DE10205348A1 - Clutch for drive has locking disc connected and torsionally fixed to drive wheel and with at least one locking recess for engagement of selector teeth in locking component connected to selector component - Google Patents
Clutch for drive has locking disc connected and torsionally fixed to drive wheel and with at least one locking recess for engagement of selector teeth in locking component connected to selector componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplung für den Antrieb mindestens eines Ak tuators mit Arretierung im ausgekuppelten Zustand, bestehend aus einer Antriebswelle, einer mit dieser drehfest aber achsial verschiebbar verbun denen Schaltmuffe, mindestens einem drehbar gelagerten koachsialen Ab triebsrad, wobei die Schaltmuffe mittels eines nicht mitdrehenden Schalt teiles verschiebbar ist, und wobei die Schaltmuffe und ein mit dem Ab triebsrad drehfest verbundener Teil Kuppelzähne besitzen.The invention relates to a clutch for driving at least one Ak tuators with detent in the disengaged state, consisting of a Drive shaft, one with this rotatably but axially slidably connected which shift sleeve, at least one rotatably mounted coaxial Ab drive wheel, the shift sleeve by means of a non-rotating gear part is slidable, and the shift sleeve and one with the Ab drive gear rotatably connected part have dome teeth.
Derartige Kupplungen werden etwa für die Schaltung der Aktuatoren von Verstellvorrichtungen der Sitze von Kraftfahrzeugen oder von Aktuatoren in Getrieben oder ähnlichen Antriebseinheiten im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen verwendet, insbesondere in Verteilergetrieben, in denen eine Untersetzungsstufe und eine Differentialsperre zu schalten sind, wie etwa in der Österreichischen Gebrauchsmusteranmeldung 94/2000 be schrieben.Such clutches are used for switching the actuators of Seat adjusters for motor vehicles or actuators in gearboxes or similar drive units in the drive train of Motor vehicles used, especially in transfer cases in which a reduction stage and a differential lock are to be switched, such as about in the Austrian utility model application 94/2000 be wrote.
Bei derartigen Antrieben von Aktuatoren ist oft gefordert, dass der Aktua tor nur in einer oder mehreren bestimmten Stellung(en) ein- bzw ausgekup pelt werden kann, und dass er im ausgekuppelten Zustand arretiert ist. Im Falle ein Antrieb für zwei Aktuatoren vorgesehen ist, tritt noch eine weitere Forderung hinzu: Wenn ein Aktuator eingekuppelt ist, muss der jeweils an dere arretiert sein und wenn keiner eingekuppelt ist, müssen beide arretiert sein. Üblicherweise werden diese Forderungen von der Steuerung erfüllt, die die Signale von entsprechenden Sensoren verarbeitet. Abgesehen vom elektronischen Aufwand haben derartige Lösungen den Nachteil, dass sie versagen können, beispielsweise wenn ein Sensor oder dessen Verbindung gestört ist.With such drives of actuators, it is often required that the actuator Only switch the gate on or off in one or more specific positions can be pelt, and that it is locked in the disengaged state. in the If a drive is provided for two actuators, another occurs Requirement: If an actuator is engaged, it must be on which must be locked and if neither is engaged, both must be locked his. The controller usually fulfills these requirements which processes the signals from corresponding sensors. Apart from Such electronic solutions have the disadvantage that they can fail, for example if a sensor or its connection is disturbed.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung einen Antrieb zu schaffen, der diese Anforderungen mit möglichst geringem technischem Aufwand und inhä renter Sicherheit erfüllt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Arretierscheibe drehfest mit dem Abtriebsrad verbunden ist, welche Arretierscheibe zumindest eine Arretierausnehmung aufweist, und dass ein Arretierglied mit dem Schaltteil fest verbunden und verschieb bar ist, welches Arretierglied einen Arretierzahn besitzt, der in die Arretier ausnehmung der Arretierscheibe eingreift, wenn die Schaltmuffe sich in der der geöffneten Kupplung entsprechenden Stellung befindet und die Arre tierausnehmung freigibt, wenn die Kupplung geschlossen ist. Die Arretier scheibe dreht sich mit dem Abtriebsrad, sodass bei Eingreifen des Arretier gliedes das Abtriebsrad arretiert ist. Durch die Verbindung des Arretier gliedes mit dem Schaltteil ist eine eigensichere Koppelung erreicht. Damit ist die Forderung nach Arretierung des ausgekuppelten Abtriebsrades in einfachster Weise erfüllt.It is therefore an object of the invention to provide a drive for this Requirements with the least possible technical effort and cont renter security fulfilled. According to the invention, this object solved that a locking disc rotatably connected to the driven gear which locking disk has at least one locking recess, and that a locking member is firmly connected to the switching part and shift bar is, which locking member has a locking tooth that is in the locking recess of the locking disc engages when the shift sleeve is in the the position corresponding to the opened clutch and the arrester animal recess releases when the clutch is closed. The arrest disc rotates with the driven wheel so that when the lock engages limiter the driven wheel is locked. By connecting the lock intrinsically safe coupling is achieved with the switching part. In order to is the requirement for locking the disengaged driven gear in easily met.
In Weiterbildung der Erfindung hat die Arretierscheibe die zumindest eine Arretierausnehmung an ihrem Aussenumfang, und übergreift das Arretier glied die Arretierscheibe, sodass der Arretierzahn beim Auskuppeln durch die Arretierausnehmung hindurch muss (Anspruch 2). Damit wird sicher gestellt, dass die Kupplung nur in einer bestimmten Winkelstellung des Abtriebsrades gelöst werden kann, also erst, wenn zum Beispiel die Ver stellbewegung des Aktuators vollendet ist. Im Falle mehrerer Arretier ausnehmungen, die einer bestimmten Winkelstellung des Abtriebsrades entsprechen (Anspruch 4), können es auch mehrere definierte Winkel stellungen sein. In einer konstruktiv besonders einfachen Ausbildung be sitzt das Arretierglied eine Umfangsnut, in der die Arretierscheibe frei drehbar ist, und hat das den Arretierglied den Arretierzahn an der der Schaltmuffe abgewandten Seite der Arretierscheibe (Anspruch 3). Weiters kann die Arretierscheibe mindestens einen Anschlag besitzen, der auch bei nicht eingreifendem Arretierglied wirksam ist (Anspruch 5). Damit kann eine Endstellung des Aktuators festgelegt werden.In a development of the invention, the locking disc has at least one Locking recess on its outer circumference, and overlaps the locking the locking disc so that the locking tooth passes through when disengaging the locking recess must pass through (claim 2). This will make sure made that the clutch only in a certain angular position of the Output wheel can be solved, so only when, for example, the Ver actuating movement of the actuator is completed. In the case of multiple detents recesses that a certain angular position of the driven gear correspond (claim 4), it can also have several defined angles positions. In a structurally particularly simple training be the locking member sits in a circumferential groove in which the locking disc is free is rotatable, and has the locking member the locking tooth on the Shift sleeve facing away from the locking disc (claim 3). Furthermore, can the locking disc have at least one stop, which also at non-engaging locking member is effective (claim 5). So that can an end position of the actuator can be determined.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung eignet sich für den Antrieb von zwei Aktuatoren mit einem einzigen Antrieb. Dazu ist auf der dem Abtriebsrad abgewandten Seite der Schaltmuffe ein weiteres Ab triebsrad und eine weitere Arretierscheibe mit einer Arretierausnehmung vorgesehen, wobei das Arretierglied einen weiteren, der weiteren Arretier scheibe zugeordneten Arretierzahn besitzt, sodass das Arretierglied entwe der das eine oder das andere Arretierrad freigibt (Anspruch 6). Damit ist auch für beide Aktuatoren die Forderung erfüllt, dass, wenn ein Aktuator eingekuppelt ist, der jeweils andere arretiert ist und dass, wenn keiner ein gekuppelt ist, beide arretiert sind.A particularly advantageous development of the invention is suitable for the drive of two actuators with a single drive. This is on the side of the gearshift sleeve facing away from the driven gear another Ab drive wheel and another locking disc with a locking recess provided, the locking member a further, the further locking has associated locking tooth, so that the locking member which releases one or the other locking wheel (claim 6). So that is for both actuators also meets the requirement that if one actuator is engaged, the other is locked and that if no one is coupled, both are locked.
Wenn die Kuppelzähne Stirnzähne sind, bestehen Konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen darin, dass die Arretierscheibe zwischen den Kuppel zähnen und dem Abtriebsrad angeordnet ist, (Anspruch 7) und darin, dass die Kuppelzähne des Abtriebsrades und des weiteren Abtriebsrades der da zwischenliegenden Schaltmuffe zugewandt sind und sich die Schaltmuffe dazwischen befindet (Anspruch 8) und schließlich darin, dass die drehfeste aber verschiebbare Verbindung zwischen Schaltmuffe und Antriebswelle eine Linearführung mit Rollkörpern ist (Anspruch 9).If the dome teeth are front teeth, there are structurally advantageous Developments in that the locking disc between the dome teeth and the driven gear is arranged (claim 7) and in that the coupling teeth of the driven gear and the further driven gear there Intermediate shift sleeve facing and the shift sleeve located between (claim 8) and finally in that the non-rotatable but slidable connection between shift sleeve and drive shaft is a linear guide with rolling elements (claim 9).
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen eines Ausfüh rungsbeispieles beschrieben und erläutert. Es stellen dar:In the following the invention is based on illustrations of an embodiment Example described and explained. They represent:
Fig. 1 Eine Ansicht des Erfindungsgegenstandes von aussen, Fig. 1 is a view of the subject invention from the outside,
Fig. 2 Einen Schnitt nach II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section according to II-II in Fig. 1,
Fig. 3 Eine Ansicht nach III in Fig. 1, Fig. 3 is a view according to III in Fig. 1,
Fig. 4 Eine Variante zu Fig. 1. Fig. 4 shows a variant of Fig. 1,.
In Fig. 1 ist eine die Kupplung über ihre ganze Länge durchsetzende An triebswelle mit 1 bezeichnet. Sie ist mit einer achsial verschiebbaren Schaltmuffe 2 drehfest verbunden. Zum Verschieben der Schaltmuffe 2 ist eine Schaltgabel 3 vorgesehen, die um eine Achse 8 schwenkbar oder ge radlinig verschiebbar sein kann. Die Schaltgabel 3 ist der nicht mitdrehende Schaltteil. Beiderseits der Schaltmuffe 2 befinden sich Abtriebsräder, und zwar ein erstes Abtriebsrad 4 und ein zweites Abtriebsrad 5. Unter Rad ist hier ein drehbarer Körper im weiteren Sinne zu verstehen, es kann sich um ein Zahnrad, eine Kurvenscheibe oder irgendein anderes drehendes Ele ment handeln, das einen Aktuator betätigt oder selbst einer ist. Die beiden Abtriebsräder 4, 5 sind koaxial mit der Antriebswelle 1, auf dieser drehbar gelagert und mittels Seegerringen 7 achsial fixiert. Die Drehachse ist mit 6 bezeichnet.In Fig. 1, the clutch penetrating over its entire length to drive shaft is denoted by 1 . It is rotatably connected to an axially displaceable shift sleeve 2 . To shift the shift sleeve 2 , a shift fork 3 is provided, which can be pivoted about an axis 8 or GE radlinig displaceable. The shift fork 3 is the non-rotating shifting part. On both sides of the shift sleeve 2 there are driven wheels, namely a first driven wheel 4 and a second driven wheel 5 . Here, a wheel is to be understood as a rotatable body in the broader sense, it can be a gear wheel, a cam disc or any other rotating element that actuates an actuator or is itself one. The two driven wheels 4 , 5 are coaxial with the drive shaft 1 , rotatably mounted thereon and axially fixed by means of circlips 7 . The axis of rotation is designated 6.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist eine Arretierscheibe 10 erkennbar, die hier mittels einer Büchse 11 mit dem ersten Abtriebsrad 4 drehfest verbunden ist. Die Arretierscheibe 10 besitzt Arretierausnehmungen 12, 14 (Fig. 3), siehe später. Sie kann auch Endanschläge 15 haben, wenn die vorgesehene Dreh bewegung des ersten Abtriebsrades 4 weniger als eine ganze Umdrehung umfaßt und wenn die Endposition genau festzulegen ist. Die Schaltmuffe 2 ist mit dem ersten Abtriebsrad 4, hier unter Zwischenschaltung der Büchse 11, mittels Kuppelzähnen 16, 17 kuppelbar. Sie sind hier in eingerücktem Zustand dargestellt. Die Kuppelzähne 16 sind an der Arretierscheibe 10 und die Kuppelzähne 17 an der Schaltmuffe 2 vorgesehen. Auf der anderen Seite der Schaltmuffe 2 befindet sich eine weitere Arretierscheibe 20, die hier einstückig mit dem zweiten Abtriebsrad 5 ausgebildet ist. Die weitere Arretierscheibe 20 besitzt wieder mindestens eine Arretierausnehmung 21 und ist über die Kuppelzähne 22, 23, erstere an der weiteren Arre tierscheibe 20, zweitere an der Schaltmuffe 2, kuppelbar.In Fig. 2 and Fig. 3 is a locking disc 10 can be seen, which is rotationally fixedly connected here by means of a bush 11 with the first output gear 4. The locking disc 10 has locking recesses 12 , 14 ( Fig. 3), see later. You can also have end stops 15 when the intended rotational movement of the first driven wheel 4 comprises less than an entire revolution and when the end position is to be determined precisely. The shift sleeve 2 can be coupled to the first driven wheel 4 , here with the interposition of the bush 11 , by means of coupling teeth 16 , 17 . They are shown here indented. The coupling teeth 16 are provided on the locking disk 10 and the coupling teeth 17 on the shift sleeve 2 . On the other side of the shift sleeve 2 there is a further locking disk 20 , which is formed here in one piece with the second driven wheel 5 . The further locking disk 20 again has at least one locking recess 21 and can be coupled via the coupling teeth 22 , 23 , the former to the further locking animal disk 20 , the second to the switching sleeve 2 .
Mit der Schaltgabel 3, dem nicht mitdrehenden Schaltteil, ist ein Arretier glied 25 fest, oder zumindest in Achsialrichtung fest, verbunden. Das Arre tierglied 25 wird somit bei Bewegung des Schaltteiles in vorwiegend achsi aler Richtung. Das Arretierglied 25 selbst, in Fig. 1 einstückig mit der Schaltgabel 3, ist ein länglicher Körper, der auf einer Seite einen Arretier zahn und daran anschließend einen Freistich 27 aufweist; am anderen Ende, auf der Seite der weiteren Arretierscheibe 20 hat es einen weiteren Arretier zahn 28 und einen weiteren Freistich 29.With the shift fork 3 , the non-rotating switching part, a locking member 25 is fixed, or at least fixed in the axial direction, connected. The Arre animal member 25 is thus when moving the switching part in predominantly achsi aler direction. The locking member 25 itself, in Figure 1 in one piece with the shift fork 3 , is an elongated body which has a locking tooth on one side and then has an undercut 27 ; at the other end, on the side of the further locking disk 20 , it has a further locking tooth 28 and a further undercut 29 .
Die Schaltgabel 3 greift in eine Ringnut 30 der Schaltmuffe 2 ein, welche mittels einer Linearführung drehfest aber achsial verschiebbar mit der An triebswelle 1 verbunden und auf dieser geführt ist. Diese Verbindung könn te eine gewöhnliche Keilwellenverbindung sein, ist im gezeigten Ausfüh rungsbeispiel aber eine Linearführung, die aus zwei Keilwellenprofilen 31, 32 mit dazwischenliegenden Rollkörpern 33 besonders reibungsarm aus gebildet ist. The shift fork 3 engages in an annular groove 30 of the shift sleeve 2 , which is rotatably but axially displaceably connected to the drive shaft 1 by means of a linear guide and is guided thereon. This connection could be an ordinary spline connection, but in the exemplary embodiment shown, it is a linear guide, which is formed from two spline profiles 31 , 32 with intermediate rolling elements 33 with particularly low friction.
In der Fig. 3 ist die Kupplung in einer Stellung abgebildet, in der das erste Abtriebsrad 4 über die Kuppelzähne 16, 17 mit der Schaltmuffe 2 gekup pelt ist. Die Kuppelzähne 16, 17 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel Stirnklauen, könnten aber auch andere formschlüssige Elemente sein. In der nach links verschobenen Stellung der Schaltmuffe 2 befindet sich das Arretierglied 25 in einer entsprechenden Stellung: Sein Arretierzahn 26 ist außerhalb der ersten Arretierscheibe 10, welche sich im Freistich 27 ent weder ungehindert, oder bis zum Erreichen des Endanschlages 15 drehen kann. Der weitere Arretierzahn 28 am anderen Ende des Arretiergliedes 25 greift in die Arretierausnehmung 21 der weiteren Arretierscheibe 20 ein, sodaß sich diese und mit ihr das zweite Abtriebsrad 5 nicht drehen kann; es ist arretiert.In Fig. 3, the clutch is shown in a position in which the first driven wheel 4 via the coupling teeth 16 , 17 is coupled with the shift sleeve 2 . The coupling teeth 16 , 17 are end claws in the exemplary embodiment shown, but could also be other form-fitting elements. In the position of the shift sleeve 2 shifted to the left, the locking member 25 is in a corresponding position: its locking tooth 26 is outside the first locking disk 10 , which can rotate freely in the undercut 27, either unhindered, or until the end stop 15 is reached . The further locking tooth 28 at the other end of the locking member 25 engages in the locking recess 21 of the further locking disk 20 , so that the latter and with it the second driven wheel 5 cannot rotate; it is locked.
Wird nun, etwa nachdem eine über das erste Abtriebsrad 4 erfolgte Stell bewegung beendet ist, über das zweite Abtriebsrad 5 eine darauffolgende Stellbewegung eingeleitet, so wird die Schaltmuffe 2 und mit ihr das Arre tierglied 25 nach rechts verschoben. Dabei greift der Arretierzahn 26 in ei ne der Arretierausnehmungen 12, 14 (Fig. 3) und arretiert so das erste Ab triebsrad 4. Wenn die über das erste Abtriebsrad erfolgte Stellbewegung aus irgendeinem Grund nicht zu Ende geführt werden konnte, so erreicht keine der Arretierausnehmungen 12, 14 eine Stellung, in der der Arretier zahn 26 in diese eingreifen kann. Dadurch kann das Arretierglied 25 nicht in die der darauf folgenden Stellbewegung entsprechende Stellung bewegt werden, was eine erwünschte Sicherheitsfunktion darstellt.Is now, about after a done via the first driven wheel 4 actuating movement is completed, a subsequent actuating movement is initiated via the second driven wheel 5 , the shift sleeve 2 and with it the locking member 25 is shifted to the right. The locking tooth 26 engages in egg ne of the locking recesses 12 , 14 ( FIG. 3) and thus locks the first drive wheel 4 . If, for any reason, the actuating movement carried out via the first driven wheel could not be completed, none of the locking recesses 12 , 14 reaches a position in which the locking tooth 26 can engage in this. As a result, the locking member 25 cannot be moved into the position corresponding to the subsequent actuating movement, which represents a desired safety function.
Mit der Bewegung des Arretiergliedes 25 nach rechts, wird nicht nur das erste Abtriebsrad 4 arretiert, sondern auch, an deren anderem Ende, der weitere Arretierzahn 28 aus der Arretierausnehmung 21 herausgerückt, bis sich die weitere Arretierscheibe 20 im weiteren Freistich 29 frei drehen kann. Nun kann die darauffolgende Stellbewegung ausgeführt werden.With the movement of the locking member 25 to the right, not only the first driven wheel 4 is locked, but also, at the other end, the further locking tooth 28 is moved out of the locking recess 21 until the further locking disk 20 can rotate freely in the further undercut 29 . The subsequent positioning movement can now be carried out.
Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der oben beschriebenen Kupplung, bei der nur das erste Abtriebsrad 4 beim Auskuppeln gesperrt wird. Entsprechend reduziert sich das Arretierglied 25 auf das Arretierglied 25' und besitzt das zweite Abtriebsrad 5 keine Arretierscheibe. Fig. 4 shows a simplified embodiment of the clutch described above, in which only the first driven wheel 4 is locked when disengaging. Correspondingly, the locking member 25 is reduced to the locking member 25 'and the second driven wheel 5 has no locking disk.
Im Rahmen der Erfindung sind konstruktive Varianten möglich. So kann die Stirnklauenkupplung durch jede beliebige formschlüssige Kupplung ersetzt werden, solange diese nur mittels einer achsialen Bewegung der Schaltmuffe 2 einrückbar ist. Die Abtriebsräder 4, 5 können beliebige um die Achse 6 drehbare Körper sein und die verschiedensten Funktionen aus üben beziehungsweise Aktuatoren antreiben. Arretierglied 25 und Schalt gabel 3 schließlich können in beliebiger Weise miteinander verbunden sein, das Arretierglied 25 könnte im Extremfall ein die gesamte Muffe umge bendes Rohr mit entsprechenden Arretierzähnen und Freistichen sein, die dann Umfangsnuten werden.Structural variants are possible within the scope of the invention. For example, the front dog clutch can be replaced by any positive clutch as long as it can only be engaged by means of an axial movement of the shift sleeve 2 . The driven wheels 4 , 5 can be any bodies that can be rotated about the axis 6 and can perform a wide variety of functions or drive actuators. Locking member 25 and shift fork 3 can finally be connected to one another in any way, the locking member 25 could in extreme cases be a pipe surrounding the entire sleeve with corresponding locking teeth and undercuts, which are then circumferential grooves.
Claims (9)
- a) eine Arretierscheibe (10; 20) drehfest mit dem Abtriebsrad (4; 5) ver bunden ist, welche Arretierscheibe zumindest eine Arretierausnehmung (12, 14; 21) aufweist,
- b) ein Arretierglied (25) mit dem Schaltteil (3) verbunden und verschieb bar ist, das einen Arretierzahn (26; 28) besitzt, der in die Arretierausneh mung (12, 14; 21) der Arretierscheibe (10; 20) eingreift, wenn die Schaltmuffe (2) sich in der der geöffneten Kupplung entsprechenden Stellung befindet und die Arretierausnehmung (12, 14; 21) freigibt, wenn die Kupplung geschlossen ist.
- a) a locking disk ( 10 ; 20 ) is connected to the driven gear ( 4 ; 5 ) in a rotationally fixed manner, which locking disk has at least one locking recess ( 12 , 14 ; 21 ),
- b) a locking member ( 25 ) with the switching part ( 3 ) and is displaceable bar, which has a locking tooth ( 26 ; 28 ) which engages in the locking recess ( 12 , 14 ; 21 ) of the locking disc ( 10 ; 20 ), when the gearshift sleeve ( 2 ) is in the position corresponding to the open clutch and releases the locking recess ( 12 , 14 ; 21 ) when the clutch is closed.
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