DE3243431A1 - Coupling device - Google Patents

Coupling device

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DE3243431A1
DE3243431A1 DE19823243431 DE3243431A DE3243431A1 DE 3243431 A1 DE3243431 A1 DE 3243431A1 DE 19823243431 DE19823243431 DE 19823243431 DE 3243431 A DE3243431 A DE 3243431A DE 3243431 A1 DE3243431 A1 DE 3243431A1
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coupling device
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Corneliu Dipl.-Ing. 7582 Bühlertal Lungu
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

The coupling device (2), which is part, in particular, of a two-speed transmission (3), has a hollow shaft (4), a permanently magnetic armature (15, 16, 17, 18) displaceable in the said shaft, polarised in its longitudinal direction and having wedges (13, 14) arranged at both ends, a magnet coil (19) arranged around the hollow shaft (4), fixed soft-magnetic bodies (21, 22) in the form of annular discs on both sides of the magnet coil (19) and, next to the said bodies on the hollow shaft (4), rotatable coupling sleeves (5, 6) with coupling grooves (7, 8) facing towards the hollow shaft, and coupling balls (11, 12) which are situated in openings (9, 10) in the hollow shaft and are aligned radially to the coupling grooves. In response to a current pulse within the magnet coil (19), the armature (15) displaces the wedge (13) towards one coupling sleeve (5) and hence also displaces the coupling balls (11) radially outwards, bringing about torque transmission between the hollow shaft (4) and the coupling sleeve (5). The soft-magnetic bodies (21, 22) hold the armature (15) and the wedges (13, 14) in the said coupling alignment. A current pulse of the opposite polarity effects a displacement of the armature (15) into the other position, the coupling procedure thereby being reversed. <IMAGE>

Description

upplungsvorrichtungcoupling device

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch das Buch "Die Fahrgestelle der Personenkraftwagen" Gebauer, Buck und Wiecking, Belser Verlag, Stuttgart 1956, ist ein elektromagnetisch betätigbares Stufenschaltgetriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt. Die zum Einkuppeln der einzelnen Gänge bestimmten Elemente bestehen aus einer Hohlwelle, einem in der Hohlwelle axial verschiebbaren Ziehkeil mit zwei Keilschrägen, um die Hohlwelle herum angeordneten Kupplungsmuffen, die gegen die Hohlwelle gerichtete Kupplungsnuten haben und mit Zahnrädern zusammengeformt sind, aus auf die Kupplungsnuten ausgerichteten und in die Hohlwelle eingebohrten Löchern und aus in diese eingelegten Kupplungskugeln. Beim wahlweisen Einkuppeln eines Ganges werden mittels des Ziehkeils die zugeordneten Kupplungskugeln in radialer Richtung auswärts so verschoben, daß sie teilweise aus den Löchern herausragen und in die zugeordneten Kupplungsnuten eingreifen um dadurch Drehmomente übertragen zu können. Entsprechend der Anzahl der fünf Kupplungssteilungen des Ziehkeils sind in koaxialer Ausrichtung zur Hohlwelle neben dieser fünf Magnetspulen angeordnet. Ein Anker, der innerhalb der Magnetspulen verschiebbar ist, ist über eine Stange mit dem Ziehkeil verbunden. Der Anker ist mit einem Kugelrastmechanismus ausgestattet. Innerhalb jeder Magnetspule ist eine Rastvertiefung für die Rastkugel des Rastmechanismus angeordnet. Es stellte sich die Aufgabe, eine einfachere, ebenfalls mit einem axial beweglichen Keil arbeitende Kupplungsvorrichtung insbesondere zum wahlweisen Einschalten von zwei Gängen zu schaffen.PRIOR ART The invention is based on a coupling device according to the genre of the main claim. Through the book "The Chassis of Passenger Cars" Gebauer, Buck and Wiecking, Belser Verlag, Stuttgart 1956, is an electromagnetic Activatable step-change gearbox with four forward gears and one reverse gear known. The elements intended for engaging the individual gears consist of a hollow shaft, a draw key with two bevels that can be axially displaced in the hollow shaft, Coupling sleeves arranged around the hollow shaft, which are directed against the hollow shaft Have coupling grooves and are formed together with gears on the coupling grooves aligned holes drilled into the hollow shaft and from holes inserted into them Coupling balls. When a gear is optionally engaged, the draw key the associated coupling balls moved outward in the radial direction so that they partially protrude from the holes and into the associated coupling grooves intervene in order to be able to transmit torques. According to the number of the five coupling pitches of the draw key are in coaxial alignment to the hollow shaft next to these five magnet coils. An anchor that is within the solenoid coil is displaceable is connected to the draw key via a rod. The anchor is equipped with a ball locking mechanism. Inside each solenoid a locking recess is arranged for the locking ball of the locking mechanism. It posed the task of a simpler one, also working with an axially movable wedge Clutch device in particular for the optional switching on of two gears create.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat die Vorteile, daß eine Magnetspule zum Bewegen des Ankers in zwei Schaltstellungen genügt, daß in jeder dieser Schaltstellungen eine selbsttätige Lagesicherung der Kupplungselemente ohne Verwendung von einer mechanischen Abnützung unterliegenden Bauteilen erfolgt, daß deshalb Stromimpulse zum Kuppeln ausreichen, und daß die Magnetspule klein ausgebildet werden kann. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 geben ein praktisches Ausführungsbeispiel, das einfach und raumsparend aufgebaut ist, an. Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 3 und 4 geben dem gleichen Zweck dienende Alternativlösungen an. Die Alternativlösungen haben zusätzlich den Vorteil, daß die Kupplungskugeln, weil sie wie der Keil ebenfalls aus Magnetfeldlinien konzentrierenden Werkstoffen wie Stahl hergestellt sind, an die Keile angezogen und dort gehalten werden. Dadurch werden bei einer ausgeschalteten Kupplungsstufe die Kupplungskugeln daran gehindert, in die Kupplungsnuten der Kupplungsmuffen einzutauchen und Erschütterungen sowie Geräusche zu verursachen.Advantages of the invention The coupling device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a solenoid to move the armature in two switching positions it is sufficient that in each of these switching positions an automatic position securing of the coupling elements without the use of one Mechanical wear and tear of components takes place that therefore current pulses sufficient for coupling, and that the solenoid can be made small. the Characteristic features of claim 2 give a practical embodiment, which is simple and space-saving. The distinguishing features of the Claims 3 and 4 indicate alternative solutions serving the same purpose. The alternative solutions have the additional advantage that the coupling balls, because they are like the wedge as well are made of materials such as steel that concentrate magnetic field lines the wedges are tightened and held there. This will be when switched off Coupling stage prevented the coupling balls from getting into the coupling grooves of the coupling sleeves immerse and cause vibrations and noises.

Die kennzeichnenden Merkmale gemäß dem Anspruch 5 ergeben einen vorteilhaft kieinen Gesamtaufbau der Kupplungsvorrichtung. Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 6 und 7 geben konkret die Mittel zum Erzeugen von permanentmagnetischen Haltekräften an. Diese Mittel sind einzeln oder miteinander kombiniert anwendbar.The characterizing features according to claim 5 result in an advantageous not an overall structure of the coupling device. The distinguishing features of the Claims 6 and 7 specifically give the means for generating permanent magnetic Holding forces. These agents can be used individually or in combination with one another.

Die kennzeichnenden Merkmale gemäß dem Anspruch 8 bilden die Kupplungsvorrichtung zu einer Sicherheitskupplungsvorrichtung weiter. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9 geben an, wie die Kup.plungsvorrichtung zu einem Zweigang-Getriebe ausgestaltet werden kann.The characterizing features according to claim 8 form the coupling device to a safety coupling device. The distinguishing features of the Claim 9 indicate how the coupling device is configured to form a two-speed transmission can be.

Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiei im Längssc.hnitt, Figur 2 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur. 1 im Querschnitt und Figur 3 ein weites Ausführungsbeispiel.Drawing Two embodiments of the coupling device are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a first exemplary embodiment in the longitudinal section, FIG. 2 the exemplary embodiment according to the figure. 1 in cross section and FIG. 3 shows a further exemplary embodiment.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Kupplungsvorrichtung 2 ist innerhalb eines nweigang-Getriebes 3 angeordnet und. hat eine Hohlwelle ', zwei Kupplungsmuffen 5 und 6 mit radial einwärts offenen Supplungsnuten 7 und. 8, in Ausrichtung zu diesen Kupplungsnuten die Hohlwelle 4 durchziehende lochartige Durchbrüche 9 und 10, Kupplungskugeln 11 und 15, Keile 13 und 14, einen Anker 15, der aus zwei Permanentmagneten 1, 17 und einem zwischen diesen angeordneten weichmagnetischen Zwischenstück 18 besteht, eine ortsfest die Hohlwelle 4 mit einem kleinen Abstand umgebende Magnetspule 19, einen die Magnetspule 19 tragenden Halter 20 , als Ringscheiben ausgebildete weichmagnetische Körper 21, 22 und weitere weichmagnetische Körper 23, 24, die zylindrisch ausgebildet sind.Description of the exemplary embodiments The coupling device 2 is arranged within a low-speed transmission 3 and. has a hollow shaft ', two Coupling sleeves 5 and 6 with radially inwardly open supplement grooves 7 and. 8, in Alignment to these coupling grooves the hollow shaft 4 pulling hole-like openings 9 and 10, coupling balls 11 and 15, wedges 13 and 14, an anchor 15, which consists of two Permanent magnets 1, 17 and a soft magnetic arranged between them Intermediate piece 18 consists, a stationary the hollow shaft 4 with a a small distance surrounding the magnet coil 19, a holder carrying the magnet coil 19 20, magnetically soft bodies 21, 22 designed as annular disks and other magnetically soft bodies Body 23, 24 which are cylindrical.

Das Zweigang-Getriebe 3 hat ein topfförmiges Gehäuseteil 25 und einldeckelartiges Gehäuseteil 26. In dem Gehäuseteil 25 ist eine Antriebswelle 27 gelagert. Gleichachsig zu der Antriebswelle 27 ausgerichtet ist in dem Gehäuseteil 26 eine Abtriebswelle 28 gelagert. Die Hohlwelle 4 ist gleichachsig zur Abtriebswelle ausgerichtet und mit dieser an einem Ende 4a verbunden. Die Antriebswelle 27 weist innerhalb des Gehäuseteils 25 einen Lagerflansch 29 für das an sie angrenzende Ende 4b der Hohlwelle 4 auf. Die Kupplungsmuffen 5 und 6 sind an ihren äußeren Umfängen als Zahnräder 30, 31 ausgebildet und kämmen mit Zahnrädern 32 bzw. 33 die mit einer Vorlegewelle 34 verbunden sind. Die Vorlegewelle 34 ist parallel zur Hohlwelle 4 ausgerichtet und in den Gehäuseteilen 25 und 26 drehbar gelagert.The two-speed transmission 3 has a cup-shaped housing part 25 and a one-way lid Housing part 26. A drive shaft 27 is mounted in the housing part 25. Equiaxed An output shaft is aligned with the drive shaft 27 in the housing part 26 28 stored. The hollow shaft 4 is coaxially aligned with the output shaft and connected to this at one end 4a. The drive shaft 27 has within the Housing part 25 has a bearing flange 29 for the end 4b of the hollow shaft adjoining it 4 on. The coupling sleeves 5 and 6 are on their outer circumference as gears 30, 31 and mesh with gears 32 and 33, respectively, with a countershaft 34 are connected. The countershaft 34 is aligned parallel to the hollow shaft 4 and rotatably mounted in the housing parts 25 and 26.

Die Hohlwelle 4, die Antriebswelle 27 und die Abtriebswelle 28 bestehen aus einem magnetisch neutralen Werkstoff wie Messing oder antimagnetischer Stahl. In die Antriebswelle 27 bzw. die Abtriebswelle 28 sind die weichmagnetischen Körper 23 bzw. 24 eingesetzt. Zwischen diesen weichmagnetischen Körpers 23 und 24 ist der Anker 15 mit den angesetzten Keilen 13, 14 radial beweglich. Infolge der dargestellten Polarisierungen in den Längsrichtungen der beiden Permanentmagnete 16, 17 und der vorzugsweise weichmagnetischen Ausbildung der Keile, wodurch sie Magnetfeldlinien konzentrieren, herrschen zwischen den Keilen 13, 14 und den Körpern 23, 24 Anzugskrafte. Sobald der Anker 15 aus einer Mittelstellung zwischen den beiden Körpern 23, 24 heraus bewegt wird, werden die Kräfte zwischen- den Keilen und zugordneten Körpern ungleich groß, wodurch der Anker 15 nahe den Körpern 23 bzw. 24 eine von zwei möglichen stabilen ndstellungen einnehmen kann, sobald er nur nahe genug an den einen oder anderen Körper herangeführt ist. Die weichmagnetischen Körper 21 und 22 sind koaxial zu der Magnetspule 19 ausgerichtet und werden ebenfalls von dem Spulenhalter 20 gehalten. Zwischen dem Anker 15 mit den Keilen 13 und 14 und jedem der weichmagnetischen Körper 21, 22 herrschen Anzugskräafte. Bei in Mittelstellung befindlichem Anker 15 sind die Anzugskräfte zwischen diesem und den Körpern 21 und 22 jeweils praktisch gleich groß. Wird der Anker 15 aus seiner Mittelstellung herausbewegt, so werden die Kräfte zwischen dem Anker 15 und dem Körper 21 bzw. 22 ungleich groß, wodurch auf den Anker 15 Verschiebekräfte wirken, die die Verschiebung des Ankers 15 weg von seiner ursprünglichen Mittelstellung unterstützen. Die mittels der weichmagnetischen Körper 21 und 22 erzeugten Kräfte bewirken also ebenfalls, daß der Anker 15 in jeder seiner äußeren Endstellungen permanentmagnetisch in seiner Lage stabilisiert wird. rm dargestellten Beispiel wirken die weichmagnetischen Körper 21, 22, 23 und 24 gleichsinnig und unterstützen sich gegenseitig. Es ist aber auch möglich, entweder die Körper 21 und 22 oder 23 und 24 wegzulassen, wenn die stabilisierenden Kräfte einen gewünschten Grenzwert nicht übersteigen sollen.The hollow shaft 4, the drive shaft 27 and the output shaft 28 are made made of a magnetically neutral material such as brass or antimagnetic steel. The soft magnetic bodies are in the drive shaft 27 or the output shaft 28 23 or 24 are used. Between these soft magnetic bodies 23 and 24 is the Armature 15 with the attached wedges 13, 14 is radially movable. As a result of the illustrated Polarizations in the longitudinal directions of the two permanent magnets 16, 17 and the preferably soft magnetic design of the wedges, creating magnetic field lines concentrate, there are attractive forces between the wedges 13, 14 and the bodies 23, 24. Once the anchor 15 from a Middle position between the two Bodies 23, 24 is moved out, the forces between the wedges and associated Bodies of unequal size, whereby the armature 15 close to the bodies 23 and 24 is one of can adopt two possible stable positions as soon as it is just close enough to one or the other body is introduced. The soft magnetic bodies 21 and 22 are coaxially aligned with the solenoid 19 and are also of the bobbin holder 20 held. Between the anchor 15 with the wedges 13 and 14 and attraction forces prevail in each of the soft magnetic bodies 21, 22. When in the middle position located anchor 15 are the tightening forces between this and the bodies 21 and 22 each practically the same size. If the armature 15 is moved out of its central position, so the forces between the armature 15 and the body 21 or 22 are unequal, thereby acting on the armature 15 displacement forces that the displacement of the armature 15 back away from its original center position. The means of the soft magnetic Body 21 and 22 generated forces also cause the armature 15 in each its outer end positions is permanently magnetically stabilized in its position. In the example shown, the soft magnetic bodies 21, 22, 23 and 24 act in the same direction and support each other. But it is also possible either omit the bodies 21 and 22 or 23 and 24 when the stabilizing forces should not exceed a desired limit value.

Die Magnetspule 19 ist in eincm Wicklungssinn gewickelt und hat zwei Anschlußenden 35, 36. Über die Anschiußenden 35, 3b kann die Magnetspule 19 mit Stromimpulsen versorgt werden. Diese Stromimpulse haben, wie dies durch die Symbole und 38 dargestellt ist, unterschiedliche Polaritäten, wodurch mittels der Magnetspule 19 elektromagnetische Felder mit wechselnden Umlaufsinn erzeugt werden. Je nach den Umlaufsinn der Magnetfeldlinien wird der Anker 15 aus seiner Mittelstellung zur Antriebswelle 27 oder zur Abtriebswelle 28 hin verschoben. Ist der Anker in einer dieser Endstellungen, so wird bei geeigneter Polarität der Anker in die jeweils gegenüberliegende Endstellung verschoben.The solenoid 19 is wound in one direction and has two Connection ends 35, 36. Via the connection ends 35, 3b, the magnetic coil 19 can also Current pulses are supplied. These current pulses have, as indicated by the symbols and 38 is shown, different polarities, whereby means the magnetic coil 19 generates electromagnetic fields with alternating directions of rotation will. Depending on the direction of rotation of the magnetic field lines, the armature 15 is out of his Middle position to drive shaft 27 or to output shaft 28 shifted. is the armature in one of these end positions, the armature becomes with suitable polarity moved to the opposite end position.

Eine Verschiebung in Richtung der Antriebswelle 27 bewirkt, wie dies aus der Figur 1 zu entnehmen ist, daß der Keil 13 mittels einer Kegelfläche 39, die in vorteilhafter Weise herstellbar ist, die betreffenden Kupplungskugeln 11 radial auswärts drückt, so daß sie in die Kupplungsmuffe 5 eintauchen und eine ein Drehmoment übertragende Verbindung zwischen der Hohlwelle 4 und Kupplungsmuffe 5 herstellen. Der andere Keil 14 ist dabei soweit in Richtung der Magnetspule 19 verschoben, daß die ihm zugeordneten Kupplungskugeln 12 nicht über den Umfang der Hohlwelle 4 hinausragen. Weil der Keil 14 aus einem Magnetfeldlinien konzentrierenden Werkstoff hergestellt ist, zieht er die Kupplungskugeln dann, wenn diese aus beispielsweise weichmagnetischen Stahl hergestellt sind, gegen eine Kegelfläche 40. Dadurch werden die Kupplungskugeln gehindert, infolge von Schwerkraft oder Fliehkräften radial auswärts zu wandern und unbeabsichtigterweise eine ein Drehmoment übertragende Verbindung zwischen der Hohlwelle 4 und der Kupplungsmuffe 6 zu bewirken. In der dargestellten Stellung des Ankers wird eine Drehbewegung der Antriebswelle 27 über den Lagerflansch 29 auf die mit ihm verbundene Kupplungsmuffe 5 und von dort aus über die Kupplungsnuten 7 und die Kupplungskugeln 11 auf die Hohlwelle 4 und schließlich auf die Abtriebswelle 28 übertragen. Wird der Anker 15 aus der gezeichneten Stellung heraus nach links bewegt, so zieht der Keil 13 die Kupplungskugeln 11 radial einwärts, so daß eine Drehverbindung zwischen der Hohlwelle 4 und der Kupplungsmuffe 5 aufgehoben wird. Bei weiterer Verschiebung des Ankers 15 nach links drückt de-r Keil 14 die Kupplungskugeln 12 radial auswärts, wodurch in der bereits beschriebenen Weise eine verdrebfeste Verbindung zwischen der Hohlwelle 4 und der Kupplungsmuffe 6 stattfindet. Die Drehmomentübertragung erfolgt dadurch von der Antriebswelle 27 über Zahnräder 30, 32, die Vorlegewelle 34 und Zahnräder 33 und 31, die Kupplungsmuffe 6 und die Kupplungskugeln 12 auf die Hohlwelle 4 und die Abtriebswelle 28.A shift in the direction of the drive shaft 27 causes like this from Figure 1 it can be seen that the wedge 13 by means of a conical surface 39, which can be produced in an advantageous manner, the relevant coupling balls 11 presses radially outward so that they dip into the coupling sleeve 5 and a Torque-transmitting connection between the hollow shaft 4 and coupling sleeve 5 produce. The other wedge 14 is shifted so far in the direction of the solenoid 19, that the coupling balls 12 assigned to it do not extend over the circumference of the hollow shaft 4 protrude. Because the wedge 14 is made of a material concentrating magnetic field lines is made, he pulls the coupling balls when they are out, for example Soft magnetic steel are made against a conical surface 40. This will be the coupling balls hindered due to gravity or centrifugal forces radially to wander outward and inadvertently create a torque transmitting connection to effect between the hollow shaft 4 and the coupling sleeve 6. In the illustrated Position of the armature is a rotary movement of the drive shaft 27 over the bearing flange 29 to the coupling sleeve 5 connected to it and from there over the coupling grooves 7 and the coupling balls 11 on the hollow shaft 4 and finally on the output shaft 28 transferred. If the armature 15 moves from the position shown to the left moves, the wedge 13 pulls the coupling balls 11 radially inward, so that a The rotary connection between the hollow shaft 4 and the coupling sleeve 5 is canceled will. When the armature 15 is shifted further to the left, the wedge 14 presses the coupling balls 12 radially outwards, whereby a torsion-proof in the manner already described Connection between the hollow shaft 4 and the coupling sleeve 6 takes place. The torque transmission takes place thereby from the drive shaft 27 via gears 30, 32, the countershaft 34 and gears 33 and 31, the coupling sleeve 6 and the coupling balls 12 the hollow shaft 4 and the output shaft 28.

Wie in der Figur 2 dargestellt, sind die Kupplungsnuten 7 und 8 so geformt, daß diejenigen ihrer Begrenzungsflächen 41, die der Drehmomentübertragung dienen, so relativ zu einer -gedachten Verbindungslinie zwischen der Langsachse des Keils 13 bzw. 14 und der Mitte der betreffenden Kupplungskugel geneigt ist, daß sowohl in Umfangsrichtung als auch radial gegen die Achse des Keils 13 bz-w. gerichtete Kraftkomponenten entstehen. Dadurch wird sichergestellt, daß bei einem Zurückziehen des Keils 13 bzw. 14 auf jeden Fall eine Drehmomentübertragung dadurch beendet wird, daß die Kupplungskugeln 11 bzw. 12 radial einwärts verschoben werden. Bei einer bestimmten Ausrichtung der Begrenzungsflächen 41 und einer geeigneten Wahl des Steigungswinkels der Kegelfläche 39 bzw. 40 sowie geeigneter Bemessung der permanentmagnetischen Kräfte auf den Anker 15 wirkt die Kupplungsvorrichtung 2 als Sicherheitskup-plung.As shown in Figure 2, the coupling grooves 7 and 8 are like this shaped that those of their boundary surfaces 41, the torque transmission serve, so relative to an imaginary connecting line between the longitudinal axis of the wedge 13 or 14 and the center of the coupling ball in question is inclined, that both in the circumferential direction and radially against the axis of the wedge 13 or -w. directed force components arise. This ensures that with a Withdrawal of the wedge 13 or 14 in any case results in a torque transmission is ended that the coupling balls 11 and 12 are displaced radially inward. With a certain alignment of the boundary surfaces 41 and a suitable one Choice of the angle of inclination of the conical surface 39 or 40 and suitable dimensioning The coupling device acts on the permanent magnetic forces on the armature 15 2 as a safety coupling.

Anstelle der Zahnräder 30, 31, 32, 33 könnten auch drei Kegelräder angeordnet werden, von denen jeweils eines mit den Kupplungsmuffen 5 bzw. b vereinigt ist, und von denen das dritte dazwischen angeordnet ist und mit den beiden zuerst genannten kämmt. Durch diese Maßnahme würde das Zweigang-Getriebe in ein Wendegetriebe umgebaut. Falls lediglich eine Drehmomente übertragende Kupplungsvorrichtung für einen Drehmomenteübertragungsweg erforderlich ist, so werden, wie dies in der Figur 3 dargestellt ist, die zweite Kupplungsmuffe 6, die Zahnräder 30, 31, 32, 33 und Vorlegewelle 34 weggelassen.Instead of the gears 30, 31, 32, 33, three bevel gears could also be used are arranged, one of which is combined with the coupling sleeves 5 and b is, and of which the third is interposed and with the two first mentioned combs. By this measure would the two-speed transmission converted into a reverse gear. If only a torque transmitting coupling device is required for a torque transmission path, as shown in FIG Figure 3 is shown, the second coupling sleeve 6, the gears 30, 31, 32, 33 and countershaft 34 omitted.

Ergänzend wird noch daraufhin gewiesen, daß anstelle der beiden Permanentmagnete 16, 17 und des Zwischenstücks 18 ein einziger Stab, der an seinen Enden Südpole und im Bereich seiner Mitte einen gemeinsamen Nordpol oder umgekehrt aufweist, eingebaut werden kann. Des weiteren ist es auch möglich, die Teile 13 und 14 direkt an einen solchen Stab anzuformen. Es besteht auch wieder wie im zuerst beschriebenen Beispiel die Möglichkeit, die weichmagnetischen Körper 21, 22, 23 und 24 wahlweise oder gemeinsam anzuordnen.In addition, it is pointed out that instead of the two permanent magnets 16, 17 and the intermediate piece 18 a single rod, the south poles at its ends and has a common north pole or vice versa in the area of its center can be. Furthermore, it is also possible to attach the parts 13 and 14 directly to a to form such a rod. It also exists again as in the example described first the possibility of the soft magnetic bodies 21, 22, 23 and 24 either or together to arrange.

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Claims (9)

Ansprüche Kupplungsvorrichtung zum wahlweisen Kuppeln von Drehmomente übertragenden Elementen, insbesondere für ein Stufenschaltgetriebe, mit einer Hohlwelle und wenigstens einer um die Hohlwelle drehbaren Kupplungsmuffe, die zur Hohlwelle offene nutartige Kupplungsausnehmungen hat, mit in der Wandung der Hohlvelle angeordneten lochartigen Durchbrüchen, in die upplungskugeln eingelegt sind, die mit den Kupplungsausnehmungen zusammenwirken, und mit wenigstens einem innerhalb der Hohlwelle längsverschiebbaren Keil, der die Kupplungskugeln radial aus den Durchbrüchen der Hohlwelle teilweise heraus in die Kupplungsausnehmungen schiebt und mit einem elektromagnetischen Antrieb, dessen koaxial zu dem Keil ausgerichteter Anker mit diesem in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker 215) des elektromagnetlschen Antrieos (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 2, 24) als Permanentmagnetanker ausgebildet ist und wenigstens in einer Schaltstellung permanentmagnetisch in seiner Lage gesichert ist und durch Umpolen eines dem elektrischen Antrieb (19) zugeführten Betätigungsstroms zwischen zwei Schaltstellungen hin und her bewegbar ist. Claims coupling device for the optional coupling of torques transmitting elements, in particular for a multi-step transmission, with a hollow shaft and at least one coupling sleeve which can be rotated about the hollow shaft and which connects to the hollow shaft Has open groove-like coupling recesses, with arranged in the wall of the hollow shaft Hole-like breakthroughs in which coupling balls are inserted with the coupling recesses cooperate, and with at least one longitudinally displaceable within the hollow shaft Wedge that partially removes the coupling balls radially from the openings in the hollow shaft pushes out into the coupling recesses and with an electromagnetic drive, its armature, which is aligned coaxially with the wedge, is in drive connection therewith stands, characterized in that the armature 215) of the electromagnetic drive (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 2, 24) is designed as a permanent magnet armature and permanently magnetically secured in its position at least in one switching position and by reversing the polarity of an actuating current supplied to the electric drive (19) can be moved back and forth between two switching positions. 2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) innerhalb der Hohlwelle (4) verschiebbar ist, daß eine dem Anker (15) zugeordnete Magnetspule (19), die die Hohlwelle- (4) mit einem Luftspalt umgibt, ortsfest angeordnet ist, und daß wenigstens neben einem Ende der Magnetspule (19) wenigstens ein weichmagnetischer Körper (21, 22, 23, 24) angeordnet ist, der den; Anker bezüglich der Hohlwelle (4) in dessen Schaltstellungen festhält.2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the armature (15) is displaceable within the hollow shaft (4) that one of the armature (15) associated magnetic coil (19) which surrounds the hollow shaft (4) with an air gap, is arranged stationary, and that at least next to one end of the magnetic coil (19) at least one soft magnetic body (21, 22, 23, 24) is arranged, which the; Armature with respect to the hollow shaft (4) holds in its switching positions. 3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Keil (13, 14) direkt mit dem Anker (15) verbunden ist und aus einem Magnetfeldlinien konzentrierenden Werkstoff wie weichmagnetischem Stahl besteht, und daß die Kupplungskugeln (11, 12) ebenfalls aus einem solchen Werkstoff bestehen.3. Coupling device according to claim 2, characterized in that at least one wedge (13, 14) is connected directly to the armature (15) and consists of one Material that concentrates magnetic field lines, such as soft magnetic steel, and that the coupling balls (11, 12) also consist of such a material. 4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) und wenigstens ein Keil (13-, 14) einstückig ausgebildet ist, und daß die Kupplungskugeln (11, 12) aus einem insbesondere weichmagnetischen Werkstoff bestehen.4. Coupling device according to claim 2, characterized in that the anchor (15) and at least one wedge (13-, 14) is integrally formed, and that the coupling balls (11, 12) made of a particularly soft magnetic material exist. 5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, d-adurch gekennzeichnet, daß der Anker in seiner Längsrichtung zweifach polarisiert ist mit einer solchen Polfolge, daß sich an den Ankerenden Pole mit gleichem Namen und dazwischen die zugeordneten Gegenpole befinden, und daß die Magnetspule (19) kürzer als der Anker (15 ? ist.5. Coupling device according to claim 1, characterized by, that the anchor is polarized twice in its longitudinal direction with such a Pole sequence, that at the anchor ends there are poles with the same name and between the associated opposite poles are located, and that the magnetic coil (19) is shorter than the armature (15? Is. 6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Körper (21, 22) als eine die Hohlwelle (a) mit einem Luftspalt umgebende Ringscheibe ausgebildet und in einer Ebene, die normal zur Achse der Hohlwelle liegt, ausgerichtet ist.6. Coupling device according to claim 2, characterized in that the soft magnetic body (21, 22) as a hollow shaft (a) with an air gap surrounding washer and formed in a plane normal to the axis of the hollow shaft is aligned. 7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Körper (23, 24) axial zum Anker (15) ausgerichtet ist.7. Coupling device according to claim 2, characterized in that the soft magnetic body (23, 24) is aligned axially to the armature (15). 8. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einkuppelstellung die geneigte Kegelfläche (39,o) des Keils (13, 14) gegen die Kupplungskugeln (11, 12) anliegt, und daß die Kupplungsausnehmungen (7, 8; bei Drehmomentübertragung die Kuppiungskugeln gegen die geneigte Kegelfläche (39, 40) drücken.8. Coupling device according to claim 2, characterized in that in the coupling position the inclined conical surface (39, o) of the wedge (13, 14) against the coupling balls (11, 12) rests, and that the coupling recesses (7, 8; at Torque transmission the coupling balls against the inclined conical surface (39, 40) to press. 9. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) an beiden Enden mit Keilen (13, 14) versehen ist, und daß beiderseits der Magnetspule (19) Kupplungsmuffen (5, 6) angeordnet sind, daß jede Kupplungsmuffe mit einem gleichachsig ausgerichteten Zahnrad (30, 31) verbunden ist, und daß parallel zur Hohlwelle (4) eine Vorlegewelle (34) mit zwei Zahnrädern (32, 33), die mit den zuerst genannten im Eingriff sind, gelagert ist.9. Coupling device according to claim 2, characterized in that the anchor (15) is provided with wedges (13, 14) at both ends, and that on both sides the magnetic coil (19) coupling sleeves (5, 6) are arranged that each coupling sleeve is connected to a coaxially aligned gear (30, 31), and that parallel to the hollow shaft (4) a countershaft (34) with two gears (32, 33), which with the the first mentioned are engaged, is stored.
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