DE102016221015A1 - Claw clutch with barrier and drive train with freewheel and shutter-containing jaw clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten als Klauenkörper ausgebildeten Verzahnungsbauteil (6), das zum Drehmoment übertragen mit einem zweiten als Klauenkörper ausgebildeten Verzahnungsbauteil (7) formschlüssig verbindbar ist, indem das erste Verzahnungsbauteil (6) axial verfahrbar angeordnet ist, um in das zweite Verzahnungsbauteil (7) einzutauchen, wobei eine Sperrblende (17) zwischen den beiden Verzahnungsbauteilen (6, 7) eingesetzt ist, um in einer ersten Stellung das Eintauchen zum Erreichen des Formschlusses zu verhindern und in einer zweiten Stellung ein solches Eintauchen zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang (2) mit einem Freilauf (3) und eine im Drehmomentverlauf parallel angeordnete Klauenkupplung (1) der erfindungsgemäßen Art.The invention relates to a dog clutch (1) for a drive train (2) of a motor vehicle, having a first toothed component (6) designed as a claw body which can be positively connected to a second toothed component (7) formed as a claw body by the first toothed component (6) is arranged axially movable to immerse in the second toothed component (7), wherein a barrier (17) between the two Verzahnungsbauteilen (6, 7) is inserted to prevent immersion in a first position to achieve the positive connection and in a second position to allow such immersion. The invention also relates to a drive train (2) with a freewheel (3) and a claw clutch (1) of the type according to the invention arranged in parallel in the torque curve.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, etwa mit einem Hybridantrieb und/oder einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem ersten als Klauenkörper ausgebildeten Verzahnungsbauteil / Verzahnungskörper, wobei das Verzahnungsbauteil / der Verzahnungskörper zum Drehmomentübertragen mit einem zweiten als Klauenkörper ausgebildeten Verzahnungsbauteil / Verzahnungskörper formschlüssig verbindbar ist, indem das erste Verzahnungsbauteil axial verfahrbar angeordnet ist, um für eine Drehmomentweitergabe in das zweite Verzahnungsbauteil einzutauchen.The invention relates to a dog clutch for a drive train of a motor vehicle, such as with a hybrid drive and / or an internal combustion engine, with a first formed as a claw body toothing / Verzahnungskörper, wherein the toothed component / the toothed body for torque transmission with a second formed as a claw body toothed component / toothed body positively connected is, by the first toothed component is arranged axially movable to immerse for torque transmission in the second toothed component.
Aus der
Aus dem Stand der Technik sind auch eine Antriebsstrangtopologie und eine Betätigungseinrichtung dafür bekannt. So wird in der
Grundsätzlich betrifft die Erfindung alle Klauenkupplungen, die einen verspannten Zustand erreichen können. Zum Beispiel sind solche Anwendungen betroffen, in denen ein Freilauf an einer Klauenkupplung parallel in einem momentübertragenden Ast angeordnet ist. Ein Beispiel hierfür ist ein so genanntes „P2-Hybridsystem“. Ein solches „P2-Hybridsystem“ ist ein solches System, in dem eine Elektromaschine eine Kupplung umgibt, um Drehmoment von der Elektromaschine und/oder einer Verbrennungskraftmaschine an ein Getriebe weiter zu geben. Basically, the invention relates to all jaw clutches that can reach a strained state. For example, those applications are concerned in which a freewheel on a dog clutch is arranged in parallel in a torque transmitting branch. An example of this is a so-called "P2 hybrid system". Such a "P2 hybrid system" is one such system in which an electric machine surrounds a clutch to transfer torque from the electric machine and / or an internal combustion engine to a transmission.
Es ist bekannt, dass in Systemen, in denen Klauenkupplungen eingesetzt werden, es häufig zu Verspannungen kommt und somit hohe Schnittkräfte in den Klauenkupplungen auftreten. Das Öffnen und Schließen dieser Klauenkupplungen benötigt somit unter Umständen sehr hohe Betätigungskräfte. Abhilfe kann in einem gewissen Rahmen durch besondere Oberflächenbehandlungen, wie z.B. Beschichtungen oder besondere Verzahnungsgeometrien erreicht werden. Gerade Beschichtungen setzen auf den Einfluss von Reibwerten, was aber über die Lebensdauer nicht ausreichend gut ist. In vielen Anwendungsfällen reichen die Maßnahmen auch nicht aus, um die Betätigungskräfte auf ein akzeptables Level zu bringen.It is known that in systems in which jaw clutches are used, it often comes to tension and thus high cutting forces occur in the jaw clutches. The opening and closing of these jaw clutches thus may require very high actuation forces. Remedy may, to a certain extent, be provided by special surface treatments such as e.g. Coatings or special toothing geometries can be achieved. Especially coatings rely on the influence of coefficients of friction, but this is not good enough over the service life. In many applications, the measures are not enough to bring the operating forces to an acceptable level.
Hier zeigen die vorgestellten zwei Lösungen der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder zumindest zu mildern. Insbesondere soll der Einsatz von Klauenkupplungen, die im Momentenpfad parallel zu einem Freilauf angeordnet sind, verbessert werden. Dafür soll sichergestellt werden, dass in der Klauenkupplung keine Verspannungen gegen den Freilauf auftreten können. Generell ist diese Aufgabe, Verspannungen von Klauenkupplungen zu vermeiden, auf sämtliche Anordnungen mit Klauenkupplungen übertragbar.It is the object of the present invention to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art. In particular, the use of jaw clutches, which are arranged in the torque path parallel to a freewheel, to be improved. For this purpose, it should be ensured that in the dog clutch no tension against the freewheel can occur. In general, this task of avoiding tensions of jaw clutches is transferable to all arrangements with jaw clutches.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass eine Sperrblende zwischen den beiden Verzahnungsbauteilen eingesetzt ist, um in einer ersten Stellung das Eintauchen zum Erreichen des Formschlusses zu verhindern und in einer zweiten, vorzugsweise von der ersten Stellung unterschiedlichen Stellung ein solches Eintauchen zu ermöglichen. Auf diese Weise werden die Schnittmomente / Schnittkräfte eines Systems aus Klauenkupplung und Freilauf reduziert.This object is achieved in a generic device in that a barrier is inserted between the two Verzahnungsbauteilen to prevent immersion to achieve the positive connection in a first position and in a second, preferably different from the first position such immersion enable. In this way, the cutting moments / cutting forces of a system of dog clutch and freewheel are reduced.
Mit anderen Worten wird also eine Sperrblende zwischen den Klauenkörpern vorgeschlagen. Sie verhindert das Einspuren der Klauenkörper ineinander, wenn noch ein Moment im Antriebsstrang in der „falschen“ Richtung vorliegt, d.h. wenn noch eine Restspannung im Freilauf vorliegt. Ist der Freilauf entspannt, so können die Klauenkörper ineinander gleiten. Hierfür ist eine Relativbewegung in eine zweite Richtung möglich. Die Sperrblende kann dafür gegen eine Federkraft verschoben werden, die ein Koppeln der Klauenkörper ermöglicht. Beim Auskuppeln ist die Feder so vorgespannt, dass die Sperrblende wieder in die Sperrposition zurückgestellt wird, die ein „verspannendes“ Schließen der Klauenkupplung verhindert. Ein solcher Einsatz bietet sich für Hybridanwendungen und Elektromobilität an. Es wird also eine Sperrblende in Klauenkupplungen zur Verhinderung von Verspannungen in einem Klauen- / Freilauf-System vorgeschlagen. Eine Sperrvorrichtung für Klauenkupplungen wird erläutert. In other words, therefore, a barrier between the claw bodies is proposed. It prevents the meshing of the claw body into each other, if there is still a moment in the drive train in the "wrong" direction, ie if there is still a residual tension in the freewheel. If the freewheel is relaxed, the claw body can slide into each other. For this purpose, a relative movement in a second direction is possible. The barrier can do this be displaced against a spring force, which allows a coupling of the claw body. When disengaging the spring is biased so that the barrier is returned to the locked position, which prevents a "bracing" closing the dog clutch. Such an application is suitable for hybrid applications and electromobility. It is therefore proposed a barrier in claw couplings to prevent tension in a claw / freewheel system. A locking device for jaw clutches will be explained.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Sperrblende als Sperr-Scheibe, vorzugsweise mit einem mittigen Loch, als Sperr-Ring, oder als Sperrsegment ausgebildet ist. Die Montage von Sperr-Scheiben und Sperr-Ringen ist besonders einfach, wobei Sperrsegmente, je kleiner sie sind, das Gewicht der Klauenkupplung nur unwesentlich erhöhen. Die Verbrauchsauswirkungen können dabei besonders gering gehalten werden. Thus, it is advantageous if the barrier is designed as a locking disc, preferably with a central hole, as a locking ring, or as a blocking segment. The installation of locking discs and locking rings is particularly simple, with locking segments, the smaller they are, only slightly increase the weight of the dog clutch. The consumption effects can be kept very low.
Um ein selektives Nutzen der Sperrblende zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Sperrblende in Umfangsrichtung verdrehbar angeordnet ist und/oder in (wenigstens) einer Umfangsrichtung(feder-)vorgespannt ist. Hierfür bietet sich der Einsatz eines elastischen Elementes, wie etwa einer Schraubenfeder an. In order to enable a selective use of the barrier, it is advantageous if the barrier is arranged rotatable in the circumferential direction and / or in (at least) a circumferential direction (spring) biased. For this purpose, the use of an elastic element, such as a coil spring offers.
Wenn die Sperrblende in ihrer ersten Stellung einen solchen Bereich des zweiten Verzahnungsbauteils überdeckt, der als Grundüberdeckung bezeichnet wird, und sich von der Position einer zum Schub- / Druckaufnehmen vorbereiteten Passiv-Zahnflanke des zweiten Verzahnungsbauteils in Richtung einer zum Schub- / Druckweitergeben an die Passiv-Zahnflanke vorbereiteten Aktiv-Zahnflanke des ersten Verzahnungsbauteils erstreckt und zwar bis zu einer Endkante eines Überdeckungsabschnitts der Sperrblende, so wird ein ungewolltes Einspuren, d.h. formschlüssiges Ineinandergreifen der beiden Verzahnungsabschnitte des ersten und zweiten Verzahnungsbauteils dann wirkungsvoll verhindert, nämlich dann, wenn Verspannungen noch im Freilauf vorliegen. Ein gezieltes Eingleiten zum gewünschten Zeitpunkt, also dann, wenn der Freilauf in seine Entspannungsrichtung, also dann, wenn etwaige Klemmkörper rückgedreht wurden, erreicht ist, wird ermöglicht. When the barrier panel in its first position covers such an area of the second gear member, referred to as a base overlap, and from the position of a push / pull receiving passive tooth flank of the second gear member toward a push / push forward to the passive one Tooth flank prepared active tooth flank of the first gear member extends and to an end edge of a covering portion of the barrier plate, so is an unintentional meshing, ie positively interlocking engagement of the two toothed portions of the first and second toothed component then effectively prevented, namely, when tension is still in the freewheel. A targeted sliding at the desired time, so then when the freewheel in his relaxation direction, so then when any clamp body were turned back, is reached, is possible.
Damit auch ein Überdrehen der Sperrblende verhindert wird und/oder ein ungewolltes Mitreißen der Sperrblende durch die Rotationsbewegung des jeweiligen Verzahnungsbauteils verhindert wird, ist es von Vorteil, wenn die Sperrblende in einer ersten Umfangsrichtung bis zu einem ersten Anschlag bewegbar ist und/oder in einer der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzten zweiten Umfangsrichtung bis zu einem zweiten Anschlag bewegbar ist. Thus, over-rotation of the barrier is prevented and / or accidental entrainment of the barrier is prevented by the rotational movement of the respective toothed component, it is advantageous if the barrier is movable in a first circumferential direction up to a first stop and / or in one of first circumferential direction opposite second circumferential direction is movable to a second stop.
Um dies besonders kostengünstig zu realisieren, ist es von Vorteil, wenn der erste Anschlag und/oder der zweite Anschlag am ersten oder zweiten Verzahnungsbauteil festgelegt / angebracht ist, und vorzugsweise als ein daran befestigter Stopper oder ein integraler Abschnitt ausgebildet ist. To realize this particularly cost-effective, it is advantageous if the first stop and / or the second stop is fixed / attached to the first or second toothed component, and is preferably designed as a stopper or an integral portion attached thereto.
Es hat sich bewährt, wenn zum Ausbilden des ersten und des zweiten Anschlags ein Stopper, etwa nach Art eines Niets, eines Bolzens oder einer Schraube, durch einen etwa in Umfangsrichtung ausgerichteten Schlitz in der Sperrblende greift.It has proven to be useful for forming the first and second stopper, a stopper, such as a rivet, a bolt or a screw engages through an approximately circumferentially oriented slot in the barrier.
Eine besonders einfache aber effiziente Art des Anschlagausbildens, mit besonders kostengünstigen Mitteln, da lediglich auf Stanz- und Tiefziehbauteile zurückgegriffen werden muss, lässt sich dann realisieren, wenn die Sperrblende radial nach innen oder nach außen abstehende Vorsprünge zum Ausbilden von Anschlägen besitzt, um bei Kontaktierung einer Gegenanschlagkante des ersten oder zweiten Verspannungsbauteils die Drehbewegung der Sperrblende in Umfangsrichtung zu unterbinden.A particularly simple but efficient way of stop formation, with particularly cost-effective means, since only on stamping and deep-drawing components must be used, can be realized when the barrier has radially inwardly or outwardly projecting projections to form attacks to contact a counter stop edge of the first or second bracing member to prevent the rotational movement of the barrier stop in the circumferential direction.
Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang bzw. eine Antriebsstrangtribologie mit einem Freilauf und einem im Drehmomentenverlauf parallel (dazu) angeordneten Klauenkupplung der erfindungsgemäßen Art.The invention also relates to a drive train or a drive train tribology with a freewheel and a parallel in the torque curve (to) arranged jaw clutch of the type according to the invention.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Grundüberdeckung zumindest so groß ist, wie eine Drehung des Freilaufs in seiner Öffnungsrichtung benötigt, um den Freilauf (nahezu / komplett) zu entspannen.It is advantageous if the base coverage is at least as large as a rotation of the freewheel in its opening direction required to relax the freewheel (almost / completely).
Es hat sich bewährt, wenn der Freilauf als Klemmkörperfreilauf ausgebildet ist.It has proven useful if the freewheel is designed as a sprag freewheel.
Mit anderen Worten bezieht sich die Lösung beispielhaft auf die folgende Anordnung:
In einem „P2-Hybridsystem“, wird eine Motortrennkupplung derartig dargestellt, dass ein Freilauf parallel zu einer Klauenkupplung angeordnet ist. Der Freilauf dient der Übertragung der Zugmomente der Verbrennungskraftmaschine. Er schließt und öffnet passiv, ist also selbstschließend und selbstöffnend ausgestaltet. In other words, the solution refers by way of example to the following arrangement:
In a "P2 hybrid system", an engine disconnect clutch is illustrated such that a freewheel is disposed in parallel with a dog clutch. The freewheel is used to transmit the torques of the internal combustion engine. It closes and opens passively, so it is self-closing and self-opening.
Die Klauenkupplung dient der Übertragung der Schubmomente der Verbrennungskraftmaschine. Sie kann sowohl über einen Aktor aktiv geöffnet oder aktiv geschlossen werden. Da die Klauenkupplung üblicherweise nur Momente in eine Richtung übertragen soll, ist sie für ein besseres Einspuren mit einem Sägezahnprofil ausgeführt. The dog clutch serves to transmit the thrust moments of the internal combustion engine. It can be actively opened via an actuator or actively closed. Since the jaw clutch is usually only intended to transmit moments in one direction, it is designed for a better meshing with a sawtooth profile.
Die Anordnung des Freilaufs und der Klauenkupplung ist potenziell verspanngefährdet, da (im Fehlerfall) die Klauenkupplung bei gespanntem (also nicht momentenfreien) Freilauf mit endlicher Steifigkeit geschlossen werden kann. Hierbei bleiben Schnittmomente / Schnittkräfte im System aus dem Freilauf und der Klauenkupplung bestehen, die unter Umständen sehr hoch ausfallen und damit höhere Kräfte für ein Schließen und Öffnen der Klauenkupplung bedingen können. The arrangement of the freewheel and the dog clutch is potentially jeopardy, since (in case of failure) the dog clutch can be closed with tensioned (not torque-free) freewheel with finite rigidity. In this case, cutting moments / cutting forces remain in the system of the freewheel and the dog clutch, which may be very high under certain circumstances and thus cause higher forces for closing and opening the dog clutch.
Um diesen Zustand zu vermeiden, wird in der hier gezeigten Erfindung die Klauenkupplung mit einem Sperrmechanismus ausgeführt. Dieser Sperrmechanismus verhindert, dass beim Schließen der Klauenkupplung ungünstige Stellungen der Klauenkörper zueinander auftreten und verhindert damit ein Verspannen der Klauenkupplung. Eine solch ungünstige Stellung ist bspw. ein Schließen der Klauenkupplung, wenn die Klauenkörper gerade so zueinander stehen, dass die Zähne perfekt ineinander greifen, d.h. der Kopf in den Fuß greift, und/oder die Flanke auf die Flanke greift. Ist bei einem Schließen dieser Stellung der Freilauf nicht momentfrei, bleibt das Restmoment als Verspannmoment im System nämlich bestehen.In order to avoid this condition, in the invention shown here, the dog clutch is made with a locking mechanism. This locking mechanism prevents unfavorable positions of the jaw body occur when closing the jaw clutch to each other, thus preventing a jamming of the dog clutch. Such an inconvenient position is, for example, closing the dog clutch when the dog bodies are just in line with each other so that the teeth are perfectly intermeshed, i. the head reaches into the foot, and / or the flank reaches for the flank. If, when closing this position, the freewheel is not torque-free, the residual torque remains as the tensioning moment in the system.
Mit Hilfe der Sperrblende werden aber alle Bereiche gesperrt, in denen beim Schließen der Klauenkupplung ein Restmoment im Freilauf bestehen bleibt. Der Sperrwinkel muss nämlich größer dem maximalen Verspannwinkel des Freilaufs sein. So ist sichergestellt, dass bis zu dem Zustand, an dem die kräfteübertragenden Flanken aufeinander zu liegen kommen, das Verspannmoment im Freilauf abgebaut ist, d.h., dass der Freilauf also vollständig geöffnet ist.With the help of the barrier iris but all areas are locked in which remains a residual torque in the freewheel when closing the jaw clutch. The locking angle must namely be greater than the maximum bracing angle of the freewheel. This ensures that, until the state in which the force-transmitting flanks come to lie on one another, the bracing torque is freewheeled, that is, the freewheel is thus completely open.
Dieser genannte Vorgang kann wie folgt beschrieben werden:
Die Klauenkupplung soll im gezeigten Beispiel nur dann geschlossen werden, wenn zwischen den Verzahnungskörpern keine Relativdrehzahl vorliegt. Dies ist dann sicher gewährleistet, wenn im Freilauf ein gewisses Restspannmoment vorliegt. This process can be described as follows:
The jaw clutch should be closed in the example shown only if there is no relative speed between the gear bodies. This is certainly guaranteed if there is a certain residual tension torque in the freewheel.
Wird die Klauenkupplung in einer unzulässigen Stellung geschlossen, werden der Schließvorgang und damit der axiale Vorschub des beweglichen Klauenkörpers durch die Sperrblende behindert. Die Sperrblende ist mit Hilfe eines Federelements gegen einen Anschlag vorgespannt, so dass sie bei jedem Schließvorgang an derselben Sperrposition anliegt. Erst beim Wechsel vom Zug- in den Schubbetrieb, dreht sich die Momentenrichtung um, der Freilauf wird in Öffnungsrichtung verdreht, also entspannt, und die Klauenkörper beginnen, sich relativ zueinander zu verdrehen. Während dieses Vorgangs gleitet der bewegliche Klauenkörper zuerst auf der Sperrblende ab, bevor er in der nächsten freien Position in die Gegenverzahnung einspuren kann. Beim Einspuren wird die Sperrblende von der Verzahnung mitgenommen und gegen die Feder, die die Blende vorspannt, bewegt, sodass die Verzahnung vollständig einspuren kann. Der minimale relative Verdrehwinkel von einer Sperrposition bis zur geschlossenen Verzahnung ist so ausgelegt, dass der Freilauf bei diesem Vorgang sicher vollständig entspannt ist. Beim Öffnen der Verzahnung wird die Sperrblende über das Federelement wieder in die Sperrposition verbracht. If the dog clutch closed in an inadmissible position, the closing operation and thus the axial feed of the movable jaw body are obstructed by the barrier. The barrier is biased by a spring element against a stop, so that it rests at each closing at the same locking position. Only when changing from the train to the push mode, the torque direction rotates, the freewheel is twisted in the opening direction, so relaxed, and the claw body begin to rotate relative to each other. During this process, the movable claw body slides first on the barrier panel before he can engage in the next free position in the counter-toothing. When meshing, the barrier is entrained by the teeth and against the spring, which biases the aperture moves, so that the teeth can completely eintrack. The minimum relative angle of rotation from a locked position to the closed teeth is designed so that the freewheel is safely completely relaxed in this process. When opening the toothing, the barrier plate is returned via the spring element in the locked position.
In den nachstehenden Figuren werden unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt, wobei eine mögliche Form der Ausführung einer Verzahnung das Realisieren der Sperrblende als vollständigen Ring beinhaltet, wobei der Ring auf dem nicht beweglichen Verzahnungskörper zentriert ist und über Federn, die am Umfang angeordnet sind, gegen einen Anschlag vorgespant ist. Einzelne Flügel an der Blende sperren die nicht zulässigen Schließpositionen an allen Zähnen. Die Blende kann ein beliebiges Material annehmen, wobei Kunststoff aufgrund der Reibeigenschaften und der Geräuschanregung Vorteile aufweisen kann. So vermeidet eine solche Materialbeschaffenheit ein Klappern beim Auftreffen der Gegenverzahnung auf die Verzahnung. In the following figures, different embodiments are shown, wherein a possible form of execution of a gearing includes the realization of the barrier stop as a complete ring, wherein the ring is centered on the non-movable gearing body and pre-loaded by means of springs, which are arranged on the circumference, against a stop is. Individual sashes on the panel block the inadmissible closing positions on all teeth. The panel can take any material, which plastic can have advantages due to the friction properties and the noise excitation. Thus, such a material properties avoids rattling when hitting the counter-toothing on the toothing.
Die Blende besitzt möglichst zwei Anschläge gegenüber dem Verzahnungskörper. Der erste Anschlag dient der Vorspannung und Positionierung der Blende in ihrer Sperrposition. Der zweite Anschlag dient dem Fall, dass die Reibverhältnisse so vorliegen, dass ein zweiter Verzahnungskörper bei Kontakt mit der Blende / Sperren nicht über die Blende abrutscht, sondern über Reibkraft die Blende mit verdreht. In diesem Fall würde die Blende nach einem gewissen Freiwinkel dann an dem zweiten Anschlag anschlagen und die Blende könnte nicht mehr weiterbewegt werden. Die Verzahnung müsste nun über die Blende abrutschen, sodass ein Einspuren in die Gegenverzahnung möglich wird. The panel has as possible two stops against the toothed body. The first stop is used to bias and position the shutter in its locked position. The second stop is used in the event that the friction conditions are present so that a second toothed body does not slip over the diaphragm when in contact with the diaphragm / locks, but also rotates the diaphragm with frictional force. In this case, after a certain clearance angle, the diaphragm would then hit against the second stop and the diaphragm could no longer be moved further. The teeth would now have to slide over the aperture, so that a meshing in the counter-toothing is possible.
Generell sind aber viele verschiedene Ausführungen denkbar, für die jedoch folgende Randbedingungen möglichst gelten sollten. Idealerweise werden für eine sichere Sperrfunktion mindestens drei Zähne genutzt, die im Winkel von möglichst 120° zueinander liegen. Die Zähne sperren somit den Eingriff der einen Verzahnung in die andere. Die Funktion des Sperrens kann sowohl über ein gemeinsames Bauteil, wie einen Ring, oder aber auch über einzelne Sperrelemente realisiert werden, die nur einen oder mehrere Zähne sperren. Die Sperrblende bzw. die Sperrelemente können entweder an beweglichen oder an festen Verzahnungskörpern auf der Antriebs- oder der Abtriebsseite, angebracht sein. Die Sperrblende / die Sperrelemente sollen möglichst flach sein, da die Dicke der Blende direkt in den Betätigungsweg eingeht. Zur Integration der Sperrblende / der Sperrelemente können an einem der Verzahnungskörper einzelne Zähne ausgelassen werden. Es ist überlegenswert, wenn nur ein Verzahnungskörper voll verzahnt ist.In general, however, many different designs are conceivable, for which, however, the following boundary conditions should apply as far as possible. Ideally, at least three teeth are used for a safe locking function, which are at an angle of 120 ° to each other. The teeth thus lock the engagement of one toothing in the other. The function of blocking can be realized both via a common component, such as a ring, or else via individual blocking elements, which block only one or more teeth. The barrier or the locking elements can be mounted either on movable or fixed gear bodies on the drive or the driven side. The barrier / the locking elements should be as flat as possible, since the thickness of the aperture goes directly into the actuation path. To integrate the barrier / the blocking elements can at one of Gear body single teeth are omitted. It is worth considering if only one gearing body is fully meshed.
Die Vorspannung der Sperrblende / der Sperrelemente sollte mindestens so groß sein, dass im Betrieb kein Klappern der Blende gegen den Anschlag auftritt, jedoch so gering wie möglich ausgeführt sein, um das Gegenmoment, das durch die Sperrblende in der Verzahnung anliegt, gering zu halten. Durch eine Überlagerung / Verschachtelung zweier Sperrblenden bzw. gegensinnige Anordnung von Sperrelementen kann auch eine Sperrwirkung in beide Richtungen realisiert werden. Dies ist besonders sinnvoll, für Momente die in zwei Richtungen übertragen werden sollen und daher Verspannungen in beiden Richtungen auftreten können.The bias of the barrier / the blocking elements should be at least so large that in operation no rattling of the panel against the stop occurs, but be made as low as possible in order to keep the counter-torque applied by the barrier in the toothing low. By overlaying / interleaving two barrier diaphragms or opposing arrangement of blocking elements, it is also possible to realize a blocking effect in both directions. This is particularly useful for moments that are to be transmitted in two directions and therefore tension in both directions can occur.
Die Grundüberdeckung sollte mindestens so groß sein, dass der Freilauf wieder komplett frei läuft. Der Abstand in Umfangsrichtung zwischen einem Zahn der unverschiebbaren Verzahnung und einer Kante der Blende, bei Betrachtung / Bemessung entgegen der Rotationsrichtung der verschieblichen Verzahnung, also entgegen der im Betrieb von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Drehung der festen Verzahnung, ist hierbei ausschlaggebend. The Grundüberdeckung should be at least so large that the freewheel runs completely free again. The distance in the circumferential direction between a tooth of the immovable toothing and an edge of the diaphragm, when viewing / design against the direction of rotation of the sliding toothing, ie against the rotation of the fixed teeth generated by the internal combustion engine during operation, is decisive here.
Gerade in den zwei Zuständen, in denen bspw. die Elektromaschine die Verbrennungskraftmaschine starten soll bzw. wenn die Bremswirkung der Verbrennungskraftmaschine genutzt weden soll, bietet sich die Erfindung an. Beispielsweise gibt es drei Situationen, in denen die Bremswirkung der Verbrennungskraftmaschine bei einem P2-Hybrid genutzt werden soll. Beispielsweise im Fahrzeugstillstand, wenn die Verbrennungskraftmaschine angekoppelt werden soll, um eine Bremswirkung zum Feststellen des Fahrzeuges zu zeitigen. Alternativ, während einer Bergabfahrt, um das Nutzen der Trägheit der Verbrennungskraftmaschine zum Bremsen zu ermöglichen. Und auch wenn ein Akkumulator oder eine Batterie bereits gefüllt ist, ist es sinnvoll die Elektromaschine wenig zu nutzen, wohl aber die Verbrennungskraftmaschine zum Bremsen heranzuziehen.Especially in the two states in which, for example, the electric machine is to start the internal combustion engine or when the braking effect of the internal combustion engine is to be used, the invention offers itself. For example, there are three situations in which the braking effect of the internal combustion engine is to be used in a P2 hybrid. For example, in the vehicle standstill, when the internal combustion engine is to be coupled in order to bring about a braking effect for detecting the vehicle. Alternatively, during a downhill ride, to allow for the benefit of the inertia of the internal combustion engine for braking. And even if an accumulator or a battery is already filled, it makes sense to use the electric machine little, but to use the internal combustion engine for braking.
Klauenkupplungen können leider bisher selbst bei verspanntem Freilauf geschlossen werden. Dann ist CKlaue viel größer als CFreilauf. Das Schnittmoment, bis zum maximalen Motormoment, bleibt dann im System Freilauf / Klauenkupplung unter Umständen bestehen. Alle Komponenten der Klauenkupplung müssen dann auf das maximale Schnittmoment ausgelegt werden. Dies ist ungünstig. Unfortunately, jaw clutches can be closed even with a strained freewheel. Then C claw is much bigger than C freewheel . The cutting torque, up to the maximum engine torque, then remains in the system freewheel / dog clutch under certain circumstances. All components of the dog clutch must then be designed for maximum cutting torque. This is unfavorable.
Hier bietet die Erfindung Abhilfe. Die Kraft zum Öffnen der Klauenkupplung muss dann nicht mehr so hoch ausfallen, wenn eine Sperrblende / Blende / ein Sperrelement eingesetzt wird, welches verhindert, dass Schließpositionen der Klauenkupplung eingenommen werden können, wenn es eine Verspannung des Systems noch vorliegt oder auftreten kann. Here, the invention provides a remedy. The force for opening the dog clutch then no longer has to be so high when a barrier / aperture / a blocking element is used, which prevents closure positions of the dog clutch can be taken when it is still a tension of the system or may occur.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es sind dabei unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing. There are shown different embodiments. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden. The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. Features of the individual embodiments can be interchanged.
In der
Die Klauenkupplung
Die Klauenkupplung
Die Elektromaschine
Zwischen der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine und der Klauenkupplung
In der
Die Sperrblende
Die Klauenverzahnung wird in
In
Wird dann, wie in
In
In
Eine bedeutsame Grundüberdeckung zwischen der ersten Verzahnung
In der
Bei Betrachtung der
Letztlich wird eine Verzahnung
Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Zusammenspiel aus dem ersten Verzahnungsbauteil
In den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Klauenkupplung claw clutch
- 22
- Antriebsstrang powertrain
- 33
- Freilauf freewheel
- 44
- Klemmkörper clamping bodies
- 55
- Elektromaschine / E-Maschine Electric machine / electric machine
- 66
- erstes Verzahnungsbauteil (axial beweglich) first gear component (axially movable)
- 77
- zweites Verzahnungsbauteil (axial fest) second toothed component (axially fixed)
- 88th
- Zähne des ersten Verzahnungsbauteils Teeth of the first toothed component
- 99
- Zähne des zweiten Verzahnungsbauteils Teeth of the second toothed component
- 1010
- Stator stator
- 1111
- Wicklung winding
- 1212
- Statorträger stator
- 1313
- Blattfeder leaf spring
- 1414
- Topf pot
- 1515
- Klammer clip
- 1616
- Zweimassenschwungrad Dual Mass Flywheel
- 1717
- Sperrblende the aperture stop
- 1818
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- 19 19
- Riementrieb belt drive
- 2020
- Getriebe transmission
- 2121
- Feder feather
- 2222
- Anschlag attack
- 2323
- Axialverlagerung axial displacement
- 2424
- Drehbewegung rotary motion
- 2525
- Lücke gap
- 2626
- Ausnehmung / Tal Recess / valley
- 2727
- Aktiv-Zahnflanke Active tooth flank
- 2828
- Passiv-Zahnflanke Passive tooth flank
- 2929
- Grundüberdeckung Basic coverage
- 3030
- Blendenfreiwinkel Dazzle clearance angle
- 3131
- Zahnwinkel tooth angle
- 3232
- Ebenenwinkel plane angle
- 3333
- Blendensperrwinkel Aperture blocking angle
- 3434
- Freigaberichtung releasing direction
- 3535
- Sperrbereich stopband
- 3636
- Gegenanschlagkante Against stop edge
- 3737
- Vorsprung head Start
- 3838
- Vorspannkraft preload force
- 3939
- Federkanal spring channel
- 4040
- Verzahnung gearing
- 4141
- Haltekammer holding chamber
- 4242
- Stopper stopper
- 4343
- Schlitz slot
- 4444
- Sperrsegment locking segment
- 4545
- Sperrlasche locking tab
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015214266 [0002] DE 102015214266 [0002]
- WO 2014/202068 A2 [0003, 0006] WO 2014/202068 A2 [0003, 0006]
- DE 102015214266 A1 [0006] DE 102015214266 A1 [0006]
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016221015.7A Withdrawn DE102016221015A1 (en) | 2015-11-18 | 2016-10-26 | Claw clutch with barrier and drive train with freewheel and shutter-containing jaw clutch |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
WO2014202068A2 (en) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive train topology and actuation device therefor |
DE102015214266A1 (en) | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Arrangement for reducing tensioning moments in jaw clutches of a torque transmission device |
-
2016
- 2016-10-26 DE DE102016221015.7A patent/DE102016221015A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014202068A2 (en) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive train topology and actuation device therefor |
DE102015214266A1 (en) | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Arrangement for reducing tensioning moments in jaw clutches of a torque transmission device |
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