DE102014010092A1

DE102014010092A1 - Claw coupling of a motor vehicle drive train

Info

Publication number: DE102014010092A1
Application number: DE102014010092.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Paul Friedlein; Tobias Härter; Nils Tonius
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2016-01-14
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: DE102014010092B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung (10) eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einer ersten Kupplungshälfte (11), die zumindest zwei gegeneinander verdrehbare Klauenelemente (12, 14) aufweist und die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig mit einer zweiten Kupplungshälfte (20) verbindbar ist und die dazu vorgesehen ist, durch eine Relativverschiebung der Kupplungshälften (11, 20) in eine Betätigungsrichtung (27) drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte (20) verbunden zu werden, wobei die erste Kupplungshälfte (11) wenigstens eine Schrägfläche (16) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Verdrehung des zweiten Klauenelements (14) relativ zu dem ersten Klauenelement (12) in eine Verschiebung des zweiten Klauenelements (14) parallel zu der Betätigungsrichtung (27) umzusetzen.The invention relates to a dog clutch (10) of a motor vehicle drive train, comprising a first coupling half (11) having at least two mutually rotatable jaw members (12, 14) and which is positively connected to produce a rotationally fixed connection with a second coupling half (20) and the is provided by a relative displacement of the coupling halves (11, 20) in an actuating direction (27) rotatably connected to the second coupling half (20), wherein the first coupling half (11) has at least one inclined surface (16) provided for this purpose is to implement a rotation of the second jaw member (14) relative to the first jaw member (12) in a displacement of the second jaw member (14) parallel to the actuating direction (27).

Description

Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs.The invention relates to a dog clutch of a motor vehicle drive train.

In der DE 10 2012 021 458 A1 ist bereits eine Klauenkupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einer ersten Kupplungshälfte, die zumindest zwei gegeneinander verdrehbare Klauenelemente aufweist und die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig mit einer zweiten Kupplungshälfte verbindbar ist und die dazu vorgesehen ist, durch eine Relativverschiebung der Kupplungshälften in eine Betätigungsrichtung drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte verbunden zu werden, vorgeschlagen worden.In the DE 10 2012 021 458 A1 is already a dog clutch of a motor vehicle drive train, with a first coupling half, which has at least two mutually rotatable jaw elements and which is positively connected to produce a rotationally fixed connection with a second coupling half and which is intended to rotatably by a relative displacement of the coupling halves in an actuating direction with the second coupling half to be connected, has been proposed.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Klauenkupplung mit einer hohen Lebensdauer bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing a dog clutch with a long service life. It is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Klauenkupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einer ersten Kupplungshälfte, die zumindest zwei gegeneinander verdrehbare Klauenelemente aufweist und die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig mit einer zweiten Kupplungshälfte verbindbar ist und die dazu vorgesehen ist, durch eine Relativverschiebung der Kupplungshälften in eine Betätigungsrichtung drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte verbunden zu werden.The invention relates to a dog clutch of a motor vehicle drive train having a first coupling half, which has at least two mutually rotatable jaw elements and which is positively connected to produce a rotationally fixed connection with a second coupling half and which is provided by a relative displacement of the coupling halves in an actuating direction rotatably connected to the second coupling half.

Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eines der Klauenelemente wenigstens eine Schrägfläche aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Relativdrehung zwischen den Klauenelementen zusätzlich in eine Relativverschiebung der Klauenelemente gegeneinander entlang der Betätigungsrichtung umzusetzen. Durch die Relativverschiebung der Klauenelemente in Betätigungsrichtung kann eine hohe Flächenüberdeckung zwischen den Kupplungshälften hergestellt werden. Dadurch kann ein Flächenanpressdruck, der auf die Kupplungshälften wirkt, vermindert werden. Insbesondere kann die Flächenüberdeckung schneller hergestellt werden als durch die Bewegung in Betätigungsrichtung zur Herstellung der drehfesten Verbindung beider Kupplungshälften alleine. Durch die schnellere Herstellung der Flächenüberdeckung kann eine Zeitdauer, innerhalb der beide Kupplungshälften einen hohen Flächenanpressdruck erfahren, verkürzt werden. Eine Belastung der Klauenkupplung durch den Flächenanpressdruck kann somit durch die Verkürzung der Zeitdauer, innerhalb der beide Kupplungshälften einen hohen Flächenanpressdruck erfahren, vermindert und eine Lebensdauer der Klauenkupplung erhöht werden. Unter einem „Klauenelement” soll in diesem Zusammenhang ein Element verstanden werden, das eine Verzahnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Verzahnung der anderen Kupplungshälfte zu kontaktieren. insbesondere sind die Verzahnungen dazu vorgesehen, nach einer Relativdrehung zwischen den Klauenelementen formschlüssig in eine Verzahnung der anderen Kupplungshälfte einzugreifen. Unter zwei gegeneinander verdrehbaren Klauenelementen soll im Rahmen der Erfindung verstanden werden, dass die zwei Klauenelemente um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdrehbar sind, nicht jedoch vollständig um 360 Grad verdrehbar sind. Unter einer „Betätigungsrichtung” soll in diesem Zusammenhang eine Richtung verstanden werden, in der die Kupplungshälften in einer Translationsbewegung relativ zueinander zur Herstellung der formschlüssigen, drehfesten Verbindung bewegt werden. Unter einer „Umfangsrichtung” soll in diesem Zusammenhang eine Richtung verstanden werden, die um die Betätigungsrichtung verläuft. Vorzugsweise definiert die Betätigungsrichtung eine Lagerachse, um die die Klauenelemente relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind.It is proposed that at least one of the jaw elements has at least one inclined surface which is provided to additionally implement a relative rotation between the jaw elements in a relative displacement of the jaw elements relative to one another along the actuating direction. By the relative displacement of the jaw members in the direction of actuation, a high surface coverage between the coupling halves can be made. As a result, a surface contact pressure acting on the coupling halves can be reduced. In particular, the surface coverage can be made faster than by the movement in the direction of actuation for producing the rotationally fixed connection of both coupling halves alone. Due to the faster production of surface coverage, a period of time within which both coupling halves experience a high surface pressure, can be shortened. A load on the dog clutch by the surface contact pressure can thus be reduced by shortening the time during which both coupling halves experience a high surface pressure, and a lifetime of the dog clutch can be increased. In this context, a "claw element" is to be understood as meaning an element which has a toothing which is intended to contact a toothing of the other coupling half. In particular, the teeth are provided to engage positively after a relative rotation between the jaw elements in a toothing of the other coupling half. Under two mutually rotatable jaw members should be understood in the invention that the two jaw members are rotated by a certain angle against each other, but not completely rotated by 360 degrees. In this context, an "actuating direction" is to be understood as a direction in which the coupling halves are moved in a translational movement relative to one another for producing the positive, rotationally fixed connection. In this context, a "circumferential direction" is to be understood as a direction which runs around the actuating direction. Preferably, the actuating direction defines a bearing axis about which the jaw members are rotatable relative to each other.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zweite Klauenelement die wenigstens eine Schrägfläche aufweist. Dadurch kann die Schrägfläche an einem Bauteil angeordnet werden, welches beim Einspuren in Drehung versetzt wird, und somit kann eine sanfte Mitnahme der Schrägfläche ermöglicht werden.Furthermore, it is proposed that the second jaw element has at least one inclined surface. As a result, the oblique surface can be arranged on a component which is set in rotation during meshing, and thus gentle entrainment of the inclined surface can be made possible.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Klauenkupplung einen drehfest mit dem ersten Klauenelement verbundenen Rampenring, der eine zu der Schrägfläche korrespondierende Schrägfläche aufweist, umfasst. Dadurch kann die Schrägfläche sanft an der korrespondierenden Schrägfläche geführt und ein Verhaken der Schrägfläche während der Relativverschiebung der Klauenelemente gegeneinander entlang der Betätigungsrichtung vermieden werden.It is also proposed that the dog clutch comprises a rotationally fixed to the first jaw member associated ramp ring having a corresponding to the inclined surface inclined surface comprises. As a result, the inclined surface can be smoothly guided on the corresponding inclined surface and a hooking of the inclined surface during the relative displacement of the claw elements relative to one another along the actuating direction can be avoided.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Klauenkupplung zumindest eine Rückstellfeder umfasst, die eine Federkraft entgegen der Betätigungsrichtung zur Rückstellung des zweiten Klauenelements bereitstellt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nach Auflösung der drehfesten Verbindung der Kupplungshälften die Schrägfläche in eine Ausgangsposition geführt wird.Furthermore, it is proposed that the dog clutch comprises at least one return spring, which provides a spring force against the actuation direction for returning the second jaw member. This can ensure that after dissolution of the rotationally fixed connection of the coupling halves, the inclined surface is guided into a starting position.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Klauenkupplung eine Hülse umfasst, die dazu vorgesehen ist, die Verschiebung des zweiten Klauenelements parallel zu der Betätigungsrichtung in eine Verschiebung des ersten Klauenelements parallel zu der Betätigungsrichtung umzusetzen. Dadurch kann eine zusätzliche Verschiebung von Verzahnungen des ersten Klauenelements parallel zu der Betätigungsrichtung erreicht werden. Dadurch kann eine zusätzliche Flächenüberdeckung zwischen Zähnen der Verzahnungen von dem ersten Klauenelement und von der zweiten Kupplungshälfte erreicht werden, wodurch ein Flächenanpressdruck weiter verringert werden kann.Furthermore, it is proposed that the dog clutch comprises a sleeve which is provided to implement the displacement of the second jaw member parallel to the actuating direction in a displacement of the first jaw member parallel to the actuating direction. Thereby, an additional displacement of teeth of the first jaw member parallel to the actuating direction can be achieved. This can be a additional surface coverage between teeth of the teeth of the first jaw member and the second coupling half can be achieved, whereby a surface contact pressure can be further reduced.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Klauenkupplung eine zweite Kupplungshälfte umfasst, die eine Klauenverzahnung zum Eingriff in die Klauenelemente aufweist, wobei das erste Klauenelement eine Sperrverzahnung und das zweite Klauenelement eine Fangverzahnung zur formschlüssigen Kupplung mit der Klauenverzahnung der zweiten Kupplungshälfte aufweist. Dadurch kann eine Verdrehung eines Verzahnungsteils der ersten Kupplungshälfte bei Beginn einer Kontaktierung mit der Klauenverzahnung erreicht werden. Dadurch kann ein sanftes Einspuren von Verzahnungen der beiden Kupplungshälften ineinander erreicht werden. Dadurch kann erreicht werden, dass ausreichend Zeit zur Herstellung einer Flächenüberdeckung zur Verfügung gestellt wird. Unter einer „Sperrverzahnung” soll in diesem Zusammenhang eine Verzahnung verstanden werden, deren Zähne zur Drehmomentübertragung einen formschlüssigen Anschlag für Zähne einer Fangverzahnung ausbilden und die damit vorzugsweise einen Winkel, um den sich die Fangverzahnung relativ zur Sperrverzahnung verdrehen kann, begrenzt. Unter einer „Fangverzahnung” soll in diesem Zusammenhang eine Verzahnung verstanden werden, deren Zähne dazu vorgesehen sind, in einem Einspurvorgang Zähne der Klauenverzahnung der zweiten Kupplungshälfte zu kontaktieren, bevor die Zähne der Klauenverzahnung der zweiten Kupplungshälfte die Zähne der Sperrverzahnung kontaktieren.It is also proposed that the dog clutch comprises a second coupling half, which has a dog teeth for engagement in the jaw elements, wherein the first jaw member has a locking toothing and the second jaw member has a catch teeth for positive coupling with the dog teeth of the second coupling half. Thereby, a rotation of a toothing part of the first coupling half can be achieved at the beginning of a contact with the dog teeth. As a result, a gentle meshing of teeth of the two coupling halves can be achieved. As a result, it can be achieved that sufficient time is provided for producing an area coverage. A "locking toothing" is to be understood in this context a toothing whose teeth form a positive stop for teeth of a gear toothing for torque transmission and thus preferably an angle at which the catch toothing can rotate relative to the locking toothing limited. In this context, "toothing" is to be understood as meaning a tooth whose teeth are intended to contact teeth of the dog teeth of the second coupling half in a meshing operation before the teeth of the dog teeth of the second coupling half make contact with the teeth of the blocking toothing.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass jeweils ein Zahn der Fangverzahnung in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei Zähnen der Sperrverzahnung beweglich angeordnet ist. Dadurch kann im Fall eines Lastwechsels ein Verdrehen der drehfest verbundenen Kupplungshälften verhindert werden, wodurch ein sogenanntes Umschlagsspiel und damit ein Schlaggeräusch beim Lastwechsel unterbunden werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Furthermore, it is proposed that in each case one tooth of the catching toothing is arranged to be movable in the circumferential direction between in each case two teeth of the locking toothing. As a result, in the case of a load change, a rotation of the coupling halves connected in a rotationally fixed manner can be prevented, as a result of which a so-called turnover play and thus a striking noise during the load change can be prevented. Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Schrägdarstellung der Klauenkupplung mit einer ersten Kupplungshälfte und einer zweiten Kupplungshälfte, 1 an oblique view of the dog clutch with a first coupling half and a second coupling half,

2 eine Schnittdarstellung der ersten Kupplungshälfte der Klauenkupplung mit Blick auf Rückstellfedern, 2 a sectional view of the first coupling half of the dog clutch with regard to return springs,

3 die Klauenkupplung zu Beginn eines Einspurvorgangs der ersten Kupplungshälfte und der zweiten Kupplungshälfte, 3 the dog clutch at the beginning of a Einspurvorgangs the first coupling half and the second coupling half,

4 die Klauenkupplung während des Einspurvorgangs und 4 the dog clutch during the Einspurvorgangs and

5 die Klauenkupplung nach Abschluss des Einspurvorgangs. 5 the dog clutch after completion of the Einspurvorgangs.

Die 1 bis 5 zeigen eine Klauenkupplung 10 eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einer ersten Kupplungshälfte 11, die zwei gegeneinander verdrehbare Klauenelemente 12, 14 aufweist und die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig mit einer zweiten Kupplungshälfte 20 verbindbar ist und die dazu vorgesehen ist, durch eine Relativverschiebung der Kupplungshälften 11, 20 in eine Betätigungsrichtung 27 drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte 20 verbunden zu werden. Zur Herstellung der drehfesten Verbindung ist die erste Kupplungshälfte 11 in Betätigungsrichtung 27 verschiebbar ausgeführt und hierzu mit einem Betätigungskolben 26 verbunden. Der Betätigungskolben 26 kann beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch ausgeführt sein.The 1 to 5 show a dog clutch 10 a motor vehicle drive train, with a first coupling half 11 , the two mutually rotatable jaw elements 12 . 14 and having for producing a rotationally fixed connection form-fitting with a second coupling half 20 is connectable and which is intended by a relative displacement of the coupling halves 11 . 20 in an actuating direction 27 non-rotatable with the second coupling half 20 to be connected. To make the rotationally fixed connection is the first coupling half 11 in the direction of actuation 27 slidably designed and this with an actuating piston 26 connected. The actuating piston 26 For example, it can be designed hydraulically, pneumatically or electromechanically.

Das erste Klauenelement 12 ist von einem Führungsring gebildet und weist eine Sperrverzahnung 13 mit einer Vielzahl von Zähnen auf, die in einem identischen Abstand entlang eines Umfangs des Führungsrings angeordnet sind. Das zweite Klauenelement 14 ist von einem Abweisring gebildet und gegenüber dem ersten Klauenelement 12 in Umfangsrichtung 28 verdrehbar gelagert. Das zweite Klauenelement 14 weist eine Fangverzahnung 15 auf, die eine zu der Sperrverzahnung 13 identische Anzahl von Zähnen aufweist. Die Zähne der Fangverzahnung 15 sind in Betätigungsrichtung 27 ausgerichtet, und die Zähne der Sperrverzahnung 13 sind einem Inneren der Klauenkupplung 10 zugewandt. In Betätigungsrichtung 27 betrachtet, überstehen die Zähne der Fangverzahnung 15 die Zähne der Sperrverzahnung 13. Jeweils ein Zahn der Fangverzahnung 15 ist zwischen zwei Zähnen der Sperrverzahnung 13 aufgenommen. Aufgrund einer Verdrehbarkeit des zweiten Klauenelements 14 gegenüber dem ersten Klauenelement 12 kann sich die Fangverzahnung 15 um einen Winkel relativ zu der Sperrverzahnung 13 verdrehen, bis Zähne der Fangverzahnung 15 an Zähne der Sperrverzahnung 13 anschlagen (siehe 3–5).The first claw element 12 is formed by a guide ring and has a locking toothing 13 with a plurality of teeth, which are arranged at an identical distance along a circumference of the guide ring. The second claw element 14 is formed by a deflector ring and opposite the first jaw member 12 in the circumferential direction 28 rotatably mounted. The second claw element 14 has a catch toothing 15 on, the one to the locking teeth 13 having identical number of teeth. The teeth of the gear teeth 15 are in the direction of actuation 27 aligned, and the teeth of the locking teeth 13 are an interior of the dog clutch 10 facing. In the direction of actuation 27 considered, the teeth survive the Fangverzahnung 15 the teeth of the locking teeth 13 , One tooth each of the toothing 15 is between two teeth of the locking teeth 13 added. Due to a rotatability of the second jaw member 14 opposite the first jaw member 12 can be the Fangverzahnung 15 at an angle relative to the ratchet teeth 13 twist until teeth of the gear teeth 15 on teeth of the locking teeth 13 strike (see 3 - 5 ).

Die zweite Kupplungshälfte 20 umfasst einen Zylinder 21, der eine Klauenverzahnung 22 aufweist. Die Klauenverzahnung 22 ist zu einem Eingriff mit der Sperrverzahnung 13 und der Fangverzahnung 15 der ersten Kupplungshälfte 11 vorgesehen. Bei Anschlag der Zähne der Fangverzahnung 15 an die Zähne der Sperrverzahnung 13 ist zwischen jeweils einem Paar aus aneinander anschlagenden Zähnen der Sperrverzahnung 13 und der Fangverzahnung 15 ein Freiraum zur Aufnahme eines Zahns der Klauenverzahnung 22 der zweiten Kupplungshälfte 20 ausgebildet (5).The second coupling half 20 includes a cylinder 21 that a dog teeth 22 having. The claw toothing 22 is about to interfere with the locking teeth 13 and the gear teeth 15 the first coupling half 11 intended. When the teeth of the catch teeth stop 15 to the teeth of the locking teeth 13 is between each pair of abutting teeth of the ratchet teeth 13 and the gear teeth 15 a space for receiving a tooth of the dog teeth 22 the second coupling half 20 educated ( 5 ).

Zur Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen der ersten Kupplungshälfte 11 und der zweiten Kupplungshälfte 20 wird die erste Kupplungshälfte 11 durch den Betätigungskolben 26 in Betätigungsrichtung 27 verschoben. Der Zylinder 21 der zweiten Kupplungshälfte 20 dreht sich in Umfangsrichtung 28, wogegen das erste Klauenelement 12 und das zweite Klauenelement 14 anfänglich in Umfangsrichtung 28 beide stillstehen. Sobald Zahnflanken der Zähne der Klauenverzahnung 22 einen Kontakt mit Zahnflanken der Fangverzahnung 15 des zweiten Klauenelements 14 herstellen, wird das gegenüber dem ersten Klauenelement 12 verdrehbare zweite Klauenelement 14 durch die Klauenverzahnung 22 in Umfangsrichtung 28 mitgenommen und ein Einspurvorgang der Klauenkupplung 10 beginnt (3). Das zweite Klauenelement 14 wird dadurch in Umfangsrichtung 28 gegenüber dem ersten Klauenelement 12 verdreht. In dem Einspurvorgang der Klauenkupplung 10 werden durch die Mitnahme des zweiten Klauenelements 14 die Zähne der Fangverzahnung 15 in Umfangsrichtung 28 gegenüber den Zähnen der Sperrverzahnung 13 bewegt (4), bis sie an die Zähne der Sperrverzahnung 13 anschlagen (5). Während eines Zeitraums des Einspurvorgangs wird die erste Kupplungshälfte 11 weiterhin in Betätigungsrichtung 27 bewegt, wodurch eine Flächenüberdeckung der Zähne von Sperrverzahnung 13, Fangverzahnung 15 und Klauenverzahnung 22 sich erhöht.For producing the rotationally fixed connection between the first coupling half 11 and the second coupling half 20 becomes the first coupling half 11 through the actuating piston 26 in the direction of actuation 27 postponed. The cylinder 21 the second coupling half 20 turns in the circumferential direction 28 , whereas the first jaw element 12 and the second jaw member 14 initially in the circumferential direction 28 both are resting. As soon as tooth flanks of the teeth of the dog teeth 22 a contact with tooth flanks of the catch teeth 15 of the second claw member 14 that will be compared to the first jaw element 12 rotatable second jaw member 14 through the dog teeth 22 in the circumferential direction 28 taken along and a Einspurvorgang the jaw clutch 10 starts ( 3 ). The second claw element 14 becomes thereby in the circumferential direction 28 opposite the first jaw member 12 twisted. In the meshing process of the dog clutch 10 be by the entrainment of the second jaw element 14 the teeth of the gear teeth 15 in the circumferential direction 28 against the teeth of the locking teeth 13 emotional ( 4 ) until it touches the teeth of the ratchet teeth 13 attacks ( 5 ). During a period of meshing, the first coupling half becomes 11 still in the direction of actuation 27 moves, creating a surface coverage of the teeth of locking teeth 13 , Fang teeth 15 and dog teeth 22 increases.

Die erste Kupplungshälfte 11 weist Schrägflächen 16 auf, die dazu vorgesehen sind, eine Verdrehung des zweiten Klauenelements 14 relativ zu dem ersten Klauenelement 12 in eine Verschiebung des zweiten Klauenelements 14 parallel zu der Betätigungsrichtung 27 umzusetzen. Dadurch wird eine zusätzliche Bewegung des zweiten Klauenelements 14 in Betätigungsrichtung 27 bewirkt, wodurch eine Flächenüberdeckung zwischen Flanken von Zähnen der Fangverzahnung 15 und der Klauenverzahnung 22 in kurzer Zeit erhöht werden kann. Die Schrägflächen 16 der ersten Kupplungshälfte 11 sind als keilförmige Rampenvorsprünge 17 an dem zweiten Klauenelement 14 ausgeführt, die an einer der Fangverzahnung 15 abgewandten Seite des zweiten Klauenelements 14 angeordnet sind. Die erste Kupplungshälfte 11 umfasst zudem einen Rampenring 18 mit korrespondierenden Schrägflächen 29. Das zweite Klauenelement 14 ist relativ gegenüber dem Rampenring 18 in Umfangsrichtung 28 verdrehbar. Der Rampenring 18 weist keilförmige Ausnehmungen 19 auf. Jeweils ein schräg verlaufender Seitenbereich des Rampenrings 18, der eine keilförmige Ausnehmung 19 begrenzt, bildet die korrespondierende Schrägfläche 29. In den Ausnehmungen 19 sind vor dem Einspurvorgang zur Herstellung der drehfesten Verbindung die keilförmigen Rampenvorsprünge 17 gelagert.The first coupling half 11 has inclined surfaces 16 which are intended to a rotation of the second jaw member 14 relative to the first jaw member 12 in a displacement of the second jaw member 14 parallel to the direction of actuation 27 implement. This will cause additional movement of the second jaw member 14 in the direction of actuation 27 causes, whereby a surface overlap between flanks of teeth of the catching teeth 15 and the dog teeth 22 can be increased in a short time. The inclined surfaces 16 the first coupling half 11 are as wedge-shaped ramp projections 17 on the second jaw member 14 performed on one of the catch teeth 15 opposite side of the second jaw member 14 are arranged. The first coupling half 11 also includes a ramp ring 18 with corresponding inclined surfaces 29 , The second claw element 14 is relative to the ramp ring 18 in the circumferential direction 28 rotatable. The ramp ring 18 has wedge-shaped recesses 19 on. In each case an obliquely extending side region of the ramp ring 18 , which is a wedge-shaped recess 19 limited, forms the corresponding inclined surface 29 , In the recesses 19 are before the Einspurvorgang for producing the rotationally fixed connection, the wedge-shaped ramp projections 17 stored.

Sobald das zweite Klauenelement 14 durch die Klauenverzahnung 22 des Zylinders 21 in Umfangsrichtung 28 mitgenommen wird, gleiten die Schrägflächen 16 der Rampenvorsprünge 17 an den korrespondierenden Schrägflächen 29 des Rampenrings 18 entlang. Das zweite Klauenelement 14 wird dadurch in Betätigungsrichtung 27 verschoben, wodurch die Flächenüberdeckung der Zähne von der Sperrverzahnung 13, der Fangverzahnung 15 und der Klauenverzahnung 22 zusätzlich rasch erhöht und ein Flächenanpressdruck, den die Zähne der Sperrverzahnung 13, der Fangverzahnung 15 und der Klauenverzahnung 22 aufeinander ausüben, verringert wird.Once the second jaw element 14 through the dog teeth 22 of the cylinder 21 in the circumferential direction 28 is taken along, slide the inclined surfaces 16 the ramp projections 17 at the corresponding inclined surfaces 29 of the ramp ring 18 along. The second claw element 14 is characterized in the direction of actuation 27 shifted, causing the surface coverage of the teeth of the locking teeth 13 , the gear toothing 15 and the dog teeth 22 additionally increased rapidly and a surface contact pressure, the teeth of the ratchet teeth 13 , the gear toothing 15 and the dog teeth 22 on each other, is reduced.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das zweite Klauenelement 14 entlang der Umfangsrichtung 28 eine an einer den Rampenring 18 kontaktierenden Seite variierende Dicke aufweisen und an der den Rampenring 18 kontaktierenden Seite schräg verlaufend ausgeführt sein, wobei der Rampenring 18 eine korrespondierend schräg ausgeführte Seite aufweist, die die den Rampenring 18 kontaktierende Seite des zweiten Klauenelements 14 kontaktiert. Auch ist in einer weiteren alternativen Ausgestaltung denkbar, dass der Rampenring 18 anstelle von Ausnehmungen 19 einen Pin aufweist, der an der Schrägfläche 16 entlanggeführt ist und je nach Position an der Schrägfläche 16 das zweite Klauenelement 14 in die Betätigungsrichtung 27 verschiebt.In an alternative embodiment, the second jaw member 14 along the circumferential direction 28 one at one the ramp ring 18 contacting side have varying thickness and at the ramp ring 18 contacting side be performed obliquely, wherein the ramp ring 18 a corresponding obliquely executed side having the the ramp ring 18 contacting side of the second jaw member 14 contacted. It is also conceivable in a further alternative embodiment that the ramp ring 18 instead of recesses 19 a pin on the inclined surface 16 is guided along and depending on the position of the inclined surface 16 the second claw element 14 in the direction of actuation 27 shifts.

Die erste Kupplungshälfte 11 der Klauenkupplung 10 umfasst mehrere Rückstellfedern 24, die eine Federkraft entgegen der Betätigungsrichtung 27 zur Rückstellung des zweiten Klauenelements 14 bereitstellen (2). Die Rückstellfedern 24 sind an einer Anlaufscheibe 23 und dem ersten Klauenelement 12 befestigt. Die Anlaufscheibe 23 ist, entgegen der Betätigungsrichtung 27 betrachtet, hinter dem ersten Klauenelement 12 angeordnet. Die Rückstellfedern 24 sind dazu vorgesehen, das zweite Klauenelement 14 entgegen der Betätigungsrichtung 27 zurückzuziehen, sobald das zweite Klauenelement 14 nicht mehr in Umfangsrichtung 28 gedreht wird. Hierzu üben die Rückstellfedern 24 die Kraft entgegen der Betätigungsrichtung 27 auf das erste Klauenelement 12 aus, wodurch das erste Klauenelement 12 entgegen der Betätigungsrichtung 27 verschoben wird. Die Zähne der Sperrverzahnung 13 des ersten Klauenelements 12 greifen in Zwischenräume zwischen den Zähnen der Fangverzahnung 15 ein, so dass durch ein Verschieben des ersten Klauenelements 12 auch das zweite Klauenelement 14 entgegen der Betätigungsrichtung 27 zurückgezogen wird. Die Schrägflächen 16, 29 gleiten dabei aufeinander ab, so dass die Rampenvorsprünge 17 in die Ausnehmungen 19 aufgenommen werden.The first coupling half 11 the dog clutch 10 includes several return springs 24 which provides a spring force against the direction of actuation 27 for returning the second jaw member 14 provide ( 2 ). The return springs 24 are on a thrust washer 23 and the first jaw member 12 attached. The thrust washer 23 is, contrary to the direction of actuation 27 considered behind the first jaw element 12 arranged. The return springs 24 are intended to the second jaw element 14 against the direction of actuation 27 retract as soon as the second claw member 14 no longer in the circumferential direction 28 is turned. To do this, the return springs practice 24 the force against the direction of actuation 27 on the first jaw element 12 out, making the first claw element 12 against the direction of actuation 27 is moved. The teeth of the locking teeth 13 of the first jaw member 12 grab into spaces between the Teeth of the gear teeth 15 a, so that by moving the first jaw element 12 also the second claw element 14 against the direction of actuation 27 is withdrawn. The inclined surfaces 16 . 29 slide on each other, so that the ramp projections 17 in the recesses 19 be recorded.

Die Klauenkupplung 10 umfasst ferner eine Hülse 25, die das erste Klauenelement 12 mit dem zweiten Klauenelement 14 verbindet. Über die Hülse 25 wird die Bewegung des zweiten Klauenelements 14 in Betätigungsrichtung 27, die durch die Schrägflächen 16, 29 bewirkt wird, auf das zweite Klauenelement 14 übertragen und eine zusätzliche Erhöhung der Flächenüberdeckung der Sperrverzahnung 13, der Fangverzahnung 15 und der Klauenverzahnung 22 bewirkt.The claw clutch 10 further comprises a sleeve 25 , which is the first claw element 12 with the second jaw member 14 combines. About the sleeve 25 becomes the movement of the second claw member 14 in the direction of actuation 27 passing through the inclined surfaces 16 . 29 is effected on the second jaw member 14 transferred and an additional increase in the surface coverage of the locking teeth 13 , the gear toothing 15 and the dog teeth 22 causes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Klauenkupplungclaw clutch
1111: erste Kupplungshälftefirst coupling half
1212: erstes Klauenelementfirst claw element
1313: Sperrverzahnunglocking teeth
1414: zweites Klauenelementsecond claw element
1515: Fangverzahnunggripping teeth
1616: Schrägflächesloping surface
1717: Rampenvorsprungramp projection
1818: Rampenringramp ring
1919: Ausnehmungrecess
2020: zweite Kupplungshälftesecond coupling half
2121: Zylindercylinder
2222: Klauenverzahnungdog-tooth
2323: Anlaufscheibethrust washer
2424: RückstellfederReturn spring
2525: Hülseshell
2626: Betätigungskolbenactuating piston
2727: Betätigungsrichtungoperating direction
2828: Umfangsrichtungcircumferentially
2929: Schrägflächesloping surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012021458 A1 [0002]

Claims

Claw coupling of a motor vehicle drive train, with a first coupling half ( 11 ), the at least two mutually rotatable jaw elements ( 12 . 14 ) and the form-fitting to produce a rotationally fixed connection with a second coupling half ( 20 ) is connectable and which is intended by a relative displacement of the coupling halves ( 11 . 20 ) in an actuating direction ( 27 ) rotatably with the second coupling half ( 20 ), characterized in that the first coupling half ( 11 ) at least one inclined surface ( 16 ), which is intended to a rotation of the second claw member ( 14 ) relative to the first jaw member ( 12 ) in a displacement of the second claw member ( 14 ) parallel to the actuating direction ( 27 ) implement.

Claw coupling according to claim 1, characterized in that the second jaw element ( 14 ) the at least one inclined surface ( 16 ) having.

Claw coupling according to claim 1 or 2, characterized by a rotationally fixed with the first jaw member ( 12 ) connected ramp ring ( 18 ), one to the inclined surface ( 16 ) corresponding inclined surface ( 29 ) having.

Claw coupling according to one of the preceding claims, characterized by at least one return spring ( 24 ), which has a spring force counter to the actuation direction ( 27 ) for returning the second jaw element ( 14 ).

Claw coupling according to one of the preceding claims, characterized by a sleeve ( 25 ), which is intended, the displacement of the second claw member ( 14 ) parallel to the actuating direction ( 27 ) in a displacement of the first claw member ( 12 ) parallel to the actuating direction ( 27 ) implement.

Claw coupling according to one of the preceding claims, characterized by a second coupling half ( 20 ), which have a dog tooth system ( 22 ) for engagement in the claw elements ( 12 . 14 ), wherein the first jaw element ( 12 ) a locking toothing ( 13 ) and the second claw element ( 14 ) a toothing ( 15 ) for the positive coupling with the dog teeth ( 22 ) of the second coupling half ( 20 ) having.

Claw coupling according to claim 6, characterized in that in each case one tooth of the toothing ( 15 ) in the circumferential direction ( 28 ) between each two teeth of the locking toothing ( 13 ) is movably arranged.