DE102015214534A1 - Claw transmission, in particular for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Klauengetriebe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebswelle (2), mit einer Abtriebswelle (3), mit wenigstens einem auf einer Welle (2, 3, 9) des Klauengetriebes (1) relativ zu der einen Welle (2, 3, 9) verschiebbar angeordneten, mit der einen Welle (2, 3, 9) mitdrehbaren und wenigstens eine Schaltkulisse (13a) aufweisenden Schaltelement (12a), mittels welchem durch Verschieben des Schaltelements (12a) entlang der einen Welle (2, 3, 9) eine Kopplung der Abtriebswelle (3) mit der Antriebswelle (2) über wenigstens eine Zahnradstufe (Z1) des Klauengetriebes (1) bewirkbar ist, mit wenigstens einem Aktor (14a) und mit wenigstens einem Stiftelement (15a), welches mittels des Aktors (14a) in Eingriff mit der Schaltkulisse (13a) translatorisch bewegbar ist, wodurch ein Verschieben des Schaltelements (12a) relativ zu der einen Welle (2, 3, 9) bewirkbar ist.The invention relates to a jaw gear (1), in particular for a motor vehicle, with a drive shaft (2), with an output shaft (3), with at least one on a shaft (2, 3, 9) of the jaw gear (1) relative to the one Shaft (2, 3, 9) arranged displaceably, with the one shaft (2, 3, 9) rotatable and at least one shift gate (13a) having switching element (12a), by means of which by shifting the switching element (12a) along one shaft ( 2, 3, 9) a coupling of the output shaft (3) with the drive shaft (2) via at least one gear stage (Z1) of the jaw gear (1) is effected, with at least one actuator (14a) and at least one pin element (15a), which by means of the actuator (14a) in translation with the shift gate (13a) is translationally movable, whereby a displacement of the switching element (12a) relative to the one shaft (2, 3, 9) is effected.
Description
Die Erfindung betrifft ein Klauengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a jaw gear, in particular for a motor vehicle.
Getriebe für Kraftfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein Getriebe ist ein Maschinenelement, mittels welchem Bewegungsgrößen geändert werden können. Beispielsweise werden mittels eines solchen Getriebes Drehmomente, welche von einem Antriebselement, insbesondere in Form einer Verbrennungskraftmaschine, bereitgestellt werden, betragsmäßig umgewandelt. Ferner kann alternativ oder zusätzlich eine Drehzahlwandlung stattfinden, so dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb des Antriebselements realisieren lässt.Gears for motor vehicles are already well known from the general state of the art and in particular from the production of standard vehicles. A gear is a machine element by means of which movement quantities can be changed. For example, torques which are provided by a drive element, in particular in the form of an internal combustion engine, are converted in terms of amount by means of such a transmission. Furthermore, alternatively or additionally, a speed conversion can take place, so that a particularly advantageous operation of the drive element can be realized.
Bei konventionellen Stufenschaltgetrieben für Fahrzeuge sind die Zahnräder aller Stufen, welche auch als Gänge bezeichnet werden, ständig in Eingriff. Dabei sind aber nur bei der drehmomentübertragenden und somit aktiven Stufe beide Zahnräder drehfest mit der Anbeziehungsweise Abtriebswelle verbunden. Bei den anderen, inaktiven Stufen dreht mindestens ein Rad frei auf der Welle. Ein solches Zahnrad, welches auch als Rad bezeichnet wird, auf einer Welle angeordnet ist und relativ zu der Welle drehbar ist, wird auch als Losrad oder Laufrad bezeichnet. Die Verbindung der Losräder mit der Welle erfolgt üblicherweise durch eine drehfest mit der Welle verbundene Muffe mit Klauen, wobei die Muffe auf der Welle axial verschiebbar ist und in Aussparungen oder Klauen im Losrad eingreift. Aus Komfortgründen wird bei Fahrzeug-Getrieben üblicherweise eine Synchronisierung verwendet, die den Gleichlauf von Muffe und Losrad bewirkt, wobei die formschlüssige Verbindung von Muffe und Zahnrad durch die Klauen erfolgt. Die Muffe wird auch als Schiebemuffe oder Schaltmuffe bezeichnet.In conventional stage transmissions for vehicles, the gears of all stages, which are also referred to as gears, constantly engaged. However, only at the torque transmitting and thus active stage both gears are rotatably connected to the Anbeziehungsweise output shaft. At the other, inactive stages at least one wheel rotates freely on the shaft. Such a gear, which is also referred to as a wheel, is arranged on a shaft and is rotatable relative to the shaft, also referred to as idler gear or impeller. The connection of the loose wheels with the shaft is usually carried out by a rotatably connected to the shaft sleeve with claws, wherein the sleeve is axially displaceable on the shaft and engages in recesses or jaws in the idler gear. For comfort reasons, a synchronization is usually used in vehicle transmissions, which causes the synchronization of sleeve and idler gear, wherein the positive connection of the sleeve and gear is done by the jaws. The sleeve is also referred to as a sliding sleeve or sliding sleeve.
Bei Motorrädern sind Getriebe aus Platzgründen und wegen höherer möglicher Schaltgeschwindigkeit üblicherweise unsynchronisiert, wobei der Komfortnachteil akzeptiert wird. Anstelle von Schaltmuffen können bei geradverzahnten Rädern auch die Zahnräder mit Klauen und axial verschiebbar ausgeführt werden, so dass ein Schieberadgetriebe gebildet ist.For motorcycles gearboxes are usually unsynchronized for reasons of space and because of higher possible switching speed, the comfort disadvantage is accepted. Instead of sliding sleeves, the gears can be performed with claws and axially displaceable in spur gears, so that a sliding gear is formed.
Zum Wechseln der Stufen beziehungsweise Gänge werden die Schaltmuffen beziehungsweise die Schieberäder durch Schaltgabeln, die in umlaufende Nuten in den Muffen eingreifen, axial verschoben und so die drehfeste Verbindung einer Gangstufe gelöst und eine andere betätigt. Die axiale Bewegung der Schaltgabeln wird in einem Personenkraftwagen durch ein entsprechendes Gestänge bewirkt. Bei Motorradgetrieben werden aus Platzgründen beziehungsweise wegen der Fußbetätigung die Schaltgabeln durch eine Schaltwalze bewegt. Die Schaltwalze weist entsprechende Führungsnuten für Zapfen an den Schaltgabeln auf. Bei Drehung der Schaltwalze verschieben sich die Schaltgabeln und Schaltmuffen. Die schrittweise Drehung der Schaltwalze wird durch eine aufwändige Schaltmechanik erreicht, die durch einen Fußschalthebel betätigt wird.To change the stages or gears the shift sleeves or the sliding wheels are shifted axially by shift forks, which engage in circumferential grooves in the sleeves, and so solved the non-rotatable connection of a gear and another operates. The axial movement of the shift forks is effected in a passenger car by a corresponding linkage. In motorcycle gearboxes, the shift forks are moved by a shift drum for reasons of space or because of foot control. The shift drum has corresponding guide grooves for pins on the shift forks. Upon rotation of the shift drum, the shift forks and shift sleeves move. The stepwise rotation of the shift drum is achieved by a complex switching mechanism, which is actuated by a foot pedal.
Üblicherweise werden Stufenschaltgetriebe für Personenkraftwagen und Lastkraftwagen automatisiert, indem das Schaltgestänge durch elektrische oder hydraulische Aktoren bewegt wird. Bei automatisierten Motorradgetrieben wird durch die Aktoren die Schaltwalze gedreht. Hydraulische Aktoren werden mit Motoröldruck oder einem separaten Hydroaggregat mit dem erforderlichen Betriebsdruck versorgt. Elektrische Aktoren sind meistens als Elektromotoren mit Vorgelegegetriebe ausgeführt. Beide Betätigungsarten sind relativ kostenaufwändig, beanspruchen viel Platz und lassen sich insbesondere bei einem Motorrad nur schwierig in den Antrieb integrieren. Automatikgetriebe mit Planetenradsätzen und hydraulischen Drehmomentwandlern führen aufgrund der ständig benötigten Ölpumpe und der damit verbundenen Verlustleistung zu einem höheren Kraftstoffverbrauch.Usually, gearboxes for passenger cars and trucks are automated by the shift linkage is moved by electric or hydraulic actuators. In automated motorcycle transmissions, the shift drum is rotated by the actuators. Hydraulic actuators are supplied with the required operating pressure with engine oil pressure or a separate hydraulic unit. Electric actuators are usually designed as electric motors with countershaft transmission. Both types of actuation are relatively expensive, take up a lot of space and can be difficult to integrate into the drive, especially in a motorcycle. Automatic transmissions with planetary gear sets and hydraulic torque converters lead to higher fuel consumption due to the constantly required oil pump and the associated power loss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein besonders kostengünstiges und platzsparendes Klauengetriebe zu schaffen, welches ferner auf besonders einfache Weise automatisierbar ist.Object of the present invention is therefore to provide a particularly cost-effective and space-saving jaw gear, which also can be automated in a particularly simple manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Klauengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a jaw gear with the features of
Das erfindungsgemäße Klauengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise ein Motorrad oder ein Personenkraftfahrzeug, umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie wenigstens ein Schaltelement. Das Schaltelement ist auf einer Welle des Klauengetriebes angeordnet und dabei relativ zu der einen Welle verschiebbar, das heißt translatorisch bewegbar. Ferner ist das Schaltelement mit der einen Welle mitdrehbar. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Schaltelement drehfest mit der Welle verbunden ist, so dass das Schaltelement von der Welle antreibbar ist und sich mit der Welle um eine gemeinsame Drehachse dreht. Darüber hinaus weist das Schaltelement wenigstens eine Schaltkulisse auf. Mittels des Schaltelements ist eine Kopplung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle über wenigstens eine Zahnradstufe des Klauengetriebes bewirkbar, indem das Schaltelement entlang der einen Welle verschoben wird. Mit anderen Worten dient das Schaltelement dazu, eine Kopplung der Antriebswelle mit der Abtriebswelle zu bewirken. In diesem gekoppelten Zustand ist die Abtriebswelle von der Antriebswelle über die Zahnradstufe antreibbar. Über die Antriebswelle werden beispielsweise Drehmomente, welche von einem Antriebsaggregat wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt werden, in das Klauengetriebe eingeleitet und zur Zahnradstufe geleitet. Die Drehmomente werden über die Zahnradstufe an die Abtriebswelle übertragen. Über die Abtriebswelle kann das Klauengetriebe beispielsweise Drehmomente bereitstellen, mittels welchen beispielsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann.The jaw gear according to the invention, in particular for a motor vehicle such as a motorcycle or a passenger car, comprises a drive shaft, an output shaft and at least one switching element. The switching element is arranged on a shaft of the doggear and thereby displaceable relative to the one shaft, that is translationally movable. Furthermore, the switching element with the one shaft is rotatable. This means, for example, that the switching element is rotatably connected to the shaft, so that the switching element is driven by the shaft and rotates with the shaft about a common axis of rotation. In addition, the switching element has at least one shift gate. By means of the switching element, a coupling of the output shaft with the drive shaft via at least one gear stage of the doggearing can be effected by the switching element is displaced along the one shaft. In other words, the switching element serves to cause a coupling of the drive shaft to the output shaft. In This coupled state, the output shaft of the drive shaft via the gear stage is driven. For example, torques which are provided by a drive unit, such as an internal combustion engine, are introduced into the claw transmission and directed to the gear stage via the drive shaft. The torques are transmitted via the gear stage to the output shaft. The claw transmission can provide, for example, torques via the output shaft, by means of which, for example, at least one wheel of the motor vehicle can be driven.
Das Klauengetriebe umfasst ferner wenigstens einen Aktor sowie wenigstens ein Stiftelement, welches mittels des Aktor in Eingriff mit der Schaltkulisse translatorisch bewegbar ist, wodurch ein Verschieben des Schaltelements relativ zu der einen Welle bewirkbar ist. Das Stiftelement wird auch als Pin oder Bolzen bezeichnet und ist mittels des Aktors in Eingriff mit der Schaltkulisse bewegbar. Die Schaltkulisse ist beispielsweise derart ausgebildet, dass, wenn das Schaltelement um die Drehachse gedreht wird und das Stiftelement mittels des Aktors in Eingriff mit der Schaltkulisse bewegt wird, durch das Eingreifen des Stiftelements in die Schaltkulisse und durch das Drehen des Schaltelements und somit der Schaltkulisse um die Drehachse das Schaltelement verschoben wird, und zwar entlang der Welle beziehungsweise relativ zu der einen Welle in deren axiale Richtung, wodurch das Koppeln der Antriebswelle mit der Abtriebswelle beziehungsweise umgekehrt bewirkt wird.The jaw gear further comprises at least one actuator and at least one pin element, which is translationally movable by means of the actuator into engagement with the shift gate, whereby a displacement of the switching element relative to the one shaft can be effected. The pin element is also referred to as a pin or bolt and is movable by means of the actuator into engagement with the shift gate. The shift gate is designed, for example, such that when the shift element is rotated about the axis of rotation and the pin element is moved by means of the actuator into engagement with the shift gate, by the engagement of the pin element in the shift gate and by the rotation of the switching element and thus the shift gate order the axis of rotation of the switching element is displaced, along the shaft or relative to the one shaft in the axial direction thereof, whereby the coupling of the drive shaft with the output shaft or vice versa is effected.
Das Klauengetriebe kann hinsichtlich seines Aufbaus besonders einfach gehalten werden, so dass besonders geringe Kosten und ein besonders geringes Gewicht des Klauengetriebes realisierbar sind. Ferner kann der Bauraumbedarf des Klauengetriebes besonders gering gehalten werden. Außerdem kann die Abtriebswelle mit der Antriebswelle bedarfsgerecht und auf einfache Weise gekoppelt werden, so dass sich mittels des erfindungsgemäßen Klauengetriebes eine besonders kostengünstige Drehmoment- und/oder Drehzahlwandlung realisieren lässt. Mittels des Aktors kann darüber hinaus eine besonders einfache Automatisierbarkeit des Klauengetriebes realisiert werden, so dass das Klauengetriebe als automatisiertes Klauengetriebe, insbesondere Stufenklauengetriebe, ausgebildet werden kann.The jaw gear can be kept particularly simple in terms of its structure, so that very low cost and a particularly low weight of the doggear can be realized. Furthermore, the space requirement of the jaw gear can be kept particularly low. In addition, the output shaft can be coupled to the drive shaft as needed and in a simple manner, so that a particularly cost-effective torque and / or speed conversion can be realized by means of the claw mechanism according to the invention. By means of the actuator, moreover, a particularly simple automation of the claw transmission can be realized, so that the claw transmission can be designed as an automated claw transmission, in particular stepped claw transmission.
Um den Bauraumbedarf, insbesondere den axialen Bauraumbedarf, des Klauengetriebes besonders gering zu halten, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Schaltkulisse in einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Schaltelements ausgebildet ist, wobei das Stiftelement mittels des Aktors in radialer Richtung der einen Welle translatorisch in die Schaltkulisse bewegbar ist, wodurch das Schaltelement entlang der einen Welle infolge einer Drehung der einen Welle und des Schaltelements verschiebbar ist. Das Stiftelement wird somit mittels des Aktors nicht in axialer Richtung der einen Welle, sondern in radialer Richtung der einen Welle bewegt, um das Stiftelement in Eingriff mit der Schaltkulisse zu bewegen. Hierdurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.In order to keep the space requirements, in particular the axial space requirement, of the jaw gear particularly low, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the shift gate is formed in an outer peripheral side surface of the switching element, wherein the pin member by means of the actuator in the radial direction of a shaft translationally is movable in the shift gate, whereby the switching element along the one shaft due to rotation of the one shaft and the switching element is displaceable. The pin member is thus moved by means of the actuator not in the axial direction of a shaft, but in the radial direction of a shaft to move the pin member into engagement with the shift gate. As a result, the space requirement can be kept very low.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltkulisse in Umfangsrichtung der einen Welle und des Schaltelements einen von einem kreisförmigen Verlauf unterschiedlichen Verlauf auf. Hierdurch kann eine besonders einfache, kostengünstige und platzsparende Verschiebung des Schaltelements entlang der einen Welle bewirkt werden, indem das Stiftelement mittels des Aktors in die Schaltkulisse bewegt wird und das Schaltelement über die Welle gedreht wird. Hierdurch kommen beispielsweise die Schaltkulisse begrenzende Wandungsbereiche des Schaltelements in Stützanlage mit dem in die Schaltkulisse eingreifenden Stiftelement, wodurch aufgrund des entsprechenden Verlaufs beziehungsweise der entsprechenden Geometrie der Schaltkulisse die Drehung des Schaltelements und somit der Schaltkulisse in eine Verschiebung, das heißt translatorische Bewegung des Schaltelements entlang der einen Welle umgewandelt wird. Dadurch kann eine besonders platzsparende Betätigung des Schaltelements realisiert werden.In a further embodiment of the invention, the shift gate in the circumferential direction of a shaft and the switching element on a different course from a circular course. In this way, a particularly simple, inexpensive and space-saving displacement of the switching element along the one shaft can be effected by the pin member is moved by means of the actuator in the shift gate and the switching element is rotated about the shaft. As a result, for example, the switching gate limiting wall portions of the switching element in support system with the engaging in the shift gate pin element, which due to the corresponding course or the corresponding geometry of the shift gate, the rotation of the switching element and thus the shift gate in a shift, ie translational movement of the switching element along the a wave is converted. This allows a particularly space-saving operation of the switching element can be realized.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Schaltkulisse zumindest in einem Teilbereich einen helixförmigen Verlauf aufweist. Unter einer Helix, welche auch als Schraube, Schraubenlinie, zylindrische Spirale oder Wendel bezeichnet wird, ist eine Kurve zu verstehen, die sich beispielsweise mit zumindest im Wesentlichen konstanter Steigung um eine zumindest im Wesentlichen zylindrische, außenumfangsseitige Mantelfläche des Schaltelements windet. Dabei ist zumindest ein Teilbereich der Schaltkulisse zumindest als Teil einer solchen Helix ausgebildet, so dass zumindest der Teilbereich der Schaltkulisse helixförmig ausgebildet ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte und insbesondere leichtgängige sowie schnelle Verschiebung des Schaltelements bewirkt werden, indem das Schaltelement über die Welle gedreht wird und das Stiftelement in die Schaltkulisse eingreift.It has proven particularly advantageous if the shift gate has a helical course, at least in a partial area. Under a helix, which is also referred to as a screw, helix, cylindrical spiral or helix, is a curve to understand, which winds, for example, at least substantially constant pitch around an at least substantially cylindrical, outer peripheral side surface of the switching element. In this case, at least a portion of the shift gate is at least formed as part of such a helix, so that at least the portion of the shift gate is helical. In this way, a particularly advantageous and in particular smooth and rapid displacement of the switching element can be effected by the switching element is rotated about the shaft and engages the pin member in the shift gate.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Schaltkulisse zumindest in einem Teilbereich schräg zur axialen Richtung der einen Welle verläuft. Hierdurch können Drehbewegungen des Schaltelements und somit der Schaltkulisse besonders gut in eine translatorische Bewegung, das heißt Verschiebung des Schaltelements entlang der einen Welle umgewandelt werden, wenn das Stiftelement in die Schaltkulisse eingreift.It is also advantageous if the shift gate runs obliquely to the axial direction of the one shaft at least in a partial area. As a result, rotational movements of the switching element and thus the shift gate can be particularly well converted into a translational movement, that is displacement of the switching element along the one shaft when the pin element engages in the shift gate.
Um unerwünschte und insbesondere unkontrollierte Bewegungen des Schaltelements auf kosten- und bauraumgünstige Weise zu vermeiden, ist wenigstens ein in zumindest einer Stellung des Schaltelements formschlüssig mit dem Schaltelement und der einen Welle zusammenwirkendes Rastelement vorgesehen, mittels welchem das Schaltelement infolge des jeweiligen formschlüssigen Zusammenwirkens gegen eine Relativverschiebung zu der einen Welle zu sichern beziehungsweise gesichert ist. In order to avoid unwanted and in particular uncontrolled movements of the switching element in a cost and space-saving manner, at least one in at least one position of the switching element form-fitting with the switching element and a shaft cooperating detent element is provided by means of which the switching element as a result of the respective positive cooperation against a relative displacement to secure a wave or is secured.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein auf der einen Welle oder auf einer anderen Welle des Klauengetriebes relativ zu der einen oder anderen Welle verschiebbar angeordnetes, mit der einen oder der anderen Welle mitdrehbares zweites Schaltelement vorgesehen, mittels welchem durch Verschieben des zweiten Schaltelements entlang der einen oder anderen Welle die Kopplung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle über die Zahnradstufe bewirkbar ist, wobei das zweite Schaltelement durch Verschieben des ersten Schaltelements verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform vorgesehen, zum Verschieben des zweiten Schaltelements das erste Schaltelement zu verschieben. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Bedienbarkeit des Klauengetriebes realisiert werden.In a further embodiment of the invention, at least one on the one shaft or on another shaft of the doggear relative to the one or other shaft slidably disposed mitdrehwellen with one or the other second switching element is provided by means of which by moving the second switching element along the one or the other shaft, the coupling of the output shaft with the drive shaft via the gear stage is effected, wherein the second switching element is displaceable by moving the first switching element. In other words, it is provided in this embodiment, to move the first switching element for moving the second switching element. In this way, a particularly advantageous operability of the doggear can be realized.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Sperreinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das zweite Schaltelement formschlüssig mit der einen oder anderen Welle verbindbar und dadurch gegen eine Relativverschiebung zu der einen oder anderen Welle zu sichern ist. Die Sperreinrichtung ermöglicht es, einen besonders vorteilhaften Betrieb und insbesondere eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit des Klauengetriebes zu gewährleisten. Ist die Abtriebswelle mit der Antriebswelle gekoppelt, so ist beispielsweise ein Gang des Klauengetriebes eingelegt. Mittels der Sperreinrichtung ist es möglich, ein unerwünschtes beziehungsweise unbeabsichtigtes Einlegen des Ganges, das heißt ein unbeabsichtigtes beziehungsweise unerwünschtes Koppeln der Abtriebswelle mit der Antriebswelle über die zu den Schaltelementen gehörende Zahnradstufe zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Klauengetriebe wenigstens einen weiteren Gang aufweist, welcher eingelegt ist. Mittels der Sperreinrichtung ist es dann möglich, ein Einlegen des anderen, ersten Gangs zu vermeiden, da das zweite Schaltelement nicht relativ zu der einen oder anderen Welle verschoben werden kann. Dies bedeutet, dass bei dem Klauengetriebe auf besonders einfache und kostengünstige Weise vermieden werden kann, dass mehrere Gänge des Klauengetriebes gleichzeitig eingelegt werden beziehungsweise sind. Hierdurch können Schäden an Getriebebauteilen vermieden werden.In a further embodiment of the invention, it has been found to be advantageous if a locking device is provided, by means of which the second switching element is positively connected to one or the other shaft and thereby secured against relative displacement to one or the other shaft. The locking device makes it possible to ensure a particularly advantageous operation and in particular a particularly advantageous switchability of the doggear. If the output shaft is coupled to the drive shaft, then, for example, a gear of the doggear gear is engaged. By means of the locking device, it is possible to avoid undesired or unintentional engagement of the gear, that is to say unintentional or undesired coupling of the output shaft to the drive shaft via the gear stage belonging to the shifting elements. This is particularly advantageous when the jaw gear has at least one other gear, which is inserted. By means of the locking device, it is then possible to avoid inserting the other, first gear, since the second switching element can not be moved relative to one or the other shaft. This means that in the jaw gear can be avoided in a particularly simple and cost-effective manner that several courses of the jaw gear are inserted simultaneously or are. As a result, damage to transmission components can be avoided.
Beispielsweise umfasst die Sperreinrichtung wenigstens ein Sperrelement, welches in eine schräg oder senkrecht zur axialen Richtung der einen oder anderen Welle verlaufende Richtung zwischen wenigstens einer Sperrstellung und wenigstens einer Freigabestellung relativ zu der einen oder anderen Welle verschiebbar ist. In der Sperrstellung ist das zweite Schaltelement unter formschlüssigem Zusammenwirken des Sperrelements mit der einen oder anderen Welle und dem zweiten Schaltelement gegen eine Relativverschiebung zu der einen oder anderen Welle zu sichern beziehungsweise gesichert, wobei das Sperrelement die Relativverschiebung zwischen dem zweiten Schaltelement und der einen oder anderen Welle in der Freigabestellung freigibt. Hierdurch kann eine besonders einfache, kostengünstige und gleichzeitige effektive Sicherung des zweiten Schaltelements realisiert werden. Darüber hinaus kann der Bauraumbedarf des Klauengetriebes in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.For example, the locking device comprises at least one blocking element, which is displaceable in a direction obliquely or perpendicular to the axial direction of one or the other shaft between at least one locking position and at least one release position relative to one or the other shaft. In the blocking position, the second switching element is under positive engagement of the locking element with one or the other shaft and the second switching element against a relative displacement to one or the other shaft to secure or secured, wherein the blocking element, the relative displacement between the second switching element and one or the other Shaft releases in the release position. As a result, a particularly simple, cost-effective and simultaneous effective securing of the second switching element can be realized. In addition, the space requirement of the doggear can be kept in a very small frame.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Sperrelement an der einen oder anderen Welle über wenigstens ein zumindest in der Freigabestellung gespanntes Federelement abgestützt ist, mittels welchem das Sperrelement zumindest in der Freigabestellung mit einer Federkraft beaufschlagbar ist, mittels welcher das Sperrelement aus der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegbar ist. Hierdurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Rückstellung des Sperrelements aus der Freigabestellung in die Sperrstellung realisiert werden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Federelement das Sperrelement auch in der Sperrstellung mit einer Federkraft beaufschlagt, um das Sperrelement beispielsweise sicher in der Sperrstellung zu halten.It is also advantageous if the blocking element is supported on one or the other shaft via at least one tensioned in the release position spring element by means of which the locking element is acted upon at least in the release position with a spring force, by means of which the locking element from the release position to the blocking position is movable. In this way, a particularly simple and cost-effective provision of the locking element from the release position can be realized in the locked position. Preferably, it is provided that the spring element acts on the blocking element in the blocking position with a spring force, for example, to keep the blocking element securely in the blocking position.
Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in der einen oder anderen Welle, auf welcher das zweite Schaltelement angeordnet ist, ein Schieber aufgenommen ist, welcher zwischen wenigstens einer das Sperrelement gegen eine Verschiebung aus der Sperrstellung in die Freigabestellung sichernden Sicherungsstellung und wenigstens eine die Verschiebung des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung freigebenden Lösestellung relativ zu der einen oder anderen Welle verschiebbar ist. Hierdurch kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise ein bedarfsgerechtes Sichern und Lösen des Sperrelements und somit des zweiten Schaltelements realisiert werden. Gleichzeitig kann dadurch, dass der Schieber zumindest teilweise in der einen oder anderen Welle aufgenommen ist, der Bauraumbedarf des Klauengetriebes besonders gering gehalten werden. Unter der einen oder anderen Welle ist die Welle zu verstehen, auf welcher das zweite Schaltelement verschiebbar aufgenommen ist.Further, it has been found to be advantageous if in one or the other shaft on which the second switching element is arranged, a slider is received, which between at least one securing the locking element against displacement from the locked position to the release position securing position and at least one Displacement of the locking element from the blocking position in the release position releasing release position relative to one or the other shaft is displaceable. In this way can be realized in a particularly simple and cost-effective manner needs-based securing and releasing the locking element and thus the second switching element. At the same time, the fact that the slider is at least partially accommodated in one or the other shaft, the space requirement of the doggear are kept particularly low. Under one wave or another, the wave is to be understood on which the second switching element is slidably received.
Der Schieber weist beispielsweise wenigstens einen ersten Längenbereich sowie einen sich an den ersten Längenbereich anschließenden, zweiten Längenbereich auf. Mittels des ersten Längenbereichs ist das Sperrelement unter Abstützen dieses an dem ersten Längenbereich beispielsweise gegen eine Verschiebung aus der Sperrstellung in die Freigabestellung zu sichern beziehungsweise gesichert. Der zweite Längenbereich weist eine in Überdeckung mit dem Sperrelement anordenbare Ausnehmung auf, in welcher das Sperrelement in der Freigabestellung aufnehmbar beziehungsweise aufgenommen ist. Mit anderen Worten, befindet sich der ersten Längenbereich und nicht etwa der zweite Längenbereich mit der Ausnehmung in Überdeckung mit dem Sperrelement, so kann das Sperrelement nicht aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt werden, da das Sperrelement an dem ersten Längenbereich beziehungsweise einer in dem ersten Längenbereich angeordneten, außenumfangsseitigen Mantelfläche des Schiebers abgestützt wird, insbesondere in radialer Richtung der einen oder anderen Welle.The slider has, for example, at least a first length range and a second length range adjoining the first length range. By means of the first length region, the blocking element is secured or secured by supporting it on the first length region, for example against displacement from the blocking position into the release position. The second longitudinal region has a recess which can be arranged in overlap with the blocking element, in which the blocking element can be received or received in the release position. In other words, is the first length range and not about the second length range with the recess in registration with the locking element, the locking element can not be moved from the locked position to the release position, since the blocking element at the first length range or one in the first Length range arranged, outer peripheral side surface of the slider is supported, in particular in the radial direction of one or the other shaft.
Wird der Schieber derart relativ zu der einen oder anderen Welle verschoben, insbesondere in axialer Richtung der einen oder anderen Welle, so dass die Ausnehmung in Überdeckung mit dem Sperrelement kommt, so kann das Sperrelement zumindest teilweise in die Ausnehmung des Schiebers geschoben und dadurch aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt werden. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass sich der erste Längenbereich in der Sicherungsstellung in Überdeckung mit dem Sperrelement befindet, wobei die Ausnehmung in der Lösestellung in Überdeckung mit dem Sperrelement angeordnet ist.If the slider is displaced relative to one or the other shaft, in particular in the axial direction of the one or the other shaft, so that the recess comes into coincidence with the blocking element, the blocking element can at least partially pushed into the recess of the slider and thereby from the Lock position to be moved to the release position. It is provided, for example, that the first length region is in the securing position in registration with the blocking element, wherein the recess is arranged in the release position in register with the blocking element.
Ferner kann wenigstens ein weiteres, drittes Schaltelement vorgesehen sein, mittels welchem durch Verschieben des weiteren Schaltelements ein Koppeln der Abtriebswelle mit der Antriebswelle über eine weitere Zahnradstufe des Klauengetriebes bewirkbar ist, wobei der Schieber mit dem weiteren Schaltelement gekoppelt und über das weitere Schaltelement verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist der Schieber beispielsweise mit dem weiteren Schaltelement mitverschiebbar, so dass keine zusätzlichen Betätigungselemente oder Aktoren zum Bewegen des Schiebers erforderlich und vorgesehen sind.Furthermore, at least one further, third switching element can be provided, by means of which a coupling of the output shaft with the drive shaft via a further gear stage of the doggearing is effected by moving the further switching element, wherein the slider is coupled to the further switching element and slidable via the further switching element. In other words, the slider is mitverschiebbar example with the other switching element, so that no additional actuators or actuators for moving the slider are required and provided.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen, über welche das zweite Schaltelement von dem ersten Schaltelement verschiebbar ist, wobei die Federeinrichtung durch Verschieben des ersten Schaltelements elastisch verformbar ist, wenn das zweite Schaltelement mittels der Sperreinrichtung gegen eine Relativverschiebung zu der einen oder anderen Welle gesichert ist. Mit anderen Worten lässt die Federeinrichtung eine Verschiebung des ersten Schaltelements zu, während das zweite Schaltelement mittels der Sperreinrichtung gesichert ist und somit nicht verschoben werden kann. Dadurch können Schäden an der Schaltkulisse und somit dem ersten Schaltelement sowie an dem Aktor vermieden werden, wobei gleichzeitig ein unerwünschtes Verschieben des zweiten Schaltelements und somit ein gleichzeitiges Einlegen von mehreren Gängen vermieden werden können.In a further advantageous embodiment, at least one spring device is provided, via which the second switching element of the first switching element is displaceable, wherein the spring means is elastically deformable by shifting the first switching element, when the second switching element by means of the locking device against a relative displacement to one or the other shaft is secured. In other words, the spring device allows a displacement of the first switching element, while the second switching element is secured by means of the locking device and thus can not be moved. As a result, damage to the shift gate and thus the first switching element and to the actuator can be avoided, at the same time an undesirable displacement of the second switching element and thus a simultaneous insertion of multiple gears can be avoided.
Um den Bauraumbedarf besonders gering zu halten, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement auf der gleichen Welle verschiebbar angeordnet sind. Die Welle, auf welcher das erste Schaltelement angeordnet ist, ist beispielsweise die Antriebswelle, die Abtriebswelle oder eine zusätzlich zur Antriebswelle und der Abtriebswelle vorgesehene Schaltwelle des Klauengetriebes. Ferner ist vorzugsweise die Welle, auf welcher das zweite Schaltelement angeordnet ist, die Antriebswelle, die Abtriebswelle oder eine zusätzlich zu der Abtriebswelle und der Antriebswelle vorgesehene Schaltwelle des Klauengetriebes. Um dabei den Aufbau des Klauengetriebes besonders einfach zu halten, ist die Schaltwelle vorzugsweise von der Antriebswelle oder der Abtriebswelle antreibbar.In order to keep the space requirement particularly low, it is preferably provided that the first switching element and the second switching element are arranged displaceably on the same shaft. The shaft on which the first switching element is arranged, for example, the drive shaft, the output shaft or in addition to the drive shaft and the output shaft provided switching shaft of the doggear. Further, preferably, the shaft on which the second switching element is arranged, the drive shaft, the output shaft or in addition to the output shaft and the drive shaft provided switching shaft of the doggear. In order to keep the structure of the doggear particularly simple, the switching shaft is preferably driven by the drive shaft or the output shaft.
Um den Bauraumbedarf des Klauengetriebes besonders gering halten sowie eine besonders schnelle und effiziente Bewegung des Stiftelements realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Aktor als elektrischer Aktor ausgebildet ist.In order to keep the space requirement of the jaw gear particularly low and to realize a particularly fast and efficient movement of the pin member, it is provided in a further embodiment that the actuator is designed as an electrical actuator.
Zur Erfindung gehört auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Klauengetriebe, insbesondere Stufenklauengetriebe. Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Klauengetriebes sind als Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a vehicle, in particular a motor vehicle, with a claw transmission according to the invention, in particular stepped claw transmission. Advantages and advantageous embodiments of the jaw gear according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the vehicle according to the invention and vice versa.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:Further details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with the accompanying drawings. Showing:
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Die jeweilige Zahnradstufe Z1–6 wiederum umfasst jeweils ein auf der Antriebswelle
Das jeweilige zweite Zahnrad
Aus
Das Klauengetriebe
Das Klauengetriebe
Das Klauengetriebe
Aus
Die Stiftelemente
Dies liegt daran, dass die Schaltkulisse
Aus
Die jeweilige Schaltkulisse
Wird beispielsweise das Schaltelement
Die Schaltmuffen
Jeweilige Längenbereiche der Führungsstange
Die Schaltmuffen
Aus
Da die Schaltmuffen
Insgesamt ist in
Um Schäden des Klauengetriebes
Dabei ist das Klauengetriebe
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die jeweiligen Schaltelemente
Im Gegensatz zu Schaltgetrieben mit Schaltwalze, bei denen durch den Verlauf von Nuten in der Schaltwalze immer nur genau ein Gang eingelegt sein kann, ist es bei dem beim Klauengetriebe
Um nun einen solchen Doppeleingriff auf einfache, kostengünstige Weise und effektiv zu vermeiden, umfasst das Klauengetriebe
In der Sperrstellung ist die Schaltmuffe
Die Sperreinrichtung
Der Schieber
Über die Ausnehmung
Aus
Aus
Dies bedeutet, dass die Schaltelemente
Befindet sich der Schieber
Dadurch kann die Schaltmuffe
Befindet sich jedoch der Schieber
Aus
Um den Schieber
Insgesamt ist aus
Die Federelemente
Falls die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Klauengetriebemesh transmission
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Abtriebswelleoutput shaft
- 4a–f4a-f
- Zahnradgear
- 5a–f5a-f
- Zahnradgear
- 66
- Drehachseaxis of rotation
- 77
- Lagerelementbearing element
- 88th
- Drehachseaxis of rotation
- 99
- Schaltwelleshift shaft
- 1010
- Drehachseaxis of rotation
- 11a–c11a-c
- Schaltmuffeshift sleeve
- 12a–f12a-f
- Schaltelementswitching element
- 13a–d13a-d
- Schaltkulisseshift gate
- 14a–l14a-l
- Aktoractuator
- 15a–l15a-l
- Stiftelementpin element
- 16a–c16a-c
- Schaltgabelshift fork
- 17a–c17a-c
- Nutgroove
- 1818
- Führungsstangeguide rod
- 19a–c19a-c
- Schaltmuffeshift sleeve
- 20a–c20a-c
- Nutgroove
- 2121
- Koppeleinrichtungcoupling device
- 2222
- Sperreinrichtunglocking device
- 2323
- Rastelementlocking element
- 2424
- Ausnehmungrecess
- 2525
- Federelementspring element
- 2626
- Schieberpusher
- 2727
- erster Längenbereichfirst length range
- 2828
- zweiter Längenbereichsecond length range
- 2929
- Ausnehmungrecess
- 3030
- Schieberpusher
- 3131
- Schieberpusher
- 3232
- Federelementspring element
- 3333
- Federelementspring element
- 3434
- Stiftelementpin element
- 3535
- Öffnungopening
- 3636
- außenumfangsseitige Mantelflächeouter peripheral side surface
- 3737
- Ausnehmungrecess
- 3838
- Ausnehmungrecess
- G1–6G1-6
- Gangcorridor
- Z1–6Z1-6
- Zahnradstufegear stage
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015214534.4A DE102015214534A1 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Claw transmission, in particular for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102015214534.4A DE102015214534A1 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Claw transmission, in particular for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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