DE102010042799A1 - Positive switching element - Google Patents

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Dr. Götz Manuel
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Detlef Baasch
Matthias Arzner
Dr. Winkler Johannes
Steffen Bertsch
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Abstract

Es wird ein formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges mit zumindest einer auf einer Welle (1) axialverschiebbaren, aber drehfest verbundenen Schiebemuffe (2) vorgeschlagen, die aus einer nicht geschalteten Neutralposition (A) in zumindest eine geschaltete Position (B) axial verschiebbar ist, in der ein Losrad (5) mit der Welle (1) drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen (4, 7) verbunden ist, wobei eine der Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) oder des Losrades (5) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) aufweist und wobei die jeweils andere Profilkontur (4, 7) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist.A positive-locking shifting element is proposed for shifting at least one gear ratio for a transmission of a vehicle with at least one sliding sleeve (2) which is axially displaceable on a shaft (1) but non-rotatably connected and which moves from a non-shifted neutral position (A) into at least one shifted position ( B) is axially displaceable, in which a loose wheel (5) is non-rotatably connected to the shaft (1) for switching a transmission stage via corresponding profile contours (4, 7), one of the profile contours (4, 7) of the sliding sleeve (2) or of the idler wheel (5) has at least one axially elongated profile flank (10A) as a tracking aid for pre-aligning the profile contours (4, 7) to be brought into engagement and the other profile contour (4, 7) having at least one profile flank spring-loaded in the axial direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to a positive switching element for switching at least one gear ratio for a transmission of a vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass bei Automatikgetrieben, insbesondere bei automatisierten Handschaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben das Einlegen von Gangstufen mittels eines Klauenschaltelements formschlüssig über eine Klauenverzahnung erfolgt. Insbesondere bei nicht angespitzten Zähnen der Klauenverzahnung kann es beim Schalten zu einer unerwünschten Zahn-auf-Zahnstellung kommen.From vehicle technology, it is known that in automatic transmissions, in particular in automated manual transmissions and dual clutch transmissions, the engagement of gear stages by means of a claw switching element takes place positively via a claw toothing. In particular, in non-pointed teeth of the dog teeth can come when switching to an undesirable tooth-on-tooth position.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 22 450 A1 ist ein Schaltgetriebe für ein Motorrad bekannt, bei dem über eine Steuereinrichtung die Position einer Zahn-auf-Lückestellung bei den schaltbaren Klauenkupplungen aus der Position der Getriebewellen unter Berücksichtigung der Untersetzungsverhältnisse der einzelnen Gangstufen berechnet wird und ein Zeitpunkt zur Einrückfreigabe bestimmt wird. In nachteiliger Weise ist für die Vorausberechnung eine hohe Anforderung bezüglich der Genauigkeit der Erfassung der Relativpositionen erforderlich, sodass kostenintensive Sensoreinrichtungen unbedingt erforderlich sind.For example, from the document DE 101 22 450 A1 a manual transmission for a motorcycle is known in which via a control device, the position of a tooth-on-Lückestellung is calculated at the switchable dog clutches from the position of the transmission shafts, taking into account the reduction ratios of the individual gear ratios and a time for Einrückfreigabe is determined. Disadvantageously, the precalculation requires a high requirement with regard to the accuracy of the detection of the relative positions, so that expensive sensor devices are absolutely necessary.

Es ist auch bekannt, dass sich eine Zahn-auf-Zahnstellung durch Anlegen eines Drehmomentes an dem Klauenschaltelement auflösen kann. Das angelegte Drehmoment dient dabei zur Überwindung der Reibung infolge des stirnseitigen Zahn-auf-Zahnkontaktes, um eine Relativbewegung und ein anschließendes Einspuren der Schiebemuffe zu ermöglichen. Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, dass bei zu hohem Drehmoment eine ungewollte Hochbeschleunigung auftritt und damit der Einspurvorgang wegen zu hoher Differenzdrehzahlen nicht durchgeführt werden kann.It is also known that a tooth-on-tooth position can be resolved by applying a torque to the jaw switching element. The applied torque serves to overcome the friction due to the front tooth-on-tooth contact to allow a relative movement and a subsequent meshing of the sliding sleeve. However, this results in the problem that at too high torque unwanted high acceleration occurs and thus the meshing process can not be performed because of excessive differential speeds.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein formschlüssiges Schaltelement vorzuschlagen, mit dem ein Auftreten einer Zahn-auf-Zahnstellung während des Einspurens sicher verhindert wird.The present invention is based on the object to propose a form-fitting switching element, with the occurrence of a tooth-on-tooth position during the meshing is reliably prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the drawings.

Demnach wird ein formschlüssiges Schaltelement für ein Getriebe, wie zum Beispiel für ein Handschaltgetriebe sowie für ein teil- oder vollautomatisiertes Getriebe vorgeschlagen, wobei das Schaltelement zumindest eine auf einer Welle axial verschiebbare, aber drehfest verbundene Schiebemuffe oder dergleichen umfasst, die vorzugsweise aus einer nicht geschalteten Neutralposition oder auch aus einer anderen zum Beispiel geschalteten Position in zumindest eine weitere geschaltete Position axial verschiebbar ist, in der ein Losrad mit der Welle drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen, Verzahnungen oder dergleichen verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass entweder die Profilkontur der Schiebemuffe oder die Profilkontur des Losrades als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke oder dergleichen zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen des Losrades und der Schiebemuffe aufweist, wobei die jeweils andere Profilkontur des Losrades bzw. der Schiebemuffe zumindest eine im Wesentlichen in axialer Richtung angefederte oder elastische Profilflanke oder dergleichen aufweist.Accordingly, a positive switching element for a transmission, such as for a manual transmission and for a partially or fully automated transmission is proposed, wherein the switching element comprises at least one axially displaceable on a shaft, but rotatably connected sliding sleeve or the like, preferably from a non-switched Neutral position or from another, for example switched position in at least one further switched position is axially displaceable, in which a loose wheel with the shaft rotatably connected to switch a translation stage via corresponding profile contours, teeth or the like. According to the invention, either the profile contour of the sliding sleeve or the profile contour of the idler gear has at least one axially extended profile flank or the like for pre-aligning the profile contours of the idler gear and the sliding sleeve to be engaged with each other, wherein the respective other profile contour of the idler gear or the Sliding sleeve has at least one substantially flattened in the axial direction or elastic profile edge or the like.

Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Schaltelement vor dem eigentlichen Einspurvorgang eine eventuell vorliegende Zahn-auf-Zahnstellung mit der axial verlängerten Profilflanke aufgelöst werden, so dass während des Einspurvorganges die in Eingriff zu bringenden Profilkonturen eine Zahn-auf-Lückestellung bzw. Profilflanken-auf-Lückestellung vorfinden und somit eine Einspursicherung gewährleistet wird, ohne dass wie bei bekannten Schaltelementen ein ungewolltes Hochdrehen durch die Anlage eines Drehmomentes auftritt. Auf diese Weise kann der Einspurvorgang möglich schnell beendet werden und anschließend das Lastmoment erhöht werden und so der Schaltvorgang in kürzester Zeit durchgeführt werden.Thus, with the switching element according to the invention prior to the actual Einspurvorgang a possibly present tooth-on-tooth position can be resolved with the axially extended profile edge, so that during the Einspurvorganges the profile contours brought into engagement a tooth-on-Lückestellung or profile flanks on-Lückestellung find and thus a single-directional assurance is ensured without an unwanted upward rotation occurs by the application of torque as in known switching elements. In this way, the meshing process can be completed quickly and then the load torque can be increased and so the switching process can be carried out in no time.

Wenn die Profilkontur der Schiebemuffe als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke und entsprechend die Profilkontur des Losrades zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist, kann zum Beispiel im Rahmen einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke der Schiebemuffe derart bemessen ist, dass in der Neutralposition ein Kontakt zwischen der Profilkontur des Losrades und der vorstehenden oder verlängerten Profilflanke sicher vermieden wird. Die verlängerte Profilflanke kann auch als Pilotzahn oder dergleichen bezeichnet werden, da dieser quasi vorbereitend in einer axialen Zwischenstellung der Schiebemuffe zwischen der Neutralposition und der geschalteten Position einen stirnseitigen Kontakt mit den elastischen Profilflanken der Profilkontur des Losrades nur realisiert, wenn zufälligerweise eine Zahn-auf-Zahnstellung vorliegt. Im anderen Fall spuren die verlängerten Profilflanken gleich in einen Zwischenraum zwischen benachbarten Profilflanken der Profilkontur des Losrades ein, so dass damit die korrekte Ausrichtung einer Zahn-auf-Lückestellung festgelegt ist und der Einspurvorgang sicher durchgeführt werden kann.If the profile contour of the sliding sleeve as Einspurhilfe at least one axially extended profile edge and according to the profile contour of the idler gear has at least one axially sprung profile edge, can be provided for example in a variant of the invention that the axial length of each projecting profile edge of the sliding sleeve sized is that in the neutral position, a contact between the profile contour of the idler gear and the protruding or extended profile edge is reliably avoided. The extended profile flank can also be referred to as a pilot tooth or the like, as this prepares quasi preparatory in an axial intermediate position of the sliding sleeve between the neutral position and the switched position an end-face contact with the elastic profile edges of the profile contour of the idler gear only if coincidentally a tooth-up Tooth position is present. In the other case, the extended profile flanks immediately feel in an intermediate space between adjacent profile flanks of the profile contour of the idler gear, so that the correct alignment of a tooth surface is achieved. Luckestellung is fixed and the Einspurvorgang can be performed safely.

Wenn jedoch eine Zahn-auf-Zahnstellung bzw. eine Profilflanken-auf-Profilflankenstellung in der Zwischenposition vorliegt, ergibt sich ein axialer bzw. stirnseitiger Kontakt nur zwischen der verlängerten Profilflanke und der zugeordneten Profilflanke der Profilkontur des Losrades. Die Anzahl der zum Beispiel gleichmäßig über den Umfang der Schiebemuffe verteilt angeordneten verlängerten Profilflanken sollte so bemessen werden, dass die Anzahl der vorgesehenen Pilotzähnen oder verlängerten Profilflanken ausreichend ist, um eine Mitnahme zwischen dem Losrad und der Schiebemuffe sicherzustellen.However, if there is a tooth-on-tooth position or a profile flanks on-profile flank position in the intermediate position, results in an axial or frontal contact only between the extended profile edge and the associated profile edge of the profile contour of the idler gear. The number of, for example, evenly distributed over the circumference of the sliding sleeve arranged extended profile edges should be such that the number of provided pilot teeth or extended profile edges is sufficient to ensure entrainment between the idler gear and the sliding sleeve.

Die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den vorgesehenen verlängerten Profilflanken und den zugeordneten Profilflanken der Profilkontur des Losrades wird durch eine Relativbewegung zwischen der Schiebemuffe und dem Losrad aufgelöst, in dem die verlängerten Profilflanken in einen Zwischenraum zwischen den Profilflanken des Losrades einspuren. Die axiale überlappung zwischen den Pilotzähnen beziehungsweise verlängerten Profilflanken und den zugeordneten Profilflanken des Losrades stellen die Vorausrichtung zum Vermeiden von Zahn-auf-Zahnstellungen sicher, somit ist keine Relativdrehung zwischen dem Losrad und der Schiebemuffe in dieser Position mehr möglich und der Einspurvorgang kann beendet werden, indem die Schiebemuffe in die geschaltete Position axial verschoben wird.The tooth-on-tooth position between the intended extended profile flanks and the associated profile flanks of the profile contour of the idler gear is resolved by a relative movement between the sliding sleeve and the idler gear, in which the elongated profile flanks engage in a space between the profile flanks of the idler gear. The axial overlap between the pilot teeth or extended profile flanks and the associated profile flanks of the idler gear ensure the advance direction to avoid tooth-on-tooth positions, thus no relative rotation between the idler gear and the sliding sleeve in this position longer possible and the meshing process can be terminated, by the sliding sleeve is moved axially into the switched position.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass die Elastizität beziehungsweise die axiale Beweglichkeit einer oder mehrerer Profilflanken der Profilkontur des Losrades durch ein federelastisch ausgebildetes Element, wie z. B ein Federelement oder dergleichen, wobei das Material beliebig gewählt werden kann, sofern die elastischen Eigenschaften gegeben sind. Zum Beispiel kann ein Federblech mit angeformten Federlaschen oder dergleichen Form eingesetzt werden. Dabei kann beispielsweise jeder z. B. geführten Profilflanke eine Federlasche zugeordnet sein, so dass die Profilflanke axial eingefedert werden kann, wenn eine verlängerte Profilflanke der Schiebemuffe stirnseitig bei einer Zahn-auf-Zahnstellung auftrifft.An advantageous embodiment of the invention may provide that the elasticity or the axial mobility of one or more profile edges of the profile contour of the idler gear by a resiliently trained element such. B a spring element or the like, wherein the material can be chosen arbitrarily, provided that the elastic properties are given. For example, a spring plate with molded spring tabs or the like form can be used. In this case, for example, each z. B. guided profile edge be associated with a spring tab, so that the profile edge can be axially deflected when an extended profile edge of the sliding sleeve frontally impinges at a tooth-on-tooth position.

Im Rahmen einer nächsten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur beweglichen beziehungsweise elastischen Ausgestaltung der Profilflanke des Losrades vorgesehen ist, dass als Profilkontur des Losrades ein federelastisches Bauteil aus Metall oder Kunststoff verwendet wird. Dadurch wird eine besonders konstruktiv einfache Möglichkeit der elastischen Ausgestaltung der Profilflanke realisiert, bei der das Bauteil axial elastisch und in Umfangsrichtung zur Drehmomentübertragung möglichst steif ausgeführt ist.In the context of a next embodiment of the invention can be provided that is provided for the movable or elastic configuration of the profile edge of the idler gear that is used as a profile contour of the idler gear, a resilient member made of metal or plastic. As a result, a particularly structurally simple possibility of the elastic configuration of the profile flank is realized, in which the component is made as elastic as possible and as stiff as possible in the circumferential direction for torque transmission.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante kann als Werkstoff anstelle von Blech auch Kunststoff oder dergleichen Material verwendet werden, wenn zum einen die geforderte Elastizität und zum anderen die geforderte Steifigkeit mit dem gewählten Material gewährleistet ist.Regardless of the particular embodiment can be used as a material instead of sheet metal and plastic or the like material, if on the one hand the required elasticity and on the other hand, the required rigidity is ensured with the selected material.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen, welche mögliche Ausführungsvarianten exemplarisch darstellen, näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, which represent possible embodiments by way of example. Show it:

1 eine geschnittene Ansicht eines formschlüssigen Schaltelementes; 1 a sectional view of a positive switching element;

2 eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in einer Neutralposition; 2 a developed in the plane of the drawing schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the switching element in a neutral position;

2A eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in einer axialen Zwischenposition; 2A a developed in the plane of the drawing schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the switching element in an axial intermediate position;

2B eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in der axialen Zwischenposition mit teilweise eingespurter Profilkontur; 2 B a developed in the plane of the drawing schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the switching element in the axial intermediate position partially profiled profile contour;

3 eine Draufsicht auf ein Federblech zur alternativen Ausgestaltung einer Anfederung der Profilkontur des Losrades; und 3 a plan view of a spring plate for alternative embodiment of a springing of the profile contour of the idler gear; and

3A eine Seitenansicht des Federbleches gemäß 3. 3A a side view of the spring plate according to 3 ,

In 1 ist exemplarisch ein formschlüssiges Schaltelement für ein Getriebe eines Fahrzeuges gezeigt, wobei die Erfindung nicht auf eine spezielle Ausführung des formschlüssigen Schaltelements beschränkt ist. Beispielsweise kann das Schaltelement in einem Handschaltgetriebe oder auch in einem teil- oder vollautomatisierten Getriebe, insbesondere einem Doppelkupplungsgetriebe eingesetzt werden, um das Einlegen von Gängen beziehungsweise das Schalten von Gangradpaaren zu realisieren.In 1 exemplified a positive switching element for a transmission of a vehicle, wherein the invention is not limited to a specific embodiment of the positive switching element. For example, the switching element can be used in a manual transmission or in a partially or fully automated transmission, in particular a dual-clutch transmission to realize the insertion of gears or the switching of Gangradpaaren.

Das Schaltelement umfasst zumindest eine auf einer Welle 1 axial verschiebbare, aber drehfest verbundene Schiebemuffe 2, die von einer nicht weiter dargestellten Schaltaktorik betätigt wird. An der Welle 1 ist eine wellenfeste Klauenaußenverzahnung 3 vorgesehen, die mit einer als Klaueninnenverzahnung ausgebildeten Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 ständig in Eingriff steht, wobei die Schiebemuffe 2 von einer Neutralposition A beziehungsweise einer nicht geschalteten Position axial über eine Zwischenposition C in eine geschaltete Position B verschoben werden kann, um eine Übersetzungsstufe zu schalten. In 1 ist die Schiebemuffe 2 in der Neutralposition A und in der geschalteten Position B nebeneinander schematisch angedeutet, wobei durch einen Pfeil die Bewegungsrichtung von der Neutralposition A in die geschaltete Position B angezeigt wird.The switching element comprises at least one on a shaft 1 axially displaceable, but non-rotatably connected sliding sleeve 2 , which is actuated by a Schaltaktorik not shown. At the wave 1 is a wave-proof claw external toothing 3 provided with a designed as a claw tooth profile contour 4 the sliding sleeve 2 is constantly engaged, with the sliding sleeve 2 from a neutral position A or a non-switched position axially over a Interposition C can be moved to a switched position B to switch a translation stage. In 1 is the sliding sleeve 2 in the neutral position A and in the switched position B side by side schematically indicated, wherein the direction of movement from the neutral position A is shown in the switched position B by an arrow.

Auf der Welle 1 ist ein Losrad 5 dargestellt, welches über eine Lagerung 6 drehbar auf der Welle 1 gelagert ist. Das Losrad 5 ist mit einem angeformten Kupplungsteil versehen, welches sich axial in Richtung der Schiebemuffe 2 erstreckt. Das Kupplungsteil weist als Profilkontur 7 des Losrades 5 eine losradfeste Klauenaußenverzahnung auf, die derart gewählt ist, dass in der geschalteten Position B die Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 zumindest teilweise mit der Profilkontur 7 des Losrades 5 überlappt, so dass die Schiebemuffe 2 in der geschalteten Position B eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 5 und der Welle 1 realisiert.On the wave 1 is a loose wheel 5 represented, which has a storage 6 rotatable on the shaft 1 is stored. The idler wheel 5 is provided with an integrally formed coupling part which extends axially in the direction of the sliding sleeve 2 extends. The coupling part has a profile contour 7 of the idler wheel 5 a loose-wheel claw outer teeth, which is selected such that in the switched position B, the profile contour 4 the sliding sleeve 2 at least partially with the profile contour 7 of the idler wheel 5 overlaps so that the sliding sleeve 2 in the switched position B, a rotationally fixed connection between the idler gear 5 and the wave 1 realized.

In 1 ist ferner eine Schnittlinie I-I angegeben, auf die die in den 2, 2A und 2B dargestellten in die Ebene abgewickelten Seitenansichten bezogen sind. In 2 befindet sich das erfindungsgemäße Schaltelement in der Neutralstellung A und in den 2A und 2B ist die axiale Zwischenstellung C dargestellt, in der sich die Schiebemuffe 2 axial zwischen der Neutralposition A und der geschalteten Position B befindet. Aus der Zwischenposition C kann die Schiebemuffe 2 durch weiteres axiales Verschieben in Richtung des Losrades 5 in die geschaltete Position B bewegt werden.In 1 Furthermore, a section line II is given, to which in the 2 . 2A and 2 B referred to in the plane developed side views are related. In 2 is the switching element according to the invention in the neutral position A and in the 2A and 2 B is the axial intermediate position C shown, in which the sliding sleeve 2 is located axially between the neutral position A and the switched position B. From the intermediate position C, the sliding sleeve 2 by further axial displacement in the direction of the idler gear 5 be moved to the switched position B.

Wie insbesondere aus den 2, 2A und 2B ersichtlich ist, umfasst das Losrad 5 des erfindungsgemäßen Schaltelements eine Verzahnung beziehungsweise Profilkontur 7, dessen Zähne beziehungsweise Profilflanken 8 über ein elastisches Bauteil beziehungsweise Federelement 9 in axialer Richtung eingefedert beziehungsweise gefedert gelagert sind, so dass bei einem Kontakt mit den Zähnen beziehungsweise Profilflanken 10 der Verzahnung beziehungsweise der Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 eine axiale Ausweichbewegung durch entsprechendes Zurückweichen der Profilflanken 8 ermöglicht wird. Ferner ist erfindungsgemäß bei dem Schaltelement vorgesehen, dass zur Einspurhilfe zumindest ein oder auch mehrere axial verlängerte Profilflanken 10A an der Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen 4, 7 der Schiebemuffe 2 und des Losrades 5 vorgesehen sind.As in particular from the 2 . 2A and 2 B it can be seen comprises the idler gear 5 the switching element according to the invention a toothing or profile contour 7 , whose teeth or profile flanks 8th via an elastic component or spring element 9 are spring-loaded or sprung in the axial direction, so that in contact with the teeth or profile flanks 10 the toothing or profile contour 4 the sliding sleeve 2 an axial evasive movement by corresponding retraction of the profile edges 8th is possible. Further, according to the invention is provided in the switching element that the Einspurhilfe at least one or more axially elongated profile edges 10A on the profile contour 4 the sliding sleeve 2 for pre-aligning the profile contours to be engaged with each other 4 . 7 the sliding sleeve 2 and the idler wheel 5 are provided.

In den 2, 2A und 2B ist der Ablauf und die Funktionsweise bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement zum Auflösen einer Zahn-auf-Zahnstellung in drei Schritten dargestellt. In einem ersten Schritt befindet sich das Schaltelement beziehungsweise die Schiebemuffe 2 in der Neutralposition A, die in 2 dargestellt ist. In der Neutralposition A steht die mit der Welle 1 drehfest verbundene Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 nicht mit der Profilkontur 7 des Losrades 5 in Kontakt. Dazu ist die axiale Länge der verlängerten Profilflanke 10A der Schiebemuffe 2 entsprechend gewählt. Maximal sollte jede zweite Profilflanke 10 als verlängerter Pilotzahn beziehungsweise als verlängerte Profilflanke 10A ausgebildet sein.In the 2 . 2A and 2 B is the sequence and operation in the switching element according to the invention for dissolving a tooth-on-tooth position shown in three steps. In a first step, there is the switching element or the sliding sleeve 2 in the neutral position A, the in 2 is shown. In neutral position A stands with the shaft 1 rotatably connected profile contour 4 the sliding sleeve 2 not with the profile contour 7 of the idler wheel 5 in contact. This is the axial length of the extended profile edge 10A the sliding sleeve 2 selected accordingly. The maximum should be every second profile flank 10 as an extended pilot tooth or as an extended profile flank 10A be educated.

Wird nun die Schiebemuffe 2 aus der Neutralposition A in die Zwischenposition C axial bewegt, wie in 2A durch Pfeile angedeutet, trifft die verlängerte Profilflanke 10A auf eine Profilflanke 8 des Losrades 5. Dabei wird aufgrund der Zahn-auf-Zahnstellung die angefederte Profilflanke 8 des Losrades 5 in axialer Richtung in Richtung des Losrades 5 zurückgeschoben. Die axiale Federung der Profilflanke 8 ist so gewählt, dass auch im völlig eingeschobenen Zustand der Profilflanke 8 noch kein Zahn-auf-Zahnkontakt zwischen den nicht verlängerten Profilflanken 10 der Schiebemuffe 2 und den anderen Profilflanken 8 des Losrades 5 auftritt.Now the sliding sleeve 2 moved axially from the neutral position A to the intermediate position C, as in 2A indicated by arrows, meets the extended profile edge 10A on a profile flank 8th of the idler wheel 5 , This is due to the tooth-on-tooth position, the sprung profile edge 8th of the idler wheel 5 in the axial direction in the direction of the idler gear 5 pushed back. The axial suspension of the profile flank 8th is chosen so that even in the fully inserted state of the profile edge 8th no tooth-to-tooth contact between the non-extended profile flanks 10 the sliding sleeve 2 and the other profile flanks 8th of the idler wheel 5 occurs.

Durch eine Relativbewegung (Drehpfeil in 2B) zwischen dem Losrad 5 und der Schiebemuffe 2 wird die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen der verlängerten Profilflanke 10A der Schiebemuffe und der zugeordneten Profilflanke 8 des Losrades 5 aufgelöst, indem die verlängerte Profilflanke 10A auf die benachbarte Profilflanke 8 des Losrades trifft und in die Lücke bzw. in den Zwischenraum 13 der benachbarten Profilflanken 8 des Losrades 5 gleitet. In diesem Zustand befinden sich die Profilkonturen 4 und 7 der Schiebemuffe 2 und des Losrades 5 in einer Zahn-auf-Lückestellung, wobei die axial zurückgeschobene angefederte Profilflanke 8 in seine Ausgangslage zurückspringt, wie dies in 2B durch einen Pfeil angedeutet ist. Nun kann der Einspurvorgang beendet werden, indem die Schiebemuffe 2 aus der Zwischenstellung C in die geschaltete Position B axial bewegt wird.By a relative movement (rotary arrow in 2 B ) between the loose wheel 5 and the sliding sleeve 2 the tooth-on-tooth position is between the extended profile flank 10A the sliding sleeve and the associated profile edge 8th of the idler wheel 5 dissolved by the extended profile flank 10A on the adjacent profile flank 8th of the idler wheel hits and into the gap or into the gap 13 the adjacent profile flanks 8th of the idler wheel 5 slides. In this state are the profile contours 4 and 7 the sliding sleeve 2 and the idler wheel 5 in a tooth-on-Lückestellung, wherein the axially retracted spring-loaded profile flank 8th returns to its original position, as in 2 B indicated by an arrow. Now the Einspurvorgang can be terminated by the sliding sleeve 2 from the intermediate position C in the switched position B is moved axially.

Zusammenfassend wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement zum Auflösen einer möglicherweise vorliegenden Zahn-auf-Zahnstellung nur ein definiertes Weiterdrehen in einer Zahn-auf-Lückestellung mechanisch vollzogen. Dabei sind die Profilkonturen 4, 7 schon teilweise eingespurt und können auch schon Moment übertragen, so dass in vorteilhafter Weise ein unkontrolliertes Hochdrehen bei der Auflösung einer Zahn-auf-Zahnstellung vermieden wird.In summary, in the switching element according to the invention for resolving a possibly existing tooth-on-tooth position, only a defined further rotation in a tooth-on-gap position is performed mechanically. Here are the profile contours 4 . 7 already partially meshed and can already transmit moment, so that in an advantageous manner an uncontrolled spin is avoided in the resolution of a tooth-on-tooth position.

In 3 ist eine alternative Ausführung für die Anfederung der Profilflanken 8 des Losrades 5 gezeigt, bei der die Anfederung durch ein etwa kreisförmig beziehungsweise ringförmig ausgebildetes Federblech 11 ausgeführt ist. Das Federblech 11 weist mehrere über den Innenumfang verteilt angeordnete Federlaschen 12 auf. Insbesondere aus 3A ist ersichtlich, dass die Federlaschen 12 in einem vorbestimmten Winkel zur Grundebene des Federbleches 11 stehen und bieten deshalb in axialer Richtung eine vorbestimmte Federung beziehungsweise Elastizität, so dass im eingebauten Zustand die zugeordnete Profilflanke 8 des Losrades 5 einen entsprechenden axialen Federweg aufweist. Sollten die Federlaschen 12 selbst als Verzahnung beziehungsweise Profilflanken 8 dienen, ist vorgesehen, dass die Federlaschen 12 in axialer Richtung nachgiebig und in Umfangsrichtung steif ausgeführt sind.In 3 is an alternative design for the springing of the profile flanks 8th of the idler wheel 5 shown in the springing by an approximately circular or annular formed spring plate 11 is executed. The spring plate 11 has a plurality of spring tabs distributed over the inner circumference 12 on. In particular from 3A it can be seen that the spring tabs 12 at a predetermined angle to the ground plane of the spring plate 11 stand and therefore provide in the axial direction a predetermined suspension or elasticity, so that when installed the associated profile edge 8th of the idler wheel 5 having a corresponding axial spring travel. Should the spring tabs 12 even as toothing or profile flanks 8th serve, it is provided that the spring tabs 12 are resilient in the axial direction and stiff in the circumferential direction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wellewave
22
Schiebemuffesliding sleeve
33
Klauenaußenverzahnung der WelleClaw external toothing of the shaft
44
Profilkontur der SchiebemuffeProfile contour of the sliding sleeve
55
LosradLosrad
66
Lagerung des LosradesStorage of the loose wheel
77
Profilkontur des LosradesProfile contour of the idler wheel
88th
Profilflanke des LosradesProfile flank of the idler wheel
99
Federelementspring element
1010
Profilflanke der SchiebemuffeProfile flank of the sliding sleeve
10A10A
axial verlängerte Profilflanke der Schiebemuffeaxially extended profile flank of the sliding sleeve
1111
Federblechspring plate
1212
Federlaschenspring shackles
1313
Zwischenraumgap
AA
Neutralpositionneutral position
BB
geschaltete Positionswitched position
CC
Zwischenpositionintermediate position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10122450 A1 [0003] DE 10122450 A1 [0003]

Claims (8)

Formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges, mit zumindest einer auf einer Welle (1) axialverschiebbaren, aber drehfest verbundenen Schiebemuffe (2), die aus einer nicht geschalteten Neutralposition (A) in zumindest eine geschaltete Position (B) axial verschiebbar ist, in der ein Losrad (5) mit der Welle (1) drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen (4, 7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) oder des Losrades (5) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) aufweist, wobei die jeweils andere Profilkontur (4, 7) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist.Positive shift element for shifting at least one gear ratio for a transmission of a vehicle, with at least one on a shaft ( 1 ) axially displaceable, but rotatably connected sliding sleeve ( 2 ), which is axially displaceable from a non-switched neutral position (A) in at least one switched position (B), in which a loose wheel ( 5 ) with the wave ( 1 ) rotatably for switching a translation stage via corresponding profile contours ( 4 . 7 ), characterized in that one of the profile contours ( 4 . 7 ) of the sliding sleeve ( 2 ) or idler wheel ( 5 ) as Einspurhilfe at least one axially extended profile edge ( 10A ) for pre-aligning the profile contours to be engaged ( 4 . 7 ), wherein the respective other profile contour ( 4 . 7 ) has at least one sprung in the axial direction profile edge. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkontur (4) der Schiebemuffe (2) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) und des Losrades (5) aufweist, wobei die Profilkontur (7) des Losrades (5) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke (8) aufweist.Positive-locking switching element according to claim 1, characterized in that the profile contour ( 4 ) of the sliding sleeve ( 2 ) as Einspurhilfe at least one axially extended profile edge ( 10A ) for pre-aligning the profile contours to be engaged ( 4 . 7 ) of the sliding sleeve ( 2 ) and the loose wheel ( 5 ), wherein the profile contour ( 7 ) of the loose wheel ( 5 ) at least one sprung in the axial direction profile edge ( 8th ) having. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) derart bemessen ist, dass in der Neutralposition (A) ein Kontakt zwischen den Profilflanken (8) der Profilkontur (7) des Losrades (5) und der verlängerten Profilflanke (10A) verhindert ist.Positive-locking switching element according to claim 2, characterized in that the axial length of each projecting profile flank ( 10A ) of the sliding sleeve ( 2 ) is dimensioned such that in the neutral position (A) a contact between the profile flanks ( 8th ) of the profile contour ( 7 ) of the loose wheel ( 5 ) and the extended profile flank ( 10A ) is prevented. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) so bemessen ist, dass in einer Zwischenposition (C) der Schiebemuffe (2) zwischen der Neutralposition (A) und der geschalteten Position (B) bei einer Zahn-auf-Zahnstellung ein stirnseitiger Kontakt nur zwischen jeder verlängerten Profilflanke (10A) der Schiebmuffe (2) und der jeweils zugeordneten gegen die Federkraft eines Federelements (9) zurückgeschobenen Profilflanke (8) des Losrades (5) vorliegt, wobei die restlichen Profilflanken (8, 10) des Losrades (5) und der Schiebemuffe (2) nicht in Kontakt stehen.Positive-locking switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the axial length of each projecting profile flank ( 10A ) of the sliding sleeve ( 2 ) is dimensioned so that in an intermediate position (C) of the sliding sleeve ( 2 ) between the neutral position (A) and the switched position (B) in a tooth-on-tooth position a frontal contact only between each extended profile edge ( 10A ) the sliding sleeve ( 2 ) and the respective associated against the spring force of a spring element ( 9 ) pushed back profile edge ( 8th ) of the loose wheel ( 5 ), the remaining profile flanks ( 8th . 10 ) of the loose wheel ( 5 ) and the sliding sleeve ( 2 ) are not in contact. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerte Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) in der Zwischenposition (C) durch eine Relativdrehbewegung zwischen der Schiebemuffe (2) und dem Losrad (5) in einen Zwischenraum (13) zwischen benachbarten Profilflanken (8) der Profilkontur (7) des Losrades (5) einspurbar ist.Positive-locking switching element according to claim 4, characterized in that the extended profile flank ( 10A ) of the sliding sleeve ( 2 ) in the intermediate position (C) by a relative rotational movement between the sliding sleeve ( 2 ) and the idler gear ( 5 ) into a space ( 13 ) between adjacent profile flanks ( 8th ) of the profile contour ( 7 ) of the loose wheel ( 5 ) is einspurbar. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Schiebemuffe (2) mehrere axial verlängerte Profilflanken (10A) verteilt sind, wobei maximal jede zweite Profilflanke (10) der Schiebemuffe (2) als verlängerte Profilflanke (10A) ausgebildet ist.Positive-locking switching element according to one of the preceding claims, characterized in that over the circumference of the sliding sleeve ( 2 ) a plurality of axially extended profile flanks ( 10A ) are distributed, with at most every second profile edge ( 10 ) of the sliding sleeve ( 2 ) as an extended profile flank ( 10A ) is trained. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilflanken (8) des Losrades (5) über ein Federblech (11) mit den den Profilflanken (8) zugeordneten Federlaschen (12) angefedert sind.Positive-locking switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the profile flanks ( 8th ) of the loose wheel ( 5 ) via a spring plate ( 11 ) with the profile flanks ( 8th ) associated spring tabs ( 12 ) are sprung. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Profilkontur (7) des Losrades (5) ein Federblech (11) mit Federlaschen (12) als Profilflanken (8) des Losrades (5) ausgebildet ist, wobei die Federlaschen (12) axial elastisch und in Umfangsrichtung zur Drehmomentübertragung steif ausgeführt sind.Positive-locking switching element according to one of claims 1 to 6, characterized in that as profile contour ( 7 ) of the loose wheel ( 5 ) a spring plate ( 11 ) with spring tabs ( 12 ) as profile flanks ( 8th ) of the loose wheel ( 5 ) is formed, wherein the spring tabs ( 12 ) are axially elastic and rigid in the circumferential direction for torque transmission.
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