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Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Kupplung mit zwei Zähne aufweisenden Kupplungsteilen, wovon ein erster Kupplungsteil mit einem Antriebselement drehfest verbunden und durch einen Aktuator achsial verschiebbar ist, und wobei ein zweiter Kupplungsteil mit einer Welle drehfest verbunden ist. Dabei sind die Begriffe Welle und Zähne im weitesten Sinn zu verstehen. Das Antriebselement ist ein rotierender Teil, der bei gelöster Kupplung mit der Welle nicht verbunden ist, also mit einer anderen Drehzahl rotieren kann.
Eine aus der FR 23 11 961 bekannte gattungsgemässe formschlüssige Kupplung ist für den Einsatz als Zuschaltkupplung im Antriebsstrang von schweren Kraftfahrzeugen, insbesondere Allradfahrzeugen gedacht. Soll eine solche Kupplung unter Last ausgerückt werden, so ist bei der achsialen Ausrückbewegung die Reibung zwischen den Zähnen der beiden Kupplungsteile zu überwinden. Das erfordert starke und aufwändige Aktuatoren, die massebedingt auch zu langsam arbeiten. Das erzeugt weitere Verspannungen im Antriebsstrang. Bei schweren Fahrzeugen sind die Aktuatoren meist Hydraulik- oder Pneumatikzylinder. Wenn die Kupplung unter Last ausgerückt wird, löst sich die Verspannung im Antriebstrang
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ruckartig. Das ist akustisch und als Schaltruck wahrnehmbar und sehr störend.
Weiters ist in der DE 41 13 128 C2 eine Sperrkupplung für eine Differen- tialsperre oder als Zuschaltkupplung im Antriebsstrang von Kraftfahrzeu- gen beschrieben. Diese Kupplung wird durch den Aktuator eingerückt, durch die Reibung zwischen den Zähnen der beiden Kupplungsteile bei ausreichend hohem übertragenem Moment in Eingriff gehalten, und bei
Absinken des Momentes unter einen bestimmten Wert durch die Kraft einer Feder wieder ausgerückt. Es hat sich aber gezeigt, dass das Ausrücken durch die Kraft der Feder nicht immer zuverlässig und schnell genug erfolgt.
Der geringe Raumbedarf für ein bestimmtes Drehmoment ist ein grosser Vorteil formschlüssiger Kupplungen. Fahrzeuge mit einer elektronischen Bremsen- oder Schlupfsteuerung erfordern in bestimmten fahrdynamischen Situationen aber ein sofortiges Ausrücken der Kupplung. Das ist mit den bekannten formschlüssigen Kupplungen nicht gewährleistet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, gattungsgemässe formschlüssige Kupplungen so weiterzuentwickeln, dass sie auch mit sehr kleinen Schaltkräften schnell und zuverlässig ausgerückt werden können.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass der erste Kupplungsteil erste Mitnehmer hat, und ein achsial verschiebbarer Ausrücker vorgesehen ist, welcher Ausrücker zweite mit dem ersten Mitnehmer in Eingriff bringbare Mitnehmer hat und mit einem gehäusefesten Ringteil zusammenwirkt, wobei der gehäusefeste Ringteil und/oder der Ausrücker eine Kulisse haben, die bei Verdrehung des Ausrückers gegenüber dem Ringteil
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ersterem gegen die Kraft einer ersten Feder eine achsiale Bewegung auf- zwingt, die die Zähne des ersten und des zweiten Kupplungsteiles ausser
Eingriff bringt.
Der bei geschlossener Kupplung stillstehende Ausrücker wird in achsialer
Richtung verschoben, bis die beiden Mitnehmer zur Anlage kommen. Da- durch wird der Ausrücker in Drehung versetzt und so durch die gehäuse- feste und somit nicht rotierende Kulisse verschoben, wobei er den ver- schiebbaren Kupplungsteil ausser Eingriff schiebt. Das anfängliche Ver- schieben des Ausrückers erfordert fast keine Kraft. Wenn die beiden Mitnehmer zur Anlage kommen, wird die Kraft für das Ausrücken von dem im Antriebsstrang sowieso vorhandenen Moment ausgeübt. Einmal ausgelöst, was fast keine Kraft erfordert, ist der Ausrückvorgang sozusagen selbstverstärkend. Die Ansprechzeit ist dabei sehr kurz, sie kann durch Vervielfältigung der Mitnehmer weiter verkürzt werden.
Die formschlüssige Kupplung kann im Rahmen der Erfindung sowohl eine Stirnklauenkupplung (Anspruch 2) als auch eine Muffenkupplung sein (Anspruch 3), bei der der erste Kupplungsteil die verschiebbare Kupplungsmuffe ist. Durch Gestaltung der Kulisse kann Hub und Vorschubgeschwindigkeit den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann zur Dämpfung des Ausrückstosses der Ausrücker in seinem Inneren eine erste Reibfläche haben, und ein Bremsring mit einer zweiten Reibfläche drehfest mit dem zweiten Kupplungsteil verbunden sein, wobei der zweite Kupplungsteil auf seiner Welle nicht verschiebbar ist und ist zwischen dem Bremsring und dem zweiten Kupplungsteil eine zweite Feder vorgesehen, die in Richtung zur ersten Reibfläche hin auf den Bremsring drückt (Anspruch 4). Sobald die Kupp-
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lung ausgerückt ist, wird durch Reibschluss zwischen dem Ausrücker und dem mit dem zweiten Kupplungsteil verbundenen Bremsring der zweite
Kupplungsteil abgebremst. Damit wird der sonst beim Auskuppeln entste- hende Ruck bedämpft. Diese Dämpfung wirkt auch beim Wiederein- rücken.
In einer Weiterentwicklung ist die am gehäusefesten Teil und/oder am
Ausrücker vorgesehene Kulisse ein rundum geschlossener stetiger
Kurvenzug mit einem in achsialer Richtung zunehmendem und einem abnehmendem Ast (Anspruch 5). Das hat die Wirkung, dass der Aus- rücker wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann. Wenn ein
Bremsring zur Dämpfung vorgesehen ist, so hilft die Bremsfeder dabei und es wird mit der Rückkehr in die Ausgangsstellung auch dessen Bremswirkung beendet. Besonders vorteilhaft ist das für den Kupplungstyp, bei dem auf den ersten Kupplungsteil die Kraft einer ersten Feder im Ausrücksinn wirkt. Beides ist bei der Wahl des Flankenwinkels der Kupplungszähne zu berücksichtigen.
Ein sperrbares Differential für ein Kraftfahrzeug mit einer formschlüs- sigen Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Differential aus einem Planetenträger mit Planetenrädern und zwei Sonnenrädern besteht, welche mit je einer Antriebswelle des Fahrzeuges antriebsverbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Kupplungsteil mit dem Planetenträger und der zweite Kupplungsteil mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist (Anspruch 6). So ist die Kupplung bei geringstem Raumbedarf mit einem Achsdifferential oder sogar mit einem Zentraldifferential vereinigt. Weil der erste Kupplungsteil an den Planetenträger anschliesst, ist keine Hohlwelle mit ihren Lagerungsproblemen erforderlich.
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Eine besonders vorteilhafte Bauweise ist gegeben, wenn die Planetenräder und die Sonnenräder Kegelräder sind und der Planetenträger ein die Kegelräder umschliessender Differentialkorb ist (Anspruch 7). Der erste Kupplungsteil kann so direkt im Differentialkorb verschiebbar ausgeführt sein und die Aktuatoren sind in dem das Differential und die Kupplung umgebenden festen Gehäuse besonders günstig unterzubringen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar :
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Verbindung mit einem Differential,
Fig. 2 : die Kupplung aus Fig. 1 vergrössert in einer ersten Stellung,
Fig. 3 : die Kupplung aus Fig. 1 vergrössert in einer zweiten Stellung,
Fig. 4 : die Kupplung aus Fig. 1 vergrössert in einer dritten Stellung,
Fig. 5 : einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kupplung,
Fig. 6 : eine Ansicht in Längsrichtung nach VI in Fig. 5,
Fig. 7 : eine Ansicht in Längsrichtung nach VII in Fig. 5.
In Fig. 1 ist das Gehäuse eines sperrbaren Differentiales mit 1 bezeichnet.
Es enthält ein Differential 2 und eine formschlüssige Kupplung 3. Aus dem Differential 2 führen eine erste Welle 4 und eine zweite Welle 5 entweder zu den beiden Rädern einer Achse (nicht dargestellt) oder eine zu einer und die andere zu einer anderen angetriebenen Achse ; dann handelt es sich um ein Zentraldifferential oder Zwischenachsdifferential, sonst um ein Achsdifferential.
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Das Differential 2 ist hier ein Kegelraddifferential, könnte aber auch ein allgemeineres Planetendifferential mit Stirnrädern sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Planetenträger der Differentialkorb 9, sind die
Planetenräder die Ausgleichsräder 11 und die Sonnenräder die Abtriebsräder 12, 13, 12 zur zweiten Welle 5,13 zur ersten Welle 4. Der Differen- tialkorb 9 wird beispielsweise von einem nicht dargestellten Ritzel über ein drehfest mit dem Differentialkorb 9 verbundenes Tellerrad angetrieben.
Die formschlüssige Kupplung 3 besteht aus einem ersten Kupplungsteil
15, der hier mit dem Antriebselement 6 einstückig ist, welches mittels einer Keilverzahnung 7 drehfest, aber in achsialer Richtung verschiebbar mit dem Differentialkorb 9 verbunden ist. Der erste Kupplungsteil 15 hat Zähne oder Klauen 16, welche sich aus einer achsnormalen Ebene in Achsrichtung erheben und ist mittels einer Gabel 17, die in eine entsprechende (nicht dargestellte) Nut eingreift, mittels eines ersten Aktuators 18 einrückbar. Der Aktuator 18 kann von beliebiger Art sein, entweder magnetisch oder pneumatisch, doppelt wirkend oder mit Vorteil einfach wirkend zum Einrücken und mit einer Feder, die die Kupplung bei abfallendem Moment selbsttätig ausrückt (DE 41 13 128 C2).
Ein zweiter Kupplungsteil 20 mit zu den Zähnen 16 passenden Zähnen 21 sitzt fest auf der ersten Welle 4. Auf seiner dem ersten Kupplungsteil 15 abgewandten Seite befindet sich ein Ausrücker 22. Dieser ist glockenförmig ausgebildet, hat einen dem ersten Kupplungsteil zugewandten Rand und ist an seiner geschlossenen Seite auf der ersten Welle 4 gelagert und somit gegenüber dieser verdrehbar. Dieser Ausrücker 22 ist mittels einer zweiten Gabel 23 und eines zweiten Aktuators 24 in achsialer Richtung
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verschiebbar, wie noch näher zu beschreiben. Auf seiner dem ersten Kupplungsteil 15 zugewandten Stimkante hat er mindestens einen zweiten Mitnehmer, der mit einem auf gleichem Radius angeordneten ersten Mitnehmer 28 des ersten Kupplungsteiles 15 fallweise zusammenwirkt.
Es genügt jeweils ein einziger Mitnehmer, vorzugsweise sind es aber zwei oder drei gleichmässig über den Umfang verteilte.
An der Innenseite des Gehäuses 1 ist ein Ringteil fest, also nicht drehbar, angebracht, welcher eine Kulisse 26 hat. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat auch der Ausrücker 22 an seiner dem Ringteil zugewandten Rückseite eine gleiche Kulisse 27. Unter Kulisse ist hier jegliche Form zu verstehen, die bei Relativdrehung zwischen dem Ringteil 25 und dem Ausrücker 22 eine relative achsiale Verschiebung zwischen beiden herbeiführt. Somit würde es genügen, nur einen dieser beiden Bauteile mit einer Kulisse und den anderen mit einem Gleitstein zu versehen.
Aus dieser Anordnung ist zu erkennen, dass die Kupplung 3 in geschlossenem Zustand die Welle 4 mit dem Differentialkorb 9 fest verbindet und somit das Differential sperrt. Fig. 1 zeigt die Kupplung jedoch in gelöstem Zustand, die Zähne 16, 21 greifen nicht ineinander und das Differential 2 kann ungehindert wirken. Die Wirkungsweise der Kupplung wird im folgenden anhand der Fig. 2-4 erläutert.
Fig. 2 zeigt die Kupplung in eingerücktem Zustand. Dieser wird von der Stellung der Fig. 1 ausgehend erreicht, indem der Aktuator 18 den ersten Kupplungsteil 15 in Richtung des Pfeiles 31 nach rechts bewegt. Der zweite Kupplungsteil 20 ist fest mit der Welle 4 verbunden, sodass sich dabei auf der Seite des zweiten Kupplungsteiles 20 nichts ereignet. Soll die Kupplung nun plötzlich ausgerückt werden, so wird der zweite Aktua-
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tor 24 angeregt und über die Gabel 23 der Ausrücker 22 geringfügig nach links bewegt (Teil 30) was keinerlei Kraft erfordert, siehe Fig. 3. Auch der
Verschiebeweg braucht nicht gross zu sein, weil nur der mindestens eine
Mitnehmer 29 in die Bahn des mindestens einen Mitnehmers 28 geraten muss.
In Fig. 3 wird nun der Ausrücker 22, der sich bis jetzt nicht gedreht hat, durch die Berührung der beiden Mitnehmer 28, 29 erfasst und in Drehung versetzt. Diese Drehung relativ zum gehäusefesten Ringteil 25 bewirkt dessen axiale Verschiebung, die in Fig. 3 bereits begonnen hat, man achte auf die beiden Kulissen 26, 27. Bei weiterer Verdrehung wird der Aus- rücker 22 weiter nach links verschoben, wobei seine Mitnehmer 29 bzw. andere entsprechend ausgebildete Organe den ersten Kupplungsteil 15 in
Richtung des Pfeiles 40 nach links stossen, siehe Fig. 4. Die dazu erforder- liche erhebliche Kraft muss nicht vom Aktuator aufgebracht werden, sie wird sozusagen vom übertragenen Moment abgezweigt. Anders gesagt : je grösser das übertragene Moment und damit die Kraft, gegen die die Kupplung auszurücken ist, desto mehr Kraft steht dafür auch zur Verfügung.
In der in Fig. 4 gezeigten Stellung ist das bereits geschehen, die beiden Kulissen stehen mit ihren höchsten Erhebungen gegeneinander. Bei der Bewegung von der Stellung der Fig. 3 in die der Fig. 4 ist aber noch etwas passiert : Auf der Welle 4 ist drehfest aber achsial verschiebbar - dazu die Keilnut 42 - ein Bremsring 41 vorgesehen, der eine konische zweite Reibfläche 44 hat, die mit einer passenden ersten Reibfläche 43 im Inneren des Ausrückers 22 zusammenwirkt. Ein nicht dargestellter Anschlag sorgt dafür, dass die beiden Reibflächen 43, 44 in den anderen Stellungen nicht
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miteinander in Berührung kommen, nur in der Stellung der Fig. 4.
Da- durch wird in dem Moment, in dem durch plötzliches Wegfallen der Dreh- momentverbindung zwischen den Zähnen 16, 21 ein Ruck entsteht, eine
Dämpfungswirkung ausgeübt, die diesen Ruck erheblich mildert. Dank der Feder 45 und den absteigenden Ästen der Kulissen 26, 27 kehrt der
Ausrücker 22 wieder in seine Ausgangsstellung (siehe Fig. 1) zurück.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform. Sie unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass an Stelle der Stimklauen Umfangszähne vorgesehen sind, die mit der Innenverzahnung einer Muffe zusammen wirken. Die Bezugszeichen sind gegenüber denen der ersten Ausführungform um 100 erhöht. Der erste Kupplungsteil ist somit eine Muffe 115 mit Innenzähnen 116, welche mittels einer Schaltgabel 117 auf dem Antriebselement 106 in achsialer Richtung verschiebbar ist, wobei letzteres nach aussen ragende Zähne 107 besitzt, die mit den Zähnen 116 der Muffe 115 zusammenwirken.
Der zweite Kupplungsteil 120 ist eine Kupplungsnabe
120 mit Aussenzähnen 121. Das längs verschiebbare Antriebselement 106 kann, zurückgreifend auf Fig. 1, in dieser Ausführungsform fest mit dem Differentialkorb 9 verbunden bzw. sogar mit diesem einstückig sein. Alles andere ist im wesentlichen gleich, auch die Mitnehmer 128, 129 gleichen denen der Vorhergehenden Ausführungsform.
In Fig. 1 wurde eine mögliche Anwendung der erfindungsgemässen form- schlüssigen Kupplung gezeigt. Sie ist jedoch in den verschiedensten Antrieben, nicht nur für Kraftfahrzeuge, mit ebensoviel Vorteilen verwendbar. Dieser Vorteil ist, dass bei weitgehender Beibehaltung der Raumökonomie einer formschlüssigen Kupplung, die Kupplung auch unter Moment schnell und weitgehend ruckfrei ausgekuppelt kann.
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The invention relates to a positive coupling with coupling parts having two teeth, of which a first coupling part is connected to a drive element in a rotationally fixed manner and axially displaceable by an actuator, and a second coupling part is connected to a shaft in a rotationally fixed manner. The terms shaft and teeth are to be understood in the broadest sense. The drive element is a rotating part that is not connected to the shaft when the clutch is released, ie it can rotate at a different speed.
A generic positive coupling known from FR 23 11 961 is intended for use as a connecting clutch in the drive train of heavy motor vehicles, in particular all-wheel drive vehicles. If such a clutch is to be disengaged under load, the friction between the teeth of the two clutch parts must be overcome in the axial disengagement movement. This requires strong and complex actuators that work too slowly due to their mass. This creates further tension in the drive train. In heavy vehicles, the actuators are usually hydraulic or pneumatic cylinders. If the clutch is disengaged under load, the tension in the drive train is released
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jerky. This is audible and perceptible as a shift jerk and is very annoying.
Furthermore, DE 41 13 128 C2 describes a locking clutch for a differential lock or as a clutch in the drive train of motor vehicles. This clutch is engaged by the actuator, held in engagement by the friction between the teeth of the two clutch parts at a sufficiently high transmitted torque, and at
The torque drops below a certain value due to the force of a spring. However, it has been shown that disengagement by the force of the spring is not always reliable and quick enough.
The low space requirement for a certain torque is a big advantage of positive couplings. However, vehicles with electronic brake or slip control require the clutch to be disengaged immediately in certain dynamic driving situations. This is not guaranteed with the known positive couplings.
It is therefore an object of the invention to further develop generic positive-locking clutches in such a way that they can be disengaged quickly and reliably even with very small shifting forces.
According to the invention, this is achieved in that the first coupling part has first drivers, and an axially displaceable releaser is provided, which releaser has second drivers which can be brought into engagement with the first driver and interacts with a ring part fixed to the housing, the ring part fixed to the housing and / or the releaser have a backdrop when the release is rotated relative to the ring part
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the former forces an axial movement against the force of a first spring, which excludes the teeth of the first and the second coupling part
Intervention.
The clutch release, which is stationary when the clutch is closed, becomes axial
Direction shifted until the two drivers come to the system. As a result, the releaser is set in rotation and thus displaced through the link, which is fixed to the housing and therefore not rotating, pushing the displaceable coupling part out of engagement. Moving the clutch initially requires almost no force. When the two drivers come to rest, the force for disengaging is exerted by the torque that is present anyway in the drive train. Once triggered, which requires almost no force, the release process is self-reinforcing, so to speak. The response time is very short, it can be shortened further by multiplying the drivers.
Within the scope of the invention, the form-fitting coupling can be both an end claw coupling (claim 2) and a socket coupling (claim 3), in which the first coupling part is the displaceable coupling sleeve. By designing the setting, the stroke and feed speed can be adapted to the respective requirements.
In a further development of the invention, the releaser can have a first friction surface in its interior for damping the disengagement shock, and a brake ring with a second friction surface can be connected in a rotationally fixed manner to the second clutch part, the second clutch part being non-displaceable on its shaft and being between the brake ring and the second coupling part is provided with a second spring which presses towards the first friction surface on the brake ring (claim 4). As soon as the clutch
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tion is disengaged, the second is by friction between the clutch and the brake ring connected to the second clutch part
Coupling part braked. This dampens the jerk that otherwise occurs when disengaging. This damping also works when you re-engage.
In a further development, the part that is fixed to the housing and / or the
Releaser provided a continuous closed all around
Curve with an increasing and a decreasing branch in the axial direction (claim 5). This has the effect that the releaser can return to its starting position. When a
If the brake ring is provided for damping, the brake spring helps with this and its braking effect is also ended when the brake returns to the starting position. This is particularly advantageous for the type of clutch in which the force of a first spring acts in the disengaging direction on the first clutch part. Both must be taken into account when choosing the flank angle of the clutch teeth.
A lockable differential for a motor vehicle with a positive clutch according to one of the preceding claims, the differential consisting of a planet carrier with planet gears and two sun gears, which are each drive-connected to a drive shaft of the vehicle, is characterized in that the first coupling part is rotatably connected to the planet carrier and the second coupling part with a drive shaft (claim 6). The clutch is combined with an axle differential or even a central differential with the smallest space requirement. Because the first coupling part connects to the planet carrier, no hollow shaft with its bearing problems is required.
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A particularly advantageous construction is given when the planet gears and the sun gears are bevel gears and the planet carrier is a differential cage enclosing the bevel gears (claim 7). The first clutch part can thus be designed to be displaceable directly in the differential cage, and the actuators can be accommodated particularly cheaply in the fixed housing surrounding the differential and the clutch.
The invention is described and explained below with the aid of figures. They represent:
Fig. 1: a longitudinal section through a first embodiment of the
Invention in connection with a differential,
2: the coupling from FIG. 1 enlarged in a first position,
3: the coupling from FIG. 1 enlarged in a second position,
4: the coupling from FIG. 1 enlarged in a third position,
5 shows a longitudinal section through a second embodiment of the coupling according to the invention,
6: a view in the longitudinal direction according to VI in Fig. 5,
FIG. 7: a view in the longitudinal direction according to VII in FIG. 5.
In Fig. 1, the housing of a lockable differential is designated 1.
It contains a differential 2 and a positive clutch 3. From the differential 2, a first shaft 4 and a second shaft 5 lead either to the two wheels of one axle (not shown) or one to one and the other to another driven axle; then it is a central differential or interaxle differential, otherwise it is an axle differential.
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The differential 2 here is a bevel gear differential, but could also be a more general planetary differential with spur gears. In the present exemplary embodiment, the planet carrier is the differential carrier 9, which are the
Planetary gears, the differential gears 11 and the sun gears, the driven gears 12, 13, 12 to the second shaft 5, 13 to the first shaft 4.
The positive coupling 3 consists of a first coupling part
15, which here is in one piece with the drive element 6, which is connected to the differential cage 9 by means of splines 7 in a rotationally fixed but displaceable manner in the axial direction. The first coupling part 15 has teeth or claws 16 which rise from a plane normal to the axis in the axial direction and can be engaged by means of a fork 17, which engages in a corresponding groove (not shown), by means of a first actuator 18. The actuator 18 can be of any type, either magnetic or pneumatic, double-acting or advantageously single-acting for engagement and with a spring that automatically disengages the clutch when the torque drops (DE 41 13 128 C2).
A second clutch part 20 with teeth 21 matching the teeth 16 is firmly seated on the first shaft 4. On its side facing away from the first clutch part 15 there is a releaser 22. This is bell-shaped, has an edge facing the first clutch part and is on it closed side mounted on the first shaft 4 and thus rotatable relative to this. This releaser 22 is by means of a second fork 23 and a second actuator 24 in the axial direction
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movable, as described in more detail. On its leading edge facing the first coupling part 15, it has at least one second driver which interacts with a first driver 28 of the first coupling part 15 arranged on the same radius in some cases.
A single driver is sufficient in each case, but it is preferably two or three evenly distributed over the circumference.
On the inside of the housing 1, a ring part is fixed, that is not rotatable, which has a link 26. In the exemplary embodiment shown, the releaser 22 also has the same backdrop 27 on its rear side facing the ring part. The backdrop here is to be understood to mean any shape which brings about a relative axial displacement between the two upon relative rotation between the ring part 25 and the releaser 22. It would therefore suffice to provide only one of these two components with a backdrop and the other with a sliding block.
From this arrangement it can be seen that the clutch 3 firmly connects the shaft 4 to the differential carrier 9 in the closed state and thus locks the differential. 1 shows the clutch in a released state, however, the teeth 16, 21 do not mesh and the differential 2 can act unimpeded. The operation of the clutch is explained below with reference to FIGS. 2-4.
Fig. 2 shows the clutch in the engaged state. This is achieved starting from the position in FIG. 1 by the actuator 18 moving the first coupling part 15 to the right in the direction of the arrow 31. The second coupling part 20 is fixedly connected to the shaft 4, so that nothing occurs on the side of the second coupling part 20. If the clutch should now suddenly be disengaged, the second actuator
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Tor 24 excited and the fork 22 of the releaser 22 moved slightly to the left (part 30) which does not require any force, see Fig. 3. Also the
The displacement path need not be large because only the at least one
Driver 29 must get into the path of at least one driver 28.
In FIG. 3, the releaser 22, which has not yet rotated, is now grasped by the contact of the two drivers 28, 29 and set in rotation. This rotation relative to the ring part 25 fixed to the housing causes its axial displacement, which has already begun in FIG. 3, pay attention to the two links 26, 27. With further rotation, the releaser 22 is shifted further to the left, with its drivers 29 or other correspondingly trained organs the first coupling part 15 in
Push to the left in the direction of arrow 40, see FIG. 4. The considerable force required for this does not have to be applied by the actuator, it is branched off, so to speak, from the transmitted moment. In other words: the greater the torque transmitted and thus the force against which the clutch is disengaged, the more force is available for this.
In the position shown in FIG. 4 this has already been done, the two scenes stand against each other with their highest elevations. In the movement from the position in FIG. 3 to that in FIG. 4, however, something else has happened: on the shaft 4 is rotatably but axially displaceable - for this purpose the keyway 42 - a brake ring 41 is provided which has a conical second friction surface 44, which cooperates with a matching first friction surface 43 inside the release mechanism 22. A stop, not shown, ensures that the two friction surfaces 43, 44 are not in the other positions
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come into contact with each other, only in the position of FIG. 4.
As a result, the moment at which a jerk occurs due to the sudden loss of the torque connection between the teeth 16, 21, one
Damping effect exerted, which significantly alleviates this jerk. Thanks to the spring 45 and the descending branches of the scenes 26, 27, the
Releaser 22 back to its starting position (see Fig. 1).
5 shows another embodiment. It differs from the previous one in that circumferential teeth are provided instead of the stimulating claws, which interact with the internal teeth of a sleeve. The reference numerals are increased by 100 compared to those of the first embodiment. The first coupling part is thus a sleeve 115 with internal teeth 116, which can be displaced in the axial direction on the drive element 106 by means of a shift fork 117, the latter having teeth 107 projecting outwards, which interact with the teeth 116 of the sleeve 115.
The second clutch part 120 is a clutch hub
120 with external teeth 121. In this embodiment, the longitudinally displaceable drive element 106 can, with reference to FIG. 1, be firmly connected to the differential cage 9 or even be integral with it. Everything else is essentially the same, also the drivers 128, 129 are the same as those of the previous embodiment.
1 shows a possible application of the form-fitting coupling according to the invention. However, it can be used in a wide variety of drives, not just for motor vehicles, with just as many advantages. This advantage is that, while largely maintaining the space economy of a form-fitting clutch, the clutch can be disengaged quickly and largely smoothly even under torque.