DE102020216240A1

DE102020216240A1 - Klauenschaltung und Antriebsanordnung

Info

Publication number: DE102020216240A1
Application number: DE102020216240.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Renner; Martin Weiss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-06-23
Also published as: CN114645943A; US20220196083A1; US11885380B2

Abstract

Klauenschaltung (5) mit einer ersten Schaltmuffe (17) und einem festen Koppelelement (19), wobei die erste Schaltmuffe (17) und das Koppelelement (19) zum Darstellen eines Durchgriffs jeweils wenigstens eine Ausnehmung (31, 35) und wenigstens einen Stegabschnitt (32, 36) aufweisen, bei der die erste Schaltmuffe (17) und das Koppelelement (19) gemeinsam radial außenseitig an einer ersten Welle anordenbar sind, wobei die erste Schaltmuffe (17) entlang der ersten Welle verlagerbar und das Koppelelement (19) mit der ersten Welle fest verbindbar ist, und Antriebsanordnung (1) aufweisend wenigstens eine Antriebsmaschine, ein Getriebe mit einer ersten Welle, einer zweiten Welle und einer dritten Welle, ein Gehäuse und eine derartige Klauenschaltung (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Klauenschaltung mit einer ersten Schaltmuffe und einem festen Koppelelement, wobei die erste Schaltmuffe und das Koppelelement zum Darstellen eines Durchgriffs jeweils wenigstens eine Ausnehmung und wenigstens einen Stegabschnitt aufweisen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung aufweisend wenigstens eine Antriebsmaschine, ein Getriebe mit einer ersten Welle, einer zweiten Welle und einer dritten Welle, und ein Gehäuse.
Das Dokument DE 10 2014 201 250 A1 betrifft Vorrichtung zur schaltbaren Kopplung einer Basis mit zwei koaxialen Wellen, nämlich einer als Hohlwelle ausgebildeten Außenwelle und einer radial innerhalb der Außenwelle angeordneten Innenwelle, umfassend eine axial verschieblich und drehfest zur Basis gelagerte Schiebehülse, die eine erste Wirkverbindungsanordnung, welche in einer ersten Schiebestellung der Schiebehülse eine drehfeste Verbindung mit einer korrespondierenden Wirkverbindungsanordnung der Innenwelle bildet, sowie eine zweite Wirkverbindungsanordnung, welche in einer zweiten Schiebestellung der Schiebehülse eine drehfeste Verbindung mit einer korrespondierenden Wirkverbindungsanordnung der Außenwelle bildet, aufweist. Um einen Bauraumbedarf zu reduzieren, wird dem Dokument DE 10 2014 201 250 A1 zufolge vorgeschlagen, die Schiebehülse radial zwischen der Innenwelle und der Außenwelle anzuordnen und an einer basisfesten Nabe zu lagern, auf der außen die Außenwelle und in der innen die Innenwelle gelagert ist, wobei die Nabe schlitzartige Radialdurchbrüche aufweist, durch welche eine der Wirkverbindungsanordnungen der Schiebehülse hindurchragt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Klauenschaltung strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Antriebsanordnung strukturell und/oder funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Klauenschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Klauenschaltung dient zum Öffnen und/oder Schließen schaltbarer Verbindungen. Mit „schaltbarer Verbindung“ ist vorliegend insbesondere eine Verbindung in einem mechanischen Leistungspfad bezeichnet, die zwischen einer geöffneten Schaltstellung, in der der mechanischen Leistungspfad getrennt und kein mechanischer Leistungsfluss über die Verbindung möglich ist, und eine geschlossenen Schaltstellung, in der der mechanische Leistungspfad geschossen und ein mechanischer Leistungsfluss über die Verbindung ermöglicht ist, schaltbar ist. „Schalten“ bezeichnet vorliegend insbesondere ein Öffnen oder Schließen einer schaltbaren Verbindung und/oder ein Wechseln zwischen einer geöffneten Schaltstellung und einer geschossen Schaltstellung. Eine mechanische Leistung umfasst insbesondere ein Drehmoment und/oder eine Winkelgeschwindigkeit.
Eine Schaltmuffe ist insbesondere ein Maschinenelement, das als Schaltelement zum Schalten wenigstens einer schaltbaren Verbindung dient. Eine Schaltmuffe kann einen Betätigungsabschnitt zum Beaufschlagen der Schaltmuffe mit einer Betätigungskraft, einen ersten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem ersten Maschinenelement und wenigstens einen weiteren Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit wenigstens einem weiteren Maschinenelement aufweisen. Die Verbindungsabschnitte einer Schaltmuffe können als Verzahnung ausgeführt sein. Eine Verzahnung kann axial verschiebbar sein. Mithilfe einer Schaltmuffe verbindbare Maschinenelemente können Wellen, Zahnräder und/oder ein Gehäuse sein. Eine Schaltmuffe kann zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen verlagerbar sein. Eine Schaltmuffe kann mit einer Welle drehfest verbindbar und entlang der Welle verlagerbar sein.
Die Klauenschaltung, die erste Schaltmuffe, das Koppelelement und die erste Welle können eine gemeinsame Achse aufweisen. Die erste Schaltmuffe kann entlang der Achse verlagerbar sein. Soweit nicht anders angegeben oder es sich aus dem Zusammenhang nicht anders ergibt, beziehen sich die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ auf eine Erstreckungsrichtung der Achse. „Axial“ entspricht dann einer Erstreckungsrichtung der Achse. „Radial“ ist dann eine zur Erstreckungsrichtung der Achse senkrechte und sich mit der Achse schneidende Richtung. „In Umfangsrichtung“ entspricht dann einer Kreisbogenrichtung um die Achse. Die Achse kann eine Drehachse und/oder eine Linearachse sein. Die Bezeichnungen „erste Schaltmuffe“ impliziert vorliegend nicht, dass zwingend auch eine weitere Schaltmuffe vorhanden sein muss.
Die erste Schaltmuffe kann sich über einen größeren Axialbereich als das Koppelelement erstrecken. Die erste Schaltmuffe kann eine hülsenartige, rohrartige oder hohlzylindrische Form aufweisen. Die erste Schaltmuffe kann Axialabschnitte mit unterschiedlichen Außendurchmessern aufweisen. Die erste Schaltmuffe kann wenigsten einen Axialabschnitte mit einem zum Aufnehmen des Koppelelements geeigneten Außendurchmesser aufweisen. Die erste Schaltmuffe kann drei Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Verbindungsabschnitte der ersten Schaltmuffe können in axialer Folge angeordnet sein. Die Verbindungsabschnitte der ersten Schaltmuffe können jeweils radial innenseitig oder radial außenseitig angeordnet sein. Die Verbindungsabschnitte der ersten Schaltmuffe können jeweils als Innenverzahnung oder als Außenverzahnung ausgeführt sein. Die erste Schaltmuffe kann zwei Endabschnitte und einen zwischen den Endabschnitten angeordneten Zentralabschnitt aufweisen. Die erste Schaltmuffe kann mit der ersten Welle drehfest verbindbar und relativ zu der ersten Welle axial verlagerbar sein.
Die Bezeichnung „fest“ wird mit Bezug auf das Koppelelement insbesondere zur Abgrenzung gegenüber einer Verlagerbarkeit einer Schaltmuffe verwendet. Das Koppelelement kann mit der ersten Welle drehfest und axial fest verbindbar sein. Das Koppelelement kann sich über einen kleineren Axialbereich als die erste Schaltmuffe erstrecken. Das Koppelelement kann eine ringartige, scheibenartige, radartige oder flanschartige Form aufweisen. Das Koppelelement kann zwei Verbindungsabschnitte aufweisen. Ein Verbindungsabschnitt kann radial innenseitig an dem Koppelelement und ein Verbindungsabschnitt kann radial außenseitig an dem Koppelelement angeordnet sein. Ein Verbindungsabschnitt des Koppelelements kann als Innenverzahnung und ein Verbindungsabschnitt des Koppelelements kann als Außenverzahnung ausgeführt sein.
Die erste Schaltmuffe kann wenigstens eine Ausnehmung und wenigstens einen Stegabschnitt aufweisen. Die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Schaltmuffe kann im Wesentlichen in radialer Richtung durchgreifbar sein. Die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Schaltmuffe kann in axialer Richtung wenigstens eine einem maximalen Schaltweg zwischen der Schaltstellungen entsprechende Länge aufweisen. Der wenigstens eine Stegabschnitt der ersten Schaltmuffe kann sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Die erste Schaltmuffe kann in Umfangsrichtung verteilt abwechselnd angeordnet mehrere Ausnehmungen und Stegabschnitte aufweisen. Die wenigstens eine Ausnehmung und der wenigstens eine Stegabschnitt der ersten Schaltmuffe können an dem Zentralabschnitt angeordnet sein.
Das Koppelelement kann wenigstens eine Ausnehmung und wenigstens einen Stegabschnitt aufweisen. Die wenigstens eine Ausnehmung des Koppelelements kann im Wesentlichen in axialer Richtung durchgreifbar sein. Der wenigstens eine Stegabschnitt des Koppelelements kann sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Das Koppelelement kann in Umfangsrichtung verteilt abwechselnd angeordnet mehrere Ausnehmungen und Stegabschnitte aufweisen. Die wenigstens eine Ausnehmung und der wenigstens einen Stegabschnitt des Koppelelements können radial innenseitig angeordnet sein.
Der wenigstens eine Stegabschnitt der ersten Schaltmuffe kann die wenigstens eine Ausnehmung des Koppelelements durchgreifen. Der wenigstens eine Stegabschnitt des Koppelelements kann die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Schaltmuffe durchgreifen. Der Durchgriff kann die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Schaltmuffe, den wenigstens einen Stegabschnitt der ersten Schaltmuffe, die wenigstens eine Ausnehmung des Koppelelements und den wenigstens einen Stegabschnitt des Koppelelements umfassen. Die erste Schaltmuffe und das Koppelelement können in axialer Folge an der ersten Welle anordenbar sein. Das Koppelelement kann an dem Zentralabschnitt der ersten Schaltmuffe angeordnet sein. Die erste Schaltmuffe und das Koppelelement können jeweils unmittelbar an der ersten Welle anordenbar sein. „Unmittelbar“ bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass zwischen der ersten Schaltmuffe und dem Koppelelement einerseits und der ersten Welle andererseits keine weiteren Maschinenelemente angeordnet sind.
Die erste Schaltmuffe kann zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle und einem Gehäuse schließbar ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle und einer zweiten Welle schließbar ist, einer vierten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, und/oder einer fünften Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle und einer dritten Welle schließbar ist, schaltbar sein. Die Klauenschaltung, die erste Schaltmuffe, das Koppelelement, die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können eine gemeinsame Achse aufweisen.
Die Klauenschaltung kann eine schaltbare zweite Schaltmuffe aufweisen. Die Klauenschaltung, die erste Schaltmuffe, die zweite Schaltmuffe, das Koppelelement und die erste Welle können eine gemeinsame Achse aufweisen. Die zweite Schaltmuffe kann sich über einen größeren Axialbereich als das Koppelelement und/oder über einen kleineren Axialbereich als die erste Schaltmuffe erstrecken. Die zweite Schaltmuffe kann eine hülsenartige, rohrartige oder hohlzylindrische Form aufweisen. Die zweite Schaltmuffe kann zwei Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Verbindungsabschnitte der zweiten Schaltmuffe können in radialer Folge angeordnet sein. Ein Verbindungsabschnitt kann an der zweiten Schaltmuffe radial innenseitig und ein Verbindungsabschnitt kann an der zweiten Schaltmuffe radial außenseitig angeordnet sein. Ein Verbindungsabschnitt der zweiten Schaltmuffe kann als Innenverzahnung und ein Verbindungsabschnitt der zweiten Schaltmuffe kann als Außenverzahnung ausgeführt sein.
Die zweite Schaltmuffe kann zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und der ersten Welle schließbar ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, und einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und einer dritten Welle schließbar ist, schaltbar sein.
Der Durchgriff kann mit Spiel ausgeführt sein. Der Durchgriff kann in der ersten Schaltstellung der zweiten Schaltmuffe lastfrei stellbar sein, um ein axiales Verlagern der ersten Schaltmuffe zum Schalten zu ermöglichen. Der Durchgriff kann dadurch lastfrei stellbar sein, dass über die erste Schaltmuffe kein mechanischer Leistungsfluss erfolgt.
Die zweite Schaltmuffe kann an der ersten Schaltmuffe gelagert sein. Die zweite Schaltmuffe kann an der ersten Schaltmuffe axial verschiebbar und/oder drehbar gelagert sein.
Die Klauenschaltung kann ein wenigstens ein Kupplungselement aufweisen. Das wenigstens eine Kupplungselement kann eine Achse aufweisen. Die Klauenschaltung, die erste Schaltmuffe, das Koppelelement, das wenigstens eine Kupplungselement und die erste Welle können eine gemeinsame Achse aufweisen. Das wenigstens eine Kupplungselement kann eine hülsenartige, rohrartige oder hohlzylindrische Form aufweisen. Das wenigstens eine Kupplungselement kann zwei Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Verbindungsabschnitte des wenigstens einen Kupplungselements können in axialer Folge angeordnet sein. Die Verbindungsabschnitte des wenigstens einen Kupplungselements können jeweils radial innenseitig oder radial außenseitig angeordnet sein. Die Verbindungsabschnitte des wenigstens einen Kupplungselements können jeweils als Innenverzahnung oder als Außenverzahnung ausgeführt sein. Die Verbindungsabschnitte des wenigstens einen Kupplungselements können in radialer Folge angeordnet sein. Ein Verbindungsabschnitt kann an dem wenigstens einen Kupplungselement radial innenseitig und ein Verbindungsabschnitt kann an dem wenigstens einen Kupplungselement radial außenseitig angeordnet sein. Ein Verbindungsabschnitt des wenigstens einen Kupplungselements kann als Innenverzahnung und ein Verbindungsabschnitt des wenigstens einen Kupplungselements kann als Außenverzahnung ausgeführt sein. Das wenigstens eine Kupplungselement kann ein festes Kupplungselement sein.
Die Klauenschaltung kann ein erstes Kupplungselement aufweisen, das drehfest und axial fest mit der ersten Welle verbindbar ist und dazu dient, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe mit der ersten Welle zu ermöglichen. Die Klauenschaltung kann ein zweites Kupplungselement aufweisen, das drehfest und axial fest mit der zweiten Welle verbindbar ist und dazu dient, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe mit der zweiten Welle zu ermöglichen. Die Klauenschaltung kann ein drittes Kupplungselement aufweisen, das drehfest und axial fest mit der dritten Welle verbindbar ist und dazu dient, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe mit der dritten Welle zu ermöglichen. Die Klauenschaltung kann ein viertes Kupplungselement aufweisen, das drehfest und axial fest mit der dritten Welle verbindbar ist und dazu dient, eine Verbindung der zweiten Schaltmuffe mit der dritten Welle zu ermöglichen.
Die Antriebsanordnung kann zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs dienen. Ein mechanische Leistungspfad kann zum Übertragen einer Fahrantriebsleistung und/oder zum Abstützen einer mechanischen Leistung während einer Lastschaltung dienen. Als „Lastschaltung“ wird vorliegend insbesondere ein Wechseln von Schaltstufen des Getriebes ohne Zugkraftunterbrechung oder mit reduziertem Zugkraftverlust bezeichnet.
Die Antriebsanordnung kann eine erste Antriebsmaschine und eine zweite Antriebsmaschine aufweisen. Die wenigstens eine Antriebsmaschine kann eine elektrische Maschine sein. Die elektrische Maschine kann einen Stator und einen Rotor aufweisen. Die elektrische Maschine kann als Motor und/oder als Generator betreibbar sein. Das Getriebe kann Schaltstufen aufweisen. Die Schaltstufen können unterschiedliche Übersetzungen aufweisen. Das Getriebe kann wenigstens einen Planetenradsatz aufweisen. Das Getriebe kann einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz aufweisen. Die Planetenradsätze können jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad aufweisen. Die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können Getriebeeingänge bilden. Die erste Welle kann zum Antreiben des Sonnenrads des zweiten Planetenradsatzes dienen. Die zweite Welle kann zum Antreiben des Planetenträgers des ersten Planetenradsatzes und des Hohlrads des zweiten Planetenradsatzes dienen. Die dritte Welle kann zum Antreiben des Sonnenrads des ersten Planetenradsatzes dienen. Die Klauenschaltung kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Das Getriebe kann einen Abtrieb aufweisen. Mithilfe der Klauenschaltung können Schaltstufen des Getriebes lastschaltbar sein. Mithilfe des Koppelelements kann eine mechanische Abtriebsleistung während einem Schalten an der ersten Antriebsmaschine abstützbar sein. Die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können ineinander gelagert sein. Die erste Welle kann in der zweiten Welle gelagert sein. Die zweite Welle kann in der dritten Welle gelagert sein. Die erste Welle kann als Hohlwelle oder Vollwelle ausgeführt sein. Die zweite Welle und die dritte Welle können als Hohlwellen ausgeführt sein. Die Wellen weisen jeweils ein klauenschaltungsseitiges Ende auf. Die Enden der Wellen sind derart in axial Folge angeordnet, dass die Wellen jeweils in radialer Richtung zugänglich sind.
Die erste Schaltmuffe, das Koppelelement und die erste Welle können drehfest miteinander verbunden und gemeinsam um die Achse drehbar sein. Die erste Schaltmuffe kann zum Schalten relativ zu dem Koppelelement und zu der ersten Welle axial verlagerbar sein. Die zweite Schaltmuffe und die erste Antriebmaschine können drehfest miteinander verbunden und gemeinsam um die Achse drehbar sein. Die zweite Schaltmuffe kann zum Schalten relativ zu der ersten Antriebmaschine axial verlagerbar sein.
Die Antriebsanordnung kann wenigstens einen Aktuator aufweisen. Der wenigstens eine Aktuator kann mithilfe einer elektrischen Kontrollvorrichtung kontrollierbar sein. Die Kontrollvorrichtung kann zum regelungstechnischen und/oder steuerungstechnischen Kontrollieren des wenigstens einen Aktuators dienen. Der wenigstens eine Aktuator kann ein elektromotorischer oder hydraulischer Aktuator sein. Die Antriebsanordnung kann einen ersten Aktuator zum Schalten der ersten Schaltmuffe aufweisen. Die Antriebsanordnung kann einen zweiten Aktuator zum Schalten der zweiten Schaltmuffe aufweisen.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Klauenschaltung mit Durchgriff für gestützte Schaltung. Das Koppelelement und die erste Schaltmuffe sind voneinander entkoppelt, sodass die erste Schaltmuffe lastfrei bleibt, auch wenn das Koppelelement einen mechanischen Leistungsfluss führt. Die erste Welle ist von radial außen direkt erreichbar. Die erste Schaltmuffe kann wenigstens zwei Durchbrüche aufweisen, durch die das Koppelelement auf die erste Welle greift und eine mechanische Leistung übertragen kann. Die erste Schaltmuffe ist drehfest mit dieser Welle verbunden. Die Durchbrüche können wenigstens eine derartige axiale Länge aufweisen, dass ein Schaltvorgang mit der ersten Schaltmuffe ermöglicht wird. Zur Montage des Koppelelements weist die erste Schaltmuffe Durchmessersprünge auf.
Mit der Erfindung wird ein Schalten bei gleichzeitigem mechanischem Leistungsfluss ermöglicht. Eine strukturelle und funktionelle Integration wird ermöglicht. Ein die erste Schaltmuffe durchkreuzender mechanischer Leistungsfluss über die erste Welle wird ermöglicht.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 eine Antriebsanordnung mit zwei Antriebsmaschinen, einem Getriebe und einer Klauenschaltung,
2 eine Klauenschaltung in Teilschnittansicht,
3 eine erste Schaltmuffe, ein Koppelelement, ein erstes Kupplungselement, ein zweites Kupplungselement und ein drittes Kupplungselement einer Klauenschaltung in räumlicher Ansicht und
4 eine erste Schaltmuffe, ein Koppelelement, ein erstes Kupplungselement und ein zweites Kupplungselement einer Klauenschaltung in räumlicher Ansicht.

1 zeigt eine lastschaltbare Antriebsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Antriebsmaschine 2, einer zweiten Antriebsmaschine 3, einem Getriebe 4, einer Klauenschaltung 5 und einem Gehäuse 6.
Die Antriebsmaschinen 2, 3 sind elektrische Antriebsmaschinen. Das Getriebe 4 weist eine erste Welle 7, eine zweite Welle 8 und eine dritte Welle 9, die Getriebeeingänge bilden, und einen Getriebeausgang 10 auf. Das Getriebe 4 weist beispielsweise einen ersten Planetenradsatz 11 mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger und einem Hohlrad und einen zweiten Planetenradsatz 12 mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger und einem Hohlrad auf. Die erste Welle 7 dient zum Antreiben des Sonnenrads des zweiten Planetenradsatzes 12, die zweite Welle 8 dient zum Antreiben des Planetenträgers des ersten Planetenradsatzes 11 und des Hohlrads des zweiten Planetenradsatzes 12, die dritte Welle 9 dient zum Antreiben des Sonnenrads des ersten Planetenradsatzes 11. Die erste Welle 7 ist in der zweiten Welle 8 gelagert. Die zweite Welle 8 ist in der dritten Welle 9 gelagert. Die Wellen 7, 8, 9 weisen jeweils ein klauenschaltungsseitiges Ende auf. Die Enden der Wellen 7, 8, 9 sind derart in axial Folge angeordnet, dass die Wellen jeweils in radialer Richtung zugänglich sind.
Die Klauenschaltung 5 weist ein erstes Kupplungselement 13, ein zweites Kupplungselement 14, ein drittes Kupplungselement 15 und ein viertes Kupplungselement 16, eine erste Schaltmuffe 17, eine zweite Schaltmuffe 18 und ein Koppelelement 19 auf.
Das erste Kupplungselement 13 ist drehfest und axial fest mit der ersten Welle 7 verbunden und dient dazu, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe 17 mit der ersten Welle 7 zu ermöglichen. Das zweite Kupplungselement 14 ist drehfest und axial fest mit der zweiten Welle 8 verbunden und dient dazu, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe 17 mit der zweiten Welle 8 zu ermöglichen. Das dritte Kupplungselement 15 ist drehfest und axial fest mit der dritten Welle 9 verbunden und dient dazu, eine Verbindung der ersten Schaltmuffe 17 mit der dritten Welle 9 zu ermöglichen. Das vierte Kupplungselement 16 ist drehfest und axial fest mit der dritten Welle 9 verbunden und dazu dient, eine Verbindung der zweiten Schaltmuffe 18 mit der dritten Welle 9 zu ermöglichen.
Die erste Schaltmuffe 17 ist mithilfe eines ersten Aktuators 20 zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle 7 und dem Gehäuse 6 geschlossen ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigegeben ist, einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle 7 und der zweiten Welle 8 geschlossen ist, einer vierten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigegeben ist, und einer fünften Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle 7 und der dritten Welle 9 geschlossen ist, schaltbar. Die Schaltmuffe 17 kann auch nur mit den drei Schaltstellungen betrieben werden, welche eine Verbindung zwischen zwei Komponenten hergestellt wird.
Die zweite Schaltmuffe 18 ist mithilfe eines zweiten Aktuators 21 zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Antriebsmaschine 2 und der ersten Welle 7 geschlossen ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigegeben ist, und einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Antriebsmaschine 2 und der dritten Welle 9 geschlossen ist, schaltbar.
Das Koppelelement 19 ist mit der ersten Welle 7 drehfest und axial fest verbunden. Die erste Schaltmuffe 17 und das Koppelelement 19 durchgreifen einander derart, dass mithilfe des Durchgriffs 22 sowohl ein mechanischer Leistungsfluss über das Koppelelement 19 erfolgen als auch die erste Schaltmuffe 17 lastfrei gestellt und zum Schalten axial verlagert werden kann.
2 zeigt eine konstruktive Ausführung der Klauenschaltung 5 in Teilschnittansicht. Ersichtlich sind das erste Kupplungselement 13, das zweite Kupplungselement 14, das vierte Kupplungselement 16, die erste Schaltmuffe 17, die zweite Schaltmuffe 18 und das Koppelelement 19. Das dritte Kupplungselement 15 ist vorliegend nicht dargestellt. 3 zeigt die erste Schaltmuffe 17, das Koppelelement 19, das erste Kupplungselement 13, das zweite Kupplungselement 14 und das vierte Kupplungselement 16 der Klauenschaltung 5 in räumlicher Ansicht. 4 zeigt die erste Schaltmuffe 17, das Koppelelement 19, das erste Kupplungselement 13 und das zweite Kupplungselement 14 der Klauenschaltung 5 in räumlicher Ansicht.
Die erste Schaltmuffe 17 weist eine hülsenartige Form mit zwei Endabschnitten 23, 24, einem Zentralabschnitt 25, einem ersten Axialabschnitt 26, einem zweiten Axialabschnitt 27 und drei in axialer Folge angeordneten Verbindungsabschnitten 28, 29, 30 auf. Der Verbindungsabschnitt 28 ist dem Gehäuse 6 zugeordnet und als Außenverzahnung ausgeführt, der Verbindungsabschnitt 29 ist der ersten Welle 7 zugeordneten und als Innenverzahnung ausgeführt, der Verbindungsabschnitt 30 ist der zweiten Welle 8 zugeordneten und als Innenverzahnung ausgeführt. An dem Zentralabschnitt 25 weist die erste Schaltmuffe 17 in radialer Richtung durchgreifbare Ausnehmungen, wie 31, und sich in axialer Richtung erstreckende Stegabschnitte, wie 32, auf.
Das Koppelelement 19 weist eine ringscheibenartige Form mit zwei in radialer Folge angeordneten Verbindungsabschnitten 33, 34 auf. Der Verbindungsabschnitt 33 ist er ersten Welle 7 zugeordneten und als Innenverzahnung ausgeführt, der Verbindungsabschnitt 34 ist der zweiten Schaltmuffe 18 zugeordnet und als Außenverzahnung ausgeführt. Radial innenseitig weist das Koppelelement 19 in axialer Richtung durchgreifbare Ausnehmungen, wie 35, und sich in radialer Richtung erstreckende Stegabschnitte, wie 36, auf.
Der erste Axialabschnitt 26 der ersten Schaltmuffe 17 weist einen zum Aufnehmen des Koppelelements 19 geeigneten kleineren Außendurchmesser auf, der spielbehaftet einem Innendurchmesser des Koppelelements 19 an den Stegabschnitten 36 entspricht. Der zweite Axialabschnitt 27 der ersten Schaltmuffe 17 weist einen größeren Außendurchmesser auf, der spielbehaftet einem Innendurchmesser des Koppelelements 19 an den Ausnehmungen 35 entspricht. Die Stegabschnitte 32 der ersten Schaltmuffe 17 durchgreifen die Ausnehmungen 35 des Koppelelements 18, die Stegabschnitte 36 des Koppelelements 19 durchgreifen die Ausnehmungen 31 der ersten Schaltmuffe 17.
Die erste Schaltmuffe 17 und das Koppelelement 19 sind gemeinsam in axialer Folge radial außenseitig jeweils unmittelbar an der ersten Welle 7 angeordnet, wobei das Koppelelement 19 an dem Zentralabschnitt 25 der ersten Schaltmuffe 17 angeordnet ist. Das Koppelelement 19 ist mit der ersten Welle 7 drehfest und axial fest verbunden. Die erste Schaltmuffe 17 ist mit der ersten Welle 7 drehfest verbunden und relativ zu dem Koppelelement 19 und zu der ersten Welle 7 axial verlagerbar.
Die Ausnehmungen 31 der ersten Schaltmuffe 17 weisen dafür in axialer Richtung wenigstens eine Länge auf, die einem Schaltweg zwischen der ersten Schaltstellungen und der fünften Schaltstellung entspricht.
Die zweite Schaltmuffe 18 weist eine hülsenartige Form und zwei in axialer Folge angeordneten Verbindungsabschnitten auf. Ein Verbindungsabschnitt ist der ersten Antriebsmaschine 2 zugeordnet und als Außenverzahnung ausgeführt, der andere Verbindungsabschnitt ist dem Koppelelement 19 und der dritten Welle 9 zugeordneten und als Innenverzahnung ausgeführt. Die zweite Schaltmuffe 18 ist so gelagert, dass sie axial verschiebbar und drehbar zu der ersten Schaltmuffe 17 ist.
Das erste Kupplungselement 13 ist mit der ersten Welle 7 drehfest und axial fest verbunden und dient zum Aufnehmen der ersten Schaltmuffe 17. Das zweite Kupplungselement 14 ist mit der zweiten Welle 8 drehfest und axial fest verbunden und korrespondiert mit dem Verbindungsabschnitt 30 der ersten Schaltmuffe 17. Das vierte Kupplungselement 16 ist mit der zweiten Welle 8 drehfest und axial fest und mit zweiten Antriebsmaschine 3 verbunden und korrespondiert mit einem Verbindungsabschnitt der zweiten Schaltmuffe 17. Die Kupplungselements 13, 14, 16 können jeweils strukturell gesondert oder integriert, insbesondere einteilig mit einer Welle, ausgeführt sein.
Der mit den Ausnehmungen 31 und den Stegabschnitten 32 der ersten Schaltmuffe 17 und den Ausnehmungen 35 und den Stegabschnitten 36 des Koppelelements 19 gebildete Durchgriff 22 ist mit Spiel ausgeführt und kann in der ersten Schaltstellung der zweiten Schaltmuffe 18 lastfrei gestellt werden, um ein Schalten der zweiten Schaltmuffe 18 zu ermöglichen, während mithilfe des Koppelelements 19 eine mechanische Abtriebsleistung an der ersten Antriebsmaschine 2 abgestützt wird, sodass Schaltstufen des Getriebes lastschaltbar sind.
Im Übrigen wird zu den 2 bis 4 ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsanordnung
2: erste Antriebsmaschine
3: zweite Antriebsmaschine
4: Getriebe
5: Klauenschaltung
6: Gehäuse
7: erste Welle, Getriebeeingang
8: zweite Welle, Getriebeeingang
9: dritte Welle, Getriebeeingang
10: Getriebeausgang
11: erster Planetenradsatz
12: zweiter Planetenradsatz
13: erstes Kupplungselement
14: zweites Kupplungselement
15: drittes Kupplungselement
16: viertes Kupplungselement
17: erste Schaltmuffe
18: zweite Schaltmuffe
19: Koppelelement
20: erster Aktuator
21: zweiter Aktuator
22: Durchgriff
23: Endabschnitt
24: Endabschnitt
25: Zentralabschnitt
26: erster Axialabschnitt
27: zweiter Axialabschnitt
28: Verbindungsabschnitt
29: Verbindungsabschnitt
30: Verbindungsabschnitt
31: Ausnehmung
32: Stegabschnitt
33: Verbindungsabschnitt
34: Verbindungsabschnitt
35: Ausnehmung
36: Stegabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014201250 A1 [0002]

Claims

Klauenschaltung (5) mit einer ersten Schaltmuffe (17) und einem festen Koppelelement (19), wobei die erste Schaltmuffe (17) und das Koppelelement (19) zum Darstellen eines Durchgriffs (22) jeweils wenigstens eine Ausnehmung (31, 35) und wenigstens einen Stegabschnitt (32, 36) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltmuffe (17) und das Koppelelement (19) gemeinsam radial außenseitig an einer ersten Welle (7) anordenbar sind, wobei die erste Schaltmuffe (17) entlang der ersten Welle (7) verlagerbar und das Koppelelement (19) mit der ersten Welle (7) fest verbindbar ist.
Klauenschaltung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltmuffe (17) zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle (7) und einem Gehäuse (6) schließbar ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle (7) und einer zweiten Welle (8) schließbar ist, einer vierten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, und/oder einer fünften Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Welle (7) und einer dritten Welle (9) schließbar ist, schaltbar ist.
Klauenschaltung (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenschaltung (5) eine schaltbare zweite Schaltmuffe (18) aufweist, die zwischen einer ersten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine (2) und der ersten Welle (7) schließbar ist, einer zweiten Schaltstellung, in der eine Verbindung freigebbar ist, und einer dritten Schaltstellung, in der eine Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und einer dritten Welle (9) schließbar ist, schaltbar ist.
Klauenschaltung (5) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgriff (22) in der ersten Schaltstellung der zweiten Schaltmuffe lastfrei stellbar ist, um ein Schalten der ersten Schaltmuffe (17) zu ermöglichen.
Klauenschaltung (5) nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltmuffe (18) an der ersten Schaltmuffe (17) gelagert ist.
Klauenschaltung (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (31) der ersten Schaltmuffe (17) im Wesentlichen in radialer Richtung und die wenigstens eine Ausnehmung (35) des Koppelelements (19) im Wesentlichen in axialer Richtung durchgreifbar ist.
Klauenschaltung (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Stegabschnitt (32) der ersten Schaltmuffe (17) im Wesentlichen in axialer Richtung und sich der wenigstens eine Stegabschnitt (36) des Koppelelements (19) im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt.
Antriebsanordnung (1) aufweisend wenigstens eine Antriebsmaschine (2, 3), ein Getriebe (4) mit einer ersten Welle (7), einer zweiten Welle (8) und einer dritten Welle (9), und ein Gehäuse (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (1) eine Klauenschaltung (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (1) eine erste Antriebsmaschine (2) und eine zweite Antriebsmaschine (3) aufweist und mithilfe der Klauenschaltung (5) Schaltstufen des Getriebes (4) lastschaltbar sind.
Antriebsanordnung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (7), die zweite Welle (8) und die dritte Welle (9) ineinander gelagert sind.