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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Getriebeschaltvorgang, die Kupplungsbaugruppe betreibt eine Sperrklinke mit einer Synchronisiereinrichtung.
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HINTERGRUND
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Die Erklärungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Offenbarung betreffen und können den Stand der Technik darstellen oder auch nicht.
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Traditionelle Automatikgetriebe verwenden Reibungskupplungen entweder in Form von Bandkupplungen oder von Mehrscheiben-Reibungskupplungen. Reibungskupplungen arbeiten durch das Zusammendrücken von zwei Platten. Reibung zwischen Kupplungselementen ermöglicht die Übertragung von Energie, indem eine Platte schneller drehen kann als die andere oder Schlupf hat. Automatische Getriebe verwenden Reibungskupplungen, sodass der Gangwechsel keine Senkung der Motorleistung erfordert. Beim Gangwechsel kann ein Automatikgetriebe eine Kupplung trennen und eine andere verbinden. Wenn die Umgebungstemperatur unter null fällt, jedoch und insbesondere bei Temperaturen um –40 °C, erfordert der zur Betätigung der Reibungskupplungen erforderliche Hydraulikflüssigkeitsdruck eine erhöhte Pumpleistung, die in kleineren Motoren und Fahrzeugkonstruktionen nicht zur Verfügung steht.
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Klauenkupplungen können anstelle von Reibungskupplungen verwendet werden, wie sie in manuellen Schaltgetrieben üblicherweise zum Einsatz kommen. Anstelle von Schlupfkupplungen sorgen Klauenkupplungen für den Eingriff. Die Energie wird übertragen, indem ein Zahn der einen Seite auf einen Zahn der anderen Seite drückt. Klauenkupplungen haben keinen Schlupf und sind deshalb entweder verbunden oder getrennt. Klauenkupplungen haben wenig parasitären Verlust und sind einfach und kompakt. Synchro-Klauenkupplungen werden üblicherweise in Schaltgetrieben eingesetzt und synchronisieren die Geschwindigkeit beider Komponenten vor dem Eingriff dieser beiden Komponenten. Bekannte Synchronisiervorrichtungen sind eine kegelförmige Hülse, die integral mit einer Verschlussscheibe oder einem Dog-Ring verbunden ist. Die Hülse weist einen Satz von Zähnen auf und ist drehbar auf einer ersten Komponente befestigt und längs entlang einer Drehachse verschiebbar, um in einen Satz von Zähnen auf einer zweiten Komponente einzugreifen. Die Längsbewegung der Hülse in Richtung der zweiten Komponente bewirkt zunächst ein Eingreifen der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Sperrrings mit einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Fläche an der zweiten Komponente, bevor der Dauereingriff der Zähne erfolgt. Das Eingreifen dieser beiden Oberflächen ist eine Kupplungswirkung, wodurch die zweite Komponente mit der Geschwindigkeit mit Sperrring und Hülse synchronisiert wird und somit mit der ersten Komponente.
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Bekannte Klauenkupplungs-Synchronisiervorrichtungen und ihre konischen Hülsen und einachsigen Kugellager-Kupplungen sind derart begrenzt, dass sie eine Betätigungskraft nur in einer Richtung ermöglichen. Bei einer Anmeldung wie der Dauereingriff eines Planetenradsatz-Achsantriebs mit einem Differential, erlauben bekannte Klauenkupplungen keine Betätigung unter Last.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet eine erdende Klinkenkupplung mit Synchronisiereinrichtung für einen Fahrzeugmotor ein an einer Nabe befestigtes Zahnrad. Eine Sperrklinke mit einem Klinkenzahn wird zwischen einer ersten Position, bei welcher der Klinkenzahn von Verzahnungen des Zahnrades beabstandet ist, und einer zweiten Position, bei welcher der Klinkenzahn zwischen zwei aufeinanderfolgende Zähne des Zahnrades eingreift, gedreht. Ein Synchronisierer wird während der Drehung der Sperrklinke gedreht, wobei der Synchronisierer direkt die Nabe berührt, bevor der Klinkenzahn in das Zahnrad eingreift. Ein Schaltglied verschiebt die Sperrklinke zwischen der ersten und der zweiten Position, wenn es die Sperrklinke berührt.
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Gemäß weiteren Aspekten beinhaltet die erdende Klinkenkupplung mit Synchronisiereinrichtung weiterhin einen Planetenradsatz einer Antriebseinheit, welcher mehrere Elemente enthält, wobei die zylindrische Nabe in eines der Glieder des Planetengetriebes derart eingreift, dass die Nabe mit dem geschlossenen Planetenradsatz-Element mitgedreht wird.
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Gemäß weiteren Aspekten greift die Sperrklinke in der zweiten Position mit dem in die Verzahnung eingreifenden Klinkenzahn in das Planetengetriebe-Element mit einem Gehäuse, welches die Kupplung in geschlossener Position hält, und worin die Sperrklinke in der ersten Position mit dem von der Verzahnung getrennten Klinkenzahn das Planetengetriebe-Element von dem Gehäuse trennt, wodurch die Kupplung geöffnet wird.
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Gemäß weiteren Aspekten ist bei geöffneter Kupplung die Entfernung zwischen der Reibfläche des Synchronisierers und der Nabe kleiner als die Entfernung zwischen dem Klinkenzahn und einem freien Ende der nächsten Verzahnung des Zahnrades.
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Gemäß weiteren Aspekten sind die Nabe und das Planetengetriebe-Element koaxial auf einer gemeinsamen Längsachse ausgerichtet.
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Gemäß weiteren Aspekten beinhaltet das Planetengetriebe ein Ringgetriebe mit mehreren zinnenartigen Elementen.
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Gemäß weiteren Aspekten definiert die Nabe einen zylindrischen Körper mit mehrfachen Fingern, die sich von einem ersten Ende des Körpers einzeln verlängern und die zwischen den aufeinanderfolgenden zinnenartigen Elementen des Hohlrades aufgenommen werden, um die Nabe mit dem Zahnkranz zu verbinden.
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Gemäß weiteren Aspekten ist das Zahnrad an einem zweiten Ende der Nabe gegenüber den Fingern befestigt, wobei das zweite Ende der Nabe und das Zahnrad drehbar auf einem Getriebegehäuse unter Verwendung einer Lagerbaugruppe gelagert sind.
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Gemäß weiteren Aspekten ist eine Führung an einem Gehäuse befestigt, worin ein Teil des Schaltglieds positioniert ist und welches gleitend von der Führung empfangen wird.
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Gemäß weiteren Aspekten wird das Schaltelement zwischen einer ersten Schaltstellung, welche die Leerlaufstellung eines Getriebes definiert, und einer zweiten Schaltstellung, welche die Eingriffstellung des Getriebes definiert, bewegt; und das Schaltelement ist drehbar mit einem Schalthebel verbunden, der an einer Tragwelle befestigt ist, wobei der Schalthebel zwischen einer ersten Schalthebel-Position und einer zweiten Schalthebel-Position durch axiale Drehung einer Stützwelle bewegt werden kann.
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Gemäß weiteren Aspekten beinhaltet die erdende Klinkenkupplung mit Synchronisiereinrichtung weiterhin einen Stellantriebsmotor und ein Untersetzungsgetriebe, welches den Stellantriebsmotor mit der Tragwelle verbindet; worin der Stellantriebsmotor wahlweise in entgegengesetzten Drehrichtungen betrieben wird, um die Tragwelle in einer von entgegengesetzten ersten und zweiten Rotationsrichtungen zu drehen, wobei die axiale Drehung der Tragwelle dadurch selektiv den Schalthebel zwischen der ersten Position des Schalthebels und der zweiten Position des Schalthebels dreht.
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Gemäß weiteren Aspekten beinhaltet der Synchronisierer eine Reibfläche, welche die Nabe direkt berührt, wenn der Klinkenzahn in das Zahnrad eingreift.
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Gemäß weiteren Aspekten werden die Sperrklinke und der Synchronisierer gemeinsam an einer Welle montiert, wobei jeder axial verdreht gegenüber einer Längsachse der Welle ist.
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Gemäß weiteren Aspekten ist ein Vorspannelement in Kontakt mit den Synchronisierer und einem Abschnitt der Sperrklinke, wobei das Vorspannelement zusammengedrückt wird, wenn der Synchronisierer die Nabe berührt.
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Weitere Ziele, Vorteile und Anwendungsgebiete werden aus der hier vorgestellten Beschreibung offensichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
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1 ist ein Querschnitt einer Vorderseiten-Aufrissansicht eines Getriebes mit einer erdenden Klinkenkupplung mit Synchronisierer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine Querschnitts-Vorderansicht von Abschnitt 2 von 1;
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3 ist eine hintere, linke, perspektivische Ansicht einer Kupplungsnabe und eines Zahnrads für die erdende Klinkenkupplung von 1;
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4 ist eine vordere, rechte, perspektivische Ansicht eines Kupplungssubsystems für die erdende Klinkenkupplung von 1;
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5 ist eine hintere Aufrissansicht einer offenen Position der erdenden Klinkenkupplung von 1;
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6 ist eine hintere, linke, perspektivische Ansicht der offenen Position der erdenden Klinkenkupplung von 1;
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7 ist eine hintere, linke, perspektivische Ansicht einer Schließstellung der erdenden Klinkenkupplung von 1;
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8 ist eine Querschnitts-Endaufrissansicht von Abschnitt 8 von 4 und
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9 ist eine vordere, rechte, perspektivische Ansicht der erdenden Klinkenkupplung von 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu begrenzen.
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Mit Bezug auf 1 ist eine Antriebseinheit oder ein Getriebe dargestellt und allgemein mit der Nummer 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 ist bevorzugt ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt). Das Getriebe 10 beinhaltet ein Getriebegehäuse oder Gehäuse 12, das ein Gussstück sowohl aus Metall als auch Aluminium sein kann. Ein Moment des Fahrzeugmotors kann durch eine Reihe von Planetenradsätzen 14 übertragen werden, um mehrere Geschwindigkeiten des Getriebes zu ermöglichen. Eine Endantriebseinheit 16 greift in die Planetenradsätze 14, welche drehbar an ein Differential 18 angekuppelt sind. Das Differential 18 dreht eine Achsenbaugruppe 20, welche aus einer ersten Achshälfte 20a und einer zweiten Achshälfte 20b besteht.
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Gemäß mehrerer Aspekte beinhaltet die Endantriebseinheit 16 einen Planetenradsatz mit einem Hohlrad 22, ein Sonnenrad und einen Träger mit Ritzeln. Ein Verlängerungselement 24 des Hohlrades ist einstückig verbunden und erstreckt sich axial vom Hohlrad 22. Das Hohlrad 22 und das Verlängerungselement 24 des Hohlrads sind mit einem Kugellager 26 drehbar auf dem Gehäuse 12 gelagert. Eine Nabe 28 ist mit dem Verlängerungselement 24 des Hohlrads unter Verwendung einer Vielzahl von Fingern 30 verbunden, welche ein erstes Ende der Nabe 28 definieren und die zwischen den zinnenartigen, sich in dem Verlängerungselement 24 des Hohlrads befindenden Elementen 32 aufgenommen werden und die so eine zinnenförmige Verbindung zwischen dem Verlängerungselement 24 des Hohlrads und der Nabe 28 bilden. Ein Zahnrad 36 ist an einem zweiten Ende 34 der Nabe 28 befestigt. Das zweite Ende 34 der Nabe 28 und das Zahnrad 36 sind mittels einer Lagerbaugruppe 38 drehbar auf dem Gehäuse 12 gelagert. Die Nabe 28, das Verlängerungselement 24 des Hohlrads und das Zahnrad 36 definieren zusammen Abschnitte einer erdenden Klinkenkupplung 40 der vorliegenden Offenbarung, die nachfolgend in Bezug auf 2 näher beschrieben wird. Die Komponenten einschließlich der Planetenradsätze 14, die Endantriebseinheit 16, das Differential 18, der Radachssatz 20 und die erdende Klinkenkupplungsbaugruppe 40 sind alle koaxial drehbar bezüglich einer Längsachse 42 angeordnet.
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Bezugnehmend auf 2 und wieder auf 1, sind die Finger 30 mit den zinnenartigen Elementen 32 mittels eines Koppelgliedes 44, wie z. B. eines Sprengrings, verbunden. Gemäß mehreren Aspekten ist das Zahnrad 36 mit dem zweiten Ende 34 der Nabe 28 mittels einer Schweißverbindung 46 verbunden. Andere Methoden, wie Keilnutfräsen oder andere mechanische Verbindungen, können auch zur Fixierung des Zahnrads 36 verwendet werden. Die Lagerbaugruppe 38 stützt sich auf die zylindrische Oberfläche 48 eines verstärkten Endteils 50 des Gehäuses 12. Das verstärkte Endteil 50 stützt auch drehbare Komponenten des Differentials 18 unter Verwendung einer Lagerbaugruppe 52.
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Bezugnehmend auf 3 und wieder auf 1 bis 2 definiert die Nabe 28 einen zylindrischen Körper, bei dem die Finger 30 im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten zylindrischen Wandung 54 ausgerichtet sind. Jeder Finger 30, wie z. B. Finger 30a, ist zwischen aufeinanderfolgenden zinnenartigen Elementen 32 des Verlängerungsteils 24 des Hohlrades angeordnet, welche die einzelnen Hohlräume 56 definieren. Das Koppelglied 44 (zur Übersichtlichkeit nicht in 3 enthalten), welches die Finger 30 hält, ist durch ein hakenförmiges Ende 58 jedes zinnenartigen Elements 32 erfasst. Die Nabe 28 kann auch eine oder mehrere Aussparungen 60 beinhalten, die vorgesehen sind, um die Drehmasse der Nabe 28 zu verringern. Die Aussparungen 60 können jede geometrische Form, wie die dargestellte Dreiecksform, haben. Eine zweite zylindrische Wand 62 ist nahe dem zweiten Ende 34 positioniert und wirkt als Reibungskontaktfläche, die in Bezug auf 5–7 nachfolgend näher beschrieben wird. Das Zahnrad 36 beinhaltet eine Vielzahl von balligen Verzahnungen 64, die jeweils durch eine verjüngte Wurzel 66 getrennt sind.
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Bezugnehmend auf 4 und wieder auf 1 bis 3 beinhaltet die Baugruppe der erdenden Klinkenkupplung 40 eine Vielzahl von weiteren Komponenten, welche ein Kupplungssubsystem 68 definieren. Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet das Kupplungssubsystem 68 eine Sperrklinke 70. Die Sperrklinke 70 beinhaltet einen einzigen balligen Klinkenzahn 72, der so geformt ist, dass er zu der Geometrie der verjüngten Wurzel 66 der Verzahnung 64 des Zahnrades 36 passt, sodass der Klinkenzahn 72, wenn er zwischen zwei aufeinanderfolgende Zähne 64 greift, in die Fahrstufe des Getriebes 10 eingreift, welche nachfolgend in Bezug auf 7 näher beschrieben wird. Die Sperrklinke 70 ist drehbar auf einer Welle 74 gelagert, welche weiterhin einen drehbaren Synchronisierer 76 trägt. Die Welle 74 ist mit der Struktur (nicht dargestellt) des Gehäuses 12 verbunden. Der Synchronisierer 76 dreht sich um die Welle 74 zwischen einer ersten Synchronisiererposition 76a und einer zweiten Synchronisiererposition 76b. Der Synchronisierer 76 beinhaltet Reibungsmaterial, welches eine Reibfläche 78 definiert (nach unten weisend wie in 4 dargestellt). Ein Vorspannelement 80, wie z. B. eine Schraubenfeder, ist derart positioniert, dass sie in Kontakt mit dem Synchronisierer 76 und einem Abschnitt der Klinke 70 steht. Das Vorspannelement 80 komprimiert, um den Synchronisierer 76 in eine Richtung „A“ zu bewegen, und zwar von der ersten Synchronisiererposition 76a zu der von der Feder komprimierten zweiten Synchronisierposition 76b, die in Bezug auf 6 und 7 dargestellt und beschrieben ist.
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Die Sperrklinke 70 ist auch fest mit einer Führung 82 verbunden, welche gemäß mehreren Aspekten ein rechtwinkliges Rohr darstellt. Ein Teil des Schaltelements 84 ist darin positioniert und gleitet in die Führung 82. Das Schaltglied 84 ist in einer ersten Schaltstellung 84a dargestellt, wobei es die Leerlaufstellung eines Getriebes definiert, und einer zweiten Schaltstellung 84b, das die Eingriffstellung des Getriebes definiert. Das Schaltglied 84 ist drehbar mit einem Schalthebel 86 verbunden, der an einer Stützwelle 88 befestigt ist. Der Schalthebel 86 kann zwischen einer ersten Position 86a des Schalthebels und einer zweiten Position 86b des Schalthebels durch eine axiale Drehung der Stützwelle 88 bewegt werden, welche selbst durch eine Welle 90 drehfähig ist und die sich axial bezüglich einer Längsachse 92 dreht. Die Stützwelle 88 ist im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses 12 positioniert und ist durch ein Dichtungselement 94 drehbar und abdichtbar mit dem Gehäuse 12 verbunden.
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Die Welle 90 wird durch Betrieb eines Stellmotors 96 axial gedreht, welcher gemäß mehreren Aspekten ein bürstenloser Gleichstrommotor sein kann, aber nicht darauf beschränkt ist. Ein Untersetzungsgetriebe 98 ist zwischen dem Stellmotor 96 und der Welle 90 vorgesehen. Das gesamte Untersetzungsgetriebe 98 beinhaltet ein erstes Untersetzungsgetriebe 100, das direkt mit der Welle 90 verbunden ist und koaxial zu dieser gedreht wird, und ein zweites Untersetzungsgetriebe 102 mit einem gestuften Abschnitt, der in die Zähne des ersten Untersetzungsgetriebes 100 eingreift, und Verzahnungen, die in ein Antriebszahnrad 104 eingreifen und direkt mit dem Antriebsmotor 96 verbunden ist und sich durch dessen Betrieb axial dreht. Der Stellmotor 96 kann wahlweise in entgegengesetzten Drehrichtungen betrieben werden, sodass der Betrieb des Antriebsmotors 96 so wirkt, dass die Abtriebswelle 90 axial in einer der entgegengesetzten ersten und zweiten Rotationsrichtungen „B” oder „C” gedreht wird. Die axiale Drehung der Welle 90 dreht somit selektiv den Schalthebel 86 zwischen der ersten Schalthebelposition 86a und der zweiten Schalthebelposition 86b.
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Bezugnehmend auf 5 und wieder auf 1 bis 4 ist in einer offenen Position der Kupplungsbaugruppe die Verzahnung 72 der Sperrklinke 70 klar entfernt angeordnet und daher deutlich außer Dauereingriff mit der Verzahnung 64 des Getriebes 36. In der offenen Position der Kupplungsbaugruppe ist der Abtrieb des Getriebes 10 von dem Differenzial 18 entkoppelt. Das Drehmoment kann in der offenen Position nicht auf das Differenzial 18 übertragen werden, wodurch eine Leerlaufstellung des Getriebes definiert wird. Auch in der offenen Position der Kupplungsbaugruppe ist die Reibfläche 78 des Synchronisierers 76 frei beabstandet und daher nicht in Reibkontakt mit der zweiten zylindrischen Wand 62 der Nabe 28. Die Vorspannkraft des Vorspannteils 80 spannt den Synchronisierer 76 konstant von der zweiten zylindrischen Wand 62 der Nabe 28 weg. Ein Vorspannelement 106, wie eine Torsionsfeder greift in die Sperrklinke 70 ein und spannt normalerweise die Klinke 70 von der Nabe 28 weg und damit den Klinkenzahn 72 weg vom Dauereingriff in das Zahnrad 36.
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Bezugnehmend auf 6 und wieder auf 5 ist in der dargestellten Offenstellung der Kupplungsbaugruppe die Entfernung „D” zwischen der Reibfläche 78 des Synchronisierers 76 kleiner ist als die Entfernung „E” zwischen dem Klinkenzahn 72 und einem freien Ende des nächstliegenden Zahnradzahns 64’. Der Entfernung „D” wird durch die Vorwahl einer Länge des Bias-Elements 80 bestimmt, welches die Winkelausrichtung des Synchronisierers 76 auf der Welle 74 in Bezug auf die Sperrklinke 70 hält. Das Vorspannelement 106, das direkt in die Klinke 70 eingreift, spannt normalerweise die Klinke 70 von dem Zahnrad 36 weg und, in der geöffneten Position, in Richtung der Kupplungsbaugruppe. Gleichzeitig, spannt das Vorspannelement 80 den Synchronisierer 76 weg von dem Zahnrad 36 und in Richtung der geöffneten Position der Kupplungsbaugruppe, wobei sowohl der Synchronisierer 76 als auch die Klinke 70 um eine Längsachse 108 der Welle 74 rotieren. Das Vorspannelement 80 wirkt gegen eine Oberfläche 110 des Synchronisierers 76.
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Um die Klinke 70 von der geöffneten Position der Kupplungsbaugruppe weg zu bewegen, sodass der Klinkenzahn 72 in das Zahnrad 36 eingreift, beinhaltet das Schaltelement 84 ein Schaltgliedrohr 112 mit einer Schraubenspannfeder 114 über die Länge des Schaltelementrohrs 112. Zurückkommend auf 4 ist der Stellmotor 96 erregt, um das Schaltelement in Richtung der Position 84b des zweiten Schaltelements zu verschieben, das, wie in 6 dargestellt, das Schaltelement 84 in eine Richtung „F” verschiebt. Das Schaltglied 84 bewegt sich wieder in einer entgegengesetzten Richtung „G” zurück. Das Schaltglied 84 beinhaltet einen Radkasten 116 (normalerweise in der Führung 82 (der Klarheit wegen nicht in 6 dargestellt)). Ein erstes Rad 118 ist drehbar auf einer ersten Achse 120 durch den Radkasten 116 angeordnet. Desgleichen ist ein zweites Rad 122 drehbar auf einer zweiten Achse 124 durch den Radkasten 116 angeordnet.
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Da das Schaltelement 84 in Richtung „F” verschoben wird, berührt das zweite Rad 122 eine geneigte Fläche 126 der Sperrklinke 70, wobei die Klinke 70 um die Längsachse 108 gedreht wird. Der Klinkenzahn 72 wird zum Zahnrad 36 gedreht und die Reibfläche 78 des Synchronisierers 76 wird gleichzeitig zur zweiten zylindrischen Wand 62 der Nabe 28 gedreht, jeweils im Allgemeinen in Richtung „H”. Da die Reibfläche 78 in der Entfernung „D” von der zweiten zylindrischen Wand 62 angeordnet ist, die kleiner ist als die Entfernung „E” zwischen dem Klinkenzahn 72 und dem Zahnrad 36, wird die Reibfläche 78 unmittelbar zuerst die zweite zylindrische Wand 62 berühren, bevor der Klinkenzahn 72 eine verjüngte Wurzel 66 des Getriebes 36 berührt. Die Reibfläche 78 des Synchronisierers unterstützt somit den Eingriff des Klinkenzahns 72 durch den Reibkontakt mit der zweiten zylindrischen Wand 62 der Nabe 28, wodurch sich die Nabe 28 langsam dreht, um den Klinkenzahn 72 an einer der verjüngten Wurzeln 66 des Getriebes 36 auszurichten. Nachdem die Reibfläche 78 die zweite zylindrische Wand 62 der Nabe 28 berührt, wird das Vorspannelement 80 komprimiert, sobald die Klinke 70 so weit gedreht wird, bis der Klinkenzahn 72 in das Zahnrad 36 greift. Die Kompression des Vorspannelements 80 ermöglicht eine positive Schaltkraft, um den Kraftschluss zwischen der Reibfläche 78 und der zweiten zylindrischen Wand 62 der Nabe 28 zu erhalten.
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Bezugnehmend auf 7 und wieder auf 1 bis 6 ist eine Schließstellung der Kupplung dargestellt, welche sich aus dem Kraftschluss zwischen der Reibfläche 78 des Synchronisierers 76 und der Drehung der Klinke 70 um die Drehachse 108 der Welle 74 ergibt, und zwar solange bis der Klinkenzahn 72 in eine der verjüngten Wurzeln 66 zwischen den aufeinanderfolgenden Verzahnungen 64 eingreift. Die Sperrklinke 70 wird, wie in 7 dargestellt, durch die direkte Berührung zwischen dem zweiten Rad 122 des Schaltelements 84 und einer planaren Oberfläche 128 der Sperrklinke 70 nach unten gedrückt. Die zweite Rad 122 bewegt sich entlang der abgeschrägten Fläche 126 bis zum Erreichen der Oberfläche 128. Die Oberfläche 128 befindet sich direkt gegenüber und entgegengesetzt zu dem Klinkenzahn 72. In der Schließstellung der Kupplung ist der Zahnkranz 22 der Endantriebseinheit 16 über die Nabe 28 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das Drehmoment wird an das Differential 18 in der geschlossenen Position der Kupplung übertragen. Die auf die Kupplungsbaugruppe 40 ausgeübte Last kommt von einem Drehmoment auf den Zahnkranz 22 aufgrund des Drehmoments des Verbrennungsmotors oder des Antriebsmoments. Die Auslegung der Kupplungsbaugruppe 40 der vorliegenden Offenbarung ermöglicht dem Klinkenzahn 72 der Sperrklinke 70 von dem Zahnrad 36 geschlossen oder geöffnet zu werden, auch unter vollem Drehmoment und bei allen umgebenden Betriebstemperaturen des Getriebes 10.
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Gemäß 8 und wieder 1 bis 7, sind das erste Rad 118 und das zweite Rad 122 in der geöffneten Position der Kupplung positioniert, und zwar im Allgemeinen zwischen einer unteren Wand 130 und einer parallelen oberen Wand 132 innerhalb einer Bohrung der Führung 82. Da das Schaltelement 84 in Richtung „F” verschoben wird, bewegt sich das erste Rad 118 von einer Position 118a auf eine Position 118b und das zweite Rad 122 von einer Position 122a zu einer Position 122b. Während dieses Übergangs berührt das erste Rad 118 einen nach unten verjüngten Teil 134 der oberen Wand 132 und bewegt sich in eine Position, bei der die Radaußenfläche 136 eine Oberfläche 138 direkt berührt, um sowohl das erste Rad 118 als auch das zweite Rad 122 nach unten zu drücken. Die zweite Rad 122 wird dabei durch eine Öffnung 140 in der Führung 82 nach unten verschoben, während der Außenmantel 142 des zweiten Rades 122 die Oberflächen 126 und 128 der Sperrklinke 70 berührt. Der Rückzug des Schaltelements 84 in die entgegengesetzte Richtung „G” zieht das zweite Rad 122 aus dem Durchlass 140 bis das erste Rad 118 unterhalb der oberen Wand 132 positioniert ist, wodurch das zweite Rad 122 vom Kontakt mit der Oberfläche 128 der Sperrklinke 70 getrennt wird.
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Bezugnehmend auf 9 und wieder auf 4 sind der Untersetzungsgetriebesatz 98 und der Motor 96 außerhalb des Gehäuses 12 positioniert, damit die Zahnräder und drehbaren Verbindungen des Untersetzungsgetriebesatzes 98 geschützt werden, ein Gehäuse 144 umschließt die Komponenten des Untersetzungsgetriebesatzes 98. Das Gehäuse 144 und der Stellmotor 96 sind von außen an das Gehäuse 12 montiert, wobei sich die Welle 90 durch das Dichtungselement 94 erstreckt. Ein Teil der Welle 90 ragt in das Gehäuse 144 hinein, wo er mit dem ersten Untersetzungsgetriebe 100 verbunden ist.
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Nochmals mit Verweis auf 1–9 beinhaltet die Kupplungsbaugruppe 40 für ein Kraftfahrzeuggetriebe 10 der vorliegenden Offenbarung eine erdende Klinkenkupplung mit einer Synchronisiererbaugruppe 40 für ein Kraftfahrzeuggetriebe, einschließlich eines Zahnkranzes 22 einer finalen Antriebseinheit 16. Eine zylindrische Nabe 28 greift in das Ringgetriebe 22 ein, sodass die Nabe 28 mit dem Ringgetriebe 22 mitgedreht wird. Ein Zahnrad 36 an der Nabe 28 befestigt. Eine Klinke 70 mit einem Klinkenzahn 72 dreht sich um eine Welle 74 zwischen einer ersten Position, in welcher der Klinkenzahn 72 von der Verzahnung 64 des Getriebes 36 beabstandet ist, und einer zweiten Position, in welcher der Klinkenzahn 72 zwischen zwei aufeinanderfolgende Zähne 64 des Getriebes 36 eingreift. Ein Synchronisierer 76 ist auf die Welle 74 montiert und dreht sich während der Drehung der Klinke 70. Der Synchronisierer 76 berührt mit einer Reibfläche 78 direkt die Nabe 28 bevor der Klinkenzahn 72 in das Zahnrad 36 eingreift. Ein Schaltelement 84 berührt die Klinke 70, um die Klinke 70 zwischen der ersten und der zweiten Position zu verschieben. Die Sperrklinke 70 in der zweiten Position mit dem in die Verzahnung 64 eingreifenden Klinkenzahn 72 greift mit der sich in einem Gehäuse 12 befindenden Synchronisiererbaugruppe 40 in die erdende Klinkenkupplung und definiert so eine geschlossene Position der Kupplung. Wenn die Klinke 70 in der ersten Position ist, in welcher der Klinkenzahn 72 nicht in die Verzahnung 64 greift, greift die erdende Klinkenkupplung nicht in das letzte Antriebselement 16, wobei die Nabe 28 vom Gehäuse 12 getrennt ist, wodurch eine geöffnete Position der Kupplung definiert wird.
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Die Beschreibung der Erfindung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Diese Variationen sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.
