Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer hydraulisch oder elektrisch bedienbaren Schaltmuffe, einem Lamellenpaket, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, die um eine Rotationsachse drehbar gelagert sind, einem ersten Rampenelement und einem zweiten Rampenelement, sowie ein Verfahren zum Schalten eines solchen Schaltgetriebes.

Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen dazu, eine schaltbare Kopplung einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung bereitzustellen. In der Praxis sind vor allem zwei Konzepte relevant: reibschlüssige Kupplungen sowie formschlüssige Kupplungen. Reibschlüssige Kupplungen, wie Lamellenkupplungen, weisen Reibbeläge auf, die zum angleichen der Drehzahlen von Antriebswelle und Abtriebswelle sowie zur Drehmomentübertragung aufeinander gepresst werden. Reibschlüssige Kupplungen haben den Vorteil, dass die auch unter Last geschalten werden können. Um große Drehmomente im Gleichlauf sicher zu übertragen, sind jedoch konstant hohe Anpresskräfte erforderlich. Formschlüssige Kupplungen, wie Klauenkupplungen, auf der anderen Seite haben Rastelemente, beispielsweise sogenannte Klauen, die formschlüssig ineinandergreifen und auf diese Weise auch hohe Drehmomente übertragen können, ohne dass es hierzu erforderlich ist, die Klauen mit einer großen axialen Kraft zu beaufschlagen. Der Nachteil der formschlüssigen Kupplungen ist aber, dass sie nicht lastschaltfähig sind, d.h. während des Schaltvorgangs können keine Drehmomente übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgetriebe bereitzustellen, das sowohl lastschaltfähig ist als auch energieeffizient im Gleichlauf betrieben werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, mit einer hydraulisch oder elektrisch bedienbaren Schaltmuffe, einem Lamellenpaket, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, die um eine Rotationsachse drehbar gelagert sind, einem ersten Rampenelement und einem zweiten Rampenelement, wobei die Schaltmuffe eine Schaltmuffenklaue und die Abtriebswelle eine gegenüberliegend angeordnete Abtriebsklaue aufweist, wobei die Schaltmuffe aus einer Ausgangsposition in eine erste Position, in der die Schaltmuffe eine Axialkraft mittels des ersten Rampenelements und des zweiten Rampenelements auf das Lamellenpaket zur Synchronisierung der Lamellen überträgt, sowie in eine zweite Position verstellbar ist, in der die Schaltmuffenklaue mit der Abtriebsklaue formschlüssig in Rotationsrichtung verbunden ist und damit Antriebswelle und Abtriebswelle formschlüssig gekoppelt sind. Das Lamellenpaket hat eine offene Stellung, in der die Lamellen im Wesentlichen nicht reibschlüssig miteinander verbunden sind, sowie eine geschlossene Stellung, in der die Lamellen aneinander anliegen. Im Sinne der Erfindung ist die Ausgangsposition eine Position, in der das Schaltgetriebe nicht drehmomentübertragend geschaltet ist, d.h. der Gang nicht eingelegt ist. Die erste Position stellt einen Bereich dar. Daher gibt es insbesondere mehrere Stellungen des Schaltgetriebes, die als erste Position zählen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes ist, dass mittels des Lamellenpakets die Drehzahl der Antriebswelle und der Abtriebswelle analog zu einer Lamellenkupplung unter Last angepasst werden kann. Indem im Anschluss der Drehzahlanpassung die Schaltmuffenklaue mit der Abtriebsklaue eine formschlüssige, drehmomentübertragende Verbindung der Antriebswelle und der Abtriebswelle herstellt, sind keine hohen Anpresskräfte erforderlich, um die Verbindung geschlossen zu halten, wodurch der Energieverbrauch verringert werden kann. Somit vereint das Schaltgetriebe in sich den Vorteil der Lastschaltfähigkeit einer Lamellenkupplung mit dem Vorteil einer Klauenkupplung, auch große Drehmomente energieeffizient übertragen zu können.

Das Schaltgetriebe kann derart gestaltet sein, dass das erste und/oder zweite Rampenelement in der zweiten Position keine Axialkraft auf die Schaltmuffe ausübt. Dies kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, indem die Schaltmuffe beim Verstellen aus der ersten Position in die zweite Position das erste Rampenelement vollständig aus dem Verstellweg der Schaltmuffe verdrängt und das erste Rampenelement damit überfährt. Hierdurch wird die Kraft verringert, die erforderlich ist, um die formschlüssige, drehmomentübertragende Verbindung der Antriebswelle und der Abtriebswelle geschlossen zu halten. Das Lamellenpaket ist vorzugsweise derart mit der Antriebswelle und der Abtriebswelle gekoppelt, dass das Lamellenpaket bei Betätigung mit einer Axialkraft die Antriebswelle und die Abtriebswelle drehmomentübertragend koppelt und drehzahlsynchronisiert. Auf diese Weise sind die Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch eine axiale Kraft unter Last angleichbar.

In einer Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position kann die Axialkraft auf das Lamellenpaket maximal sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass die maximale Axialkraft zumindest abschnittsweise auf das Lamellenpaket wirkt, bevor das Schaltgetriebe in die zweite Position verstellt wird. Die Zwischenposition kann insbesondere direkt an den Bereich der ersten Position anschließen, wodurch ein lückenloser Übergang von der ersten Position in die Zwischenposition gewährleistet ist.

Es ist von Vorteil, wenn das erste Rampenelement radial verstellbar gelagert ist, insbesondere wobei das erste Rampenelement in der ersten Position radial näher an der Rotationsachse angeordnet ist als in der Ausgangsposition und wobei das erste Rampenelement in der ersten Position als Anschlag für die Schaltmuffe dient und deren Axialverschieben in die zweite Position verhindert. Durch den Anschlag ist gewährleistet, dass das erste Rampenelement erst zur Rotationsachse hin ausgelenkt wird, bevor die Schaltmuffe in die zweite Position verstellt werden kann. Das erste Rampenelement stellt nur in einem bestimmten Bereich einen Anschlag für die Schaltmuffe bereit. Vorzugsweise endet dieser Bereich in der Zwischenposition, sodass der Anschlag entfällt, sobald eine maximale Kraft auf das Lamellenpaket wirkt. Ferner kann das erste Rampenelement bereits in der Ausgangsposition als Anschlag für die Schaltmuffe dienen.

Vorzugsweise sind das erste und zweite Rampenelement derart gekoppelt, dass ein radiales Verstellen des ersten Rampenelements zu einem insbesondere gleichzeitigen axialen Verstellen des zweiten Rampenelements führt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Rampenelement ein erstes Rückstellelement auf, das das erste Rampenelement radial von der Rotationsachse weg, in die Ausgangsposition beaufschlagt. Somit ist sichergestellt, dass das erste Rampenelement in die Ausgangsposition zurückkehrt, wenn die Kraft zum Verstellen des ersten Rampenelements geringer ist als die Rückstellkraft des ersten Rückstellelements bzw. diese vollständig entfällt. Das zweite Rampenelement kann axial verstellbar gelagert sein, insbesondere wobei das zweite Rampenelement in der ersten Position axial am Lamellenpaket anliegt. Auf diese Weise ist das zweite Rampenelement axial zuschaltbar, um das Lamellenpaket mit einer Axialkraft zu betätigen. Das zweite Rampenelement kann ferner in der Zwischenposition und/oder in der zweiten Position axial am Lamellenpaket anliegen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Rampenelement ein zweites Rückstellelement auf, das das zweite Rampenelement axial von dem Lamellenpaket weg, in die Ausgangsposition beaufschlagt. Dies gewährleistet, dass das zweite Rampenelement in die Ausgangsposition zurückkehrt, wenn die Kraft zum Verstellen des zweiten Rampenelements geringer ist als die Rückstellkraft des zweiten Rückstellelements bzw. diese vollständig entfällt. Auf diese Weise wird das Lamellenpaket in der Ausgangsposition entlastet und Schleppmomente werden reduziert.

Bevorzugt weist das Schaltgetriebe ein drittes Rückstellelement auf, das das Lamellenpaket axial in Richtung des zweiten Rampenelements beaufschlagt. Das dritte Rückstellelement stellt eine definierte Axialsteifigkeit für Lamellenpaket bereit. Ferner kann das dritte Rückstellelement das Lamellenpaket in die offene Stellung beaufschlagen, um Schleppmomente bei Betätigungskraftfreiheit zu reduzieren.

Es ist von Vorteil, wenn die Schaltmuffe auf der Antriebswelle axial verschiebbar gelagert ist, insbesondere wobei die Schaltmuffe mit dem ersten und zweiten Rampenelement derart gekoppelt ist, dass ein Verschieben der Schaltmuffe in die erste Position zu einer Verschiebung des ersten sowie zweiten Rampenelements in die erste Position führt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein axiales Verstellen der Schaltmuffe in die erste Position insbesondere gleichzeitig dazu führt, dass der Anschlag in Form des ersten Rampenelements verschoben wird, sowie dass das zweite Rampenelement eine Axialkraft auf das Lamellenpaket überträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schaltgetriebe einen axialen Anschlag auf, an dem die Schaltmuffe in der zweiten Position anliegt und der insbesondere ein viertes Rückstellelement aufweist, das die Schaltmuffe axial in die Ausgangsposition beaufschlagt. Durch den axialen Anschlag kann die Schaltmuffe mit geringem Kraftaufwand und ohne aufwändige Positionsregelung in der zweiten Position gehalten werden. Das vierte Rückstellelement gewährleistet, dass die Schaltmuffe bei Betätigungskraftfreiheit in die Ausgangsposition ausgelenkt wird, wodurch die Funktionssicherheit des Schaltgetriebes sichergestellt ist.

Die Schaltmuffenklaue und/oder die Abtriebsklaue kann eine Klauenverzahnung, insbesondere Schiebeverzahnung, aufweisen. Hierdurch kann eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen der Schaltmuffenklaue und der Abtriebsklaue hergestellt werden, indem die Schaltmuffenklaue und die Abtriebsklaue in axialer Richtung, insbesondere koaxial, ineinander verschoben werden.

Vorzugsweise ist das Schaltgetriebe derart gestaltet, dass ein Verschieben der Schaltmuffe in die zweite Position im Wesentlich nur bei Gleichlauf der Antriebswelle und der Abtriebswelle möglich ist. Dies stellt sicher, dass die Schaltmuffenklaue nur dann in die Abtriebsklaue eingreifen kann, wenn die Drehzahldifferenz der Antriebswelle und der Abtriebswelle im Wesentlichen Null beträgt, und verhindert somit, dass das Schaltgetriebe beim Herstellen der formschlüssigen Verbindung beschädigt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Schaltmuffe auf ihrer radialen Innenseite eine Rampenfläche, die mit einer Rampenfläche des ersten Rampenelements in Kontakt treten kann, und/oder das erste Rampenelement hat auf seiner radialen Innenseite eine Rampenfläche, die mit einer Rampenfläche des zweiten Rampenelements in Kontakt treten kann. Die Rampenflächen haben den Vorteil, dass sie sowohl eine axiale als auch eine radiale Komponenten aufweisen, wodurch axiale und radiale Kräfte in einander umgewandelt werden können. Somit kann ein axiales Verstellen der Schaltmuffe mittels der Rampenfläche der Schaltmuffe und der Rampenfläche des ersten Rampenelements in ein radiales Verstellen des ersten Rampenelements umgewandelt werden. Ferner kann ein radiales Verstellen des ersten Rampenelements mittels der Rampenflächen am ersten und am zweiten Rampenelement zu einem axialen Verstellen des zweiten Rampenelements führen.

Das zweite Rampenelement kann so ausgebildet sein, dass es bei Axialverschiebung gegen das Lamellenpaket drückt, um es in die geschlossene Stellung zu bringen. Auf diese Weise kann das zweite Rampenelement, insbesondere wenn sich die Schaltmuffe in der ersten Position und/oder der Zwischenposition und/oder der zweiten Position befindet, das Lamellenpaket schließen, um die Antriebswelle mit der Abtriebswelle zu synchronisieren. Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch ein Verfahren zum Schalten eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes, mit den folgenden Schritten vorgesehen: a) Angleichen der Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, indem durch axiales Verschieben der Schaltmuffe in die erste Position das erste und das zweite Rampenelement in die erste Position verstellt werden, und b) Verstellen der Schaltmuffe bei Gleichlauf der Antriebswelle und der Abtriebswelle in die zweite Position, in der die Schaltmuffenklaue mit der Abtriebsklaue formschlüssig in Rotationsrichtung verbunden ist.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. In der einzigen Zeichnung zeigt:

- Figur 1 in einer schematischen Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe.

In Figur 1 ist in einer Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe 10 in der Ausgangsposition gezeigt. Jedes Bauteil des Schaltgetriebes 10 kann ringförmig gestaltet sein und ist bevorzugt zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch.

Das Schaltgetriebe 10 umfasst eine Antriebswelle 12 und eine Abtriebswelle 14, die um eine gemeinsame Rotationsachse R drehbar gelagert sind. Das Schaltgetriebe 10 umfasst ferner eine Schaltmuffe 16, ein erstes Rampenelement 18 und ein zweites Rampenelement 20, ein Lamellenpaket 22 sowie einen inneren Getriebering 24 und einen äußeren Getriebering 26. Das erste Rampenelement 18 läuft umfangsmäßig nicht geschlossen um die Rotationsachse R um, sondern ist ein umfangssegmentartiges Teil. Insbesondere sind am Umfang des zweiten Rampenelements 20 mehrere voneinander beabstandete erste Rampenelemente 18 angeordnet. Das zweite Rampenelement 20 ist hingegen ein Ring.

Der innere Getriebering 24 ist drehfest sowie axial unverschieblich mit der Antriebswelle 12 verbunden. Der äußere Getriebering 26 ist drehfest sowie axial unverschieblich mit der Abtriebswelle 14 verbunden.

Der innere Getriebering 24 ist in radialer Richtung näher an der Rotationsachse R angeordnet als der äußere Getriebering 26. Das Lamellenpaket 22 ist in radialer Richtung zwischen dem inneren Getriebering 24 und dem äußeren Getriebering 26 angeordnet und verbindet den inneren Getriebering 24 mit dem äußeren Getriebering 26.

Das Lamellenpaket 22 umfasst einen ersten Lamellenträger 28, mehrere erste Lamellen 30, die drehfest sowie axial verschieblich mit dem ersten Lamellenträger 28 verbunden sind, einen zweiten Lamellenträger 32, der relativ zum ersten Lamellenträger 28 axial verschieblich ist, mehrere zweite Lamellen 34, die drehfest sowie axial verschieblich mit dem zweiten Lamellenträger 32 verbunden sind und eine Lamellenkupplung mit den ersten Lamellen 30 bilden. Der erste Lamellenträger 28 ist am inneren Getriebering 24 befestigt oder Teil desselben und der zweite Lamellenträger 32 ist am äußeren Getriebering 26 befestigt oder Teil desselben. Auf diese Weise können die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 mittels des Lamellenpakets 22 drehmomentübertragend gekoppelt werden.

Die Schaltmuffe 16 ist eine elektrisch oder hydraulisch bedienbare Schaltmuffe.

Über einen Schaltmuffenträger 36 ist die Schaltmuffe 16 mit der Antriebswelle 12 drehfest verbunden sowie axial verschieblich zu dieser gelagert.

Die Schaltmuffe 16 hat einen Abschnitt 38, der in axialer Richtung gegenüber dem äußeren Getriebering 26 angeordnet ist. Der Abschnitt 38 ist in radialer Richtung weiter von der Rotationsachse R entfernt als der innere Getriebering 24, wobei ein Lagerabschnitt 40 des inneren Getrieberings 24 zumindest abschnittsweise in radialer Richtung zwischen dem Abschnitt 38 und der Antriebswelle 12 angeordnet ist.

Das erste Rampenelement 18 ist in radialer Richtung zwischen dem Abschnitt 38 und dem inneren Getriebering 24 angeordnet und radial verstellbar sowie axial unverschieblich am Lagerabschnitt 40 gelagert. In der Ausgangsposition ist das erste Rampenelement 18 zumindest abschnittsweise in axialer Richtung zwischen der Schaltmuffe 16 und dem äußeren Getriebering 26 angeordnet, wodurch das erste Rampenelement 18 einen Anschlag in axialer Richtung für die Schaltmuffe 16 bildet. Ein erstes Rückstellelement 42 ist in radialer Richtung zwischen dem Lagerabschnitt 40 und dem ersten Rampenelement 18 angeordnet und beaufschlagt das erste Rampenelement 18 radial von der Rotationsachse R weg in die Ausgangsposition.

Das zweite Rampenelement 20 ist axial verschieblich am Lagerabschnitt 40 gelagert. In der Ausgangsposition ist das zweite Rampenelement 20 in radialer Richtung zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten Rampenelement 18 und dem inneren Getriebering 24 angeordnet, wodurch das zweite Rampenelement 20 einen Anschlag in radialer Richtung für das erste Rampenelement 18 bildet.

Ein zweites Rückstellelement 44 ist in axialer Richtung zwischen dem Lamellenpaket 22 und dem zweiten Rampenelement 20, genauer zwischen einem Absatz des Lagerabschnitts 40 und dem zweiten Rampenelement 20 angeordnet und beaufschlagt das zweite Rampenelement 20 axial vom Lamellenpaket 22 weg in die Ausgangsposition.

Das zweite Rampenelement 20 hat einen Betätigungsabschnitt 46 mit einem axialen Ende 48, das in axialer Richtung gegenüber dem Lamellenpaket 22 angeordnet ist.

Die Schaltmuffe 16 weist an ihrer radialen Innenseite eine erste Rampenfläche 50 auf, die in axialer Richtung zumindest abschnittsweise dem äußeren Getriebering 26 gegenüber liegt sowie zwischen dem Abschnitt 38 und dem Schaltmuffenträger 36 vorgesehen ist.

Das erste Rampenelement 18 hat an seiner radialen Außenseite eine zweite Rampenfläche 52, die zumindest abschnittsweise in axialer Richtung gegenüber der ersten Rampenfläche 50 angeordnet und gleich zur Rampenfläche 50 geneigt ist. Auf seiner radialen Innenseite hat das erste Rampenelement 18 ferner eine dritte Rampenfläche 54 die in axialer Richtung zumindest abschnittsweise dem äußeren Getriebering 26 gegenüber liegt.

Das zweite Rampenelement 20 hat an seiner radialen Außenseite eine vierte Rampenfläche 56, die zumindest abschnittswiese in radialer Richtung gegenüber der dritten Rampenfläche 54 angeordnet und gleich zu dieser geneigt ist.

Die vierte Rampenfläche 56 ist axial entgegengesetzt zum axialen Ende 48 des Betätigungsabschnitts 46 angeordnet.

Die Rampenflächen 50, 52, 54, 56 sind Konen und weisen einen Winkel α von 135° gegenüber der Rotationsachse R auf. Alternativ kann der Winkel α zwischen 90° und 180° betragen. Bevorzugt beträgt der Winkel α zwischen 120° und 150°, um axiale Kräfte in etwa gleich große radiale Kräfte umwandeln zu können und umgekehrt. Die Rampenflächen 50, 52, 54, 56 können in einer alternativen Ausführungsform voneinander abweichende Winkel α aufweisen.

Die erste Rampenfläche 50 kann in der Ausgangsposition an der zweiten Rampenfläche 52 und die dritte Rampenfläche 54 kann an der vierten Rampenfläche 56 anliegen oder leicht beabstandet sein.

Über die Rampenflächen 50, 52, 54, 56 sind die Schaltmuffe 16, das erste Rampenelement 18 und das zweite Rampenelement 20 derart gekoppelt, dass ein axiales Verschieben der Schaltmuffe 16 in Richtung des äußeren Getrieberings 26 zu einer axialen Verschiebung des zweiten Rampenelements 20 führt. Hierdurch beaufschlagt das axiale Ende 48 des zweiten Rampenelements 20 das Lamellenpaket 22 mit einer Axialkraft F, die zu einem Schließen des Lamellenpakets 22 und damit zu einer Synchronisierung der Antriebswelle 12 mit der Abtriebswelle 14 führt.

Entgegengesetzt zum Betätigungsabschnitt 46 ist am Lamellenpaket 22 ein drittes Rückstellelement 58 angeordnet, das das Lamellenpaket 22 axial in Richtung des zweiten Rampenelements 20 beaufschlagt und eine definierte Axialsteifigkeit für das Lamellenpaket 22 bereitstellt.

Das dritte Rückstellelement 58 beaufschlagt das Lamellenpaket 22 in die geöffnete Stellung, sodass das Lamellenpaket 22 ohne angreifende Axialkraft F öffnet, wodurch Schleppmomente reduziert werden.

Die Schaltmuffe 16 hat am axialen Ende des Abschnitts 38, das dem äußeren Getriebering 26 zugewandt ist, eine Schaltmuffenklaue 60. Axial gegenüberliegend zur Schaltmuffenklaue 60 weist der äußere Getriebering 26 eine Abtriebsklaue 62 auf, in die die Schaltmuffenklaue 60 eingreifen kann, wenn die Schaltmuffe 16 aus der Ausgangsposition axial in Richtung des äußeren Getrieberings 26 verschoben wird. Wenn die Schaltmuffenklaue 60 im Eingriff mit der Abtriebsklaue 62 ist, sind die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 formschlüssig in Rotationsrichtung verbunden, wodurch große Drehmomente energieeffizient übertragen werden können.

Die Schaltmuffenklaue 60 und die Abtriebsklaue 62 haben eine Klauenverzahnung beispielsweise in Form einer Schiebeverzahnung. Die Schaltmuffe 16 umfasst an ihrer radialen Außenseite einen Schaltmuffenanschlag 64, der radial absteht und an einem axialen Anschlag 66 anliegt, wenn die Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 im Eingriff ist.

Der axiale Anschlag 66 weist ein viertes Rückstellelement 68 auf, das die Schaltmuffe 16 in die Ausgangsposition beaufschlagt und auf diese Weise die Funktionssicherheit des Schaltgetriebes 10 gewährleistet.

Zumindest ein Teil der Rückstellelemente 42, 44, 58, 68 können Federelemente sein.

Das Schaltgetriebe 10 ist aus der gezeigten Ausgangsposition in eine erste Position verstellbar, in der die Schaltmuffe 16 im Vergleich zur Ausgangsposition axial in Richtung der Abtriebswelle 14 verschoben ist, wobei jedoch die Schaltmuffenklaue 60 und die Abtriebsklaue 62 nicht im Eingriff sind. Dadurch, dass die Schaltmuffe 16 mit dem ersten Rampenelement 18 in axialer Richtung und das erste Rampenelement 18 mit dem zweiten Rampenelement 20 in radialer Richtung überlappend angeordnet sind, bildet in der ersten Position das erste Rampenelement 18 einen axialen Anschlag für die Schaltmuffe 16 und das zweite Rampenelement 20 einen radialen Anschlag für das erste Rampenelement 18. Durch die Rampenflächen 50, 52, 54, 56 sowie die Lagerung der Rampenelemente 18, 20 sind die Schaltmuffe 16 und die Rampenelemente 18, 20 derart miteinander gekoppelt, dass eine axiale Verschiebung der Schaltmuffe 16 zu einer radialen Verschiebung des ersten Rampenelements 18 und eine radiale Verschiebung des ersten Rampenelements 18 zu einer axialen Verschiebung des zweiten Rampenelements 20 führt. Hierdurch ist in der ersten Position das erste Rampenelement 18 in radialer Richtung näher an der Rotationsachse R angeordnet und das zweite Rampenelement 20 liegt in der ersten Position am Lamellenpaket 22 an. Auf diese Weise wird in der ersten Position von der Schaltmuffe 16 über die Rampenelemente 18, 20 die Axialkraft F auf das Lamellenpaket 22 übertragen, die zur Synchronisierung der Lamellen 30, 34 führt.

Die Schaltmuffe 16 ist aus der ersten Position in eine zweite Position verstellbar, in der die Schaltmuffe 16 im Vergleich zur ersten Position axial weiter in Richtung der Abtriebswelle 14 verschoben ist und die Schaltmuffenklaue 60 und die Abtriebsklaue 62 formschlüssig im Eingriff sind. In der zweiten Position ist somit die Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 formschlüssig in Umfangsrichtung verbunden und damit die Antriebswelle 12 mit der Abtriebswelle 14 formschlüssig drehmomentübertragend gekoppelt.

Die Schaltmuffe 16 kann nicht direkt aus der Ausgangsposition in die zweite Position verstellt werden, d.h. ein Verstellen der Schaltmuffe 16 in die zweite Position ist nur über die erste Position möglich. Indem das erste Rampenelement 18 in der ersten Position einen Anschlag für die Schaltmuffe 16 bildet, ist sichergestellt, dass das Verstellen der Schaltmuffe 16 in die zweite Position zuvor automatisch zum Schließen des Lamellenpakets 22 und damit zu einer Drehzahlanpassung von Antriebswelle 12 und Abtriebswelle 14 führt.

In der zweiten Position liegt die Schaltmuffe 16 mit dem Schaltmuffenanschlag 64 am axialen Anschlag 66 an.

In einer Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Position ist die Axialkraft F, die vom zweiten Rampenelement 20 auf das Lamellenpaket 22 aufgebracht wird, maximal. Alternativ oder zusätzlich kann die maximale Axialkraft F in der ersten Position wirken.

In der zweiten Position wird das Lamellenpaket 22 weiter vom zweiten Rampenelement 20 mit der Axialkraft F beaufschlagt und geschlossen gehalten. Alternativ kann, nachdem die Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 formschlüssig verbunden ist, keine Axialkraft F auf das Lamellenpaket 22 wirken, wodurch sich das Lamellenpaket 22 in der offenen Stellung befindet.

In der zweiten Position kann die maximale Axialkraft F auf das Lamellenpaket 22 wirken.

Die Schaltmuffe 16 ist derart mit dem ersten Rampenelement 18 gekoppelt, dass das erste Rampenelement 18 beim axialen Verschieben der Schaltmuffe 16 soweit verstellt wird, dass ab einer vorbestimmten Position das erste Rampenelement 18 keinen Anschlag mehr für die Schaltmuffe 16 bildet und die Schaltmuffe 16 in die zweite Position verstellbar ist. Diese vorbestimmte Position ist vorzugsweise die Zwischenposition.

Das Schaltgetriebe 10 kann eine axiale Sperrstellung aufweisen, die das Verschieben der Schaltmuffe 16 in die zweite Position im Wesentlich nur bei Gleichlauf der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 zulässt. Um das Schaltgetriebe 10 aus der geöffneten Ausgangsposition in die geschlossene zweite Position zu schalten, in der die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 formschlüssig drehmomentübertragend gekoppelt sind, werden die folgenden Schritte durchgeführt:

In einem ersten Schritt wird die Schaltmuffe 16 axial in eine erste Position in Richtung Abtriebswelle 14 verschoben. Dadurch, dass das erste Rampenelement 18 sich im Verschiebeweg der Schaltmuffe 16 befindet und so einen axialen Anschlag bildet, wird das erste Rampenelement 18 hierbei durch die Rampenflächen 50, 52 radial ebenfalls in die erste Position verstellt. Indem das erste Rampenelement 18 mit dem zweiten Rampenelement 20 über die Rampenflächen 54, 56 gekoppelt ist, wird auch das zweite Rampenelement 20 in die erste Position verstellt, in der es am Lamellenpaket 22 anliegt und dieses mit einer Axialkraft F beaufschlagt. Die Axialkraft F führt zum Schließen des Lamellenpakets 22, wodurch die Drehzahlen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 aneinander angepasst werden.

In einem nachfolgenden zweiten Schritt wird die Schaltmuffe 16 weiter in Richtung Abtriebswelle 14 verschoben, bis sie die Zwischenposition erreicht, in der die auf das Lamellenpaket 22 wirkende Axialkraft F maximal ist.

Durch die Rampenflächen 50, 52 nimmt die Axialkraft F, insbesondere linear, zu, wenn die Schaltmuffe 16 aus der Ausgangsposition über die erste Position in die Zwischenposition verstellt wird.

Sobald die der Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 synchronisiert sind, wird anschließend in einem dritten Schritt die Schaltmuffe 16 in die zweite Position verstellt, in der die Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 formschlüssig in Rotationsrichtung verbunden ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schaltmuffenklaue 60 und die Abtriebsklaue 62 sich automatisch aus einer axialen Sperrstellung in die zweite Position verstellen, wenn die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 in Gleichlauf sind.

Um das Schaltgetriebe 10 aus der geschlossenen zweite Position in die geöffnete Ausgangsposition zu schalten, werden die folgenden Schritte durchgeführt: In einem ersten Schritt wird die Schaltmuffe 16 axial von der Abtriebswelle 14 weg aus der zweiten Position in die Zwischenstellung verschoben. Hierbei öffnet die formschlüssige Verbindung der Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 und es wirkt eine maximale Axialkraft F auf das Lamellenpaket 22.

In einem nachfolgenden zweiten Schritt wird die Schaltmuffe 16 axial von der Abtriebswelle 14 weg über die erste Position in die Ausgangsposition verschoben. Die Rampenflächen 50, 52 führen beim Verschieben der Schaltmuffe 16 dazu, dass das erste Rampenelement 18 radial und das zweite Rampenelement 20 axial aus der ersten Position in die Ausgangsposition verstellt werden. Die auf das Lamellenpaket 22 wirkende Axialkraft F nimmt dabei, insbesondere linear, ab und führt schließlich zum Öffnen des Lamellenpakets 22, wodurch die Drehzahlen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 nicht länger synchronisiert werden.

Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe 10 hat den Vorteil, dass es durch das Lamellenpaket 22 lastschaltfähig ist und durch die formschlüssige Kupplung der Schaltmuffenklaue 60 mit der Abtriebsklaue 62 große Drehmomente übertragen kann. Ferner sind höchstens geringe Kräfte erforderlich, um die Klauen 60, 62 im Eingriff zu halten, da die Schaltmuffe 16 am axialen Anschlag 66 anliegen kann. Somit kann das Schaltgetriebe 10 sehr energieeffizient im Gleichlauf betrieben werden. Weiter ist vorteilhaft, dass das erfindungsgemäße Schaltgetriebe 10 ohne Unterbrechung der Drehmomentübertragung schaltbar ist, indem das Lamellenpaket 22 zumindest solange geschlossen bleibt, bis die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 über die Klauen 60, 62 formschlüssig drehmomentübertragend gekoppelt sind. Auch beim Öffnen des Schaltgetriebes 10, bei dem die Schaltmuffe 16 aus der zweiten Position über die Zwischenposition und die erste Position in die Ausgangsposition verstellt wird, wirkt eine Axialkraft F in der Zwischenposition und in der ersten Position auf das Lamellenpaket 22, wodurch die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 14 in diesen Postionen drehmomentübertragend gekoppelt sind.