DE102021208268A1 - Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Kopplungseinrichtung (2) für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad (3) und einen inneren Differentialkorb (4) aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad (5) und wenigstens ein Ausgleichskegelrad (6) umgibt, wobei eine Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement (8), insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) mit dem Antriebsrad (3) zu koppeln und das Kopplungselement (8) mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) von dem Antriebsrad (3) zu entkoppeln, wobei die Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement (8) mittels einer Schaltwippe (9) aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe (9) in dem Kopplungszustand kontaktfrei zu dem Kopplungselement (8) gestellt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad und einen inneren Differentialkorb aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad und wenigstens ein Ausgleichskegelrad umgibt, wobei eine Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement, insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb mit dem Antriebsrad zu koppeln und das Kopplungselement mittels der Stelleinrichtung in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb von dem Antriebsrad zu entkoppeln.
  • Kopplungseinrichtungen für Differentiale von Kraftfahrzeugen, die dazu ausgebildet sind, eine Antriebsseite des Differentials, insbesondere ein Antriebsrad des Differentials, mit einer Abtriebsseite des Differentials, insbesondere einem inneren Differentialkorb, lösbar zu koppeln sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden derartige Kopplungseinrichtungen verwendet, um eine Achse eines Kraftfahrzeugs von dem restlichen Antriebsstrang zu entkoppeln oder die Achse anzutreiben, beispielsweise die Achse bei Bedarf zuzuschalten.
  • Hierzu ist ferner bekannt, dass, insbesondere zur Reduzierung des Verbrauchs, in Fahrzuständen, in denen die Achse nicht angetrieben werden muss, eine Entkopplung erfolgen kann, um die angetriebenen Komponenten des Antriebsstrangs zu reduzieren, insbesondere zu verhindern, dass die Achse unnötig mitgetrieben bzw. mitgeschleppt werden muss. Hierbei ist ferner bekannt, dass entsprechende Stelleinrichtungen, die dazu ausgebildet sind, Kopplungselemente in verschiedene Kopplungszustände zu stellen, die Kopplungselemente kontaktieren, um diese beispielsweise in den Kopplungszustand oder den Entkopplungszustand zu bewegen. Je nach Anordnung bzw. Ausführung der Stelleinrichtung, weist diese üblicherweise ein Stellelement auf, das zur Kontaktierung des Kopplungselements ausgebildet ist. Zwischen dem Stellelement und dem Kopplungselement kann folglich eine Relativbewegung auftreten, beispielsweise dann, wenn das Stellelement antriebsseitig angeordnet ist und das abtriebsseitige Kopplungselement in dem Entkopplungszustand eine andere Drehzahl aufweist als das Stellelement. Hierbei tritt Reibung und Verschleiß an den Kontaktflächen auf, sodass sowohl die Lebensdauer der Kopplungseinrichtung als auch die Effizienz nachteilig beeinflusst werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem insbesondere Reibung und Verschleiß reduziert sowie die Effizienz erhöht werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch eine Kopplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs. Das Differential weist ein Antriebsrad und einen inneren Differentialkorb auf. Der innere Differentialkorb umgibt zumindest abschnittsweise ein Kegelrad und wenigstens ein Ausgleichskegelrad, üblicherweise zwei Kegelräder und zwei Ausgleichskegelräder. Die Kopplungseinrichtung weist eine Stelleinrichtung auf, um ein Kopplungselement in einen Kopplungszustand zu bewegen und in einen Entkopplungszustand zu bewegen. In dem Kopplungszustand ist der innere Differentialkorb mit dem Antriebsrad gekoppelten und in dem Entkopplungszustand ist der innere Differentialkorb von dem Antriebsrad entkoppelt bzw. getrennt. Die Stelleinrichtung ermöglicht somit eine wahlweise Kopplung und Entkopplung zwischen Antriebsrad und innerem Differentialkorb. Letzten Endes wird somit eingestellt, ob die Achse bzw. die Räder, die dem Differential zugeordnet sind, über Kegelrad, Ausgleichskegelrad und Antriebsrad mit dem restlichen Antriebsstrang gekoppelt sind, oder ob die Kopplung aufgehoben wird, indem der innere Differentialkorb von dem Antriebsrad entkoppelt wird.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement mittels einer Schaltwippe aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe in dem Kopplungszustand kontaktfrei zu dem Kopplungselement gestellt ist. Die Stelleinrichtung weist somit eine Schaltwippe auf, die bewegbar gelagert ist und derart mit dem Kopplungselement zusammenwirken kann, dass im Entkopplungszustand kein Kontakt zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement besteht. Die Schaltwippe kann somit in dem Entkopplungszustand von dem Kopplungselement entfernt werden, sodass auftretende Relativbewegungen zwischen Kopplungselement und Schalteinrichtung nicht zu Verschleiß und Reibung führen, da kein Kontakt zwischen dem Kopplungselement und der Schalteinrichtung, insbesondere der Schaltwippe, besteht. Der Begriff „kontaktfrei“ umfasst im Rahmen dieser Anmeldung sowohl einen direkten Kontakt über eine unmittelbare Anlage zweier Kontaktflächen oder über ein Zwischenstück bzw. ein Druckstück, mit dem die Schaltwippe auf das Kopplungselement wirkt.
  • Das Antriebsrad kann an einem äußeren Differentialkorb angeordnet sein, sodass die Kopplungseinrichtung letztlich die Kopplung zwischen dem Antriebsrad, das mit dem äußeren Differentialkorb gekoppelt ist, und dem inneren Differentialkorb herstellen bzw. trennen kann. Der innere Differentialkorb kann auch als Ausgleichkegelradkorb bezeichnet werden. Das Kopplungselement kann als separates Bauteil ausgeführt sein oder es kann Bestandteil eines Druckstücks sein oder umgekehrt. Letztlich wird somit mit der Schaltwippe eine Bewegung des Kopplungselements veranlasst, die dazu führt, das Kopplungselement zu bewegen, insbesondere das Kopplungselement aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen.
  • Die Stelleinrichtung kann bzw. einzelne Bestandteile der Stelleinrichtung können antriebsseitig oder gehäusefest gelagert sein, beispielsweise mit dem äußeren Differentialkorb und/oder dem Antriebsrad verbunden sein, sodass im Entkopplungszustand die Stelleinrichtung insgesamt stillstehen kann. Durch den Betrieb des Kraftfahrzeugs kann sich abtriebsseitig eine beliebige Drehzahl einstellen, die aufgrund der Entkopplung zwischen dem inneren Differentialkorb und dem Antriebsrad nicht zu einer Bewegung des Antriebsrads und somit nicht zu einer Bewegung der Stelleinrichtung führt. Dadurch wird erreicht, dass im Entkopplungszustand keine Relativbewegung zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement auftritt, sodass sich Verschleiß- und Effizienzverhalten verbessern lassen.
  • Wie bereits beschrieben, kann die Schaltwippe bewegt werden, um das Kopplungselement, direkt oder über ein Druckstück, in die verschiedenen Zustände zu bewegen. Die Schaltwippe ist hierbei insbesondere um eine Drehachse schwenkbar gelagert. Die Drehachse definiert somit die Bewegung der Schaltwippe, wobei die Schaltwippe um die Drehachse geschwenkt wird. Je nachdem, wie weit die Schaltwippe um die Drehachse ausgelenkt bzw. geschwenkt wird, kann diese das Kopplungselement oder das dazwischen geschaltete Druckstück, kontaktieren, und so das Kopplungselement bewegen. In dem Kopplungszustand ist die Schaltwippe kontaktfrei zu dem Kopplungselement, das bedeutet, dass ein Abstand bzw. ein Luftspalt zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement bzw. dem mit dem Kopplungselement verbundenen Druckstück eingestellt ist und sich somit Kopplungselement und/oder Druckstück frei gegenüber der Schaltwippe drehen können.
  • Die Stelleinrichtung weist beispielsweise einen Aktor auf, der dazu ausgebildet ist, die Schaltwippe um die Drehachse zu verschwenken, um das Kopplungselement in den Entkopplungszustand, insbesondere gegen eine von einem Federelement auf das Kopplungselement übertragene Federkraft, zu bewegen. Der Aktor kann somit eine Stellbewegung erzeugen, die auf die Schaltwippe übertragen werden kann. In Abhängigkeit von der durch den Aktor erzeugten Bewegung wird die Schaltwippe um die Drehachse verschwenkt. Die Schaltwippe kann somit zur Herstellung des Entkopplungszustands auf das Kopplungselement zubewegt werden. Die Schaltwippe kann das Kopplungselement, wie bereits beschrieben, direkt kontaktieren oder ein Druckstück berühren, das das Kopplungselement berührt. Das Druckstück kann integraler Bestandteil des Kopplungselements sein oder beispielsweise als Druckstück ausgeführt sein, das das Kopplungselement berührt.
  • Bei einem Übergang aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand kann der Aktor insbesondere eine Federkraft überwinden bzw. die Schaltwippe und das Kopplungselement gegen eine von einem Federelement aufgebrachte Federkraft bewegen. Das Federelement wird dadurch vorgespannt, sodass im Entkopplungszustand die Federkraft auf das Kopplungselement wirkt. Entfällt die Betätigung durch die Schaltwippe, kann die aufgebaute Betätigungskraft bzw. Rückstellkraft abgebaut werden, und das Federelement kann das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegen. Das Federelement kann somit als Bestandteil der Stelleinrichtung erachtet werden.
  • Das Federelement kann insbesondere auch am äußeren Differentialkorb bzw. am Antriebsrad angeordnet oder mit diesem verbunden sein. Im entkoppelten Zustand tritt somit keine Relativbewegung zwischen dem Federelement und dem äußeren Differentialkorb und dem Antriebsrad auf. Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass der Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand selbsttätig ausgeführt wird, nämlich wenn die Betätigung über die Schaltwippe entfällt. Das Federelement legt somit aufgrund der Federkraft das Kopplungselement in den Kopplungszustand ein, sodass eine Kontaktierung über die Schaltwippe auf das Kopplungselement entfallen kann.
  • Die Schaltwippe kann einen Verzahnungsabschnitt aufweisen, insbesondere ein Zahnradsegment, das mit einem Abtrieb des Aktors gekoppelt ist. Der Abtrieb des Aktors, beispielsweise ein Abtriebsritzel, kann somit mit dem Verzahnungsabschnitt an der Schaltwippe kämmen. Der Verzahnungsabschnitt und der Abtrieb des Aktors bilden somit ein Übersetzungsgetriebe, das die Bewegung der Schaltwippe ermöglicht. Grundsätzlich kann der Verzahnungsabschnitt an der Schaltwippe beliebig ausgeführt sein. Hierbei bietet sich ein Zahnradsegment an, das an der dem Kopplungselement gegenüberliegenden Seite der Schaltwippe angeordnet ist.
  • Wie beschrieben, kann ein Federelement vorgesehen sein und der Stelleinrichtung zugeordnet sein. Die Stelleinrichtung kann somit ein Federelement aufweisen, das dazu ausgebildet ist, insbesondere gegen eine durch einen Aktor erzeugte Auslegebewegung, eine Einlegekraft auf das Kopplungselement zu übertragen. Wie beschrieben, wird zur Entkopplung des inneren Differentialkorbs eine Bewegung durch den Aktor erzeugt, die über den zuvor beschriebenen Verzahnungsabschnitt auf die Schaltwippe übertragen werden kann. Bei dieser Bewegung wird eine Rückstellkraft bzw. eine Federkraft von dem Federelement aufgebaut, die bei Entfall der Betätigung das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegt. Im Entkopplungszustand hält somit der Aktor bzw. die Schaltwippe, beispielsweise durch eine Selbsthemmung des Getriebes bzw. des Verzahnungsabschnitts, das Kopplungselement im Entkopplungszustand. Die Stelleinrichtung ist somit dazu ausgebildet, das Federelement bei einer Bewegung des Kopplungselements in den Entkopplungszustand vorzuspannen. Dabei wird eine Federkraft bzw. eine Rückstellkraft aufgebaut, die anschließend, insbesondere bei Entfall der Betätigung durch die Schaltwippe, abgebaut werden kann, indem das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegt wird.
  • Zum Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand muss somit der Aktor eine Bewegung erzeugen, um die Schaltwippe von dem Kopplungselement bzw. dem zwischen Schaltwippe und Kopplungselement angeordneten Druckstück, zu entfernen, sodass das Federelement unter Abbau der Federkraft das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegen kann. Im Kopplungszustand kann folglich ein Abstand zwischen der Schaltwippe und dem Druckstück oder zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement eingestellt sein, sodass eine kontaktfreie Stellung der Schaltwippe möglich ist. Die Drehbewegung im Kopplungszustand wird somit nicht auf die Schaltwippe übertragen, sodass die Kontaktfläche der Schaltwippe, mit der die Schaltwippe das Kopplungselement oder das Druckstück kontaktiert, im Kopplungszustand nicht an der korrespondierenden Kontaktfläche des Kopplungselements bzw. des Druckstücks reibt.
  • Wie beschrieben, können die Schaltwippe und das Kopplungselement grundsätzlich zueinander drehbar gelagert sein, wobei die Stelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung zwischen Kopplungselement und Schaltwippe nur in einer Öffnungsbewegung auftritt. Die Öffnungsbewegung betrifft dabei den Übergang aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand. Im Kopplungszustand sind, wie beschrieben, das Antriebsrad und der innere Differentialkorb miteinander verbunden. Da die Schaltwippe grundsätzlich nicht mit dem Differentialkorb mitdreht, beispielsweise mit einem Gehäuse einer Getriebeeinrichtung fest verbunden ist, dreht diese nicht mit den drehbaren Teilen des Differentials mit, sondern steht still. Wird das Differential in einem bewegten Zustand aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand verbracht, kontaktiert die Schaltwippe das drehende Druckstück bzw. das drehende Kopplungselement, sodass nur in diesem Übergangszustand Reibung zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen auftritt.
  • Im Kopplungszustand selbst, ist die Schaltwippe kontaktfrei gestellt, wie zuvor beschrieben. Im Entkopplungszustand kontaktiert die Schaltwippe zwar das Druckstück bzw. das Kopplungselement, durch die Entkopplung stehen Druckstück und Kopplungselement jedoch still. Beim Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand wird die Schaltwippe kontaktfrei gestellt, wobei das Federelement die Einlegebewegung vornimmt.
  • Die Stelleinrichtung, insbesondere das Kopplungselement und das Federelement, können innerhalb des Antriebsrads angeordnet sein. Wie beschrieben, kann das Antriebsrad mit einem äußeren Differentialkorb gekoppelt sein, wobei die Stelleinrichtung, insbesondere das Federelement und das Kopplungselement, an dem äußeren Differentialkorb angeordnet sein können. Das Kopplungselement kann insbesondere als Schiebemuffe oder Klaue ausgeführt sein und somit eine Innenverzahnung des äußeren Differentialkorbs mit einer Außenverzahnung des inneren Differentialkorbs in Eingriff bringen bzw. eine entsprechende Verbindung herstellen, sodass die beiden Teile drehfest miteinander verbunden werden können. Durch die Anordnung der Stelleinrichtung, insbesondere des Federelements und des Kopplungselements innerhalb des Antriebsrads wird eine besonders kompakte Bauform erreicht. Weiterhin kann erreicht werden, dass die Stelleinrichtung nicht mit der Abtriebsseite des Differentials dreht, sondern im entkoppelten Zustand stillsteht.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Differential, das eine zuvor beschriebene Kopplungseinrichtung umfasst.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Getriebeeinrichtung. Die Getriebeeinrichtung umfasst neben dem Differential ein Untersetzungsgetriebe. Das Untersetzungsgetriebe kann als Stirnradgetriebe oder als Planetengetriebe ausgebildet sein. Das Untersetzungsgetriebe kann bevorzugt eine oder zwei Stufen aufweisen. Weiterhin kann es vorteilhafterweise einen Gang oder zwei Gänge aufweisen.
  • Daneben betrifft die Erfindung eine elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe und einem Differential. Die elektrische Achse zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeeinrichtung wie beschrieben ausgebildet ist. Die elektrische Maschine kann koaxial oder achsparallel zu den Seitenwellen angeordnet sein. Sie kann als ASM oder PSM oder FSM ausgebildet sein.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differenzial und/oder eine elektrische Achse und/oder eine Getriebeeinrichtung wie beschrieben.
  • Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Kopplungseinrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Differential, die Getriebeeinrichtung, die elektrische Achse und das Kraftfahrzeug übertragbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 eine perspektivische Darstellung einer Getriebeeinrichtung mit einer Kopplungseinrichtung in einem Entkopplungszustand;
    • 2 eine Schnittdarstellung der Getriebeeinrichtung von 1;
    • 3 eine perspektivische Darstellung der Getriebeeinrichtung von 1 in einem Kopplungszustand; und
    • 4 eine Schnittdarstellung der Getriebeeinrichtung von 3.
  • Die 1 - 4 zeigen einen Ausschnitt einer Getriebeeinrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Ausschnitt eines Differentials. Die Getriebeeinrichtung 1 weist eine Kopplungseinrichtung 2 auf, die ein Antriebsrad 3 und einen inneren Differentialkorb 4 aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad 5 und wenigstens ein Ausgleichskegelrad 6 umgibt.
  • Ferner umfasst die Kopplungseinrichtung 2 eine Stelleinrichtung 7, die dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement 8, insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung 7 in einen Kopplungszustand und einen Entkopplungszustand zu bewegen. Der Entkopplungszustand ist in 1, 2 und der Kopplungszustand in 3, 4 dargestellt.
  • Der Kopplungszustand wird eingenommen, um den inneren Differentialkorb 4 mit dem Antriebsrad 3 zu koppeln, wobei das Kopplungselement 8 mittels der Stelleinrichtung 7 bewegt werden kann. Der Entkopplungszustand kann entsprechend eingenommen werden, um den inneren Differentialkorb 4 von dem Antriebsrad 3 zu entkoppeln. Zur Bewegung des Kopplungselements 8 weist die Stelleinrichtung 7 eine Schaltwippe 9 auf, die mittels eines Aktors 10 bewegt werden kann. Dazu weist die Schaltwippe 9 einen Verzahnungsabschnitt 11, insbesondere ein Zahnradsegment, auf, das mit einem Abtrieb 12 des Aktors 10 kämmt. Der Kopplungszustand, der Entkopplungszustand sowie die Übergänge zwischen Kopplungszustand und Entkopplungszustand werden nachfolgend erläutert.
  • Wie beschrieben, ist in 1, 2 der Entkopplungszustand dargestellt. In dem Entkopplungszustand besteht ein Kontakt zwischen der Schaltwippe 9 und dem Kopplungselement 8, nämlich über ein in diesem Ausführungsbeispiel verwendetes, optionales Druckstück 13, das in Form einer Druckscheibe ausgeführt sein kann. Somit besteht direkter Kontakt zwischen den Anlageflächen der Schaltwippe 9 und dem Druckstück 13, wobei das Druckstück 13 wiederum in Kontakt mit dem Kopplungselement 8 steht. Das Druckstück 13 kann auch entfallen bzw. integralen Bestandteil des Kopplungselements 8 bilden oder umgekehrt. In dem gezeigten Entkopplungszustand besteht jedoch keine Kopplung zum Abtrieb der Getriebeeinrichtung 1, da das Kopplungselement 8 nicht im Kopplungszustand steht. Im Kopplungszustand verbindet das Kopplungselement 8, wie bereits beschrieben, das Abtriebsrad 3, insbesondere einen mit dem Antriebsrad 3 verbundenen äußeren Differentialkorb 14, mit dem inneren Differentialkorb 4. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in dem Entkopplungszustand somit eine Innenverzahnung 15 des Abtriebsrads 3 bzw. des äußeren Differentialkorbs 14 und eine Außenverzahnung 16 des inneren Differentialkorbs 4 nicht in Eingriff.
  • Die Stelleinrichtung 7 weist ferner ein Federelement 17 auf, das in dem in 1, 2 gezeigten Entkopplungszustand vorgespannt ist, d.h., dass das Federelement 17 auf das Kopplungselement 8 eine Federkraft bzw. eine Rückstellkraft ausübt, die beim Entfall der Betätigung das Kopplungselement 8 in den Kopplungszustand verbringt. Soll somit von dem in 1, 2 gezeigten Entkopplungszustand in den in 3, 4 gezeigten Kopplungszustand übergegangen werden, bewirkt der Aktor 10 eine Drehbewegung des Abtriebs 12, die über den Verzahnungsabschnitt 11 auf die Schaltwippe 9 übertragen wird. Dadurch wird die Schaltwippe 9 von dem Druckstück 13 bzw. dem Kopplungselement 8 wegbewegt, wodurch die Federkraft des Federelements 17 abgebaut werden kann und das Kopplungselement 8 durch das Federelement 17 in den Kopplungszustand bewegt wird. Im Kopplungszustand verbindet das Kopplungselement 8 die Innenverzahnung 15 mit der Außenverzahnung 16, sodass die Kopplung hergestellt ist. Mit anderen Worten kann in dem Kopplungszustand Drehmoment von dem Abtriebsrad 3 über den inneren Differentialkorb 4 auf die Kegelräder 5, die Ausgleichskegelräder 6 und somit die Abtriebswellen 18 oder umgekehrt übertragen werden.
  • In dem in 3, 4 gezeigten Entkopplungszustand ist ein Abstand zwischen dem Druckstück 13 und der Schaltwippe 9 eingestellt, sodass sich die Kontaktflächen nicht berühren, sondern die Schaltwippe 9 kontaktfrei gestellt ist. Der Rest der Getriebeeinrichtung 1 kann sich somit frei gegenüber der Schaltwippe 9 drehen, sodass zwischen der Kontaktfläche der Schaltwippe 9 und dem Druckstück 13 bzw. dem Kopplungselement 8 eine Relativbewegung möglich ist und somit weder Reibung noch Verschleiß an der Schaltwippe 9 bzw. dem Druckstück 13 oder dem Kopplungselement 8 auftritt.
  • Bei einem Übergang aus dem in 3, 4 gezeigten Entkopplungszustand in den in 1, 2 gezeigten Kopplungszustand wird durch die Bewegung des Aktors 10 eine Bewegung der Schaltwippe 9 veranlasst, sodass die Schaltwippe 9 auf das Druckstück 13 zubewegt und das Druckstück 13 beaufschlagt wird. Das Druckstück 13, das mit dem Kopplungselement 8 gekoppelt ist, und, wie zuvor beschrieben, einstückig mit diesem ausgeführt sein kann, bewegt somit das Kopplungselement 8 in den Entkopplungszustand, wobei das Federelement 17 vorgespannt wird und die zuvor beschriebene Federkraft auf das Kopplungselement 8 aufbaut.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Getriebeeinrichtung
    2
    Kopplungseinrichtung
    3
    Antriebsrad
    4
    innerer Differentialkorb
    5
    Kegelrad
    6
    Ausgleichskegelrad
    7
    Stelleinrichtung
    8
    Kopplungselement
    9
    Schaltwippe
    10
    Aktor
    11
    Verzahnungsabschnitt
    12
    Abtrieb
    13
    Druckstück
    14
    äußerer Differentialkorb
    15
    Innenverzahnung
    16
    Außenverzahnung
    17
    Federelement
    18
    Abtriebswelle
    19
    Drehachse

Claims (12)

  1. Kopplungseinrichtung (2) für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad (3) und einen inneren Differentialkorb (4) aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad (5) und wenigstens ein Ausgleichskegelrad (6) umgibt, wobei eine Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement (8), insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) mit dem Antriebsrad (3) zu koppeln und das Kopplungselement (8) mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) von dem Antriebsrad (3) zu entkoppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement (8) mittels einer Schaltwippe (9) aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe (9) in dem Kopplungszustand kontaktfrei zu dem Kopplungselement (8) gestellt ist.
  2. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) um eine Drehachse (19) schwenkbar gelagert ist.
  3. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) einen Aktor (10) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Schaltwippe (9) um die Drehachse (19) zu verschwenken, um das Kopplungselement (8) in den Entkopplungszustand, insbesondere gegen eine von einem Federelement (17) auf das Kopplungselement (8) übertragene Federkraft, zu bewegen.
  4. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) einen Verzahnungsabschnitt (11), insbesondere ein Zahnradsegment, aufweist, das mit einem Abtrieb (12) des Aktors (10) gekoppelt ist.
  5. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) ein Federelement (17) aufweist, das dazu ausgebildet ist, insbesondere gegen eine durch einen Aktor (10) erzeugte Auslegebewegung, eine Einlegekraft auf das Kopplungselement (8) zu übertragen.
  6. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Federelement (17) bei einer Bewegung des Kopplungselements (8) in den Entkopplungszustand vorzuspannen.
  7. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) und das Kopplungselement (8) zueinander drehbar gelagert sind, wobei die Stelleinrichtung (7) derart ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung zwischen Kopplungselement (8) und Schaltwippe (9) nur in einer Öffnungsbewegung auftritt.
  8. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7), insbesondere das Kopplungselement (8) und das Federelement (17) innerhalb des Antriebsrads (3) angeordnet sind.
  9. Differential, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kopplungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe und einem Differential, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential nach dem vorangehenden Anspruch ausgebildet ist.
  11. Elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe und einem Differential, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung nach dem vorangehenden Anspruch ausgebildet ist.
  12. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Achse nach Anspruch 11 und/oder eine Getriebeeinrichtung nach Anspruch 10 und/oder ein Differential nach Anspruch 9.
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