DE102010051949A1

DE102010051949A1 - Device for producing and releasing torque-proof connection between driven shaft and sequence shaft to connect steering wheel to steering gear in tractor, has balls moved into annular groove during movement of sleeve into position

Info

Publication number: DE102010051949A1
Application number: DE201010051949
Authority: DE
Inventors: Johannes Lamers; Oswald Friedmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-24

Abstract

The device (1) has multiple axially extending-axial grooves that are opened into a circumferential annular groove. A set of balls is axially mounted on a sliding sleeve (5) during case movement. The balls are accommodated in the respective axial grooves in a sliding sleeve position, so that two shafts (2, 3) i.e. driven- and sequence shafts, are rotatably coupled to each other in the sleeve position. The balls are moved into the annular groove along the axial grooves during movement of the sleeve into another position, so that the shafts are decoupled from one another in the latter position. An independent claim is also included for an agricultural vehicle comprising a steering wheel and steering gears.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen und Lösen einer drehfesten Verbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Welle, die axial zueinander angeordnet sind, insbesondere einer mit einem Lenkrad gekoppelten ersten Welle und einer mit einem Lenkgetriebe mit gegebenenfalls zugeordnetem Lenkaktuator gekoppelten zweiten Welle.The invention relates to a device for generating and releasing a rotationally fixed connection between a first and a second shaft, which are arranged axially to one another, in particular coupled to a steering wheel first shaft and coupled to a steering gear with optionally associated steering actuator second shaft.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Vorrichtung kommt überall dort zum Einsatz, wo temporär zwei Wellen miteinander drehfest zu koppeln sind, jedoch auch bei Vorliegen bestimmter Randbedingungen, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, temporär entkoppelt werden müssen. Ein Beispiel ist der Bereich mobiler Arbeitsmaschinen, im Speziellen beispielsweise Traktoren, Mähdrescher oder andere große landwirtschaftliche Fahrzeuge. Diese müssen immer mehr Transportaufgaben übernehmen. Aus diesem Grund steigen die Endgeschwindigkeiten dieser Fahrzeuge, insbesondere im Fall von Traktoren, immer weiter. Manche Traktoren erzielen Endgeschwindigkeiten, die sogar eine Fahrt auf einer Autobahn ermöglichen würden. Im Hinblick auf nicht zuletzt diese beachtlichen Endgeschwindigkeiten muss eine formschlüssige, feste Verbindung zwischen Lenkrad und den gelenkten Rädern gegeben sein. Bei solchen Fahrzeugen ist üblicherweise eine mit dem Lenkrad gekoppelte Welle mit einer mit einem nachgeschalteten Lenkgetriebe, das die entsprechende Übersetzung liefert, vorgesehen.Such a device is used wherever temporarily two shafts are to be coupled to each other in a rotationally fixed manner, but must be temporarily decoupled even in the presence of certain boundary conditions, for example for safety reasons. One example is the field of mobile work machines, in particular for example tractors, combine harvesters or other large agricultural vehicles. These have to take on more and more transport tasks. For this reason, the final speeds of these vehicles, especially in the case of tractors, continue to increase. Some tractors achieve top speeds that would even allow for a ride on a highway. In view of last but not least, these considerable final speeds must be given a positive, firm connection between the steering wheel and the steered wheels. In such vehicles usually coupled to the steering wheel shaft is provided with one with a downstream steering gear, which provides the appropriate translation.

Moderne Fahrzeuge der beschriebenen Art weisen zusätzlich neben einer hydraulischen Lenkunterstützung häufig auch eine automatische elektronische Lenksteuerung auf, die beispielsweise bei einer Feldbearbeitung das Fahrzeug automatisch steuert, ohne dass der Fahrer hierzu aktiv werden muss. Zu diesem Zweck sind solche Systeme häufig mit satellitengestützten Steuer- oder Positionierungssystemen (Global Positioning System) gekoppelt, über welche exakt die Ist-Position des Fahrzeugs bestimmt werden kann, woraus fahrzeugseitig exakt der entsprechende Fahrweg bestimmt werden kann, den das Fahrzeug zurücklegen muss. Über die elektronische Eingriffsmöglichkeit, die einen entsprechenden Lenkaktuator, der üblicherweise dem Lenkgetriebe nachgeschaltet ist, umfasst, über welchen ein automatischer Eingriff in die Lenkung möglich ist, erfolgt die automatische Lenkung in Abhängigkeit der satellitengestützten Positionserfassung.Modern vehicles of the type described in addition to a hydraulic steering assistance often also have an automatic electronic steering control, which controls the vehicle automatically, for example, when fieldwork, without the driver must be active for this purpose. For this purpose, such systems are often coupled with satellite-based control or positioning systems (Global Positioning System), via which exactly the actual position of the vehicle can be determined, from which the vehicle can be determined exactly the appropriate route that the vehicle has to cover. About the electronic intervention possibility, which includes a corresponding steering actuator, which is usually connected downstream of the steering gear, via which an automatic intervention in the steering is possible, the automatic steering takes place in dependence of the satellite-based position detection.

Infolge der Verbindung zwischen Rad und Lenkrad ergibt sich folglich bei einem automatischen Lenkeingriff über den Lenkaktuator auch eine Bewegung des Lenkrads. Da diese Eingriffe mitunter relativ abrupt und mit großen Lenkwinkeln erfolgen, kann sich das Lenkrad beachtlich schnell drehen, was ein gewisses Unfallrisiko birgt.As a result of the connection between the wheel and steering wheel thus results in an automatic steering intervention on the steering actuator and a movement of the steering wheel. Since these interventions sometimes relatively abrupt and done with large steering angles, the steering wheel can rotate considerably fast, which carries a certain accident risk.

Aber auch in anderen Bereichen der Technik sind tempörär zwei Wellen miteinander zu koppeln, z. B. eine An- oder Abtriebswelle einer Arbeitsmaschine mit einer Folgewelle, die die Wellenrotation auf eine nachgeschaltete Mechanik überträgt, z. B. ein Werkzeug o. dgl.But also in other areas of technology tempörär two waves are to be coupled together, z. B. a drive or output shaft of a work machine with a follower shaft that transmits the shaft rotation to a downstream mechanism, z. B. a tool o. The like.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen und Lösen einer drehfesten Verbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Welle anzugeben, die – nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen – eine einfache bedarfsabhängige Kopplung und Entkopplung ermöglicht.The invention is thus based on the problem to provide a device for generating and releasing a rotationally fixed connection between a first and a second shaft, which - not least for safety reasons - allows a simple demand-dependent coupling and decoupling.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine an beiden Wellen über Kugeln gelagerte axial bewegbare Schiebehülse vorgesehen ist, wobei an der ersten Welle wenigstens eine umlaufende Ringnut vorgesehen ist, in die mehrere axial verlaufende Axialnuten münden, und dass die Kugeln an der Schiebehülse bei einer Hülsenbewegung mitnehmbar gelagert sind, wobei in einer ersten Schiebehülsenposition die Kugeln in den Axialnuten aufgenommen sind, in welcher Schiebehülsenposition beide Wellen drehfest gekoppelt sind, während bei einer Bewegung der Schiebehülse in eine zweite Position die Kugeln von der Schiebehülse entlang der Axialnuten in die Ringnut bewegt werden, in welcher Schiebehülsenposition die Wellen voneinander entkoppelt sind.To solve this problem is provided according to the invention in a device of the type mentioned that an axially movable sliding sleeve mounted on both shafts is provided, wherein on the first shaft at least one circumferential annular groove is provided, open into the plurality of axially extending axial grooves, and that the balls are entrained mounted on the sliding sleeve in a sleeve movement, wherein in a first sliding sleeve position, the balls are received in the axial grooves, in which sliding sleeve position both shafts are rotatably coupled, while upon movement of the sliding sleeve in a second position, the balls of the sliding sleeve be moved along the axial grooves in the annular groove, in which sliding sleeve position, the waves are decoupled from each other.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Kopplung und Entkopplung der beiden Wellen durch einfache Verstellung einer Schiebehülse. Diese Schiebehülse ist mit der zweiten Welle drehfest verbunden, jedoch axial verschiebbar an dieser zweiten Welle gelagert. An der ersten Welle sind Verschiedene Nuten vorgesehen, nämlich wenigstens eine umlaufende Ringnut sowie mehrere in diese mündenden Axialnuten. Die Schiebehülse ist an der ersten Welle über mehrere Kugeln gelagert, die derart mit der Schiebehülse gekoppelt sind, dass sie bei einer axialen Bewegung der Schiebehülse mitgenommen, also auch axial bewegt werden. Wellenseitig sind die Kugeln je nach Schiebehülsenposition entweder in den Axialnuten oder der Ringnut aufgenommen.In the apparatus according to the invention, the coupling and decoupling of the two shafts by simple adjustment of a sliding sleeve. This sliding sleeve is rotatably connected to the second shaft, but mounted axially displaceably on this second shaft. Various grooves are provided on the first shaft, namely at least one circumferential annular groove and a plurality of axial grooves opening into it. The sliding sleeve is mounted on the first shaft via a plurality of balls, which are coupled to the sliding sleeve in such a way that they are entrained during an axial movement of the sliding sleeve, that is also moved axially. On the shaft side, depending on the sliding sleeve position, the balls are either received in the axial grooves or the annular groove.

Befindet sich die Schiebehülse in einer ersten Schiebehülsenposition, so befinden sich die Kugeln in den Axialnuten. In dieser Position sind beide Wellen drehfest miteinander verbunden. Ist beispielsweise mit der ersten Welle ein Lenkrad gekoppelt, so wird bei der Drehung des Lenkrads diese Welle gedreht. Da sich die Kugel in Axialnuten befinden und auch an der Schiebehülse in dieser Hülsenposition drehfest aufgenommen sind, ist folglich eine drehfeste Verbindung zwischen Schiebehülse und erster Welle gegeben. Da die Schiebehülse wie beschrieben auch drehfest mit der zweiten Welle verbunden ist, ist folglich eine feste Durchtriebsverbindung zwischen beiden Wellen realisiert.If the sliding sleeve is in a first sliding sleeve position, then the balls are in the axial grooves. Both are in this position Shafts rotatably connected. If, for example, a steering wheel is coupled to the first shaft, this shaft is rotated during the rotation of the steering wheel. Since the ball are in axial grooves and are rotatably received on the sliding sleeve in this sleeve position, therefore, a rotationally fixed connection between the sliding sleeve and the first shaft is given. Since the sliding sleeve as described also rotatably connected to the second shaft, thus a solid through-drive connection between the two waves is realized.

Wird nun die Schiebehülse von der ersten in die zweite Position bewegt, so werden, da lagefest an der Schiebehülse in den Kugelaufnahmen vorgesehen, die Kugeln längs der Axialnuten bewegt, bis sie in die Ringnut einlaufen. Wird nun die erste Welle beispielsweise über das Lenkrad gedreht, so laufen die Kugeln in der Ringnut, d. h., die erste Welle dreht relativ zur Schiebehülse, es ist keine drehfeste Verbindung mehr gegeben. Wird nun, ausgehend von dem Beispielsfall mit dem langwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug oder dergleichen, beispielsweise über das automatische Lenksystem ein Lenkeingriff vorgenommen, also über den Lenkaktuator die Radstellung automatisch verstellt, so wirkt dies auf. den gesamten Bewegungsstrang einschließlich der zweiten Welle nebst Schiebehülse, d. h., dass die zweite Welle nebst Schiebehülse je nach Eingriffsgrad gedreht wird. Die Schiebehülse verdreht sich jedoch relativ zur nicht drehfest gekoppelten ersten Welle, d. h., diese wird nicht gedreht, das Lenkrad steht still. Infolgedessen ist in der zweiten Schiebehülsenposition, wiederum Bezug nehmend auf das eingangs beschriebene Beispiel des Fahrzeugs, eine automatische Lenkung ohne jedwede Lenkraddrehung, die ein Unfallrisiko für den Fahrer darstellen könnte, möglich.Now, if the sliding sleeve is moved from the first to the second position, so as to be fixed in position on the sliding sleeve provided in the ball mounts, the balls along the axial grooves moves until they enter the annular groove. If, for example, the first shaft is rotated over the steering wheel, then the balls run in the annular groove, i. h., The first shaft rotates relative to the sliding sleeve, there is no rotatable connection more. If now, starting from the example case with the long-service work vehicle or the like, for example via the automatic steering system, a steering intervention is made, ie the wheel position is automatically adjusted via the steering actuator, this has an effect. the entire movement strand including the second shaft together with sliding sleeve, d. h. That the second shaft is rotated together with sliding sleeve depending on the degree of engagement. However, the sliding sleeve rotates relative to the non-rotatably coupled first shaft, d. h., this is not turned, the steering wheel stops. As a result, in the second sliding sleeve position, again referring to the example of the vehicle described at the outset, automatic steering is possible without any steering wheel rotation that could pose a risk of accident to the driver.

Beabsichtigt der Fahrer wiederum selbst aktiv zu lenken, so ist lediglich die Schiebehülse wieder in die erste Schiebehülsenposition zu bewegen, in welcher sie wiederum drehfest mit der ersten Welle verbunden ist, so dass sich wiederum die drehfeste Wellenkopplung ergibt. Der Fahrer kann also wieder aktiv lenken, auch Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten sind dann ohne Weiteres möglich.If, in turn, the driver intends to actively steer himself, then only the sliding sleeve is to be moved again into the first sliding sleeve position, in which it in turn is non-rotatably connected to the first shaft, so that again the rotationally fixed shaft coupling results. The driver can therefore steer actively again, even driving at high speeds are then readily possible.

Wie beschrieben sind die Kugeln derart hülsenseitig gelagert oder aufgenommen, dass sie bei einer axialen Hülsenbewegung axial mitgenommen werden und so entlang der wellenseitigen Axialnuten in die Ringnut bewegt werden. Diese hülsenseitige Bewegungskopplung kann nun unterschiedlicher Art sein. Denkbar ist es, an der Hülse die Kugeln festhaltende Kugelaufnahmen vorzusehen, die kalottenförmig ausgeführt sind und jeweils eine Kugel bezogen auf die Hülse lagefest aufnehmen. In diesen Kugelaufnahmen können die Hülsen bei vernachlässigbarer Reibung drehen. Bei einer Hülsenbewegung erfolgt zwangsläufig eine Mitnahme der in den Kugelaufnahmen festgehaltenen Kugeln. Alternativ hierzu ist es denkbar, die Kugeln in einem Käfig anzuordnen und an der Schiebehülse innenseitig ebenfalls mehrere Axialnuten sowie wenigstens eine Ringnut, in die die Axialnut münden, vorzusehen. Die Schiebehülse greift bei einer Hülsenbewegung am Käfig an, so dass die Kugeln aufgrund dieses Angriffs ebenfalls zwangsweise axial bewegt und in die wellenseitige Ringnut geführt werden. Die Bewegungskopplung der Hülse zum Käfig ist derart ausgelegt, dass sich die Kugeln, wenn sie in der wellenseitigen Ringnut sind, zwangsläufig auch in der hülsenseitigen Ringnut liegen, so dass sie in dieser Schiebehülsenposition in beiden Ringnuten frei abwälzen und folglich die Schiebehülse relativ zur Welle frei drehbar ist. Bei einer Zurückbewegung der Hülse wird wiederum der Käfig nebst Kugeln über die am Käfig angreifende Hülse mitgenommen, so dass die Kugeln einerseits aus der wellenseitigen Ringnut in die Axialnuten geführt werden, und andererseits aus der hülsenseitigen Ringnut in die hülsenseitigen Axialnuten bewegt werden, so dass wiederum die drehfeste Verbindung sichergestellt ist. Um die Käfigmitnahme zu realisieren sind beispielsweise hülsenseitig entsprechende Vorsprünge, die an den jeweiligen Käfigenden angreifen, vorgesehen, wobei einer solcher Vorsprung beispielsweise auch als radial umlaufende Ringschulter ausgebildet sein kann und Ähnliches.As described, the balls are mounted or received on the sleeve side such that they are axially entrained in an axial sleeve movement and are thus moved along the shaft-side axial grooves in the annular groove. This sleeve-side movement coupling can now be of different types. It is conceivable to provide on the sleeve, the balls-holding ball seats, which are executed dome-shaped and each record a ball relative to the sleeve positionally stable. In these ball mounts, the sleeves can rotate with negligible friction. In a sleeve movement inevitably takes a capture of the detained in the ball receptacles balls. Alternatively, it is conceivable to arrange the balls in a cage and on the inside of the sliding sleeve also provide a plurality of axial grooves and at least one annular groove into which the axial groove open. The sliding sleeve engages in a sleeve movement on the cage, so that the balls also forcibly moved axially due to this attack and are guided in the shaft side annular groove. The movement coupling of the sleeve to the cage is designed such that the balls, when they are in the shaft side groove, inevitably lie in the sleeve-side annular groove, so that they roll freely in this sliding sleeve position in both annular grooves and thus free the sliding sleeve relative to the shaft is rotatable. In a return movement of the sleeve turn the cage is taken along with balls on the sleeve engaging the cage, so that the balls are guided on the one hand from the shaft side annular groove in the axial grooves, and on the other hand moved from the sleeve side annular groove in the sleeve side axial grooves, so turn the non-rotatable connection is ensured. In order to realize the cage entrainment, for example, corresponding projections are provided on the sleeve side, which act on the respective cage ends, wherein such a projection can also be designed as a radially encircling annular shoulder, for example, and the like.

Zweckmäßig ist es, wenn an der ersten Welle mehrere axial voneinander beabstandete Ringnuten, in die durchgehende Axialnuten münden, und hülsenseitig entsprechend angeordnete Kugelaufnahmen oder mehrere Ringnuten, in die durchgehende Axialnuten münden, vorgesehen sind, d. h., dass die Schiebehülse nicht nur über eine Kugelreihe, sondern über mehrere Kugelreihen an der ersten Welle gelagert ist.It is useful if at the first shaft a plurality of axially spaced-apart annular grooves, open into the continuous axial grooves, and sleeve side correspondingly arranged ball seats or a plurality of annular grooves, in the continuous axial grooves open, are provided, d. h., That the sliding sleeve is mounted not only on a row of balls, but over several rows of balls on the first shaft.

Wie beschrieben ist die Schiebehülse mit der zweiten Welle drehfest verbunden, sie muss jedoch, da sie insgesamt axial bezüglich beider Wellen beweglich ist, an der zweiten Welle axial beweglich gelagert sein. Hierzu sind zweckmäßigerweise an der zweiten Welle mehrere Axialnuten vorgesehen, in denen die Schiebehülse lagernde Kugeln aufgenommen sind, die in an der Schiebehülse vorgesehenen weiteren Axialnuten oder Kugelaufnahmen aufgenommen sind. Durch diese Ausgestaltung der zweiten Welle sowie der Schiebehülse ist auf einfache Weise eine drehfeste, jedoch gleichzeitig axial bewegliche Verbindung zwischen zweiter Welle und Schiebehülse möglich.As described, the sliding sleeve is rotatably connected to the second shaft, but it must, as it is axially movable relative to both shafts, axially movable on the second shaft. For this purpose, a plurality of axial grooves are expediently provided on the second shaft, in which the sliding sleeve bearing balls are received, which are received in provided on the sliding sleeve further axial grooves or ball seats. By this configuration of the second shaft and the sliding sleeve a rotationally fixed, but at the same time axially movable connection between the second shaft and sliding sleeve is possible in a simple manner.

Bevorzugt sind die Kugeln, über die die Hülsenbewegung an beiden Wellen erfolgt, in einem gemeinsamen Käfig aufgenommen, so dass sie bei einer axialen Hülsenbewegung allesamt synchron axial bewegt werden.Preferably, the balls, over which the sleeve movement takes place on both shafts, received in a common cage, so that they are all synchronously moved axially in an axial sleeve movement.

Die Schiebehülse selbst kann manuell und/oder über wenigstens ein Stellelement automatisch bewegbar sein. Hierbei sind unterschiedliche Ausgestaltungen respektive Bewegungskombinationen möglich. Denkbar ist es, dass die Schiebehülse ausschließlich manuell zwischen den beiden Endpositionen bewegbar ist. Denkbar ist es aber auch, dass die Schiebehülse in der einen Richtung über ein Stellelement automatisch bewegbar ist, während sie in der anderen Richtung manuell zurückzustellen ist. Eine dritte Möglichkeit sieht vor, dass die Stellbewegung in beiden Richtungen über jeweils ein Stellelement automatisch erfolgt und keine manuelle Hülsenbewegung erforderlich ist. The sliding sleeve itself can be moved manually and / or automatically via at least one adjusting element. Here, different configurations or combinations of movements are possible. It is conceivable that the sliding sleeve is only manually movable between the two end positions. It is also conceivable, however, for the sliding sleeve to be automatically movable in one direction via an actuating element, while it must be reset manually in the other direction. A third possibility provides that the adjusting movement takes place automatically in both directions via one adjusting element and no manual sleeve movement is required.

Für eine manuelle Hülsenbewegung ist die Schiebehülse zweckmäßigerweise mit eifem Hebel oder dergleichen verbunden, der beispielsweise vom Fahrer oder – wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer anderweitigen Arbeitsmaschine integriert – vom Maschinenbediener manuell betätigt wird.For a manual sleeve movement, the sliding sleeve is expediently connected to a lever or the like which, for example, is manually operated by the driver or, if the device according to the invention is integrated with another working machine, by the machine operator.

Als ein eine automatische, also gesteuerte Hülsenbewegung ermöglichendes Stellelement wird zweckmäßigerweise ein lagefester Elektromagnet verwendet, der bei Bestromung die Schiebehülse von der einen in die andere Schiebehülsenposition, insbesondere von der ersten Schiebehülsenposition in die zweite Schiebehülsenposition bewegt. Der Elektromagnet wird zweckmäßigerweise an einem die Schiebehülse und die beiden Wellenenden umgebenden Gehäuse angeordnet, so dass er bevorzugt die zylindrische Schiebehülse umgreift. Bei Bestromung baut der Elektromagnet ein hinreichend starkes Magnetfeld auf, das die Schiebehülse in Richtung des Elektromagneten zieht. Die Schiebehülse besteht selbstverständlich aus einem mit dem Magnetfeld wechselwirkenden Material.As a an automatic, so controlled sleeve movement enabling actuator expediently a positional electromagnet is used which moves when energized the sliding sleeve from one to the other sliding sleeve position, in particular from the first sliding sleeve position in the second sliding sleeve position. The electromagnet is expediently arranged on a housing surrounding the sliding sleeve and the two shaft ends, so that it preferably surrounds the cylindrical sliding sleeve. When energized, the electromagnet builds up a sufficiently strong magnetic field that pulls the sliding sleeve in the direction of the electromagnet. Of course, the sliding sleeve consists of a material interacting with the magnetic field.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Schiebehülse gegen eine Rückstellkraft in die andere, insbesondere die zweite Schiebehülsenposition bewegbar. Durch die Integration eines die Rückstellkraft aufbauenden Elements, vornehmlich eines Federelements, wird eine Fail-Safe-Funktion integriert. Die Rückstellkraft, die bei einer durch den Elektromagnet veranlassten Bewegung der Schiebehülse in die magnetnahe Schiebehülsenposition, vornehmlich die zweite Schiebehülsenposition, erzeugt wird, respektive das Federelement selbst, ist derart ausgelegt, dass im Falle eines Ausfalls des Elektromagneten sichergestellt ist, dass die Schiebehülse automatisch wieder in die Ausgangsposition, vornehmlich also die erste Schiebehülsenposition, bewegt wird. Im Falle des beschriebenen Beispiels eines Traktors oder Ähnlichem wird hierüber sichergestellt, dass die über den Elektromagneten aus der ersten Schiebehülseposition, in welcher beide Wellen drehfest verbunden sind, in die zweite Schiebehülsenposition, in welcher die Wellen entkoppelt sind, bewegte Schiebehülse bei einem Ausfall des Elektromagneten die entkoppelte Position nicht beibehält, sondern zwangsweise wieder die Wellen durch Zurückbewegen der Schiebehülse über das Federelement gekoppelt werden. Dabei kann das Federelement während der Bewegung in die zweite Schiebehülse entweder gedehnt oder gestaucht werden, je nach Anordnung des Federelements. Hierzu kann beispielsweise eine Schraubenfeder verwendet werden, die mit der Schiebehülse und einem lagefesten Punkt, beispielsweise am Gehäuse oder am Elektromagneten, verbunden ist.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the sliding sleeve against a restoring force in the other, in particular the second sliding sleeve position is movable. By integrating a restoring force-building element, especially a spring element, a fail-safe function is integrated. The restoring force, which is generated at a caused by the electromagnet movement of the sliding sleeve in the magnetic sliding sleeve position, especially the second sliding sleeve position is generated, respectively, the spring element itself is designed so that in case of failure of the electromagnet ensures that the sliding sleeve automatically again in the starting position, especially the first sliding sleeve position is moved. In the case of the described example of a tractor or the like, this ensures that the over the electromagnet from the first sliding sleeve position, in which both shafts are rotatably connected, in the second sliding sleeve position in which the waves are decoupled, moving sliding sleeve in case of failure of the electromagnet the decoupled position does not maintain, but forcibly again the waves are coupled by moving back the sliding sleeve on the spring element. In this case, the spring element can either be stretched or compressed during movement into the second sliding sleeve, depending on the arrangement of the spring element. For this purpose, for example, a helical spring can be used, which is connected to the sliding sleeve and a positionally fixed point, for example on the housing or on the electromagnet.

Anstelle des Einsatzes nur eines Elektromagneten und einem ausschließlich auf der Rückstellkraft beruhendem Zurückbewegen der Schiebehülse ist es auch denkbar, einen zweiten Elektromagneten vorzusehen, wobei beide Elektromagneten separat voneinander betreibbar sind. Dieser zweite Elektromagnet bewegt die Schiebehülse in die entgegengesetzte Richtung. Hier erfolgt also die Schiebehülsenbewegung in beide Richtungen automatisch durch die Erzeugung der jeweiligen Magnetfelder. Aus Sicherheitsgründen, um eben die Fail-Safe-Funktion zu realisieren, ist zweckmäßigerweise zusätzlich ein Federelement integriert, das bei Ausfall dann beider Elektromagneten sicherstellt, dass die Schiebehülse stets in die wellenkoppelnde Position bewegt wird.Instead of using only one electromagnet and an exclusively based on the restoring force moving back the sliding sleeve, it is also conceivable to provide a second electromagnet, wherein both electromagnets are operated separately from each other. This second solenoid moves the sliding sleeve in the opposite direction. Here, therefore, the sliding sleeve movement takes place automatically in both directions by the generation of the respective magnetic fields. For safety reasons, just to realize the fail-safe function, a spring element is expediently additionally integrated, which then ensures, in the event of failure then both electromagnets, that the sliding sleeve is always moved into the shaft-coupling position.

Schließlich können Rastmittel vorgesehen, die die Schiebehülse in wenigstens einer Position lösbar fixieren. Diese Rastmittel dienen dazu, sicherzustellen, dass die Schiebehülse beispielsweise bei einem vertikalen Welleneinbau und einer oberhalb der zweiten Position befindlichen Position diese auch beibehält und nicht schwerkraftbedingt in die zweite Schiebehülsenposition wandert.Finally, locking means may be provided which releasably fix the sliding sleeve in at least one position. These locking means serve to ensure that the sliding sleeve, for example, in a vertical shaft installation and a position located above the second position also retains and does not migrate into the second sliding sleeve position due to gravity.

Ferner betrifft die Erfindung ein landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere einen Traktor, umfassend ein Lenkrad und ein Lenkgetriebe, die über eine Wellenverbindung miteinander gekoppelt sind. Die Wellenverbindung umfasst eine mit dem Lenkrad gekoppelte erste Welle und eine mit dem Lenkgetriebe gekoppelte zweite Welle. Im Rahmen eines allgemeinen Erfindungsgedankens ist eine Vorrichtung zum Erzeugen und Lösen einer drehfesten Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Welle vorgesehen, wobei als eine solche Vorrichtung vorzugsweise eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, vorgesehen sein kann, jedoch auch andere lösbare Kupplungsvorrichtungen, z. B. eine Klauenkupplung, vorgesehen sein kann.Furthermore, the invention relates to an agricultural vehicle, in particular a tractor, comprising a steering wheel and a steering gear, which are coupled to each other via a shaft connection. The shaft connection comprises a first shaft coupled to the steering wheel and a second shaft coupled to the steering gear. In the context of a general inventive concept, a device for generating and releasing a rotationally fixed connection between the first and the second shaft is provided, wherein as such a device preferably a device according to one of the preceding claims, may be provided, but other releasable coupling devices, for. As a jaw clutch, may be provided.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgendennäher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in the following. Show it:

1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Gehäuse mit integriertem Elektromagneten; 1 a perspective view of a device according to the invention with housing with integrated electromagnet;

2 die Vorrichtung aus 1 mit entferntem Gehäuse nebst Elektromagneten; 2 the device off 1 with remote housing and electromagnets;

3 die Vorrichtung aus 2 mit entfernter Schiebehülse; 3 the device off 2 with removed sliding sleeve;

4 eine Schnittansicht in Form einer Prinzipdarstellung durch die Vorrichtung aus 1; 4 a sectional view in the form of a schematic representation of the device 1 ;

5 eine Ansicht zur Darstellung der genuteten Innenwandung der Schiebehülse; 5 a view illustrating the grooved inner wall of the sliding sleeve;

6 eine Ansicht zur Darstellung der genuteten Außenfläche der beiden Wellen; 6 a view showing the grooved outer surface of the two waves;

7 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung aus 1 mit in der ersten Position befindlichen Schiebehülse, in welcher die beiden Wellen drehfest miteinander verbunden sind; 7 a sectional view through the device 1 with in the first position sliding sleeve, in which the two shafts are rotatably connected to each other;

8 die Darstellung der Vorrichtung aus 7 mit der in einer zweiten Position befindlichen Schiebehülse, in der die erste Welle von der Schiebehülse entkoppelt ist. 8th the representation of the device 7 with the sliding sleeve in a second position, in which the first shaft is decoupled from the sliding sleeve.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, die es ermöglicht, eine erste Welle 2 mit einer zweiten Welle 3 drehfest zu koppeln bzw. die drehfeste Kopplung wieder zu lösen. Die erste Welle 2 ist beispielsweise mit einem Lenkrad einer landwirtschaftlichen Maschine oder eines anderen Fahrzeugs gekoppelt. Die axial zur ersten Welle 2 angeordnete zweite Welle 3 ist beispielsweise mit einem Lenkgetriebe gekoppelt, dem beispielsweise ein Lenkaktuator zugeordnet oder nachgeschaltet ist, über den ein über eine Steuerungseinrichtung gesteuerter automatischer Lenkeingriff möglich ist, um gezielt die Lenkung unabhängig vom Fahrer zu betätigen. 1 shows a device according to the invention 1 that allows a first wave 2 with a second wave 3 to couple rotatably or to solve the non-rotatable coupling again. The first wave 2 For example, it is coupled to a steering wheel of an agricultural machine or other vehicle. The axial to the first shaft 2 arranged second wave 3 For example, is coupled to a steering gear, which is associated with, for example, a steering actuator or downstream, via which an automatic steering intervention controlled by a control device is possible to selectively actuate the steering independently of the driver.

Die Vorrichtung 1 umfasst ein äußeres Gehäuse 4. In diesem Gehäuse 4 befindet sich mit ihm verbunden ein Elektromagnet, der als Stellelement zum automatischen Lösen einer Wellenkopplung dient, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.The device 1 includes an outer housing 4 , In this case 4 is connected to it an electromagnet, which serves as an actuator for automatically releasing a shaft coupling, which will be discussed below.

2 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1 mit entferntem Gehäuse. Dargestellt ist eine Schiebehülse 5, die, wie durch den Doppelpfeil dargestellt ist, axial relativ zu den beiden Wellen 2, 3 verschiebbar ist. Die Schiebehülse 5 übergreift die beiden Wellen 2, 3, die mit ihren Stirnflächen eng benachbart zueinander angeordnet sind, über eine gewisse axiale Länge. Die Schiebehülse 5 ist über Kugeln axial beweglich auf den Wellen 2, 3 gelagert, wobei 3 die Vorrichtung 1 aus 2 ohne die Schiebehülse 5 zeigt. Die Kugeln sind an einem gemeinsamen hülsenförmigen Käfig 6 in zwei Gruppen 7, 8 aufgenommen. Die zur Gruppe 7 gehörenden Kugeln 9 dienen der Lagerung der Schiebehülse 5 an der ersten Welle, während die zur Gruppe 8 gehörenden Kugeln 10 der Lagerung der Schiebehülse an der zweiten Welle 3 dienen. Die Kugeln dienen jedoch auch dazu, die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Wellen 2, 3 über die Schiebehülse 5, die als Koppelelement dient, zu erwirken respektive zu lösen. Hierzu ist der Käfig 6 nebst den Kugeln 9, 10 ebenfalls wie durch den Doppelpfeil gezeigt axial relativ zu den Wellen 2, 3 bewegbar, wobei diese Bewegung durch die Bewegung der Schiebehülse 5 erwirkt wird, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. 2 shows the device 1 out 1 with the housing removed. Shown is a sliding sleeve 5 which, as shown by the double arrow, axially relative to the two shafts 2 . 3 is displaceable. The sliding sleeve 5 overlaps the two waves 2 . 3 , which are arranged with their end faces closely adjacent to each other, over a certain axial length. The sliding sleeve 5 is axially movable on the shafts via balls 2 . 3 stored, wherein 3 the device 1 out 2 without the sliding sleeve 5 shows. The balls are on a common sleeve-shaped cage 6 in two groups 7 . 8th added. The to the group 7 belonging to balls 9 serve for the storage of the sliding sleeve 5 on the first wave, while the group 8th belonging to balls 10 the storage of the sliding sleeve on the second shaft 3 serve. However, the balls also serve the non-rotatable connection between the two shafts 2 . 3 over the sliding sleeve 5 , which serves as a coupling element to obtain or to solve. This is the cage 6 along with the bullets 9 . 10 also as shown by the double arrow axially relative to the waves 2 . 3 movable, this movement being due to the movement of the sliding sleeve 5 which will be discussed below.

4 zeigt eine Schnittansicht durch die Vorrichtung 1. Gezeigt ist das Gehäuse 4, in dem ein Stellelement 11, hierin Form eines bestrombaren Elektromagneten 12, lagefest angeordnet ist. Das Stellelement 11, also der Elektromagnet 12 ist als ringförmiges Bauteil ausgeführt, er umschließt die Schiebehülse 5. Zum Bewegen der Schiebehülse 5 wirkt der Elektromagnet 12 mit der Schiebehülse 5 zusammen, indem er bei Bestromung ein Magnetfeld aufbaut, über welches die Schiebehülse 5 an den Elektromagneten 12 gezogen wird, woraus eine axiale Bewegung der Schiebehülse 5 und mit ihr des Käfig 6 nebst den Kugeln 9, 10 erfolgt, was nachfolgend noch beschrieben wird. 4 shows a sectional view through the device 1 , Shown is the case 4 in which an actuator 11 , herein form of a currentable electromagnet 12 , is arranged fixed in position. The actuator 11 So the electromagnet 12 is designed as an annular component, it surrounds the sliding sleeve 5 , To move the sliding sleeve 5 the electromagnet acts 12 with the sliding sleeve 5 together by creating a magnetic field when energized, over which the sliding sleeve 5 to the electromagnet 12 is pulled, resulting in an axial movement of the sliding sleeve 5 and with her the cage 6 along with the bullets 9 . 10 takes place, which will be described below.

Die Schiebehülse 5 ist über ein eine Rückstellkraft erzeugendes Federelement 13 mit dem Gehäuse 4 verbunden. Dieses Federelement 13 wird gedehnt, wenn die Schiebehülse an den Elektromagneten 12 gezogen wird. Wird der Elektromagnet 12 nicht mehr bestromt, so zieht das Federelement 13, hier eine Schraubenfeder, die Schiebehülse 5 wieder in die Ausgangsstellung zurück.The sliding sleeve 5 is about a restoring force generating spring element 13 with the housing 4 connected. This spring element 13 is stretched when the sliding sleeve to the electromagnet 12 is pulled. Will the electromagnet 12 no longer energized, so pulls the spring element 13 , here a coil spring, the sliding sleeve 5 back to the starting position.

Gezeigt sind ferner die Kugeln 9 und 10, die in unterschiedlichen Nuten an den Wellen 2, 3 sowie der Schiebehülse 5 aufgenommen sind. Diese Nutstrukturen sind anschaulich in den 5 und 6 gezeigt.Shown are also the balls 9 and 10 in different grooves on the waves 2 . 3 and the sliding sleeve 5 are included. These groove structures are clearly in the 5 and 6 shown.

5 zeigt eine Schnittansicht der Schiebehülse 5, wobei zur Darstellung der Nutstruktur die Wellen 2, 3 nicht gezeigt sind. Die Schiebehülse 5 weist eine Vielzahl achsparallel verlaufender Axialnuten 14 auf, die sich über die gesamte Hülsenlänge erstrecken. Im Bereich der gezeigten Kugeln 10, über die die Schiebehülse 5 an der zweiten Welle 3 gelagert ist, sind lediglich die Axialnuten 14 vorgesehen. Im Bereich der Kugeln 9, über die die Schiebehülse 5 an der ersten Welle 2 gelagert ist, sind darüber hinaus mehrere umlaufende Ringnuten 15, also Radialnuten, vorgesehen, die die Axialnuten 14 „kreuzen”, d. h., die Axialnuten 14 münden in die Ringnuten 15. 5 shows a sectional view of the sliding sleeve 5 , wherein for representing the groove structure, the waves 2 . 3 not shown. The sliding sleeve 5 has a plurality of axially parallel axial grooves 14 on, which extend over the entire sleeve length. In the range of the balls shown 10 over which the sliding sleeve 5 at the second wave 3 is stored, are only the axial grooves 14 intended. In the sphere of bullets 9 over which the sliding sleeve 5 at the first wave 2 is stored, moreover, several circumferential annular grooves 15 , so Radial grooves, provided that the axial grooves 14 "Intersect", ie, the axial grooves 14 open into the annular grooves 15 ,

Aus 6 ergibt sich in anschaulicher Weise die Nutstruktur an den Wellen 2 und 3. An der zweiten Welle 3 sind ebenfalls, wie auch an der Schiebehülse 5 in diesem Bereich, nur Axialnuten 16 vorgesehen. Die Teilung der Axialnuten 16 entspricht der Teilung der Axialnuten 14 der Schiebehülse. Die am Käfig 6 gehalterten Kugeln 10 werden folglich stets in den Axialnuten 14 und den Axialnuten 16 geführt. Hier besteht also stets eine drehfeste Verbindung zwischen der zweiten Welle 3 und der Schiebehülse 5.Out 6 clearly shows the groove structure on the waves 2 and 3 , At the second wave 3 are also, as well as on the sliding sleeve 5 in this area, only axial grooves 16 intended. The pitch of the axial grooves 16 corresponds to the pitch of the axial grooves 14 the sliding sleeve. The on the cage 6 supported balls 10 are therefore always in the axial grooves 14 and the axial grooves 16 guided. So there is always a rotationally fixed connection between the second shaft 3 and the sliding sleeve 5 ,

Am gegenüberliegenden Ende der ersten Welle 2 sind, mit derselben Teilung wie die Axialnuten 16 respektive die Axialnuten 14, ebenfalls Axialnuten 17 vorgesehen. Ferner sind auch hier mit demselben axialen Abstand wie die Ringnuten 15 weitere Ringnuten 18 vorgesehen, die ebenfalls die Axialnuten 17 „kreuzen”, d. h., die Axialnuten 17 münden wie auch im Bereich der Schiebehülse 5 in den Ringnuten 18.At the opposite end of the first wave 2 are, with the same pitch as the axial grooves 16 respectively the axial grooves 14 , also axial grooves 17 intended. Furthermore, here also with the same axial distance as the annular grooves 15 further annular grooves 18 provided, which are also the axial grooves 17 "Intersect", ie, the axial grooves 17 open as well as in the sliding sleeve 5 in the ring grooves 18 ,

Wie ausgeführt ist die Schiebehülse 5 und mit ihr der Käfig 6 und damit zwangsläufig die Kugeln 9 und 10 axial relativ zu den axial unbeweglichen Wellen 2, 3 bewegbar. Diese Axialbewegung führt zu einer Veränderung der Lage der Kugeln 9, 10. Während bei einer Axialverschiebung der Kugeln 10 stets die drehfeste Verbindung zwischen zweiter Welle 3 und Schiebehülse 5 bestehen bleibt, ändert sich die Kopplung zwischen Schiebehülse 5 und erster Welle 2 in Abhängigkeit von der Schiebehülsenposition. Die Funktion ist dabei derart, dass in einer ersten Schiebehülsenposition, in welcher die Schiebehülse vom Elektromagneten 12 beabstandet, also nicht angezogen ist, die Kugeln 9 sowohl an der Schiebehülse 5 als auch an der Welle 2 in den jeweiligen Axialnuten 14 und 17 aufgenommen sind. In diesem Fall ist auch eine drehfeste Verbindung zwischen der Schiebehülse 5 und der ersten Welle 2 realisiert.As stated, the sliding sleeve 5 and with her the cage 6 and inevitably the bullets 9 and 10 axially relative to the axially immovable waves 2 . 3 movable. This axial movement leads to a change in the position of the balls 9 . 10 , While at an axial displacement of the balls 10 always the non-rotatable connection between the second shaft 3 and sliding sleeve 5 persists, the coupling between the sliding sleeve changes 5 and first wave 2 depending on the sliding sleeve position. The function is such that in a first sliding sleeve position, in which the sliding sleeve from the electromagnet 12 spaced, so not tightened, the balls 9 both on the sliding sleeve 5 as well as on the wave 2 in the respective axial grooves 14 and 17 are included. In this case, a non-rotatable connection between the sliding sleeve 5 and the first wave 2 realized.

Wird nun die Schiebehülse 5 durch Bestromung des Elektromagneten in Richtung des Elektromagneten axial bewegt, so wird während dieser Bewegung auch der Käfig 6 nebst den Kugeln 9, 10 axial verschoben. Diese Verschiebebewegung der Schiebehülse 5 und daraus resultierend des Käfigs 6 ist so ausgelegt, dass in der erreichten Endposition die Kugeln 9 sowohl in den Ringnuten 15 der Schiebehülse 5 als auch den Ringnuten 18 der ersten Welle 2 aufgenommen sind. D. h., dass bei einer Relativdrehung der Schiebehülse 5 zur Welle 2 die Kugeln 9 in den übereinander liegenden Ringnuten 15, 18 abwälzen, mithin also keine drehfeste Verbindung gegeben ist, also diese Verbindung nicht mehr rotativ gesperrt ist. Die erste Welle 2 und die zweite Welle 3 können sich frei voneinander drehen.Will now be the sliding sleeve 5 moved axially by energizing the electromagnet in the direction of the electromagnet, so during this movement, the cage 6 along with the bullets 9 . 10 moved axially. This sliding movement of the sliding sleeve 5 and as a result of the cage 6 is designed so that in the final position reached the balls 9 both in the annular grooves 15 the sliding sleeve 5 as well as the ring grooves 18 the first wave 2 are included. D. h., That during a relative rotation of the sliding sleeve 5 to the wave 2 the balls 9 in the superimposed annular grooves 15 . 18 roll off, so therefore no rotatable connection is given, so this connection is no longer locked rotary. The first wave 2 and the second wave 3 can rotate freely.

Wird nun beispielsweise bei dem beschriebenen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem langwirtschaftlichen Arbeitsgerät mit automatischem Lenkeingriff durch diese Lenkautomatik die Lenkung durch den Aktuator automatisch bewegt, so kommt es infolge des realisierten Bewegungsstranges zu einer eingriffsbedingten Drehung der zweiten Welle 3, die wie beschrieben in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Lenkgetriebe gekoppelt ist. Infolge der über den Axialnuteingriff der Kugeln 10 gegebenen drehfesten Verbindung zwischen zweiter Welle 3 und Schiebehülse 5 dreht auch die Schiebehülse 5. Befindet sich diese jedoch in der zum Elektromagneten 12 gezogenen zweiten Hülsenposition, in welcher die Kugeln 9 in den Ringnuten 15, 18 angeordnet sind, so dreht die Schiebehülse 5 frei von der ersten Welle 2, die Kugeln 9 wälzen lediglich in den Ringnuten 15, 18. D. h., die Welle 2 dreht sich folglich nicht mit, es kommt also auch zu keiner möglicherweise sicherheitsgefährdenden Drehung des mit der Welle 2 gekoppelten Lenkrads.Now, for example, in the described use of the device according to the invention in a long-work implement with automatic steering intervention by this automatic steering steering by the actuator moves automatically, it comes as a result of the realized movement strand to an intervention rotation of the second shaft 3 which is coupled as described in this embodiment with the steering gear. As a result of over the Axialnuteingriff the balls 10 given rotationally fixed connection between the second shaft 3 and sliding sleeve 5 also turns the sliding sleeve 5 , However, this is located in the electromagnet 12 pulled second sleeve position, in which the balls 9 in the ring grooves 15 . 18 are arranged, then rotates the sliding sleeve 5 free from the first wave 2 , the balls 9 roll only in the annular grooves 15 . 18 , That is, the wave 2 Consequently, it does not rotate with it, so there is also no possible safety-threatening rotation of the shaft 2 coupled steering wheel.

Die 7 und 8 zeigen die unterschiedlichen Schiebehülsenpositionen und daraus resultierend die unterschiedlichen Kugelanordnungen.The 7 and 8th show the different sliding sleeve positions and as a result the different ball arrangements.

In 7 befindet sich die Schiebehülse 5 in der ersten Hülsenposition, in welcher sie vom Elektromagneten 12 beabstandet ist. In diese erste Position wird sie über einen nicht näher gezeigten Anschlag begrenzt durch das Federelement 13 gezogen. In dieser Position befinden sich die Ringnuten 15 in Überdeckung zu den Ringnuten 18. Die Kugeln 9 befinden sich in den Axialnuten 14 und 17. Diese Kugelposition wird bei einer Bewegung der Schiebehülse 5 in die in 7 gezeigte erste Position zwangsläufig eingenommen, nachdem die Schiebehülse 5 über einen Anschlag 19 am in 7 gezeigten linken Ende des Käfigs 6 während der Axialverschiebung der Schiebehülse 5 angreift und den Käfig 6 samt den Kugeln 9, 10 axial bewegt. Die Bewegung in diese Richtung kann gegebenenfalls über einen weiteren Anschlag, beispielsweise an der Welle 3, begrenzt sein. In jedem Fall ist hierüber sichergestellt, dass sich die Kugeln 9 immer in den Axialnuten 14, 17 befinden, wenn die Schiebehülse 5 in der in 7 gezeigten ersten Position ist.In 7 is the sliding sleeve 5 in the first sleeve position in which they are from the electromagnet 12 is spaced. In this first position, it is limited by a stop not shown in detail by the spring element 13 drawn. In this position are the annular grooves 15 in overlap with the ring grooves 18 , The balls 9 are located in the axial grooves 14 and 17 , This ball position is during a movement of the sliding sleeve 5 in the in 7 shown first position inevitably taken after the sliding sleeve 5 about a stop 19 on in 7 shown left end of the cage 6 during the axial displacement of the sliding sleeve 5 attacks and the cage 6 including the balls 9 . 10 moved axially. The movement in this direction may optionally via another stop, for example on the shaft 3 to be limited. In any case, this ensures that the balls 9 always in the axial grooves 14 . 17 if the sliding sleeve 5 in the in 7 shown first position.

Wird nun der Elektromagnet 12 bestromt, so wird die Schiebehülse 5 axial nach links in Richtung des Elektromagneten bewegt. Sie nimmt die zweite Hülsenposition ein, wie in 8 gezeigt ist. Die Länge dieser Axialbewegung entspricht dem axialen Abstand zweier Ringnuten 15 oder 18 voneinander. Dies ergibt sich deutlich aus einem Vergleich der 7 und 8. Während der Bewegung ausgehend von 7 verschiebt sich die Schiebehülse 5 zunächst um einen halben Ringnutabstand, bevor sie über einen an der rechten Hülsenseite befindlichen zweiten Abschlag 20 wiederum am Käfig 6 angreift. Bei einer Fortsetzung der Schiebehülsenbewegung nach links zum Elektromagneten 12 hin wird sodann der Käfig samt den Kugeln 9, 10 ebenfalls nach links geschoben, bis die wiederum gegebenenfalls anschlagbegrenzte Endposition gemäß 8 gezeigt ist, in welcher die Ringnuten 15 und 18 wiederum deckungsgleich übereinander liegen, wobei jedoch die Ringnuten 15 um einen Ringnutabstand nach links gewandert sind. Gleichzeitig wurden infolge der Mitnahme des Käfigs 6 und damit der Kugel 9 die Kugeln 9 in die Ringnuten 15, 18 eingeführt, wie in 8 gezeigt. In dieser Stellung wälzen folglich bei einer Relativdrehung der ersten Welle 2 zur Schiebehülse 5 die Kugeln 9 frei in den Ringnuten 15, 18, die Bewegungskopplung ist folglich aufgehoben, die Wellen 2, 3 sind voneinander entkoppelt. Der Käfig 6 wird folglich nur um einen halben Ringnutabstand in beide Richtungen während eines Positionswechsels der Schiebehülse 5 verschoben.Will now be the electromagnet 12 energized, then the sliding sleeve 5 moved axially to the left in the direction of the electromagnet. It occupies the second sleeve position, as in 8th is shown. The length of this axial movement corresponds to the axial distance between two annular grooves 15 or 18 from each other. This is clear from a comparison of 7 and 8th , During the movement starting from 7 shifts the sliding sleeve 5 first by half a Ringnutabstand before they have a located on the right sleeve side second tee 20 again on the cage 6 attacks. At a Continuation of the sliding sleeve movement to the left to the electromagnet 12 Then there is the cage with the balls 9 . 10 also pushed to the left until the turn stop-limited final position according to 8th is shown, in which the annular grooves 15 and 18 again congruent superimposed, but the annular grooves 15 have moved to a Ringnutabstand to the left. At the same time, as a result of the capture of the cage 6 and with it the ball 9 the balls 9 in the annular grooves 15 . 18 introduced as in 8th shown. In this position, therefore, roll upon relative rotation of the first shaft 2 to the sliding sleeve 5 the balls 9 free in the ring grooves 15 . 18 , the motion coupling is thus suspended, the waves 2 . 3 are decoupled from each other. The cage 6 Consequently, only by half a Ringnutabstand in both directions during a change in position of the sliding sleeve 5 postponed.

Wie 8 zeigt, wurde hierbei das Federelement 13 gespannt, es wurde also eine Rückstellkraft aufgebaut. Wird nun der Elektromagnet 12 wieder entregt, oder – im Fehlerfall – ungewollt nicht mehr bestromt, so zieht das Federelement 13 die Schiebehülse 5 und mit dieser den Käfig 6 nebst den Kugeln 9 automatisch wieder in die erste Hülsenposition gemäß 7 zurück, sobald die zuvor gegebenenfalls relativ zueinander verdrehten Axialnuten 16 und 17 wieder miteinander fluchten. Die drehfeste Verbindung ist damit automatisch wieder hergestellt.As 8th shows, here was the spring element 13 curious, so it has built a restoring force. Will now be the electromagnet 12 again de-energized, or - in the event of a fault - unintentionally no longer energized, so pulls the spring element 13 the sliding sleeve 5 and with this the cage 6 along with the bullets 9 automatically returns to the first sleeve position according to 7 back as soon as possibly previously rotated relative to each other axial grooves 16 and 17 get back in line with each other. The non-rotatable connection is thus restored automatically.

Die Kugeln 10 hingegen verbleiben stets in den Axialnuten 14, 16, sie werden bei einer Hülsenbewegung lediglich in diesen Nuten axial verschoben. Die Drehverbindung bleibt hier jedoch stets erhalten.The balls 10 however, always remain in the axial grooves 14 . 16 , They are moved axially in a sleeve movement only in these grooves. However, the slewing connection is always retained here.

Alternativ zu Verwendung eines Käfigs 6, in dem die Kugeln 9, 10, insbesondere die Kugeln 9 aufgenommen sind, besteht die Möglichkeit, an der Schiebehülse kalotten förmige Eintiefungen als Kugelaufnahmen vorzusehen, in die jeweils eine Kugel 9 (Entsprechendes kann auch für die Kugeln 10 gelten) eingelegt ist. D. h., dass hülsenseitig weder Ringnuten 15 noch Axialnuten 14 vorgesehen sind. In diesen Kugelaufnahmen können sich die Kugeln 9 drehen, wobei die dabei gegebene Reibung letztlich insofern vernachlässigbar ist, als die Relativdrehung von Welle 2 zu Schiebehülse 5 relativ langsam von Statten geht, wenn die Kugeln 9 in die Ringnuten 18 an der ersten Welle 2 eingreifen. Bei hinreichender Schmierung ist die gegebene Reibung in Bezug auf den konkreten Anwendungsfall vernachlässigbar.Alternatively to using a cage 6 in which the balls 9 . 10 , especially the balls 9 are recorded, it is possible to dome on the sliding sleeve-shaped recesses provided as ball mounts, in each case a ball 9 (The same can also be said for the balls 10 apply) is inserted. D. h., That the sleeve side neither annular grooves 15 still axial grooves 14 are provided. In these ball receptacles, the balls can 9 turn, with the given friction is ultimately negligible in the sense that the relative rotation of shaft 2 to sliding sleeve 5 relatively slow going on when the bullets 9 in the annular grooves 18 at the first wave 2 intervention. With adequate lubrication, the given friction is negligible with respect to the specific application.

Durch Aufnahme der Kugeln 9 in den einzelnen Kugelaufnahmen wird gleichermaßen eine sichere Kugelmitnahme bei einer Hülsenbewegung realisiert. Der Ausbildung eines Anschlags 20 bedarf es nicht, ebenso wenig der Hülsenverschiebung um eine Ringnutabstandslänge. Vielmehr ist es hierbei ausreichend, die Hülse nur um einen halben Ringnutabstand axial zu verschieben, mithin also nur die Kugeln 9 aus den jeweiligen Ringnuten 18 in die unmittelbar daran anschließende Axialnut 17 einzuführen. Hierzu langt eine Axialbewegung um einen halben Ringnutabstand aus.By picking up the balls 9 In the individual ball receptacles, a secure ball entrainment is likewise realized in the case of a sleeve movement. The formation of a stop 20 it is not necessary, nor the sleeve displacement to a Ringnutabstandslänge. Rather, it is sufficient in this case to move the sleeve axially by half a Ringnutabstand, so therefore only the balls 9 from the respective annular grooves 18 in the immediately adjoining axial groove 17 introduce. For this purpose reaches an axial movement by half a Ringnutabstand.

Im Bereich der Lagerung der Schiebehülse 5 an der zweiten Welle 3 können hülsenseitig ebenfalls solche Kugelaufnahmen vorgesehen sein, alternativ dazu können wie bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung wiederum hülsenseitig Axialnuten 14 vorgesehen sein, in die die dann käfiggeführten Kugeln 10 eingreifen. Die Kugeln 10 werden nebst Käfig bei einer Hülsenbewegung etwas axial verschoben, gegebenenfalls allein resultierend aus der Relativbewegung zwischen Schiebehülse 5 und zweiter Welle 3. Jedoch ist auch eine Käfigbewegung über entsprechende hülsenseitig vorgesehene Anschläge oder dergleichen denkbar.In the area of the bearing of the sliding sleeve 5 at the second wave 3 can also be provided such sleeve receptacles on the sleeve side, alternatively, as in the previously described embodiment again sleeve side axial grooves 14 be provided in the then cage-guided balls 10 intervention. The balls 10 be moved axially in addition to cage with a sleeve movement slightly, possibly alone resulting from the relative movement between the sliding sleeve 5 and second wave 3 , However, a cage movement via corresponding sleeve side provided stops or the like is conceivable.

Alternativ zur Verwendung eines automatischen Stellelements in Form des Elektromagneten 12 besteht die Möglichkeit, die Schiebehülse 5 manuell durch den Fahrer oder eine sonstige Bedienperson axial zu verschieben. Hierzu kann an der Schiebehülse 5 ein geeigneter Schiebehebel oder Ähnliches angeordnet sein, der aus dem Gehäuse 4 herausgeführt ist und zum Verschieben der Schiebehülse 5 zwischen den beiden Endpositionen längs geschoben wird.Alternatively to the use of an automatic actuator in the form of the electromagnet 12 there is a possibility of the sliding sleeve 5 manually by the driver or other operator to move axially. This can be done on the sliding sleeve 5 a suitable sliding lever or the like may be arranged, which from the housing 4 is led out and to move the sliding sleeve 5 is pushed longitudinally between the two end positions.

Insbesondere bei Verwendung eines automatischen Stellelements 11, vorzugsweise in Form des Elektromagneten 12, besteht weiterhin die Möglichkeit, eine automatische Einnahme der ersten Schiebehülsenposition, in welcher also die beiden Wellen 2, 3 miteinander drehfest verbunden sind, zu realisieren. Hierzu kann beispielsweise über ein Steuergerät bei Vorliegen einer bestimmten Randbedingung die Bestromung des Elektromagneten 12 unterbrochen werden, beispielsweise wenn eine hinreichende Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, oder wenn beispielsweise über eine geeignete Sensorik erfasst wird, dass der Fahrer das Lenkrad und darüber die erste Welle 2 dreht, mithin also aktiv lenken möchte und Ähnliches. Wird das Vorliegen einer solchen Randbedingung erfasst, wird der Elektromagnet 12 entregt, so dass über das Federelement 13 die Schiebehülse 5 automatisch wieder in die in 7 gezeigte Koppelposition zurückgezogen wird.Especially when using an automatic control element 11 , preferably in the form of the electromagnet 12 , There is still the possibility of an automatic capture of the first sliding sleeve position, in which so the two waves 2 . 3 connected to each other rotatably to realize. For this purpose, for example via a control unit in the presence of a certain boundary condition, the energization of the electromagnet 12 be interrupted, for example, when a sufficient driving speed is reached, or if, for example, detected by a suitable sensor that the driver is the steering wheel and above the first wave 2 Turns, therefore, so actively steer and the like. If the presence of such a boundary condition is detected, the electromagnet 12 de-energized, leaving over the spring element 13 the sliding sleeve 5 automatically return to the in 7 shown coupling position is withdrawn.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Wellewave
33: Wellewave
44: Gehäusecasing
55: Schiebehülsesliding sleeve
66: KäfigCage
77: Gruppegroup
88th: Gruppegroup
99: KugelBullet
1010: KugelBullet
1111: Stellelementactuator
1212: Elektromagnetelectromagnet
1313: Federelementspring element
1414: Axialnutaxial groove
1515: Ringnutring groove
1616: Axialnutaxial groove
1717: Axialnutaxial groove
1818: Ringnutring groove
1919: Anschlagattack

Claims

Device for generating and releasing a rotationally fixed connection between a first and a second shaft, which are arranged axially to one another, in particular coupled to a steering wheel first shaft and coupled to a steering gear with optionally associated Lenkaktuator second shaft, characterized in that one at both Waves ( 2 . 3 ) over balls ( 9 . 10 ) mounted axially movable sliding sleeve ( 5 ) is provided, wherein at the first shaft ( 2 ) at least one circumferential annular groove ( 18 ) is provided, in which a plurality of axially extending axial grooves ( 17 ) and that the balls ( 9 ) on the sliding sleeve ( 5 ) are axially mitnehmbar in a sleeve movement, wherein in a first sliding sleeve position the balls ( 9 ) in the axial grooves ( 17 ), in which sliding sleeve position both shafts ( 2 . 3 ) are rotationally fixed, while during a movement of the sliding sleeve ( 5 ) in a second position the balls ( 9 ) of the sliding sleeve ( 5 ) along the axial grooves ( 17 ) in the annular groove ( 18 ), in which sliding sleeve position the shafts ( 2 . 3 ) are decoupled from each other.

Device according to claim 1, characterized in that on the sliding sleeve ( 5 ) the balls ( 9 ) retaining ball mounts are provided, or that the balls ( 9 ) in a cage ( 6 ) are held and in an axial sleeve movement on the sliding sleeve ( 5 ) is entrainable, wherein on the sliding sleeve ( 5 ) at least one circumferential annular groove ( 15 ) and a plurality of axially extending axial grooves ( 14 ), which are in the annular groove ( 15 ), are provided.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that on the first shaft ( 2 ) a plurality of axially spaced annular grooves ( 18 ), in the continuous axial grooves ( 17 ), and sleeve side correspondingly arranged ball receptacles or a plurality of annular grooves ( 15 ), in the continuous axial grooves ( 14 ) are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the second shaft ( 3 ) a plurality of axial grooves ( 16 ) are provided, in which the sliding sleeve ( 5 ) bearing balls ( 10 ), which are in at the sliding sleeve ( 5 ) provided axial grooves ( 14 ) or ball recordings are recorded.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding sleeve ( 5 ) manually and / or via at least one actuating element ( 11 ) is automatically movable.

Device according to claim 5, characterized in that the or an adjusting element ( 11 ) a positionally stable electromagnet ( 12 ), which when energized, the sliding sleeve ( 5 ) moves from one to the other sliding sleeve position, in particular from the first sliding sleeve position to the second sliding sleeve position.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the sliding sleeve ( 5 ) against a restoring force in the other, in particular the second sliding sleeve position, is movable.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the restoring force by means of a spring element ( 13 ) is produced.

Device according to claim 8, characterized in that the spring element ( 13 ) is stretched or compressed during the movement, in particular in the second sliding sleeve position.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that two separately operable electromagnets ( 12 ) are provided, which the sliding sleeve ( 5 ) move in opposite directions.

Apparatus according to claim 5, characterized in that for manual movement with the sliding sleeve ( 5 ) connected lever is provided.

An agricultural vehicle, in particular a tractor, comprising a steering wheel and a steering gear, which are coupled to one another via a shaft connection, wherein the shaft connection comprises a first shaft coupled to the steering wheel and a second shaft coupled to the steering gear, and wherein a device for generating and releasing a rotationally fixed connection between the first and the second shaft, in particular a device according to one of the preceding claims, is provided.