Schaltelement umfassend zumindest drei Schaltstellungen zum Schalten von zwei übersetzunqsstufen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schaltelement umfassend zumindest drei Schaltstellungen zum Schalten von zwei übersetzungsstufen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Handschaltgetrieben, automatisierten Handschaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben erfolgt das Einlegen bzw. Vorwählen der Gänge nach dem Stand der Technik mit herkömmlichen Klauenelementen oder Synchronisierungen. Hierbei kann bei zwei benachbarten, auf einer Welle liegenden übersetzungsstufen, je nach Stellung der Schaltbetätigung, wechselseitig eine von diesen zwei benachbarten übersetzungsstufen eingelegt bzw. an die Welle gekoppelt werden, oder es können bei Neutralstellung der Schaltbetätigung, beide übersetzungsstufen ausgelegt werden.

Bei einigen Getriebekonzepten, beispielsweise bei Doppelkupplungsgetrieben ist es aufgrund der Anordnung der übersetzungsstufen notwendig, dass bei einer Neutralstellung der Schaltbetätigung beide benachbarte, auf einer Welle liegende übersetzungsstufen konzeptbedingt geschaltet sein müssen, um einen Gang vorwählen zu können. Für diese Getriebekonzepte können herkömmliche Synchronisierungen und Klauenschaltelemente nicht eingesetzt werden, da bei diesen Elementen die Schaltmuffe immer nur einen Gang schalten kann und in Neutralstellung beide Gänge ausgelegt sind. Im folgenden werden Beispiele für derartige Getriebekonzepte kurz vorgestellt.

Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise aus der DE 10232831 A1 der Anmelderin bekannt. Das bekannte Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise umfasst eine Antriebswelle, die über eine erste Kupplung mit einer Welle eines ersten Teilgetriebes und über eine zweite Kupplung mit einer Welle eines zweiten Teilgetriebes koppelbar ist, wobei die Teilgetriebe jeweils unter-

schiedliche übersetzungen durch Gruppengetriebe ermöglichen, welche durch eine Synchronisierung aktivierbar sind. Hierbei ist zur Synchronisierung eines Schaltelementes des jeweiligen ersten Gruppengetriebes die jeweilige Kupplung jedes Teilgetriebes geeignet betätigbar; ferner ist bei jedem Teilgetriebe zumindest eine Synchronisierkupplung vorgesehen.

Aus der DE 10232835 A1 der Anmelderin ist ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend mindestens zwei Getriebegruppen mit Wellen, Schaltelementen und Rädern, wobei die Getriebegruppen mit einer gemeinsamen Antriebswelle über den Getriebegruppen zugeordnete Lastschaltkupplungen in Kraftfluss bringbar sind. Bei dem bekannten Getriebe ist jede Getriebegruppe derart aufgebaut, dass sie mindestens zwei Hauptzweige aufweist, wobei den Hauptzweigen jeder Getriebegruppe Radsätze nachgeschaltet sind, über die mittels Schaltelementen eine Verbindung zu einem gemeinsamen Abtriebsrad einer Abtriebswelle herstellbar ist.

Des weiteren ist aus der DE 3233931 C2 ein Zapfwellen-Antrieb für ein Getriebe mit inkorporierter Doppelkupplung bekannt, wobei der Zapfwellen- Antrieb einen ersten, mit der Zapf-Hauptwelle verbundenen bzw. verriegelten Getriebemechanismus und einen mit der Bewegungs-Lauf-Hauptwelle verriegelten bzw. verbundenen zweiten Getriebemechanismus und eine Kupplungseinrichtung aufweist, die so arbeitet, dass wahlweise die Getriebemechanismen mit der Zapf-übertragungswelle trieblich gekuppelt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltelement umfassend zumindest drei Schaltstellungen zum Schalten von zwei übersetzungsstufen, bei dem in einer ersten Endlage, die einer ersten Schaltstellung entspricht, die erste übersetzungsstufe geschaltet ist und in einer zweiten Endlage, die einer zweiten Schaltstellung entspricht, die zweite übersetzungsstufe geschaltet ist, anzugeben, durch dessen Verwendung zwei benachbarte, auf einer Welle liegende übersetzungsstufen gleichzeitig geschaltet werden

können. Das erfindungsgemäße Schaltelement soll insbesondere für Doppelkupplungsgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe in Gruppenbauweise und Planetengetriebe geeignet sein und sowohl mit Synchronisierungen als auch mit Klauenschaltelementen kombinierbar sein. Des weiteren soll eine kompakte Bauweise realisiert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Schaltelement umfassend zumindest drei Schaltstellungen zum Schalten von zwei übersetzungsstufen, bei dem in einer ersten Endlage, die einer ersten Schaltstellung entspricht, die erste übersetzungsstufe geschaltet ist und in einer zweiten Endlage, die einer zweiten Schaltstellung entspricht, die zweite übersetzungsstufe geschaltet ist, bei dem in der Mittelstellung, die einer dritten Schaltstellung entspricht, beide übersetzungsstufen geschaltet sind.

Im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein von einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung bzw. vom einem herkömmlichen Klauenschaltelement ohne eine Synchronisiervorrichtung abgeleitetes Schaltelement vorgeschlagen, bei dem die axiale Länge der Schaltmuffe derart verändert ist, dass in der Neutralstellung der Schaltmuffe deren Klaueninnenver- zahnung gleichzeitig in die Klauenaußenverzahnung der Kupplungskörper beider übersetzungsstufen eingreift.

Bei einem derartig ausgeführten Schaltelement ist beim Auslegen eines Ganges und gleichzeitig geschaltetem anderen Gang, ein Verschieben der Schaltmuffe in der momentbelasteten Klauenverzahnung notwendig, was allerdings hohe Aktuatorkräfte benötigt.

Im Rahmen einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein von einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung bzw. vom einem herkömmlichen Klauenschaltelement ohne eine Synchronisiervorrichtung abgeleitetes Schaltelement vorgeschlagen, umfassend eine Schaltmuffe, welche in zwei Hälften bzw. Teilen geteilt ist, so dass nur die jenige Schaltmuffenhälfte bzw. der jenige Schaltmuffenteil bewegt werden muss, mit der der zugehörige Gang aus- oder eingelegt werden soll. Die andere Schaltmuffenhälfte des eingelegten und dabei momentführenden Ganges bleibt unberührt.

Gemäß der Erfindung weist die Schaltbetätigung in herkömmlicher Art und Weise drei Stellungen auf, wobei die Mitnahme der beiden Schaltmuffenhälften entkoppelt ist, so dass je nach Position und Richtung der Bewegung der Schaltbetätigung entweder die eine oder die andere Schaltmuffenhälfte mitgenommen wird. Das Ausrücken des der jeweiligen Schaltmuffenhälfte zugeordneten Ganges erfolgt durch ein formschlüssiges Mitnahmeelement an der Schaltbetätigungsaufnahme, wobei die Ab- und Ankopplung der Schaltmuffenhälften beim Schalten bzw. beim Einlegen und Synchronisieren eines Ganges in der Schaltbetätigungsaufnahme stattfindet.

In vorteilhafter Weise kann an Synchronkörper (falls vorgesehen), Kupplungskörper, Synchronringen (falls vorgesehen) und Schiebemuffenhälften eine herkömmliche Klauenverzahnung verwendet werden.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein kompaktes Schaltelement zur Verfügung gestellt, welches die oben genannten Anforderungen bezüglich des gleichzeitigen Schaltens zweier Gänge und des wechselseitigen Aus- und Wiedereinlegens jeweils eines Ganges erfüllt. Dadurch, dass die Klauenverzahnung der Bauteile übernommen werden kann wird lediglich die Gestaltung der Schiebemuffe und die Anbindung dieser zur Schaltbetätigungsaufnahme modifiziert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert: Es zeigen:

Figur 1 : Eine schematische Schnittansicht eines gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Schaltelementes;

Figur 2: Eine schematische Schnittansicht eines gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Schaltelementes in Mittelstellung und bei einem ausgelegtem Gang;

Figur 3: Vier schematische Schnittansichten eines gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Schaltelementes zur Veranschaulichung der einzelnen Schaltungen;

Figur 4: Eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5: Eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6: Eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes;

Figur 7: Eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes;

Figur 8: Schematische Ansichten des erfindungsgemäßen

Schaltelementes gemäß Figur 7 zur Veranschauli-

chung des Wiedereinlegens und Synchronisierens des ausgelegten Ganges durch überlagerte Drehbewegung;

Figur 9: Schematische Ansichten einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes;

Figur 10: Schematische Ansichten einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes;

Figur 11 : Schematische Ansichten einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes zur Veranschaulichung des Wiedereinlegens und Synchronisierens des ausgelegten Ganges durch Mitnahme von Kippsteinen;

Figur 12: Schematische Ansichten einer alternativen Ausführungsform des in Figur 1 1 gezeigten Schaltelementes zur Veranschaulichung des Wiedereinlegens und Synchronisierens des ausgelegten Ganges; und

Figur 13: Eine übersicht der Funktionalität einer herkömmlichen Synchronisierung und der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Synchronisierungskonzepte.

Die nachfolgende Beschreibung erfolgt anhand erfindungsgemäßer Schaltelemente, die von einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung abgeleitet worden sind; es ist jedoch möglich, die erfindungsgemäßen Schaltelemente, wie bereits erläutert, von einem herkömmlichen Klauenschaltelement ohne eine Synchronisiervorrichtung abzuleiten, wobei in diesem Fall, die für die Erfindung

relevanten Funktionen des Synchronkörpers von einem wellenfest angeordneten Teil des Klauenschaltelementes übernommen werden.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die Gegenstand der Figur 1 ist, ist das Schaltelement 1 als herkömmliche Synchronisiervorrichtung umfassend Kupplungskörper 2, Synchronringe 3 und einen Synchronkörper 4 aufgebaut, bei der die axiale Länge der Schaltmuffe 5 derart verändert ist, dass in der Mittelstellung der Schaltmuffe 5 deren Klaueninnenverzahnung gleichzeitig in die Klauenaußenverzahnung der Kupplungskörper 2 beider benachbarter, auf einer Welle angeordneter übersetzungsstufen bzw. Zahnräder 6, 7 eingreift. Im Gegensatz zu einer konventionellen Synchronisierung sind in der Mittelstellung des erfindungsgemäßen Schaltelementes beide Gänge eingelegt, wie auch anhand Figur 13 veranschaulicht, bei der das in Figur 1 gezeigte Schaltelement als Alternative 1 bezeichnet ist.

Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist die Schaltmuffe des Schaltelementes 1 geteilt ausgeführt und weist demnach zwei Schaltmuffenhälften 8, 9 auf. In der Figur ist die Schaltbetätigungsaufnahme 10, welche das Bindungsglied des Schaltelementes 1 zur Schaltbetätigung darstellt und ein formschlüssiges Mitnahmeelement 1 1 für die Schaltmuffenhälften 8, 9 aufweist, schematisch dargestellt. Die Schaltbetätigungsaufnahme 10 ist π-förmig ausgeführt und weist einen mittig angeordneten Steg 14 auf, wobei die Schenkel die Mitnahmeelemente 1 1 bilden.

Gemäß der Erfindung sind an der Innenseite der Schaltbetätigungsaufnahme 10 zwischen dem mittleren Steg 14 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 und den inneren Stirnseiten beider Schaltmuffenhälften 8, 9 axial wirkende Federelemente 12, 13 angebracht. Wenn nun beim Ausrücken des linken Ganges die Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach rechts bewegt wird, nimmt diese zwar die linke Schaltmuffenhälfte 9 über das Mitnahmeelement 1 1 mit, lässt aber, da die auf der rechten Seite angeordnete Feder 12 zur Aufnahme der

Bewegung der Schaltbetätigungsaufnahme 10 komprimiert wird, die rechte Schaltmuffenhälfte 8 unbewegt. Hierbei kann die Federkraft auf die Schaltmuffenhälfte 8 an einem Sicherungsring oder am Zahnrad abgestützt werden. Gemäß der Erfindung sind die Federelemente 12, 13 derart ausgelegt, dass die Federkraft mindestens so groß ist, wie die zur Synchronisierung und Einrückung der Klauenverzahnung erforderliche Kraft.

Im linken Teil der Figur befindet sich die Schaltbetätigung in Mittelstellung, wodurch beide Gänge eingelegt sind. Hierbei greifen die Innenklauenver- zahnungen beider Schaltmuffenhälften 8, 9 sowohl in der Klauenverzahnung am Synchronkörper 4 als auch in der Klauenverzahnung am jeweiligen Kupplungskörper ein.

Die Funktionsweise des gezeigten Schaltelementes wird im folgenden anhand des Beispiels „linker Gang Ausrücken und wieder Einrücken" erläutert. Beim Ausrücken des linken Ganges ausgehend von der Neutralposition wird die Schaltbetätigung nach rechts bewegt, wobei das Mitnahmeelement 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 die linke zu schaltende Schaltmuffenhälfte 9 mitnimmt und diese nach rechts schiebt, so dass die Klauenverzahnung des linken Kupplungskörpers nun nicht mehr im Eingriff mit der Innenklauenverzah- nung der linken Schaltmuffenhälfte 9 ist; dies wird im rechten Teil der Figur veranschaulicht. Wie aus der Figur ersichtlich, bleibt dabei die Position der rechten Schaltmuffenhälfte 8 aufgrund der Komprimierung der Feder 12 unverändert (der rechte Gang bleibt eingelegt).

Beim Wiedereinlegen des linken Ganges wird nun die Schaltbetätigungsaufnahme 10 wieder nach links, d.h. zurück in die Mittelstellung bewegt. Dabei wird die linke Schaltmuffenhälfte 9 über die Federkraft der linken Feder 13 nach links geschoben.

Im Gegensatz zu einer konventionellen Synchronisierung sind in der Mittelstellung des erfindungsgemäßen Schaltelementes beide Gänge eingelegt, wie auch anhand Figur 13 veranschaulicht, bei der das in Figur 2 gezeigte Schaltelement als Alternative 1 bezeichnet ist.

In Figur 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schaltelementes dargestellt, bei der die Schaltmuffe ebenfalls in zwei Schaltmuffenhälften 8, 9 geteilt ausgeführt ist. Auch bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Bewegung der Schaltmuffenhälften 8, 9 über ein Mitnahmeelement 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10, wobei zur Vermeidung der Mitbewegung der anderen Schaltmuffenhälfte die Schaltbetätigungsaufnahme 10 an der den Schaltmuffenhälften 8, 9 zugewandten Seite zwei Nuten 15, 16 aufweist, in die ein Verdrängkörper 17 drückbar ist.

Des weiteren weisen die inneren Stirnseiten der Schaltmuffenhälften 8, 9 Fasen 18 auf, über die der Verdrängkörper 17 bei Betätigung der Schaltbetätigungsaufnahme in eine der beiden Nuten 15, 16 führbar ist; in der Neutralposition (linke obere Figur) ist der Verdrängkörper 17 zwischen den beiden inneren Stirnseiten der Schaltmuffenhälften 8, 9 angeordnet.

Wenn der linke Gang ausgelegt wird, wird durch die Bewegung der linken Schaltmuffenhälfte 9 nach rechts über die Fasen 18 an der inneren Stirnseite der Schaltmuffenhälften 8, 9, der vorzugsweise als Kugel ausgebildete Verdrängkörper 17 nach oben in eine entsprechend geformte Nut 16 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10 gedrückt, wie anhand der rechten oberen Figur verdeutlicht. Hierbei nimmt die rechte Schaltmuffenhälfte 8 die Abstützkraft der Kugel 17 auf und kann sich an einem Sicherungsring 29 oder alternativ direkt am Zahnrad 6 abstützen.

Wenn nun der linke Gang wiedereingelegt werden soll, wird, wie in der linken unteren Figur gezeigt, die Schaltbetätigungsaufnahme 10 wieder in die

Mittelstellung bewegt und dabei die linke Schaltmuffenhälfte 9 über die Kugel 17 nach links bewegt, wobei die für die Synchronisierung und das Einrücken notwendige Kraft erfindungsgemäß über die Kugel 17 übertragen wird. Nach Beendigung des Synchronvorganges, wird die Kugel 17 wieder in die Ursprungsstellung zwischen den Schaltmuffenhälften 8, 9 gedrückt (rechte untere Figur), was über eine radial nach innen wirkende Federkraft erfolgen kann, wobei das gleichzeitige überfahren der Kugel 17 durch die Schräge in der Nut 16 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 diesen Rückholvorgang der Kugel 17 unterstützt. Vorzugsweise ist die Kugel 17 in einem Federring angeordnet.

Alternativ zu der Ausgestaltung als Kugel kann der Verdrängkörper weitere Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Verdrängkörper nach unten (d.h. an der der Schaltbetätigungsaufnahme abgewandten Seite) konisch und nach oben (d.h. an der der Schaltbetätigungsaufnahme zugewandten Seite) zylindrisch oder quaderförmig ausgeführt sein, wobei die Nuten 15, 16 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10 der Form des Verdrängkörpers angepasst ausgebildet sind.

Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein weitestgehend formschlüssiger und zwangsgeführter Aus- und Einrückvorgang gewährleistet wird.

In Figuren 4, 5 und 6 sind erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Schaltelementes zur sicheren Rückholung des als Kugel ausgeführten Verdrängelementes 17, auch unter Einfluss der Fliegkraft, dargestellt.

In Figur 4 wird eine Möglichkeit aufgezeigt, um ein Gleiten der Kugel 17 entlang der Fasen der Schaltmuffenhälften 8, 9 und der jeweiligen Nut 15, 16 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10, zu vermeiden. Die Kugel 17 wird demnach während des Wiedereinrückens bzw. des Synchronisierens in Rillen 19 in den Fasen 18 der Schaltmuffenhälften 8, 9 und den Nuten 15, 16 in der Schaltbetä-

tigungsaufnahme 10 gehalten. Dies resultiert in dem Vorteil, dass ein starres Verfahren der Einheit Schaltbetätigungsaufnahme/ Kugel/ Schaltmuffenhälfte beim Synchronisieren auftritt, was ein Gleiten der Kugel 17 entlang der Schrägflächen bzw. Fasen 18 verhindert.

Die Kugel 17 muss anschließend wieder in den Raum zwischen den Schaltmuffenhälften 8, 9 zurückgebracht werden, was beispielsweise durch einen Kugel/Federverbandsring erfolgen kann, bei dem die Federwirkung die Kugel 17 radial nach innen zieht.

Alternativ dazu kann, wie in Figur 5 gezeigt, in der Innenseite der Schaltbetätigungsaufnahme 10 ein Federblech 20 umfassend Federlaschen 21 eingelegt bzw. angeordnet sein. Das Blech 20 wird gemäß der Erfindung gegen eine axiale Bewegung relativ zu Schaltbetätigungsaufnahme 10, durch das beidseitige Anliegen an den Innenseiten der Mitnahmeelemente 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 gesichert.

Beim radialen Ausweichen einer Kugel oder eines anderen Verdrängkörpers 17 in eine der Nuten 15, 16 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10 (d.h. beim Ausrücken eines Ganges), werden Federlaschen 21 am Federblech 20 vorgespannt, welche beim anschließenden Zurückfahren und Einrücken des Ganges die Kugeln bzw. die Verdrängkörper wieder in den Raum zwischen den Schaltmuffen 8, 9 zurückdrängen, wobei die Schräge an der jeweiligen Nut 15, 16 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10, beim überfahren der Kugeln oder anderer Verdrängkörper zusätzlich diese radial nach innen drückt.

In Figur 6 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Prinzip der Kugel- bzw. Verdrängkörperrückholung dargestellt. Hierbei sind stirnseitig an den Zahnrädern 6, 7 oder an den Kupplungskörpern 2 Auswerferzähne einer Auswerfverzahnung 22 angeordnet, so dass, z.B. beim Verschieben der Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach links in die Mittelstellung ab einer gewissen axialen

Stellung der Schaltbetätigungsaufnahme 10 die Zähne der Auswerfverzahnung 22 in die Schaltbetätigungsaufnahme 10 über vorgesehene öffnungen 23 eindringen und dadurch die Verdrängkörper 17 zum radialen Ausweichen nach innen und damit in den Raum zwischen den Schaltmuffenhälften 8, 9 zwingen.

In Figur 7 ist ein erfindungsgemäß ausgeführtes Schaltelement 1 dargestellt, bei dem, um bei einer Schaltung eine Mitbewegung der anderen Schaltmuffenhälfte 8 bzw. 9 zu vermeiden, der axialen Bewegung der Schaltbetätigungsaufnahme 10 eine Drehbewegung überlagert wird. Die Drehbewegung der Schaltbetätigungsaufnahme wird durch eine Schrägverzahnung 24 am Synchronkörper 4 erreicht, in der eine Innenschrägverzahnung 25 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 eingreift. Die Schaltbetätigungsaufnahme ist π-förmig ausgeführt und weist einen mittig angeordneten und die Innenschrägverzahnung 25 aufweisenden Steg 26 auf, wobei die Schenkel die Mitnahmeelemente 1 1 bilden. Für den Fall, dass das Schaltelement als Klauenschaltelement ohne Synchronringe aufgebaut ist, ist die Schrägverzahnung 24 an einem wellenfest angeordneten Teil des Klauenschaltelement angebracht.

Die Funktionsweise des in Figur 7 gezeigten Schaltelementes wird anhand Figur 8 am Beispiel „linker Gang aus- und wieder einrücken" erläutert.

Das Ausrücken eines Ganges erfolgt durch die Mitnahmeelemente 1 1 an der Schaltbetätigungsaufnahmei O. An den Stirnseiten der Schaltmuffenhälften 8, 9 und an dem mittleren Steg 26 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 sind stirnseitig Klauen 27 angebracht, die in der in der linken oberen Figur gezeigten Mittelstellung eine definierte Drehlage zueinander haben müssen. Die Darstellungen in Figur 8 sind Draufsichten auf das Schaltelement 1 , bei Schnitt durch die Schaltbetätigungsaufnahme 10.

Wenn beispielsweise der linke Gang ausgerückt wird, nimmt das Mitnahmeelement 1 1 an der Schaltbetätigungsaufnahme 10 die linke Schaltmuf-

fenhälfte 9 bei der Bewegung nach rechts mit. Hierbei wird gleichzeitig durch die Schrägverzahnung die Schaltbetätigungsaufnahme 10 relativ zu dem Synchronkörper 4 und den Schaltmuffenhälften 8, 9 , verdreht, wodurch sich die Winkelstellung der Klauen 27 zueinander ändert.

Bei dem gezeigten Beispiel kommen die Klauen 27 an der rechten Seite des Steges 26 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 zur Freigabe von axialem Weg direkt neben den Klauen der rechten Schaltmuffenhälfte 8 zu liegen (obere rechte Figur), d. h. der axiale Abstand zwischen Schaltbetätigungsaufnahme 10 und rechter (d.h. der nicht zu schaltenden) Schaltmuffenhälfte 8 hat sich verkleinert (die rechte Schaltmuffenhälfte wurde nicht mitbewegt).

Der axiale Abstand zwischen dem Steg 26 der Schaltbetätigungsauf- nahmel O und der linker Schaltmuffenhälfte 9, hat sich aber nicht verändert, wohl aber die Winkellage der Klauen 27 der beiden Bauteile 9, 26. Insbesondere liegen (obere rechte Figur) die Stirnseiten der Klauen 27 auf der linken Seite des Steges 26 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 direkt gegenüber den Stirnseiten der Klauen 27 auf der linken Schaltmuffenhälfte 9.

Wenn der linke Gang wieder eingelegt werden soll, drücken die Klauen 27 auf der linken Seite des Steges 26 der Schaltbetätigungsaufnahme 10, bei Bewegung dieser nach links (d.h. zurück in die Mittelstellung) auf die Stirnseite der linken Schaltmuffenhälfte 9, um diese zurück nach links in die Ausgangstellung zu schieben und dabei den Gang zu synchronisieren und einzurücken (rechte untere Figur). Bei dieser Schiebebewegung findet eine relative Gleitbewegung an den Stirnseiten der Klauen 27 durch die Verdrehung statt, so dass sich am Ende der Schiebebewegung die Klauen 27 wieder in der in der linken oberen Figur gezeigten Ausgangsstellung befinden.

Auch bei dem in Figur 9 gezeigten Beispiel erfolgt das Ausrücken eines Ganges durch die axiale Bewegung der Mitnahmeelemente 1 1 an der Schaltbe-

tätigungsaufnahme 10. Hierbei ist vorgesehen, dass die Schaltbetätigungsauf- nahme 10 radial federnd ausgeführt ist und am Umfang angeordnete, radial ausfedernde Laschen 32 aufweist, die bei einer Bewegung der Schaltbetäti- gungsaufnahme 10 über die jeweils stillstehende Schaltmuffenhälfte radial nach außen ausweichen können.

Diese Ausweichbewegung wird durch das Abrollen von Kugeln 28 begleitet, die in korrespondierenden Nuten 30, 31 in den ausfedernden Laschen in der Schaltbetätigungsaufnahme und den Schaltmuffenhälften 8, 9 geführt werden. Im linken Bild ist das erfindungsgemäße Schaltelement in der Mittelstellung dargestellt.

Wird der linke Gang ausgelegt (rechtes Bild), wird die Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach rechts bewegt, und die Kugeln 28 auf der rechten Seite (d.h. die der nicht zu schaltenden Schaltmuffenhälfte zugeordneten Kugeln) rollen zum einen in den Nuten 30 in der Schaltbetätigungsaufnahme 10 und zum anderen in den Nuten 31 der rechten Schaltmuffenhälfte 8 nach rechts, wobei sie sich gleichzeitig durch die spezielle Kontur der Nuten 30, 31 radial nach außen bewegen.

Aufgrund dieser radialen Bewegung gibt die Schaltbetätigungsaufnahme 10 durch die am Umfang angebrachten federnden Laschen 32 radial nach außen nach, was bedeutet, dass die rechte Schaltmuffenhälfte 8 nicht mitbewegt wird. Die Federkraft, die dabei über die Kugeln 28 auf die rechte (d.h. die nicht zu schaltende) Schaltmuffenhälfte 8 wirkt, wird erfindungsgemäß an einem Sicherungsring 29 oder alternativ am Zahnrad 6 abgestützt.

Wird nun der linke Gang wieder eingelegt, nimmt die Schaltbetätigungsaufnahme 10 bei Bewegung zurück in die Mittelstellung die linken Kugeln 28 und damit die linke Schaltmuffenhälfte 8 nach links mit, wodurch der linke Gang wieder synchronisiert und eingelegt werden kann. Durch die Kontur der Nuten

wird die rechte Schaltmuffenhälfte 8 auch bei einer Bewegung der rechten Kugeln zurück in die Ausgangslage nicht mitbewegt. Dabei ist vorgesehen, dass die Federkraft in den federnden Laschen 32 der Schaltbetätigungsauf- nahme 10 so groß gewählt ist, dass sie bei der Synchronisation und dem Einlegen des Ganges die Kugeln 28 sicher in den Nuten 30, 31 hält.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand der Figur 10. Die Schaltbetätigungsaufnahme 10 ist π-förmig ausgeführt, wobei die Schenkel die Mitnahmeelemente 1 1 bilden.

Hierbei ist an der Innenseite der Schaltbetätigungsaufnahme 10, ein Blech 33 aus Federstahl eingelegt, welches radial nach innen ragende Federlaschen 34 aufweist, die in Mittelstellung des Schaltelementes 1 an den inneren Stirnflächen der Schaltmuffenhälften 8, 9 anliegen (linkes Bild in Figur 10). Die Federlaschen 34 sind jeweils nur in eine Richtung schwenkbar, nämlich in Richtung auf das Mitnahmeelement 1 1 für die der jeweiligen Federlasche 34 zugeordnete Schaltmuffenhälfte. Das Blech 33 wird gemäß der Erfindung gegen eine axiale Bewegung relativ zu Schaltbetätigungsaufnahme 10, durch das beidseitige Anliegen an den Innenseiten der Mitnahmeelemente 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10 gesichert.

Die Funktionsweise des in Figur 10 gezeigten Schaltelementes wird im folgenden am Beispiel „linker Gang aus- und wieder einrücken" erläutert. Das Ausrücken des Ganges erfolgt durch die axiale Bewegung der Mitnahmeelemente 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10. Wird nun der linke Gang ausgelegt, weicht (oder knickt) die Federlasche 34 welche, an der inneren Stirnfläche der rechten Schaltmuffenhälfte 8 anliegt, radial nach außen über diese aus, so dass die rechte Schaltmuffenhälfte 8 dabei nicht mitbewegt wird. Dies wird im rechten Bild der Figur 10 veranschaulicht.

Wenn nun der linke Gang durch eine Bewegung der Schaltmuffenaufnahme 10 nach links zurück in die Neutrallage wieder eingelegt wird, dann nimmt die Schaltmuffenaufnahme 10 die linke Schaltmuffenhälfte 9 über die heruntergeklappte, an der linken Schaltmuffenhälfte 9 anliegende Federlasche 34 mit. Wenn die Schaltbetätigungsaufnahme 10 in die Mittelstellung zurückgekehrt ist, kann nun die rechte Federlasche 34 radial nach innen klappen, wodurch der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.

Beim in Figur 11 gezeigten Schaltelement wird die Mitnahme der Momentführenden Schaltmuffenhälfte dadurch verhindert, dass durch Verkippen von am Umfang des Synchronkörpers 4 verteilten Kippsteinen 35, die auszurückende Schaltmuffenhälfte axial freigegeben wird. Die Schaltbetätigungsaufnahme 10 ist π-förmig ausgeführt, wobei die Schenkel die Mitnahmeelemente 1 1 bilden.

Gemäß der Erfindung sind die Kippsteine 35 in Nuten 36 im Synchronkörper 4 kippbar angeordnet, so dass die Enden der Kippsteine 35 bei Verkippen radial nach außen bzw. innen schwenken. Des weiteren sind an den Kippsteinen 35 Mitnehmer 37 vorgesehen, die in Nuten 38 an der Innseite der Schaltbetätigungsaufnahme 10 eingreifen, so dass bei einer Bewegung der Schaltbetätigungsaufnahme 10, die Kippsteine 35 um ihre Lagerung im Synchronkörper 4 geschwenkt werden können. In der Mittelstellung sind die Nuten 36 und die Nuten 38 übereinander angeordnet. Für den Fall, dass das Schaltelement als Klauenschaltelement ohne Synchronringe aufgebaut ist, sind die Nuten 36 in einem wellenfest angeordneten Teil des Klauenschaltelementes angebracht.

Die Funktionsweise des in Figur 1 1 gezeigten Schaltelementes wird im folgenden am Beispiel „linker Gang aus- und wieder einrücken" erläutert. Das Ausrücken des Ganges erfolgt durch die axiale Bewegung der Mitnahmeele-

mente 1 1 der Schaltbetätigungsaufnahme 10. Das linke obere Bild in Figur 9 zeigt die Schaltbetätigungsaufnahme 10 in der Mittelstellung.

Wenn nun der linke Gang ausgelegt werden soll, werden bei einer Mitnahme der linken Schaltmuffenhälfte 9 durch das Mitnahmeelement 11 an der Schaltbetätigungsaufnahme 10 gleichzeitig auch die Kippsteine 35 geschwenkt. Dieser Kippvorgang gibt erfindungsgemäß für die linke zu bewegende Schaltmuffenhälfte 9 axialen Weg frei; sie kann nun ausgerückt werden, ohne dass die Kippsteine 35 den Weg blockieren. Da die rechte momentführende Schaltmuffenhälfte 8 still steht und sich damit ihr Abstand zu dem Kipppunkt der Kippsteine 35 nicht verändert, kann der rechte Flügel der Kippsteine ungehindert an der rechten Schaltmuffenhälfte 8 radial nach innen vorbeischwenken, wie im rechten oberen Bild in Figur 1 1 gezeigt.

Soll nun der linke Gang wieder eingelegt werden, wird die Schaltbetätigungsaufnahme 10, wie im rechten unteren Bild der Figur 1 1 dargestellt, nach links zurück in die Mittelstellung bewegt, wobei die Kippsteine 35 wieder zurück in deren Ausgangslage geschwenkt werden. Bei dieser Verschwenkung der Kippsteine 35 kommen diese allerdings mit der linken ausgerückten Schaltmuffenhälfte 9 in Kontakt. Bei einer weiteren Verschiebung der Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach links schieben die zurückschwenkenden Kippsteine 35 die linke Schaltmuffenhälfte 9 nach links, um den linken Gang zu synchronisieren und einzulegen. Vorzugsweise weisen die inneren Stirnseiten der Schaltmuffenhälften 8, 9 eine Fase 39 auf, um die Kontaktbedingungen zu erleichtern.

Ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Schaltelementes 1 ist Gegenstand der Figur 12. Hierbei wird analog zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 1 die Mitnahme der momentführenden Schaltmuffenhälfte dadurch verhindert, dass Schwenkkörper 40 vorgesehen sind, welche verdreht werden, um für die auszurückende Schaltmuffenhälfte axial Weg freizugeben. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 1 zeigen die Drehachsen der

Schwenkkörper 40 radial nach außen, d.h. die Drehebenen der Schwenkkörper 40 liegen tangential am Umfang des Synchronkörpers 4; die Schwenkkörper 40 sind erfindungsgemäß drehbar im Synchronkörper 4 gelagert. Für den Fall, dass das Schaltelement als Klauenschaltelement ohne Synchronringe aufgebaut ist, sind die Schwenkkörper 40 in einem wellenfest angeordneten Teil des Klauenschaltelementes gelagert.

Das linke obere und untere Bild in Figur 12 zeigen eine Schnittansicht und eine Draufsicht bei Schnitt durch die Schaltbetätigungsaufnahme 10 des Schaltelementes in der Mittelstellung; das rechte obere und untere Bild zeigen eine Schnittansicht bzw. eine Draufsicht bei Schnitt durch die Schaltbetätigungsaufnahme 10 bei ausgerücktem linkem Gang.

Bei Bewegung der Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach rechts wird die linke Schaltmuffe 9 über das linke Mitnahmeelement 1 1 an der Schaltbetätigungsaufnahme 10 nach rechts mitgenommen, wobei die Schwenkkörper 40, die über Mitnehmer 41 in Nuten 42 auf der Innenseite der Schaltbetätigungsaufnahme 10 eingreifen, aus ihrer Ausgangslage verdreht werden. Dadurch wird axial Weg freigegeben, um ein Ausrücken der linken Schaltmuffe 9 zu ermöglichen (rechtes oberes und unteres Bild).

Beim Zurückbewegen der Schaltbetätigungsaufnahme 10 in die Mittelstellung werden die Schwenkkörper 40 auch in ihre Ausgangslage zurück gedreht und drücken dabei auf die linke Schaltmuffenhälfte 9, um diese nach links zurück zu schieben, wodurch der linke Gang synchronisiert und eingelegt wird.

Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile des erfindungsgemäßen Schaltelementes an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Schaltelementes, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese

Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

Bezuqszeichen

1 Schaltelement

2 Kupplungskörper

3 Synchronring

4 Synchronkörper

5 Schaltmuffe

6 Zahnrad

7 Zahnrad

8 Schaltmuffenhälfte

9 Schaltmuffenhälfte

10 Schaltbetätigungsaufnahme

1 1 Mitnahmeelement

12 Federelement

13 Federelement

14 Steg der Schaltbetätigungsaufnahme

15 Nut

16 Nut

17 Verdrängkörper

18 Fase

19 Rille

20 Federblech

21 Federlasche

22 Auswerfverzahnung

23 öffnung

24 Schrägverzahnung am Synchronkörper

25 Innenschrägverzahnung der Schaltbetätigungsaufnahme

26 Steg der Schaltbetätigungsaufnahme

27 Klaue

28 Kugel

Sicherungsring

Nut

Nut

Lasche

Blech

Federlasche

Kippstein

Nut

Mitnehmer

Nut

Fase

Schwenkkörper

Mitnehmer

Nut