stelleinheiten kann z. B. eine zentrale Erfas-

sungseinrichtung oder auch mehrere jeweils in den einzelnen Stelleinheiten vorgesehene Erfassungseinrichtungen verwen- det werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann bei- spielsweise eine zentrale Steuereinheit vorgesehen sein.

Die zentrale Steuereinheit kann eine fahrzeugabgestimmte Schaltung bei der erfindungsgemäßen Getriebeschaltung rea- lisieren. Vorzugsweise wird als zentrale Steuereinheit ein Computer, eine Rechnereinheit oder dergleichen verwendet.

Es ist möglich, dass die zentrale Steuereinheit auch die Erfassungseinrichtung umfasst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine geschnittene Ansicht einer erfindungs- gemäßen Getriebeschaltung ; Fig. 2 eine quergeschnittene Ansicht durch ein Schaltpaket entlang der Schnittlinie II-II gemäß Fig. 1 und Fig. 3 mehrere vergrößerte Prinzipdarstellungen auf ein jeweiliges Stellglied einer Stelleinheit bei eingelegtem zweiten Gang, in Neutral- stellung und bei eingelegtem ersten Gang.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausgestaltung einer erfin- dungsgemäßen Getriebeschaltung dargestellt, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Bauteile beschrieben werden.

Hinsichtlich der Bezugszeichen sind für mehrere identisch

ausgestaltete Bauteile dasselbe Bezugszeichen verwendet worden.

Eine Hauptwelle 1 der Getriebeschaltung weist mehrere axial verschiebbare Schiebemuffen 2 auf, welche drehfest an der Hauptquelle 1 gelagert sind. Durch axiales Verschieben der jeweiligen Schiebemuffe 2 kann jeweils ein zu schalten- des Losrad 3 mit der Schiebemuffe 2 in Formschluss gebracht werden, wobei die Losräder 3 drehbar auf der Hauptwelle 1 gelagert sind und jeweils mit zumindest einem weiteren drehmomentübertragenden Element in Eingriff stehen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die jeweilige Schiebemuffe 2 durch zumindest eine Stelleinheit 4 betätigt wird. Jede Stelleinheit 4 steuert ein Stellglied derart an, dass eine Schaltbetätigung der jeweiligen Schiebemuffe 2 ermöglicht wird.

Bei der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der Getrie- beschaltung sind als Stelleinheiten 4 elektrische Stellmo- toren zur Verstellung der Schiebemuffen 2 vorgesehen, wobei zur Stromversorgung jeweils entsprechende Kabelanschlüsse 7 vorgesehen sind. An der Motorwelle 6 ist exzentrisch ein Zapfen 5 als Stellglied vorgesehen. Die Drehbewegung der Motorwelle 6 ist in Fig. 1 jeweils durch einen Pfeil ange- deutet. Der Zapfen 5 ist in einer Ausnehmung 8 der jeweili- gen Schiebemuffe 2 angeordnet, wobei die Ausnehmung 8 durch zwei Wangenseiten 9 und 10 begrenzt ist. Dies ist insbeson- dere in Fig. 3 zu erkennen. Der Zapfen 5 liegt an beiden Wangenseiten 9 und 10 an. Sobald die Motorwelle 6 mit dem exzentrischen Zapfen 5 gedreht wird, wird die zugeordnete Schiebemuffe 2 entsprechend axial auf der Hauptwelle 1 ver- schoben, sodass dann die Schiebemuffe 2 mit dem jeweiligen

Losrad 3, welches geschaltet werden soll, in Formschluss gebracht wird.

Die Stelleinheiten 4 sind jeweils bei einem Schaltpa- ket über den Umfang der Hauptwelle 1 vorzugsweise in einem Winkel von 180° versetzt angeordnet, welches insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Die einzelnen Stellmotoren eines Schaltpaketes sowie sämtliche Stellmotoren mehrerer Schaltpakete werden durch eine zentrale Steuereinheit 11 geeignet angesteuert. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Schaltpakte vorgese- hen, wobei jedes Schaltpaket jeweils zwei Stelleinheiten 4 an einer Schiebemuffe 2 aufweist.

Die zentrale Steuereinheit 11 dient vorzugsweise zur fahrzeugabgestimmten Schaltung und ist mit den einzelnen Stelleinheiten 4 datentechnisch geeignet verbunden. Zur Erfassung der jeweiligen Drehstellungen der einzelnen Stellmotoren kann z. B. jede Stelleinheit 4 eine geeignete Erfassungseinrichtung 12 aufweisen, welche in Fig. 1 je- weils als gezackter Pfeil angedeutet ist. Dadurch kann eine parallele Verstellung der Schiebemuffen 2, eine Gangerken- nung und auch eine Gangabsicherung ermöglicht werden.

In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines Schaltpa- ketes dargestellt. Aus dieser Figur ist wie bereits ange- deutet ersichtlich, dass die Stelleinheiten 4 in einem Win- kel von 180° versetzt an der Hauptwelle 4 angeordnet sind.

In Fig. 3 sind verschiedene Drehstellungen eines Stellmotors mit dem exzentrisch an der Motorwelle 6 ange- ordneten Zapfen 5 dargestellt. In der oberen Darstellung

ist ein Gang, z. B. der zweite Gang, eingelegt, wobei in diesem Zustand die Schiebemuffe 2 den exzentrisch angeord- neten Zapfen 5 nicht verstellen kann, weil der Verstellhe- belarm Null ist. Des weiteren ist in diesem Zustand die Gangausschaltkraft durch einen Pfeil angedeutet.

In der mittleren Darstellung von Fig. 3 ist eine Neut- ralstellung dargestellt, d. h., es ist in diesem Zustand kein Gang geschaltet. In der unteren Darstellung ist wieder ein geschalteter Zustand angedeutet, wobei z. B. der erste Gang eingelegt ist.

Bezugszeichen 1 Hauptwelle 2 Schiebemuffen 3 Losrad 4 Stelleinheit 5 Zapfen 6 Motorwelle 7 Kabelanschluss 8 Ausnehmung 9,10 Wangenseiten 11 zentrale Einheit 12 Erfassungseinrichtung




 
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