WO2009112196A1 - Koppelvorrichtung - Google Patents

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WO2009112196A1
WO2009112196A1 PCT/EP2009/001562 EP2009001562W WO2009112196A1 WO 2009112196 A1 WO2009112196 A1 WO 2009112196A1 EP 2009001562 W EP2009001562 W EP 2009001562W WO 2009112196 A1 WO2009112196 A1 WO 2009112196A1
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WO
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axial
guide
coupling device
guide body
sliding sleeve
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PCT/EP2009/001562
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Andreas MÜLLER
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Daimler Ag
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    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
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    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2023/0618—Details of blocking mechanism comprising a helical spring loaded element, e.g. ball

Definitions

  • the invention relates to a coupling device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is in particular the object of reducing noise. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the coupling device has an axial guide unit with at least one first guide body and at least one special axial guide track.
  • an axial guidance unit By means of an axial guidance unit according to the invention, an axial play can be reduced, as a result of which noises, in particular during operation, can be reduced.
  • a "special axial guide track” is to be understood as meaning, in particular, a shape designed specifically for the guide body and deviating from a standard tooth shape, such as a recess, for example from one Standard recess between two teeth deviates.
  • An "axial guidance unit” is to be understood in particular as meaning a guidance unit which guides the sliding sleeve in an axial direction and in particular stabilizes in a radial direction.
  • the coupling device has at least three guide bodies, which are arranged distributed uniformly in the circumferential direction. As a result, the synchronizing body and the sliding sleeve can be easily aligned radially to each other.
  • the axial guide track is arranged on a tooth tip of the axial toothing.
  • the axial guide track preferably has a recess which extends over a length of a tooth on which the axial guide track is arranged.
  • the recess of the axial guide track has a triangular contour, a linear or a circular contour.
  • the guide body has a pressure body. This allows a simple and inexpensive Axial outsaku be realized.
  • the axial guide track is arranged on the axial toothing of the sliding sleeve. As a result, the guide body can be guided with low friction.
  • the guide body is arranged in a recess of the synchronizing body. Thereby, the guide body can be easily arranged.
  • the guide body is arranged in each case between two adjacent teeth of the axial toothing. As a result, the guide body can advantageously be supported in the axial guide track.
  • the guide body has at least one spring element. As a result, it is easy to generate a force for guiding the sliding sleeve, in particular a radially acting force which particularly advantageously stabilizes the coupling device.
  • the guide body has at least one ball.
  • the sliding sleeve can be guided by the guide body particularly low friction.
  • the coupling device has a second special axial guide track and a second guide body, which forms a first guide body pair with the first guide body.
  • the coupling device preferably has a second guide body pair with a third guide body and a fourth guide body.
  • a coupling device can be provided in a particularly simple manner, in particular with noises reduced in operation.
  • a position of the sliding sleeve can be stabilized particularly advantageous.
  • the guide bodies are offset in at least one projection plane are arranged to each other.
  • a tumbling of the sliding sleeve and the noise caused by the tumbling can be easily reduced.
  • a tooth engagement between the axial toothing of the sliding sleeve and the axial toothing of the synchronizing body can thereby be optimized, whereby in particular an undesired axial displacement can be counteracted.
  • a tooth engagement in a deposit of the axial toothing can thereby be optimized.
  • a “projection plane” is to be understood as meaning a plane that has projections of components,
  • the guide bodies are offset in two projection planes, which makes it particularly easy to reduce the noises that occur due to wobbling two axially offset guide bodies, which are arranged distributed uniformly in the circumferential direction., This allows the sliding sleeve constantly centered, the tumbling and jamming can be prevented.
  • the axial guide track has a return element, which is intended to reduce a restoring force.
  • a friction force occurring during the return of the sliding sleeve can be reduced and the efficiency of the coupling device can be increased.
  • the axial guide path has at least one latching device, which is intended to lock the guide body in at least one switching position.
  • the locking device has at least one Notch on, in which the guide body can engage.
  • the notch is formed as a groove with a triangular contour or as a recess with a cylindrical or spherical shape.
  • the axial guide track for each possible switching position on a locking device.
  • the coupling device has at least one limiting device, which is provided to limit an axial displacement of the sliding sleeve.
  • an axial displacement of the sliding sleeve can be limited in a neutral switching position in a simple manner.
  • the limiting device is arranged between the guide bodies.
  • the play between the sliding sleeve and the synchronizing body can be reduced particularly advantageous.
  • distances between the limiting device and each one guide body are the same. This allows the sliding sleeve simply stabilized.
  • Fig. 1 is a partial view of a cross section of a
  • FIG. 2 shows a partial view of a further cross-sectional section of the coupling device in a projection plane
  • FIG. 3 shows a perspective view of a part of FIG
  • FIG. 4 is a partial view of a cross section of another
  • FIG. 5 is a partial view of another cross section of a
  • FIG. 1 shows a partial view of a cross section of a coupling device.
  • the coupling device has a synchronizing body 10a with an outwardly directed axial toothing IIa, a sliding sleeve 12a with an inwardly directed axial toothing 13a and a limiting device 33a.
  • the synchronizing body 10a and the sliding sleeve 12a are arranged coaxially and rotationally fixed to each other.
  • the axial toothing 13a of the radially outer sliding sleeve 12a engages in the axial toothing IIa of the synchronizing body 10a.
  • the synchronizing body 10a and the sliding sleeve 12a are rotatably connected to each other.
  • the sliding sleeve 12a is arranged axially displaceable.
  • the limiting device 33a is arranged in a recess 37a in the synchronizing body 10a.
  • the limiting device 33a has a pressure element 51a and a compression spring element 52a.
  • the compression spring element 52a presses the pressure element 51a of the limiting device 33a into a limiting recess 38a of a delimiting tooth 39a of the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a.
  • limiting devices which are designed analogously to the limiting device 33a.
  • the other two limiting devices are each offset by an angle of 120 degrees to the limiting device 33a in the synchronizing body 10a.
  • the coupling device has an axial guide unit 14a with three guide body pairs, of which a guide body pair 28a is shown.
  • the other two guide body pairs, not shown, are configured analogously to the guide body pair 28a.
  • Guide body pair 28a has a first and a second guide body 15a, 16a.
  • the axial guide unit 14a guides the sliding sleeve 12a on the synchronizing body 10a in an axial direction 41a.
  • the axial guide tracks 19a are arranged on a respective tooth tip 21a of the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a.
  • the guide bodies 15a, 16a each have a pressure body 22a.
  • the guide bodies 15a, 16a are arranged in recesses 23a and in each case between two adjacent teeth 24a, 25a of the axial toothing IIa of the synchronizing body 10a.
  • the guide bodies 15a, 16a are each supported in the corresponding axial guide track 19a, the are arranged on the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a, from.
  • the recesses 23a which receive the guide bodies 15a, 16a with a spring element 26a and a ball 27a, are introduced into the synchronizing body 10a.
  • the spring element 26a pushes the ball 27a of the respective guide body 15a, 16a into a corresponding axial guide track 19a.
  • the ball 27a and the spring element 26a are arranged in a common sleeve 53a.
  • the sleeve 53a has a narrowed diameter in the region of the ball which is smaller than a diameter of the ball. As a result, the ball is radially secured in the sleeve 53 a against jumping out.
  • the pre-assembled with the ball 27a and the spring sleeve 53a is pressed into the synchronizing body 10a.
  • the axial guide tracks 19a have an inwardly directed recess 44a with a triangular contour 45a. Other contours, such as an untreated tooth head or a circular contour of the axial guide track, are also
  • the first guide body 15a and the second, analogously executed guide body 16a form the guide body pair 28a.
  • the limiting device 33a is arranged between the first guide body 15a and the second guide body 16a.
  • the restricting device 33a has an equal distance 34a to each of the guide bodies 15a, 16a of the guide body pair 28a.
  • Between the first guide body 15a and the limiting device 33a is a tooth 36a of the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a and between the second guide body 16a and the limiting device 33a is also a tooth of the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a.
  • the two guide bodies 15a, 16a of the guide body pair 28a are offset from one another in two projection planes 30a arranged.
  • the first projection plane lies parallel to the cross section of the coupling device in FIG. 1.
  • the second projection plane 30a is arranged perpendicular to the first projection plane.
  • the first projection plane shows an offset of the guide bodies 15a, 16a in the circumferential direction.
  • the second projection plane shows an offset of the guide bodies 15a, 16a in the axial direction 41a.
  • the coupling device has a neutral switching position and two loaded switching positions. In the loaded switching positions, the sliding sleeve 12a is arranged axially offset from the synchronizing body 10a.
  • the guide body pair 28a is associated with the limiting device 33a.
  • the guide bodies 15a, 16a of the guide body pair 28a are arranged in pairs offset axially relative to one another (cf., FIG. 2). Occurring forces in a radial direction 46a can be compensated by the guide bodies 15a, 16a.
  • the guide body pair 28a With the guide body pair 28a with the two axially offset guide bodies 15a, 16a and the other two, not shown guide body pairs a radial displacement, tilting and rotation of the sliding sleeve 12a is reduced.
  • FIG. 2 shows a partial view of a further cross section of the synchronizing body 10a.
  • the cross section is arranged parallel to the projection plane 30a.
  • the synchronizing body 10a has the recess 23a, which receives the first guide body 15a with the spring element 26a and the ball 27a. Axially offset from the first guide body 15a, the second guide body 16a is arranged in a plane parallel to the cross section and the projection plane 30a.
  • FIG. 3 shows a partial view of the sliding sleeve 12a.
  • the partial view of the sliding sleeve 12a shows the two Axialf ⁇ hrungsbahnen 19a on the tooth tips 21a of the axial toothing 13a of the sliding sleeve 12a and the limiting tooth 39a.
  • the two analogously configured axial guide tracks 19a have the triangular contour 45a and occupy an entire length of the respective tooth tip 21a.
  • the limiting tooth 39a has a center
  • Limiting recess 38a on.
  • the limiting recess 38a which has a width 40a larger than a width of the pressing member 51a, receives the pressing member 51a and restricts the axial displacement of the sliding sleeve 12a in the neutral position.
  • the pressing member 51a is used for pre-synchronization.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of the coupling device.
  • the letter a in the reference numerals of the embodiment in Figures 1, 2 and 3 is replaced by the letter b in the reference numerals of the embodiment in Figures 4 and 5.
  • the following description is limited essentially to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1, 2 and 3, wherein reference can be made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1, 2 and 3 with regard to components, features and functions remaining the same.
  • FIG. 4 shows a further partial view of a cross-section of a coupling device which has a synchronizing body 10b, a sliding sleeve 12b and a limiting device 33b.
  • the coupling device has a first guide body pair 28b with a first guide body 15b and a second guide body 16b.
  • the coupling device has a second guide body pair 29b with a third guide body 17b and a fourth guide body 18b.
  • the guide bodies 17b, 18b of the second guide body pair 29b are also arranged on both sides of the limiting device 33b.
  • two axial guide tracks 19b, 20b are arranged on the sliding sleeve 12b opposite the guide bodies 17b, 18b of the second guide body pair 29b.
  • the limiting device 33b has equal distances 34b, 35b to the guide bodies 15b, 16b, 17b, 18b of a guide body pair 28b, 29b.
  • the distance 34b to the guide bodies 15b, 16b of the first guide body pair 28b is smaller than the distance 35b to the guide bodies 17b, 18b of the second guide body pair 28b.
  • Between each guide body 17b, 18b of the second pair of guide body 29b are three teeth 36b of an axial toothing 13b of the sliding sleeve 12b.
  • the axial guide tracks 19b of the first guide body pair 28b have a triangular contour 45b.
  • the axial guide tracks 20b of the second guide body pair 29b have a circular contour 47b.
  • FIG. 5 shows a cross section of the sliding sleeve 12b of the coupling device.
  • the cross section extends in an axial direction 41b through one of the axial guide tracks 20b.
  • the Axial arrangementsbahn 20b of the sliding sleeve 12b has a return element 31b, which reduces a restoring force. The restoring force is applied in order to adjust the sliding sleeve 12b from a loaded switching position to an unloaded switching position.
  • the Axial Resultsbahn 20b tapers from outside to inside on both sides.
  • the tooth 36b which has the Axial Equipmentsbahn 20b, has a height 48b, which decreases linearly from outside to inside and is smallest in a center 43b.
  • a change in the height 48b may be described by two angles 49b, 50b located on both sides of the center 43b, tapering and having a value between 0 degrees and 15 degrees.
  • the angles 49b, 50b are the same.
  • the axial guide track 20b has a latching device 32b.
  • the latching device 32b is formed by two triangular notches 42b in the axial guide track.
  • the latching device 32b receives a ball 27b of the guide body 17b, 18b in the loaded switching position and engages the guide body 17b, 18b.
  • the notches 42b of the latching devices 32b are arranged on the outside of the axial guide track 20b offset from the center 43b of the sliding sleeve 12b.

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Koppelvorrichtung mit einem Gleichlauf körper (10a; 10b), der eine Axialverzahnung (11a; 11b) aufweist, und einer Schiebemuffe (12a; 12b), die eine Axialverzahnung (13a; 13b) aufweist und die zu dem Gleichlauf körper (10a; 10b) axial verschiebbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine Axialführungseinheit (14a; 14b) mit wenigstens einem Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) und wenigstens einer speziellen Axialfϋhrungsbahn (19a; 19b, 20b) aufweist.

Description

KoppelVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Koppelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Koppelvorrichtungen mit einem Gleichlaufkörper, der eine Axialverzahnung aufweist, und mit einer Schiebemuffe, die eine Axialverzahnung aufweist und die zu dem Gleichlaufkörper axial verschiebbar ist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, Geräusche zu reduzieren. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine Axialführungseinheit mit wenigstens einem ersten Führungskörper und wenigstens einer speziellen Axialführungsbahn aufweist. Mittels einer erfindungsgemäßen Axialführungseinheit kann ein axiales Spiel verringert werden, wodurch Geräusche, insbesondere im Betrieb, verringert werden können. Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden. Unter einer „speziellen Axialführungsbahn" soll insbesondere eine von ihrer Form speziell auf den Führungskörper ausgelegte und von einer Standardzahnform abweichende Formgebung verstanden werden, wie beispielsweise eine Ausnehmung, die von einer Standardausnehmung zwischen zwei Zähnen abweicht. Unter einer „Axialverzahnung" soll insbesondere eine in axialer Richtung verlaufende Verzahnung verstanden werden. Unter einer „Axialführungseinheit" soll insbesondere eine Führungseinheit verstanden werden, die die Schiebemuffe in einer axialen Richtung führt und insbesondere in einer radialen Richtung stabilisiert. Vorteilhafterweise weist die Koppelvorrichtung mindestens drei Führungskörper auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dadurch können der Gleichlaufkörper und die Schiebemuffe einfach radial zueinander ausgerichtet werden.
Vorzugsweise ist die Axialführungsbahn auf einem Zahnkopf der Axialverzahnung angeordnet. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Axialführungseinheit hergestellt werden. Die Axialführungsbahn weist vorzugsweise eine Ausnehmung auf, die sich über eine Länge eines Zahns, auf dem die Axialführungsbahn angeordnet ist, erstreckt. Beispielsweise weist die Ausnehmung der Axialführungsbahn eine dreieckige Kontur, eine lineare oder eine kreisförmige Kontur auf.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Führungskörper einen Druckkörper aufweist. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Axialführungseinheit realisiert werden.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Axialführungsbahn auf der Axialverzahnung der Schiebemuffe angeordnet ist. Dadurch kann der Führungskörper reibungsarm geführt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Führungskörper in einer Ausnehmung des Gleichlaufkörpers angeordnet ist. Dadurch kann der Führungskörper einfach angeordnet werden. Vorteilhafterweise ist der Führungskörper jeweils zwischen zwei benachbarten Zähnen der Axialverzahnung angeordnet. Dadurch kann sich der Führungskörper in der Axialführungsbahn vorteilhaft abstützen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Führungskörper zumindest ein Federelement aufweist. Dadurch kann einfach eine Kraft zu der Führung der Schiebemuffe erzeugt werden, insbesondere eine radial wirkende Kraft, die die Koppelvorrichtung besonders vorteilhaft stabilisiert.
Vorteilhafterweise weist der Führungskörper zumindest eine Kugel auf. Dadurch kann die Schiebemuffe mittels des Führungskörpers besonders reibungsarm geführt werden. Insbesondere wird dabei vorgeschlagen, die Kugel und die Druckfeder in einer gemeinsamen Hülse anzuordnen, die dazu vorgesehen ist, die Kugel zu führen und insbesondere radial zu sichern. Durch eine derartige Hülse können die Druckfeder und die Kugel besonders einfach montiert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine zweite spezielle Axialführungsbahn und einen zweiten Führungskörper aufweist, der mit dem ersten Führungskörper ein erstes Führungskörperpaar bildet. Dadurch kann die Schiebemuffe besonders einfach stabilisiert werden.
Vorzugsweise weist die Koppelvorrichtung ein zweites Führungskörperpaar mit einem dritten Führungskörper und einem vierten Führungskörper auf. Dadurch kann eine Koppelvorrichtung mit insbesondere in einem Betrieb reduzierten Geräuschen besonders einfach bereitgestellt werden. Mittels der zwei Führungskörperpaare kann eine Lage der Schiebemuffe besonders vorteilhaft stabilisiert werden.
Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, dass die Führungskörper in zumindest einer Projektionsebene versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch kann ein Taumeln der Schiebemuffe und die durch das Taumeln auftretenden Geräusche einfach reduziert werden. Insbesondere kann dadurch ein Zahneingriff zwischen der Axialverzahnung der Schiebemuffe und der Axialverzahnung des Gleichlaufkörpers optimiert werden, wodurch insbesondere einer ungewollten axialen Verschiebung entgegengewirkt werden kann. Insbesondere kann dadurch ein Zahneingriff in eine Hinterlegung der Axialverzahnung optimiert werden.
Unter einer „Projektionsebene" soll eine Ebene verstanden werden, die Projektionen von Bauteilen aufweist. Vorzugsweise sind die Führungskörper in zwei Projektionsebenen versetzt zueinander angeordnet. Dadurch können die durch das Taumeln auftretenden Geräusche besonders einfach reduziert werden. Vorteilhaft weist die Koppelvorrichtung mindestens drei Führungskörperpaare mit jeweils zwei axial zueinander versetzten Führungskörpern auf, die gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Dadurch kann die Schiebemuffe ständig zentrisch ausgerichtet, das Taumeln und ein Verklemmen verhindert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Axialführungsbahn ein Rückstellelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Rückstellkraft zu verringern. Dadurch kann eine während der Rückstellung der Schiebemuffe auftretende Reibkraft reduziert und der Wirkungsgrad der Koppelvorrichtung erhöht werden.
Vorzugsweise weist die Axialführungsbahn zumindest eine Rastvorrichtung auf, die dazu vorgesehen ist, den Führungskörper in zumindest einer Schaltstellung einzurasten. Dadurch kann insbesondere eine unbeabsichtigte axiale Verschiebung auf einfache Weise verhindert werden. Vorteilhafterweise weist die Rastvorrichtung zumindest eine Kerbe auf, in der der Führungskörper einrasten kann. Beispielsweise ist die Kerbe als eine Nut mit einer dreieckigen Kontur oder als eine Ausnehmung mit einer zylinderförmigen oder kugelförmigen Form ausgebildet. Besonders vorteilhaft weist die Axialführungsbahn für jede mögliche Schaltstellung eine Rastvorrichtung auf. Dadurch können unterschiedliche ungewollte axiale Verschiebungen und damit insbesondere ein Gangspringen vorteilhaft verhindert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung zumindest eine Begrenzungsvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe zu begrenzen. Dadurch kann auf einfache Weise eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe in einer neutralen Schaltstellung begrenzt werden.
Vorzugsweise ist die Begrenzungsvorrichtung zwischen den Führungskörpern angeordnet. Dadurch kann das Spiel zwischen der Schiebemuffe und dem Gleichlaufkörper besonders vorteilhaft reduziert werden.
Vorzugweise sind Abstände zwischen der Begrenzungsvorrichtung und jeweils einem Führungskörper gleich. Dadurch kann die Schiebemuffe einfach stabilisiert werde.
Weiter wird vorgeschlagen, dass höchstens acht Zähne der Axialverzahnung zwischen dem Führungskörper und der Begrenzungsvorrichtung liegen. Dadurch kann besonders einfach ein Kippen und/oder das Verklemmen der Schiebemuffe vermieden werden. Vorteilhaft ist ein Abstand von höchstens vier Zähnen und besonders vorteilhaft ist ein Abstand von höchsten zwei Zähnen. Grundsätzlich ist aber auch ein größerer Abstand möglich. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht eines Querschnitts einer
Koppelvorrichtung mit einem Gleichlaufkörper, einer
Schiebemuffe, einer Begrenzungsvorrichtung und einem
Führungskörperpaar, Fig. 2 eine Teilansicht eines weiteren Querschnittschnitts der Koppelvorrichtung in einer Projektionsebene, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teils der
Schiebemuffe, Fig. 4 eine Teilansicht eines Querschnitts einer weiteren
Koppelvorrichtung mit zwei Führungskörperpaaren und Fig. 5 eine Teilansicht eines weiteren Querschnitts einer
Schiebemuffe der weiteren Koppelvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Teilansicht eines Querschnitts einer Koppelvorrichtung. Die Koppelvorrichtung weist einen Gleichlaufkörper 10a mit einer nach außen gerichteten Axialverzahnung IIa, eine Schiebemuffe 12a mit einer nach innen gerichteten Axialverzahnung 13a und eine Begrenzungsvorrichtung 33a auf. Der Gleichlaufkörper 10a und die Schiebemuffe 12a sind zueinander koaxial und drehfest angeordnet. Die Axialverzahnung 13a der radial außen liegenden Schiebemuffe 12a greift in die Axialverzahnung IIa des Gleichlaufkörpers 10a ein. Der Gleichlaufkörper 10a und die Schiebemuffe 12a sind drehfest miteinander verbunden. Die Schiebemuffe 12a ist axial verschiebbar angeordnet. Die Begrenzungsvorrichtung 33a ist in einer Aussparung 37a im Gleichlaufkörper 10a angeordnet. Die Begrenzungsvorrichtung 33a weist ein Druckelement 51a und ein Druckfederelement 52a auf. Das Druckfederelement 52a drückt das Druckelement 51a der Begrenzungsvorrichtung 33a in eine Begrenzungsausnehmung 38a eines Begrenzungszahns 39a der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a.
Nicht näher dargestellt sind zwei weitere Begrenzungsvorrichtungen, die analog zu der Begrenzungsvorrichtung 33a ausgeführt sind. Die beiden weiteren Begrenzungsvorrichtungen sind jeweils um einen Winkel von 120 Grad versetzt zu der Begrenzungsvorrichtung 33a im Gleichlaufkörper 10a angeordnet.
Ferner weist die Koppelvorrichtung eine Axialführungseinheit 14a mit drei Führungskörperpaaren auf, von denen ein Führungskörperpaar 28a dargestellt ist. Die beiden weiteren, nicht näher dargestellten Führungskörperpaare sind analog zu dem Führungsköperpaar 28a ausgestaltet. Das
Führungskörperpaar 28a weist einen ersten und einen zweiten Führungs körper 15a, 16a auf. Weiter weist die Axialführungseinheit zwei, zu den Führungskörpern 15a, 16a korrespondierende, spezielle Axialführungsbahnen 19a auf, die gleich ausgestaltet sind. Die Axialführungseinheit 14a führt die Schiebemuffe 12a auf dem Gleichlaufkörper 10a in einer axialen Richtung 41a. Die Axialführungsbahnen 19a sind auf je einem Zahnkopf 21a der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a angeordnet. Die Führungskörper 15a, 16a weisen je einen Druckkörper 22a auf. Die Führungskörper 15a, lβa sind in Ausnehmungen 23a und jeweils zwischen zwei benachbarten Zähnen 24a, 25a der Axialverzahnung IIa des Gleichlaufkörpers 10a angeordnet. Die Führungskörper 15a, 16a stützen sich jeweils in der korrespondierenden Axialführungsbahn 19a, die auf der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a angeordnet sind, ab.
Die Ausnehmungen 23a, die die Führungskörper 15a, 16a mit einem Federelement 26a und einer Kugel 27a aufnehmen, sind in den Gleichlaufkörper 10a eingebracht. Das Federelement 26a drückt die Kugel 27a des jeweiligen Führungskörpers 15a, 16a in eine korrespondierende Axialführungsbahn 19a. Die Kugel 27a und das Federelement 26a sind in einer gemeinsamen Hülse 53a angeordnet. Die Hülse 53a weist im Bereich der Kugel einen verengten Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Durchmesser der Kugel. Dadurch wird die Kugel in der Hülse 53a gegen ein Herausspringen radial gesichert. Die mit der Kugel 27a und dem Federelement vormontierte Hülse 53a ist in den Gleichlaufkörper 10a eingepresst. Die Axialführungsbahnen 19a weisen eine nach innen gerichtete Ausnehmung 44a mit einer dreieckigen Kontur 45a auf. Weitere Konturen, wie beispielsweise ein unbehandelter Zahnkopf oder eine kreisförmige Kontur der Axialführungsbahn, sind ebenfalls denkbar.
Der erster Führungskörper 15a und der zweite, analog ausgeführte Führungskörper 16a bilden das Führungskörperpaar 28a. Zwischen dem ersten Führungskörper 15a und dem zweiten Führungskörper 16a ist die Begrenzungsvorrichtung 33a angeordnet. Die Begrenzungsvorrichtung 33a weist zu jedem der Führungskörper 15a, 16a des Führungskörperpaars 28a einen gleichen Abstand 34a auf. Zwischen dem ersten Führungskörper 15a und der Begrenzungsvorrichtung 33a liegt ein Zahn 36a der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a und zwischen dem zweiten Führungskörper 16a und der Begrenzungsvorrichtung 33a liegt ebenfalls ein Zahn der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a.
Die zwei Führungskörper 15a, 16a des Führungskörperpaars 28a sind in zwei Projektionsebenen 30a versetzt zueinander angeordnet. Die erste Projektionsebene liegt parallel zu dem Querschnitt der Koppelvorrichtung in Figur 1. Die zweite Projektionsebene 30a ist senkrecht zu der ersten Projektionsebene angeordnet. Die erste Projektionsebene zeigt eine Versetzung der Führungskörper 15a, 16a in Umfangsrichtung . Die zweite Projektionsebene zeigt eine Versetzung der Führungskörper 15a, 16a in der axialen Richtung 41a.
Die Koppelvorrichtung weist eine neutrale Schaltstellung und zwei belastete Schaltstellungen auf. In den belasteten Schaltstellungen ist die Schiebemuffe 12a axial zu dem Gleichlaufkörper 10a verschoben angeordnet.
Das Führungskörperpaar 28a ist der Begrenzungsvorrichtung 33a zugeordnet. Die Führungskörper 15a, 16a des Führungskörperpaars 28a sind paarweise axial versetzt zueinander angeordnet (vgl. Figur 2) . Auftretende Kräfte in einer radialen Richtung 46a können durch die Führungskörper 15a, 16a kompensiert werden. Durch das Führungskörperpaar 28a mit den zwei axial versetzten Führungskörpern 15a, 16a und die beiden weiteren, nicht näher dargestellten Führungskörperpaare wird eine radiale Verschiebung, ein Kippen und ein Verdrehen der Schiebemuffe 12a reduziert.
Figur 2 zeigt eine Teilansicht eines weiteren Querschnitts des Gleichlaufkörpers 10a. Der Querschnitt ist parallel zu der Projektionsebene 30a angeordnet. Der Gleichlaufkörper 10a weist die Ausnehmung 23a auf, die den ersten Führungskörper 15a mit dem Federelement 26a und der Kugel 27a aufnimmt. Axial versetzt zu dem ersten Führungskörper 15a ist der zweite Führungskörper 16a in einer zu dem Querschnitt und der Projektionsebene 30a parallelen Ebene angeordnet. Figur 3 zeigt eine Teilansicht der Schiebemuffe 12a. Die Teilansicht der Schiebemuffe 12a zeigt die zwei Axialfϋhrungsbahnen 19a auf den Zahnköpfen 21a der Axialverzahnung 13a der Schiebemuffe 12a und den Begrenzungszahn 39a. Die beiden analog ausgestalteten Axialführungsbahnen 19a weisen die dreieckige Kontur 45a auf und nehmen eine gesamte Länge des jeweiligen Zahnkopfs 21a ein.
Der Begrenzungszahn 39a weist mittig eine
Begrenzungsausnehmung 38a auf. Die Begrenzungsausnehmung 38a, die eine Breite 40a ausweist, die größer ist als eine Breite des Druckelements 51a, nimmt das Druckelement 51a auf und begrenzt die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 12a in der Neutralstellung. Außerdem wird das Druckelement 51a für eine Vorsynchronisation verwendet.
In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ausführung der Koppelvorrichtung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1, 2 und 3 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 4 und 5 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1, 2 und 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1, 2 und 3 verwiesen werden kann.
Figur 4 zeigt eine weitere Teilansicht eines Querschnitts einer Koppelvorrichtung, die einen Gleichlaufkörper 10b, eine Schiebemuffe 12b und eine Begrenzungsvorrichtung 33b aufweist. Analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Koppelvorrichtung ein erstes Führungskörperpaar 28b mit einem ersten Führungskörper 15b und einem zweiten Führungskörper 16b auf. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Koppelvorrichtung ein zweites Führungskörperpaar 29b mit einem dritten Führungskörper 17b und einem vierten Führungskörper 18b auf. Die Führungskörper 17b, 18b des zweiten Führungskörperpaars 29b sind ebenfalls beidseitig der Begrenzungsvorrichtung 33b angeordnet. Analog sind auf der Schiebemuffe 12b den Führungskörpern 17b, 18b des zweiten Führungskörperpaars 29b gegenüberliegend zwei Axialführungsbahnen 19b, 20b angeordnet.
Die Begrenzungsvorrichtung 33b weist zu den Führungskörpern 15b, 16b, 17b, 18b eines Führungskörperpaars 28b, 29b gleiche Abstände 34b, 35b auf. Der Abstand 34b zu den Führungskörpern 15b, 16b des ersten Führungskörperpaares 28b ist dabei kleiner als der Abstand 35b zu den Führungskörpern 17b, 18b des zweiten Führungskörperpaars 28b. Zwischen je einem Führungskörper 17b, 18b des zweiten Führungskörperpaars 29b liegen drei Zähne 36b einer Axialverzahnung 13b der Schiebemuffe 12b. Die Axialführungsbahnen 19b des ersten Führungskörperpaars 28b weisen eine dreieckige Kontur 45b auf. Die Axialführungsbahnen 20b des zweiten Führungskörperpaars 29b weisen eine kreisförmige Kontur 47b auf.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt der Schiebemuffe 12b der Koppelvorrichtung. Der Querschnitt verläuft in einer axialen Richtung 41b durch eine der Axialführungsbahnen 20b. Die Axialführungsbahn 20b der Schiebemuffe 12b weist ein Rückstellelement 31b auf, das eine Rückstellkraft verringert. Die Rückstellkraft wird aufgebracht, um die Schiebemuffe 12b von einer belasteten Schaltstellung in eine unbelastete Schaltstellung zu verstellen. Die Axialführungsbahn 20b verjüngt sich beidseitig von außen nach innen. Der Zahn 36b, der die Axialführungsbahn 20b aufweist, weist eine Höhe 48b auf, die von außen nach innen linear abnimmt und in einer Mitte 43b am kleinsten ist. Eine Änderung der Höhe 48b kann durch zwei Winkel 49b, 50b beschrieben werden, die beidseitig an der Mitte 43b angeordnet sind, spitz zulaufen und die einen Wert zwischen 0 Grad und 15 Grad aufweisen. Die Winkel 49b, 50b sind gleich.
Wird die Schiebemuffe 12b von der belasteten Schaltstellung in die neutrale Schaltstellung verschoben, wird die zwischen der Schiebemuffe 12b und den Gleichlaufkörper 10b w.irkende Rückstellkraft verringert.
Ferner weist die Axialführungsbahn 20b eine Rastvorrichtung 32b auf. Die Rastvorrichtung 32b wird durch zwei dreiecksförmige Kerben 42b in der Axialführungsbahn gebildet. Die Rastvorrichtung 32b nimmt eine Kugel 27b der Führungskörper 17b, 18b in der belasteten Schaltstellung auf und rastet den Führungskörper 17b, 18b ein. Die Kerben 42b der Rastvorrichtungen 32b sind außen auf der Axialführungsbahn 20b, versetzt von der Mitte 43b der Schiebemuffe 12b, angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Koppelvorrichtung mit einem Gleichlaufkörper (10a; 10b), der eine Axialverzahnung (IIa; IIb) aufweist, und einer Schiebemuffe (12a; 12b), die eine Axialverzahnung (13a; 13b) aufweist und die zu dem Gleichlaufkörper (10a; 10b) axial verschiebbar ist, gekennzeichnet durch eine Axialführungseinheit (14a; 14b) mit wenigstens einem ersten Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) und wenigstens einer speziellen Axialführungsbahn (19a; 19b, 20b) .
2. Koppelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführungsbahn (19a; 19b, 20b) auf einem Zahnkopf (21a; 21b) der Axialverzahnung (13a; 13b) angeordnet ist.
3. Koppelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) einen Druckkörper (22a; 22b) aufweist.
4. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführungsbahn (19a; 19b, 20b) auf der Axialverzahnung (13a; 13b) der Schiebemuffe (12a; 12b) angeordnet ist.
5. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) in einer Ausnehmung (23a; 23b) des Gleichlaufkörpers angeordnet ist.
6. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) jeweils zwischen zwei benachbarten Zähnen (24a, 25a; 24b, 25b) der Axialverzahnung (IIa; IIb) angeordnet ist.
7. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) zumindest ein Federelement (26a; 26b) aufweist.
8. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) zumindest eine Kugel (27a; 27b) aufweist.
9. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite spezielle Axialführungsbahn (19a; 19b) und einen zweiten Führungskörper (16a; 16b), der mit dem ersten Führungskörper (15a; 15b) ein erstes Führungskörperpaar (28a; 28b) bildet.
10. Koppelvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein zweites Führungskörperpaar (29b) mit einem dritten Führungskörper (17b) und einem vierten Führungskörper (18b) .
11. Koppelvorrichtung zumindest nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) in zumindest einer Projektionsebene (30a; 30b) versetzt zueinander angeordnet sind.
12. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführungsbahn (20b) ein Rückstellelement (31b) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Rückstellkraft zu verringern.
13. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführungsbahn (20b) zumindest eine Rastvorrichtung (32b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Führungskörper (17b, 18b) in zumindest einer Schaltstellung einzurasten.
14. Koppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Begrenzungsvorrichtung (33a; 33b), die dazu vorgesehen ist, eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe (12a; 12b) zu begrenzen.
15. Koppelvorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsvorrichtung (33a; 33b) zwischen den Führungskörpern (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) angeordnet ist.
16. Koppelvorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass
Abstände (34a; 34b, 35b) zwischen der Begrenzungsvorrichtung (33a; 33b) und jeweils einem Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) gleich sind.
17. Koppelvorrichtung zumindest nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens acht Zähne (36a; 36b) der Axialverzahnung (13a; 13b) zwischen dem Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) und der Begrenzungsvorrichtung (33a; 33b) liegen.
18. Verfahren für eine Koppelvorrichtung mit einem Gleichlaufkörper (10a; 10b), der eine Axialverzahnung (IIa; IIb) aufweist, und einer Schiebemuffe (12a; 12b), die eine Axialverzahnung (13a; 13b) aufweist und die zu dem Gleichlaufkörper (10a; 10b) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axialführungseinheit (14a; 14b) mit wenigstens einem Führungskörper (15a, 16a; 15b, 16b, 17b, 18b) und wenigstens einer speziellen Axialführungsbahn (19a; 19b, 20b), die Schiebemuffe (12a; 13a) bei einer axialen Verschiebung führt.
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