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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen mit wenigstens einer Welle gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der
DE 10 2010 039 445 A1 ist eine Vorrichtung zum drehfesten Verbinden von mindestens zwei Bauelementen mit zwei Schaltelementhälften bekannt, die im Bereich von wenigstens annähernd zahnartig ausgeführten Elementen umfassenden Koppeleinrichtungen formschlüssig miteinander in Wirkverbindung bringbar sind,. Eine Schaltelementhälfte umgreift die andere Schaltelementhälfte zumindest bereichsweise, wobei die Schaltelementhälften durch eine Relativbewegung zwischen den Schaltelementhälften im Bereich der Koppeleinrichtungen drehfest miteinander verbindbar oder aus dem formschlüssigen Eingriff führbar sind. Die Koppeleinrichtung einer Schaltelementhälfte ist mit einem der anderen Schaltelementhälfte zugewandten Innenbereich und die Koppeleinrichtung der anderen Schaltelementhälfte ist in einem dem Innenbereich der einen Schaltelementhälfte zugewandten Außenbereich vorgesehen. Zudem weisen die Koppeleinrichtungen der Schaltelementhälften jeweils wenigstens zwei in Richtung der Relativbewegung zueinander beabstandete Zahnreihen auf, die jeweils mit zueinander beabstandeten Zahnreihen der anderen Schaltelementhälfte in Eingriff bringbar sind.
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Nachteilhafterweise ist die Vorrichtung durch einen unerwünscht hohen Bauraumbedarf gekennzeichnet und im Bereich eines zur Betätigung vorgesehenen Aktors ist ein großer Stellweg zur Verfügung zu stellen, der nur mit konstruktiv aufwändigen und durch hohe Herstellkosten gekennzeichnete Aktorsysteme realisierbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraum- und kostengünstige Vorrichtung zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen mit wenigstens einer Welle zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen von wenigstens einer Welle, auf der die Bauteile drehbar gelagert sind, ist ein auf der Welle drehfest angeordnetes Schaltelement mit jeweils einem der Bauteile über eine in axialer Richtung der Welle gerichtete Relativbewegung zwischen den Bauteilen und dem Schaltelement drehfest koppelbar. Das erste Bauteil ist in einem ersten Betriebszustand des Schaltelementes und der Bauteile über das Schaltelement drehfest mit der Welle gekoppelt und das zweite Bauteil ist drehbar auf der Welle angeordnet. Das zweite Bauteil ist in einem zweiten Betriebszustand des Schaltelementes der Bauteile über das Schaltelement drehfest mit der Welle gekoppelt und das erste Bauteil ist drehbar auf der Welle angeordnet. Die Bauteile sind jeweils im Bereich eines Zahnprofiles mit einem Zahnprofil des Schaltelementes in Verbindung bringbar, wenn jeweils ein Zahnprofil eines der Bauteile mit dem Zahnprofil des Schaltelementes in Überdeckung ist, während die Wirkverbindung zwischen jeweils einem der Bauteile und dem Schaltelement gelöst ist, wenn das Zahnprofil eines Bauteiles und das Zahnprofil des Schaltelementes aus der Überdeckung sind.
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Erfindungsgemäß umfassen die Zahnprofile der Bauteile jeweils wenigstens zwei zueinander beabstandete Zahnreihen und das Zahnprofil des Schaltelementes ist mit wenigstens drei zueinander beabstandeten Zahnreihen ausgeführt, wovon jeweils zwei der wenigstens drei Zahnreihen des Schaltelementes mit den zwei Zahnreihen des ersten Bauteiles und ebenfalls zwei der wenigstens drei Zahnreihen des Schaltelementes mit den zwei Zahnreihen des zweiten Bauteiles in Überdeckung bringbar sind.
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Aufgrund der jeweils mit mehreren Zahnreihen ausgeführten Bauteile und auch dem mit mehreren Zahnreihen ausgeführten Schaltelement ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet, da das drehfeste Verbinden der beiden Bauteile mit der Welle und das Aufheben der Wirkverbindung zwischen der Welle und den beiden Bauteilen jeweils mit geringem axialem Schaltweg umsetzbar ist.
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Zusätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise mit lediglich einem einzigen Aktor betätigbar, womit ein Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung, die wenigstens zwei Aktoreinrichtungen umfasst, reduziert ist und kostengünstiger herstellbar ist. Des Weiteren ist der jeweils zum Schalten der Wirkverbindung zwischen den Bauteilen und der Welle erforderliche Stellweg vorzugsweise auch mit einem elektromagnetischen Aktor realisierbar.
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Durch eine vorteilhafte Anordnung der wenigstens drei Zahnreihen des Schaltelementes besteht wiederum die Möglichkeit, die mittlere Zahnreihe des Zahnprofils des Schaltelementes im ersten Betriebszustand des Schaltelementes und der Bauteile mit dem ersten Bauteil und im zweiten Betriebszustand der Bauteile und des Schaltelementes mit dem Zahnprofil des zweiten Bauteiles in Überdeckung zu bringen. Damit stellt das Schaltelement im ersten Betriebszustand bzw. in der ersten Schaltstellung über die mittlere Zahnreihe eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und der Welle her, während es im zweiten Betriebszustand des Schaltelementes und der Bauteile über die mittlere Zahnreihe eine Wirkverbindung zwischen dem zweiten Bauteil und der Welle erzeugt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Abstände zwischen den Zahnreihen der Zahnprofile der Bauteile und Abstände zwischen den Zahnreihen des Zahnprofiles des Schaltelementes so aufeinander abgestimmt, dass bei einer Relativbewegung zwischen den Bauteilen und dem Schaltelement ausgehend vom ersten Betriebszustand in Richtung des zweiten Betriebszustandes der Bauteile und des Schaltelementes ein Zwischenbetriebszustand überfahren wird, zu dem die Zahnprofile der Bauteile aus der Überdeckung mit dem Zahnprofil des Schaltelementes sind und weder das erste Bauteil noch das zweite Bauteil über das Schaltelement drehfest mit der Welle verbunden ist. Damit ist auf konstruktiv einfache und bauraumgünstige Art und Weise gewährleistet, dass durch den Einsatz einer vorzugsweise zweistufigen mehrreihigen Klauenverzahnung bei entsprechender Position des Schaltelementes bzw. der Klaue jeweils ein Bauteil, beispielsweise ein Zahnrad, mit der Welle formschlüssig verbunden wird. In Folge einer geschickten Zahnreihenanordnung ist ein sogenannter Leerlaufzustand zwischen dem ersten Betriebszustand bzw. einem ersten Schaltzustand eines Klauenschaltelementes und eines zweiten Betriebszustandes bzw. eines zweiten Schaltbetriebszustandes der Klaue darstellbar. Zusätzlich ist dadurch ein über einen Aktor zur Verfügung zu stellender Hub einer Aktoreinrichtung, beispielsweise eines elektromagnetischen Aktors, auf ein Minimum reduzierbar.
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Über die letztbeschriebene Abstimmung der Abstände zwischen den Zahnreihen der Zahnprofile der Bauteile und den Abständen zwischen den Zahnreihen des Zahnprofiles des Schaltelementes ist eine sogenannte Neutralstellung als Übergangszustand zwischen den beiden Schaltstellungen des Schaltelementes auf bauraumgünstige Art und Weise mit geringem Aufwand zur Verfügung stellbar, um zu gewährleisten, dass die beiden Bauteile niemals gleichzeitig mit der Welle über das Schaltelement drehfest verbunden sind. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Bauteile als Zahnräder ausgeführt sind, die im jeweils zugeschalteten Betriebszustand mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren.
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Bei einer einfach herzustellenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Zahnprofile der Bauteile und das Zahnprofil des Schaltelementes in radialer Richtung auf miteinander korrespondierenden Durchmesserbereichen angeordnet.
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Sind das Zahnprofil des ersten Bauteiles und ein damit korrespondierender erster Bereich des Zahnprofiles des Schaltelementes und das Zahnprofil des zweiten Bauteiles und ein damit korrespondierender zweiter Bereich des Zahnprofiles des Schaltelementes in radialer Richtung auf voneinander abweichenden Durchmesserbereichen der Bauteile und des Schaltelementes angeordnet, ist die Vorrichtung auf einfache Art und Weise an bestehende Bauräume anpassbar und somit in an sich bekannte Systeme mit geringem Aufwand implementierbar.
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Bei einer in radialer Richtung bauraumgünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Zahnprofile der Bauteile in axialer Richtung der Welle zumindest bereichsweise nebeneinander angeordnet.
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Bei einer wiederum in axialer Richtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Zahnprofile der Bauteile jeweils von einem das Zahnprofil aufweisenden Bereich des Schaltelementes zumindest bereichsweise in radialer Richtung umgriffen.
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Ist das erste Bauteil drehbar auf dem zweiten Bauteil gelagert, das wiederum drehbar auf der Welle gelagert ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in axialer Richtung einen geringen Bauraumbedarf auf.
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Das Schaltelement ist bei einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in axialer Richtung auf der Welle zwischen einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag verschiebbar angeordnet.
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Der erste Anschlag für das Schaltelement ist bei einer mit geringem Aufwand montierbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich der Welle vorgesehen.
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Wenn der zweite Anschlag für das Schaltelement im Bereich des Bauteiles vorgesehen ist, das direkt auf der Welle drehbar gelagert ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach ausgeführt und bei über das Schaltelement zugeschaltetem direkt auf der Welle gelagertem Bauteil mit geringen Verlustleistungen betreibbar., Dies resultiert aus der Tatsache, dass das Schaltelement und das darüber zugeschaltbare Bauteil im zugeschalteten Betriebszustand des Bauteiles mit gleicher Drehzahl rotieren und das Schaltelement ohne Differenzdrehzahl am zweiten Anschlag des Bauteiles anliegt.
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Bei kostengünstig herstellbaren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Schaltelement von einem Aktor in den ersten Betriebszustand überführbar und/oder das Schaltelement von einer an dem Schaltelement anliegenden Federkraft einer Federeinrichtung in den zweiten Betriebszustand schaltbar.
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Umfasst der Aktor einen Elektromagneten und einen Permanentmagneten, wobei der Elektromagnet bei positiver Bestromung das Magnetfeld des Permanentmagneten verstärkt und das Schaltelement vom Aktor entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in den ersten Betriebszustand überführbar ist, während der Elektromagnet das Magnetfeld des Permanentmagneten bei negativer Bestromung schwächt und das Schaltelement von der Federkraft der Federeinrichtung entgegen der Magnetkraft des Aktors in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geringem Betätigungsaufwand betreibbar. Zusätzlich ist das Schaltelement in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten über den Permanentmagnet ohne zusätzlichen Energieaufwand über den Permanentmagnet solange im ersten Betriebszustand haltbar, bis eine entsprechende Anforderung zum Überführen des Schaltelementes in den zweiten Betriebszustand vorliegt, wobei das Schaltelement auch im zweiten Betriebszustand ohne aktive Bestromung des Elektromagneten verbleibt, da das Schaltelement von der Federeinrichtung in den zweiten Betriebszustand ohne weitere Stellkräfte überführbar und in diesem haltbar ist.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Es zeigt:
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1 eine schematisierte Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im ersten Betriebszustand eines Schaltelementes und mit zwei über das Schaltelement mit einer Welle verbindbaren Bauteilen;
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2 eine 1 entsprechende Darstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich das Schaltelement die beiden Bauteile in einem zweiten Betriebszustand befinden;
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3 eine vergrößerte Darstellung eines in 1 näher gekennzeichneten Bereiches III, wobei sich das Schaltelement und die beiden Bauteile in einem Zwischenbetriebszustand vorliegen;
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4 eine 3 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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5 eine vergrößerte Darstellung eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches V einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Schaltelement und die beiden Bauteile im im Zwischenbetriebszustand vorliegen;
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6 eine 5 entsprechende Darstellung der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Schaltelement und die Bauteile den ersten Betriebszustand aufweisen; und
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7 eine 5 entsprechende Darstellung der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Schaltelement und die Bauteile sich im zweiten Betriebszustand befinden.
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1 zeigt eine schematisierte Längsschnittansicht einer Vorrichtung 1 zum lösbaren Verbinden von zwei vorliegend als Zahnräder ausgeführten Bauteilen 2, 3 mit einer Welle 4. Die Bauteile 2, 3 sind drehbar auf der Welle 4 gelagert, wobei ein auf der Welle 4 drehfest angeordnetes Schaltelement 5 mit jeweils einem der Bauteile 2 oder 3 über eine in axialer Richtung der Welle 4 gerichtete Relativbewegung zwischen den Bauteilen 2 und 3 und dem Schaltelement 5 drehfest koppelbar ist. Dabei ist das Schaltelement 5 in axialer Richtung der Welle 4 auf dieser über einen Aktor 6 und eine damit in später beschriebenem Umfang zusammenwirkende Federeinrichtung 7 in axialer Richtung verschiebbar gegenüber den axial auf der Welle festgelegten Bauteilen 2 und 3 angeordnet.
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Das zweite Bauteil 3 ist vorliegend auf bauraumgünstige Art und Weise drehbar auf dem ersten Bauteil 2 und das erste Bauteil 2 ist wiederum drehbar auf der Welle 4 gelagert. Das Schaltelement 5 ist in axialer Richtung auf der Welle 4 zwischen einem ersten Anschlag 11 und einem zweiten Anschlag 12 in axialer Richtung auf der Welle 4 verschiebbar angeordnet, wobei der erste Anschlag 11 für das Schaltelement 5 im Bereich der Welle 4 vorgesehen ist und der zweite Anschlag 12 für das Schaltelement 5 im Bereich einer dem Schaltelement zugewandten Stirnfläche 13 des ersten Bauteiles 2 ausgeführt ist, das direkt auf der Welle 4 drehbar gelagert ist. Dadurch wird erreicht, dass bei Anlage des Schaltelementes 5 am zweiten Anschlag 12 bzw. an der Stirnfläche 13 des ersten Bauteiles 2, zu der das erste Bauteil 2 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 verbunden ist und somit zwischen dem Schaltelement 5 und dem ersten Bauteil 2 keine Drehzahldifferenz vorliegt, womit keine Verlustreibleistungen im Anlagebereich zwischen dem Schaltelement 5 und dem ersten Bauteil 2 verursacht werden.
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In einem ersten in 1 gezeigten Betriebszustand des Schaltelementes 5 bzw. in einer ersten Schaltstellung des Schaltelementes 5 und der beiden Bauteile 2 und 3 ist das erste Bauteil 2 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 gekoppelt, während das zweite Bauteil 3 drehbar auf der Welle 4 angeordnet ist. Im Unterschied hierzu ist das zweite Bauteil 3 in einem zweiten in 2 gezeigten Betriebszustand des Schaltelementes 5 bzw. in einer zweiten axialen Schaltstellung des Schaltelementes 5 und der Bauteile 2 und 3 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 gekoppelt und das erste Bauteil 2 drehbar auf der Welle 4 angeordnet.
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Die Bauteile 2 und 3 sind jeweils im Bereich eines Zahnprofiles 8, 9 mit einem Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 in Verbindung bringbar, wenn jeweils ein Zahnprofil 8 oder 9 eines der Bauteile 2 oder 3 mit dem Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 in Überdeckung ist, während die Wirkverbindung zwischen jeweils einem der Bauteile 2 oder 3 und dem Schaltelement 5 gelöst ist, wenn das Zahnprofil 8 oder 9 eines Bauteiles 2 oder 3 und das Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 aus der Überdeckung geführt ist.
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Die Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 umfassen jeweils in 3 näher dargestellte und zueinander beabstandete Zahnreihen 8A, 8B bzw. 9A, 9B, während das Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 in der in 3 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit vier zueinander beabstandeten Zahnreihen 10A bis 10D ausgeführt ist. Die Zahnreihen 8A und 8B des Zahnprofiles 8 des ersten Bauteiles 2 und die Zahnreihen 9A und 9B des Zahnprofiles 9 des zweiten Bauteiles 3 sowie die Zahnreihen 10A bis 10D des Schaltelementes 5 sind in axialer Richtung zueinander beabstandet. Dabei sind jeweils die beiden Zahnreihen 10A und 10B des Schaltelementes 5 im ersten Betriebszustand des Schaltelementes 5 mit den beiden Zahnreihen 8A und 8B des Zahnprofiles 8 des ersten Bauteiles 2 und die beiden Zahnreihen 10C und 10D des Zahnprofiles 10 im zweiten Betriebszustand des Schaltelementes 5 mit den Zahnreihen 9A und 9B des Zahnprofiles 9 des zweiten Bauteiles 3 in Überdeckung.
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Die axialen Abstände zwischen den Zahnreihen 8A, 8B und 9A, 9B der Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 und die axialen Abstände zwischen den Zahnreihen 10A bis 10D des Zahnprofiles 10 des Schaltelementes 5 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei einer Relativbewegung zwischen den Bauteilen 2 und 3 und dem Schaltelement 5 ausgehend vom ersten in 1 dargestellten Betriebszustand in Richtung des in 2 dargestellten zweiten Betriebszustandes der Bauteile 2, 3 und des Schaltelementes 5 ein in 3 gezeigter Zwischenbetriebszustand vom Schaltelement 5 überfahren wird, zu dem die Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 aus der Überdeckung mit dem Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 geführt sind und weder das erste Bauteil 2 noch das zweite Bauteil 3 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 verbunden sind.
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Der Aktor 6 umfasst einen Elektromagneten 14 und einen Permanentmagneten 15. Bei positiver Bestromung verstärkt der Elektromagnet 14 das Magnetfeld des Permanentmagneten 15, sodass das Schaltelement 5 vom Aktor 6 entgegen der Federkraft der am Schaltelement 5 angreifenden Federeinrichtung 7 in den ersten Betriebszustand bzw. in den ersten axialen Schaltzustand überführt wird, zu dem das erste Bauteil 2 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 verbunden ist. Bei negativer Bestromung schwächt der Elektromagnet 14 das Magnetfeld des Permanentmagneten 15. Dies führt dazu, dass das Schaltelement 5 von der Federkraft der Federeinrichtung 7 entgegen der Magnetkraft des Aktors 6 in den zweiten Betriebszustand überführt wird, zu dem das zweite Bauteil 3 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 gekoppelt ist.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 sind die Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 sowie die jeweils damit korrespondierenden Bereiche und die Zahnreihen 10A, 10B bzw. 10C und 10D umfassenden Bereiche des Zahnprofiles 10 auf zueinander versetzt angeordneten radialen Durchmesserbereichen angeordnet, um eine Montierbarkeit der Vorrichtung 1 zu gewährleisten. Im Unterschied hierzu sind die Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 und das Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 bei der in 4 dargestellten Ausführungsform in radialer Richtung auf demselben Durchmesserbereich angeordnet. Das Zahnprofil 8 des ersten Bauteiles 2 ist in einem Außendurchmesserbereich eines ringscheibenförmig ausgeführten separaten Bauelementes 16 vorgesehen, das drehfest mit dem ersten Bauteil 2 verbunden ist und über Federringe 17, 18 in axialer Richtung am Bauteil 2 festgelegt ist.
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5 bis 7 zeigen jeweils eine vergrößerte Ansicht eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches V einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung 1, bei der die Zahnprofile 8 und 9 der Bauteile 2 und 3 jeweils wieder mit den beiden Zahnreihen 8A und 8B bzw. 9A und 9B ausgebildet sind. Im Unterschied zu den in 1 bis 4 gezeigten beiden ersten Ausführungsbeispielen der Vorrichtung 1 ist das Zahnprofil 10 des Schaltelementes 5 bei der in 5 bis 7 dargestellten dritten Ausführungsform der Vorrichtung 1 lediglich mit drei Zahnreihen 10A bis 10C ausgebildet, wovon jeweils die Zahnreihen 10B und 10C in der in 6 dargestellten Art und Weise im zweiten Betriebszustand des Schaltelementes 5 mit dem Zahnreihen 9A und 9B des Zahnprofiles 9 des zweiten Bauteiles 3 in Überdeckung sind, um das zweite Bauteil 3 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 zu verbinden. Wiederum im Unterschied hierzu stehen die Zahnreihen 10A und 10B des Schaltelementes 5 im ersten Betriebszustand des Schaltelementes 5 mit den Zahnreihen 8A und 8B des Zahnprofiles 8 des ersten Bauteiles 2 in Eingriff bzw. sind mit diesem in Überdeckung, wenn das erste Bauteil 2 über das Schaltelement 5 drehfest mit der Welle 4 wirkverbunden ist.
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Die mittlere Zahnreihe 10B des Zahnprofiles 10 des Schaltelementes 5 ist sowohl dem ersten Bauteil 2 als auch dem zweiten Bauteil 3 zugeordnet, um die Vorrichtung 1 gemäß 5 bis 7 bauraumgünstiger ausführen zu können als die Vorrichtung 1 gemäß 1 bzw. gemäß 4. Die mittlere Zahnreihe 10B des Schaltelementes 5 wird auf einfache Art und Weise durch die geschickte Anordnung der Zahnreihen 8A, 8B und 9A, 9B sowie der Zahnreihen 10A bis 10C des Schaltelementes 5 für beide Schaltstellungen des Schaltelementes 5 verwendet. Die in 5 dargestellte Neutralstellung des Schaltelementes 5 zwischen den beiden in 6 und 7 dargestellten Schaltstellungen des Schaltelementes 5 wird als Übergangszustand benötigt, da die beiden Bauteile 2 und 3 im Betrieb der Vorrichtung 1 mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen und daher das Schaltelement 5 in keinem Betriebszustand gleichzeitig mit beiden Bauteilen 2 und 3 in Eingriff stehen darf. Durch den Einsatz der in 5 bis 7 gezeigten mehrreihigen Klauenverzahnung ist die Wirkverbindung zwischen den Bauteilen 2 und 3 und der Welle 4 jeweils mit geringem Schaltweg und mit niedrigem Aufwand über eine elektromagnetische Betätigung des Schaltelementes 5 herstellbar oder lösbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erstes Bauteil
- 3
- zweites Bauteil
- 4
- Welle
- 5
- Schaltelement
- 6
- Aktor
- 7
- Federeinrichtung
- 8
- Zahnprofil des ersten Bauteiles
- 8A, 8B
- Zahnreihe des Zahnprofiles des ersten Bauteiles
- 9
- Zahnprofil des zweiten Bauteiles
- 9A, 9B
- Zahnreihe des Zahnprofiles des zweiten Bauteiles
- 10
- Zahnprofil des Schaltelementes
- 10A bis 10D
- Zahnreihe des Zahnprofiles des Schaltelementes
- 11
- erster Anschlag
- 12
- zweiter Anschlag
- 13
- Stirnfläche des ersten Bauteiles
- 14
- Elektromagnet des Aktors
- 15
- Permanentmagnet des Aktors
- 16
- Bauelement
- 17
- Federring
- 18
- Federring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010039445 A1 [0002]
