WO2012052235A1 - Formschlüssiges schaltelement - Google Patents

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WO2012052235A1
WO2012052235A1 PCT/EP2011/066184 EP2011066184W WO2012052235A1 WO 2012052235 A1 WO2012052235 A1 WO 2012052235A1 EP 2011066184 W EP2011066184 W EP 2011066184W WO 2012052235 A1 WO2012052235 A1 WO 2012052235A1
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WO
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sliding sleeve
idler gear
switching element
edge
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PCT/EP2011/066184
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Manuel Goetz
Christian Sibla
Detlef Baasch
Matthias Arzner
Johannes Winkler
Steffen Bertsch
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H2061/047—Smoothing ratio shift by preventing or solving a tooth butt situation upon engagement failure due to misalignment of teeth

Definitions

  • the present invention relates to a positive switching element for switching at least one gear ratio for a transmission of a vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a tooth-on-tooth position can be resolved by applying a torque to the jaw switching element.
  • the applied torque serves to overcome the friction as a result of the frontal tooth-on-tooth contact in order to allow a relative movement and a subsequent sensing of the sliding sleeve.
  • This results in the problem that at too high torque unwanted high acceleration occurs and thus the meshing process can not be performed because of excessive differential speeds.
  • the present invention is based on the object to propose a form-fitting switching element, with the occurrence of a tooth-on-tooth position during the meshing is reliably prevented.
  • a positive switching element for a transmission such as for a manual transmission and for a partially or fully automated transmission
  • the switching element comprises at least one axially displaceable on a shaft, but rotatably connected sliding sleeve or the like, preferably from a non-switched Neutral position or from another, for example switched position in at least one further switched position is axially displaceable, in which a loose wheel with the shaft rotatably connected to switch a translation stage via corresponding profile contours, teeth or the like.
  • either the profile contour of the sliding sleeve or the profile contour of the idler gear has at least one axially extended profile flank or the like for pre-aligning the profile contours of the idler gear and the sliding sleeve to be engaged with each other, wherein the respective other profile contour of the idler gear or the Sliding sleeve has at least one substantially flattened in the axial direction or elastic profile edge or the like.
  • the profile contour of the sliding sleeve as Einspur silk at least one axially extended profile edge and according to the profile contour of the idler gear has at least one axially sprung profile edge
  • the axial length of each projecting profile edge of the sliding sleeve sized is that in the neutral position, a contact between the profile contour of the idler gear and the protruding or extended profile edge is reliably avoided.
  • the extended profile flank can also be referred to as a pilot tooth or the like, as this prepares quasi preparatory in an axial intermediate position of the sliding sleeve between the neutral position and the switched position an end-face contact with the elastic profile edges of the profile contour of the idler gear only if coincidentally a tooth-up Tooth position is present.
  • the extended profile flanks equal to a gap between adjacent profile edges of the profile contour of the idler gear, so that so that the correct alignment of a tooth-on-Lückeloid is set and the Einspurvorgang can be performed safely.
  • an axial or front-side contact results only between the extended profile flank and the associated profile flank of the profile contour of the loose wheel.
  • the number of, for example, evenly distributed over the circumference of the sliding sleeve arranged extended profile edges should be such that the number of provided pilot teeth or extended profile edges is sufficient to ensure entrainment between the idler gear and the sliding sleeve.
  • the tooth-on-tooth position between the intended extended profile flanks and the associated profile flanks of the profile contour of the idler gear is resolved by a relative movement between the sliding sleeve and the idler gear, in which the elongated profile edges engage in a space between the profile flanks of the idler gear.
  • the axial overlap between the pilot teeth or extended profile flanks and the associated profile flanks of the idler gear ensure the advance direction for avoiding tooth-on-tooth positions, so that with no relative rotation between the idler gear and the sliding sleeve in this position is more possible and the Einspurvorgang can be terminated by the sliding sleeve is moved axially into the switched position.
  • An advantageous embodiment of the invention may provide that the elasticity or the axial mobility of one or more profile edges of the profile contour of the idler gear by a resiliently trained element such.
  • a resiliently trained element such as B a spring element or the like, wherein the material can be chosen arbitrarily, provided that the elastic properties are given.
  • a spring plate with molded spring tabs or the like form can be used.
  • each z. B. guided profile edge be associated with a spring tab, so that the profile edge can be axially deflected when an extended profile edge of the sliding sleeve frontally impinges in a tooth-on-tooth position.
  • a next embodiment of the invention can be provided that is provided for the movable or elastic configuration of the profile edge of the idler gear that is used as a profile contour of the idler gear, a resilient member made of metal or plastic.
  • a particularly structurally simple possibility of the elastic configuration of the profile flank is realized, in which the component is made as elastic as possible and as stiff as possible in the circumferential direction for torque transmission.
  • Figure 1 is a sectional view of a positive switching element
  • Figure 2 is a developed in the drawing plane schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the switching element in a neutral position
  • FIG. 2A shows a schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the switching element in an axial intermediate position, which is developed into the plane of the drawing;
  • FIG. 2B shows a schematic side view of a loose wheel and a sliding sleeve of the shifting element in the axial intermediate position with partly infeed profile contour unwound in the plane of the drawing;
  • Figure 3 is a plan view of a spring plate for alternative embodiment of a springing of the profile contour of the idler gear
  • FIG. 3A shows a side view of the spring plate according to FIG. 3.
  • a positive switching element for a transmission of a vehicle is shown by way of example, wherein the invention is not limited to a specific embodiment of the positive switching element.
  • the switching element can be used in a manual transmission or in a partially or fully automated transmission, in particular a dual-clutch transmission to realize the insertion of gears or the switching of Gangradpresen.
  • the switching element comprises at least one axially displaceable on a shaft 1, but rotatably connected sliding sleeve 2, which is actuated by a Wegtorik not shown.
  • a shaft-fixed claw outer toothing 3 is provided, which is permanently engaged with a profiled contour 4 of the sliding sleeve 2 designed as a claw internal toothing, the sliding sleeve 2 being axially shifted from a neutral position A or a non-switched position via an intermediate position C into a switched position Position B can be moved to switch a translation stage.
  • the sliding sleeve 2 in the neutral position A and in the switched position B side by side schematically indicated, wherein the direction of movement from the neutral position A to the switched position B is indicated by an arrow.
  • a loose wheel 5 is shown, which is rotatably supported by a bearing 6 on the shaft 1.
  • the idler gear 5 is provided with an integrally formed coupling part, which extends axially in the direction of the sliding sleeve 2.
  • the coupling part has a profile contour 7 of the idler gear 5 a freewheel Klauenau touch- toothing, which is selected such that in the switched position B, the profile contour 4 of the sliding sleeve 2 at least partially overlaps with the profile contour 7 of the idler gear 5, so that the sliding sleeve 2 in the switched position B realized a rotationally fixed connection between the idler gear 5 and the shaft 1.
  • FIG. 1 also shows a section line l-1 to which the side views developed in the plane shown in FIGS. 2, 2A and 2B are related.
  • the switching element according to the invention is in the neutral position A and in Figures 2A and 2B, the axial intermediate position C is shown, in which the sliding sleeve 2 is axially between the neutral position A and the switched position B. From the intermediate position C, the sliding sleeve 2 can be moved by further axial displacement in the direction of the idler gear 5 in the switched position B.
  • the idler gear 5 of the switching element according to the invention comprises a toothing or profile contour 7, the teeth or profile flanks 8 are supported by an elastic member or spring element 9 in the axial direction sprung or sprung, so that at a contact with the teeth or profile flanks 10 of the toothing or the profile contour 4 of the sliding sleeve 2 an axial evasive movement is made possible by corresponding retraction of the profile flanks 8.
  • the Einspur silk at least one or more axially elongated profile edges 10A on the profile contour 4 of the sliding sleeve 2 for Pre-alignment of the profile contours 4, 7 of the sliding sleeve 2 and the loose wheel 5 to be engaged are provided.
  • FIGS. 2, 2A and 2B illustrate the sequence and mode of operation of the switching element according to the invention for dissolving a tooth-on-tooth position in three steps.
  • the switching element or the sliding sleeve 2 is in the neutral position A, which is shown in FIG.
  • the neutral position A with the shaft 1 rotatably connected profile contour 4 of the sliding sleeve 2 is not with the profile contour 7 of the idler gear 5 in contact.
  • the axial length of the extended profile edge 10A of the sliding sleeve 2 is selected accordingly.
  • Maximum every other profile edge 10 should be formed as an extended pilot tooth or as an extended profile edge 10A.
  • the extended profile flank 10A strikes a profile flank 8 of the idler gear 5.
  • the sprung profile flank 8 becomes due to the tooth-on-tooth position the idler gear 5 is pushed back in the axial direction in the direction of the idler gear 5.
  • the axial suspension of the profile edge 8 is chosen so that even in the fully inserted state of the profile edge 8 no tooth-on-tooth contact between the non-extended profile edges 10 of the sliding sleeve 2 and the other profile edges 8 of the idler gear 5 occurs.
  • the Einspurvorgang can be terminated by the sliding sleeve 2 is moved axially from the intermediate position C in the switched position B.
  • the switching element according to the invention for resolving a possibly existing tooth-on-tooth position only a defined further rotation in a tooth-on-gap position is performed mechanically.
  • the profile contours 4, 7 already partially Cushionspurt and can already transmit moment, so that in an advantageous manner uncontrolled spin-up in the resolution of a tooth-on-tooth position is avoided.
  • FIG 3 an alternative embodiment for the springing of the profile edges 8 of the idler wheel 5 is shown, in which the springing is carried out by an approximately circular or annular formed spring plate 1 1.
  • the spring plate 1 1 has a plurality of distributed over the inner circumference arranged spring tabs 12.
  • the spring tabs 12 are at a predetermined angle to the ground plane of the spring plate 1 1 and therefore provide in the axial direction a predetermined suspension or elasticity, so that in the installed state, the associated profile edge 8 of the idler gear 5 a corresponding axial spring travel having.
  • the spring tabs 12 themselves serve as toothing or profile flanks 8, it is provided that the spring tabs 12 are designed to be yielding in the axial direction and stiff in the circumferential direction.

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Abstract

Es wird ein formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges mit zumindest einer auf einer Welle (1) axialverschiebbaren, aber drehfest verbundenen Schiebemuffe (2) vorgeschlagen, die aus einer nicht geschalteten Neutralposition (A) in zumindest eine geschaltete Position (B) axial verschiebbar ist, in der ein Losrad (5) mit der Welle (1) drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen (4, 7) verbunden ist, wobei eine der Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) oder des Losrades (5) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10 A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) aufweist und wobei die jeweils andere Profilkontur (4, 7) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist.

Description

Formschlüssiqes Schaltelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass bei Automatikgetrieben, insbesondere bei automatisierten Handschaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben das Einlegen von Gangstufen mittels eines Klauenschaltelements formschlüssig über eine Klauenverzahnung erfolgt. Insbesondere bei nicht angespitzten Zähnen der Klauenverzahnung kann es beim Schalten zu einer unerwünschten Zahn-auf- Zahnstellung kommen.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 22 450 A1 ist ein Schaltgetriebe für ein Motorrad bekannt, bei dem über eine Steuereinrichtung die Position einer Zahn-auf-Lückestellung bei den schaltbaren Klauenkupplungen aus der Position der Getriebewellen unter Berücksichtigung der Untersetzungsverhältnisse der einzelnen Gangstufen berechnet wird und ein Zeitpunkt zur Einrückfreigabe bestimmt wird. In nachteiliger weise ist für die Vorausberechnung eine hohe Anforderung bezüglich der Genauigkeit der Erfassung der Relativpositionen erforderlich, sodass kostenintensive Sensoreinrichtungen unbedingt erforderlich sind.
Es ist auch bekannt, dass sich eine Zahn-auf-Zahnstellung durch Anlegen eines Drehmomentes an dem Klauenschaltelement auflösen kann. Das angelegte Drehmoment dient dabei zur Überwindung der Reibung infolge des stirnseitigen Zahn-auf-Zahnkontaktes, um eine Relativbewegung und ein anschließendes Einspu- ren der Schiebemuffe zu ermöglichen. Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, dass bei zu hohem Drehmoment eine ungewollte Hochbeschleunigung auftritt und damit der Einspurvorgang wegen zu hoher Differenzdrehzahlen nicht durchgeführt werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein formschlüssiges Schaltelement vorzuschlagen, mit dem ein Auftreten einer Zahn-auf-Zahnstellung während des Einspurens sicher verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Demnach wird ein formschlüssiges Schaltelement für ein Getriebe, wie zum Beispiel für ein Handschaltgetriebe sowie für ein teil- oder vollautomatisiertes Getriebe vorgeschlagen, wobei das Schaltelement zumindest eine auf einer Welle axial verschiebbare, aber drehfest verbundene Schiebemuffe oder dergleichen umfasst, die vorzugsweise aus einer nicht geschalteten Neutralposition oder auch aus einer anderen zum Beispiel geschalteten Position in zumindest eine weitere geschaltete Position axial verschiebbar ist, in der ein Losrad mit der Welle drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen, Verzahnungen oder dergleichen verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass entweder die Profilkontur der Schiebemuffe oder die Profilkontur des Losrades als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke oder dergleichen zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen des Losrades und der Schiebemuffe aufweist, wobei die jeweils andere Profilkontur des Losrades bzw. der Schiebemuffe zumindest eine im Wesentlichen in axialer Richtung angefederte oder elastische Profilflanke oder dergleichen aufweist.
Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Schaltelement vor dem eigentlichen Einspurvorgang eine eventuell vorliegende Zahn-auf-Zahnstellung mit der axial verlängerten Profilflanke aufgelöst werden, so dass während des Einspurvorganges die in Eingriff zu bringenden Profilkonturen eine Zahn-auf-Lückestellung bzw. Profilflan- ken-auf-Lückestellung vorfinden und somit eine Einspursicherung gewährleistet wird, ohne dass wie bei bekannten Schaltelementen ein ungewolltes Hochdrehen durch die Anlage eines Drehmomentes auftritt. Auf diese Weise kann der Einspurvorgang möglich schnell beendet werden und anschließend das Lastmoment erhöht werden und so der Schaltvorgang in kürzester Zeit durchgeführt werden. Wenn die Profilkontur der Schiebemuffe als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke und entsprechend die Profilkontur des Losrades zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist, kann zum Beispiel im Rahmen einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke der Schiebemuffe derart bemessen ist, dass in der Neutralposition ein Kontakt zwischen der Profilkontur des Losrades und der vorstehenden oder verlängerten Profilflanke sicher vermieden wird. Die verlängerte Profilflanke kann auch als Pilotzahn oder dergleichen bezeichnet werden, da dieser quasi vorbereitend in einer axialen Zwischenstellung der Schiebemuffe zwischen der Neutralposition und der geschalteten Position einen stirnseitigen Kontakt mit den elastischen Profilflanken der Profilkontur des Losrades nur realisiert, wenn zufälligerweise eine Zahn-auf-Zahnstellung vorliegt. Im anderen Fall spuren die verlängerten Profilflanken gleich in einen Zwischenraum zwischen benachbarten Profilflanken der Profilkontur des Losrades ein, so dass damit die korrekte Ausrichtung einer Zahn-auf- Lückestellung festgelegt ist und der Einspurvorgang sicher durchgeführt werden kann.
Wenn jedoch eine Zahn-auf-Zahnstellung bzw. eine Profilflanken-auf- Profilflankenstellung in der Zwischenposition vorliegt, ergibt sich ein axialer bzw. stirnseitiger Kontakt nur zwischen der verlängerten Profilflanke und der zugeordneten Profilflanke der Profilkontur des Losrades. Die Anzahl der zum Beispiel gleichmäßig über den Umfang der Schiebemuffe verteilt angeordneten verlängerten Profilflanken sollte so bemessen werden, dass die Anzahl der vorgesehenen Pilotzähnen oder verlängerten Profilflanken ausreichend ist, um eine Mitnahme zwischen dem Losrad und der Schiebemuffe sicherzustellen.
Die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den vorgesehenen verlängerten Profilflanken und den zugeordneten Profilflanken der Profilkontur des Losrades wird durch eine Relativbewegung zwischen der Schiebemuffe und dem Losrad aufgelöst, in dem die verlängerten Profilflanken in einen Zwischenraum zwischen den Profilflanken des Losrades einspuren. Die axiale Überlappung zwischen den Pilotzähnen beziehungsweise verlängerten Profilflanken und den zugeordneten Profilflanken des Losrades stellen die Vorausrichtung zum Vermeiden von Zahn-auf-Zahnstellungen sicher, so- mit ist keine Relativdrehung zwischen dem Losrad und der Schiebemuffe in dieser Position mehr möglich und der Einspurvorgang kann beendet werden, indem die Schiebemuffe in die geschaltete Position axial verschoben wird.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass die Elastizität beziehungsweise die axiale Beweglichkeit einer oder mehrerer Profilflanken der Profilkontur des Losrades durch ein federelastisch ausgebildetes Element, wie z. B ein Federelement oder dergleichen, wobei das Material beliebig gewählt werden kann, sofern die elastischen Eigenschaften gegeben sind. Zum Beispiel kann ein Federblech mit angeformten Federlaschen oder dergleichen Form eingesetzt werden. Dabei kann beispielsweise jeder z. B. geführten Profilflanke eine Federlasche zugeordnet sein, so dass die Profilflanke axial eingefedert werden kann, wenn eine verlängerte Profilflanke der Schiebemuffe stirnseitig bei einer Zahn-auf-Zahnstellung auftrifft.
Im Rahmen einer nächsten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur beweglichen beziehungsweise elastischen Ausgestaltung der Profilflanke des Losrades vorgesehen ist, dass als Profilkontur des Losrades ein federelastisches Bauteil aus Metall oder Kunststoff verwendet wird. Dadurch wird eine besonders konstruktiv einfache Möglichkeit der elastischen Ausgestaltung der Profilflanke realisiert, bei der das Bauteil axial elastisch und in Umfangsrichtung zur Drehmomentübertragung möglichst steif ausgeführt ist.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante kann als Werkstoff anstelle von Blech auch Kunststoff oder dergleichen Material verwendet werden, wenn zum einen die geforderte Elastizität und zum anderen die geforderte Steifigkeit mit dem gewählten Material gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen, welche mögliche Ausführungsvarianten exemplarisch darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine geschnittene Ansicht eines formschlüssigen Schaltelementes; Figur 2 eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in einer Neutralposition;
Figur 2A eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in einer axialen Zwischenposition;
Figur 2B eine in die Zeichnungsebene abgewickelte schematische Seitenansicht eines Losrades und einer Schiebemuffe des Schaltelements in der axialen Zwischenposition mit teilweise eingespurter Profilkontur;
Figur 3 eine Draufsicht auf ein Federblech zur alternativen Ausgestaltung einer Anfederung der Profilkontur des Losrades; und
Figur 3A eine Seitenansicht des Federbleches gemäß Figur 3.
In Figur 1 ist exemplarisch ein formschlüssiges Schaltelement für ein Getriebe eines Fahrzeuges gezeigt, wobei die Erfindung nicht auf eine spezielle Ausführung des formschlüssigen Schaltelements beschränkt ist. Beispielsweise kann das Schaltelement in einem Handschaltgetriebe oder auch in einem teil- oder vollautomatisierten Getriebe, insbesondere einem Doppelkupplungsgetriebe eingesetzt werden, um das Einlegen von Gängen beziehungsweise das Schalten von Gangradpaaren zu realisieren.
Das Schaltelement umfasst zumindest eine auf einer Welle 1 axial verschiebbare, aber drehfest verbundene Schiebemuffe 2, die von einer nicht weiter dargestellten Schaltaktorik betätigt wird. An der Welle 1 ist eine wellenfeste Klauenaußen- verzahnung 3 vorgesehen, die mit einer als Klaueninnenverzahnung ausgebildeten Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 ständig in Eingriff steht, wobei die Schiebemuffe 2 von einer Neutralposition A beziehungsweise einer nicht geschalteten Position axial über eine Zwischenposition C in eine geschaltete Position B verschoben werden kann, um eine Übersetzungsstufe zu schalten. In Figur 1 ist die Schiebemuffe 2 in der Neutralposition A und in der geschalteten Position B nebeneinander schematisch angedeutet, wobei durch einen Pfeil die Bewegungsrichtung von der Neutralposition A in die geschaltete Position B angezeigt wird.
Auf der Welle 1 ist ein Losrad 5 dargestellt, welches über eine Lagerung 6 drehbar auf der Welle 1 gelagert ist. Das Losrad 5 ist mit einem angeformten Kupplungsteil versehen, welches sich axial in Richtung der Schiebemuffe 2 erstreckt. Das Kupplungsteil weist als Profilkontur 7 des Losrades 5 eine losradfeste Klauenaußen- verzahnung auf, die derart gewählt ist, dass in der geschalteten Position B die Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 zumindest teilweise mit der Profilkontur 7 des Losrades 5 überlappt, so dass die Schiebemuffe 2 in der geschalteten Position B eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 5 und der Welle 1 realisiert.
In Figur 1 ist ferner eine Schnittlinie l-l angegeben, auf die die in den Figuren 2, 2A und 2B dargestellten in die Ebene abgewickelten Seitenansichten bezogen sind. In Figur 2 befindet sich das erfindungsgemäße Schaltelement in der Neutralstellung A und in den Figuren 2A und 2B ist die axiale Zwischenstellung C dargestellt, in der sich die Schiebemuffe 2 axial zwischen der Neutralposition A und der geschalteten Position B befindet. Aus der Zwischenposition C kann die Schiebemuffe 2 durch weiteres axiales Verschieben in Richtung des Losrades 5 in die geschaltete Position B bewegt werden.
Wie insbesondere aus den Figuren 2, 2A und 2B ersichtlich ist, umfasst das Losrad 5 des erfindungsgemäßen Schaltelements eine Verzahnung beziehungsweise Profilkontur 7, dessen Zähne beziehungsweise Profilflanken 8 über ein elastisches Bauteil beziehungsweise Federelement 9 in axialer Richtung eingefedert beziehungsweise gefedert gelagert sind, so dass bei einem Kontakt mit den Zähnen beziehungsweise Profilflanken 10 der Verzahnung beziehungsweise der Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 eine axiale Ausweichbewegung durch entsprechendes Zurückweichen der Profilflanken 8 ermöglicht wird. Ferner ist erfindungsgemäß bei dem Schaltelement vorgesehen, dass zur Einspurhilfe zumindest ein oder auch mehrere axial verlängerte Profilflanken 10A an der Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen 4, 7 der Schiebemuffe 2 und des Losrades 5 vorgesehen sind.
In den Figuren 2, 2A und 2B ist der Ablauf und die Funktionsweise bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement zum Auflösen einer Zahn-auf-Zahnstellung in drei Schritten dargestellt. In einem ersten Schritt befindet sich das Schaltelement beziehungsweise die Schiebemuffe 2 in der Neutralposition A, die in Figur 2 dargestellt ist. In der Neutralposition A steht die mit der Welle 1 drehfest verbundene Profilkontur 4 der Schiebemuffe 2 nicht mit der Profilkontur 7 des Losrades 5 in Kontakt. Dazu ist die axiale Länge der verlängerten Profilflanke 10A der Schiebemuffe 2 entsprechend gewählt. Maximal sollte jede zweite Profilflanke 10 als verlängerter Pilotzahn beziehungsweise als verlängerte Profilflanke 10A ausgebildet sein.
Wird nun die Schiebemuffe 2 aus der Neutralposition A in die Zwischenposition C axial bewegt, wie in Figur 2A durch Pfeile angedeutet, trifft die verlängerte Profilflanke 10A auf eine Profilflanke 8 des Losrades 5. Dabei wird aufgrund der Zahn- auf-Zahnstellung die angefederte Profilflanke 8 des Losrades 5 in axialer Richtung in Richtung des Losrades 5 zurückgeschoben. Die axiale Federung der Profilflanke 8 ist so gewählt, dass auch im völlig eingeschobenen Zustand der Profilflanke 8 noch kein Zahn-auf-Zahnkontakt zwischen den nicht verlängerten Profilflanken 10 der Schiebemuffe 2 und den anderen Profilflanken 8 des Losrades 5 auftritt.
Durch eine Relativbewegung (Drehpfeil in Figur 2B) zwischen dem Losrad 5 und der Schiebemuffe 2 wird die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen der verlängerten Profilflanke 10A der Schiebemuffe und der zugeordneten Profilflanke 8 des Losrades 5 aufgelöst, indem die verlängerte Profilflanke 10A auf die benachbarte Profilflanke 8 des Losrades trifft und in die Lücke bzw. in den Zwischenraum 13 der benachbarten Profilflanken 8 des Losrades 5 gleitet. In diesem Zustand befinden sich die Profilkonturen 4 und 7 der Schiebemuffe 2 und des Losrades 5 in einer Zahn-auf- Lückestellung, wobei die axial zurückgeschobene angefederte Profilflanke 8 in seine Ausgangslage zurückspringt, wie dies in Figur 2B durch einen Pfeil angedeutet ist. Nun kann der Einspurvorgang beendet werden, indem die Schiebemuffe 2 aus der Zwischenstellung C in die geschaltete Position B axial bewegt wird. Zusammenfassend wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement zum Auflösen einer möglicherweise vorliegenden Zahn-auf-Zahnstellung nur ein definiertes Weiterdrehen in einer Zahn-auf-Lückestellung mechanisch vollzogen. Dabei sind die Profilkonturen 4, 7 schon teilweise eingespurt und können auch schon Moment übertragen, so dass in vorteilhafter Weise ein unkontrolliertes Hochdrehen bei der Auflösung einer Zahn-auf-Zahnstellung vermieden wird.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführung für die Anfederung der Profilflanken 8 des Losrades 5 gezeigt, bei der die Anfederung durch ein etwa kreisförmig beziehungsweise ringförmig ausgebildetes Federblech 1 1 ausgeführt ist. Das Federblech 1 1 weist mehrere über den Innenumfang verteilt angeordnete Federlaschen 12 auf. Insbesondere aus Figur 3A ist ersichtlich, dass die Federlaschen 12 in einem vorbestimmten Winkel zur Grundebene des Federbleches 1 1 stehen und bieten deshalb in axialer Richtung eine vorbestimmte Federung beziehungsweise Elastizität, so dass im eingebauten Zustand die zugeordnete Profilflanke 8 des Losrades 5 einen entsprechenden axialen Federweg aufweist. Sollten die Federlaschen 12 selbst als Verzahnung beziehungsweise Profilflanken 8 dienen, ist vorgesehen, dass die Federlaschen 12 in axialer Richtung nachgiebig und in Umfangsrichtung steif ausgeführt sind.
Bezuqszeichen
1 Welle
2 Schiebemuffe
3 Klauenaußenverzahnung der Welle
4 Profilkontur der Schiebemuffe
5 Losrad
6 Lagerung des Losrades
7 Profilkontur des Losrades
8 Profilflanke des Losrades
9 Federelement
10 Profilflanke der Schiebemuffe
10A axial verlängerte Profilflanke der Schiebemuffe
1 1 Federblech
12 Federlaschen
13 Zwischenraum
A Neutralposition
B geschaltete Position
C Zwischenposition

Claims

Patentansprüche
1 . Formschlüssiges Schaltelement zum Schalten zumindest einer Übersetzungsstufe für ein Getriebe eines Fahrzeuges, mit zumindest einer auf einer Welle (1 ) axialverschiebbaren, aber drehfest verbundenen Schiebemuffe (2), die aus einer nicht geschalteten Neutralposition (A) in zumindest eine geschaltete Position (B) axial verschiebbar ist, in der ein Losrad (5) mit der Welle (1 ) drehfest zum Schalten einer Übersetzungsstufe über korrespondierende Profilkonturen (4, 7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) oder des Losrades (5) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10 A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) aufweist, wobei die jeweils andere Profilkontur (4, 7) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke aufweist.
2. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkontur (4) der Schiebemuffe (2) als Einspurhilfe zumindest eine axial verlängerte Profilflanke (10A) zum Vorausrichten der miteinander in Eingriff zu bringenden Profilkonturen (4, 7) der Schiebemuffe (2) und des Losrades (5) aufweist, wobei die Profilkontur (7) des Losrades (5) zumindest eine in axialer Richtung angefederte Profilflanke (8) aufweist.
3. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) derart bemessen ist, dass in der Neutralposition (A) ein Kontakt zwischen den Profilflanken (8) der Profilkontur (7) des Losrades (5) und der verlängerten Profilflanke (10A) verhindert ist.
4. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge jeder vorstehenden Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) so bemessen ist, dass in einer Zwischenposition (C) der Schiebemuffe (2) zwischen der Neutralposition (A) und der geschalteten Position (B) bei einer Zahn-auf-Zahnstellung ein stirnseitiger Kontakt nur zwischen jeder verlängerten Profilflanke (10A) der Schiebmuffe (2) und der jeweils zugeordneten gegen die Federkraft eines Federelements (9) zurückgeschobenen Profilflanke (8) des Losrades (5) vorliegt, wobei die restlichen Profilflanken (8, 10) des Losrades (5) und der Schiebemuffe (2) nicht in Kontakt stehen.
5. Formschlüssiges Schaltelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerte Profilflanke (10A) der Schiebemuffe (2) in der Zwischenposition (C) durch eine Relativdrehbewegung zwischen der Schiebemuffe (2) und dem Losrad (5) in einen Zwischenraum (13) zwischen benachbarten Profilflanken (8) der Profilkontur (7) des Losrades (5) einspurbar ist.
6. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Schiebemuffe (2) mehrere axial verlängerte Profilflanken (10A) verteilt sind, wobei maximal jede zweite Profilflanke (10) der Schiebemuffe (2) als verlängerte Profilflanke (10A) ausgebildet ist.
7. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilflanken (8) des Losrades (5) über ein Federblech (1 1 ) mit den den Profilflanken (8) zugeordneten Federlaschen (12) angefedert sind.
8. Formschlüssiges Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Profilkontur (7) des Losrades (5) ein Federblech (1 1 ) mit Federlaschen (12) als Profilflanken (8) des Losrades (5) ausgebildet ist, wobei die Federlaschen (12) axial elastisch und in Umfangsrichtung zur Drehmomentübertragung steif ausgeführt sind.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216988A1 (de) * 2012-09-21 2014-04-10 Zf Friedrichshafen Ag Klauenkupplung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1040385B (de) * 1957-04-11 1958-10-02 Opel Adam Ag Vorrichtung zum Kuppeln zweier Teile durch Ineingriffbringen von axial verschiebbaren Kupplungszaehnen, insbesondere fuer Zahnraederwechsel-getriebe von Kraftfahrzeugen
GB2081822A (en) * 1980-07-31 1982-02-24 Honda Motor Co Ltd Positive Clutch
US20020112934A1 (en) * 2001-02-21 2002-08-22 Karambelas Randy C. Hub lock mechanism
DE10122450A1 (de) 2001-05-09 2002-11-14 Bayerische Motoren Werke Ag Schaltgetriebe für ein Motorrad
EP1624209A2 (de) * 2004-08-04 2006-02-08 American Axle & Manufacturing, Inc. Formschlüssige Kupplung mit gestaffelter Zahnhöhe

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10228499A1 (de) * 2002-06-21 2004-01-22 Getrag Innovations Gmbh Schaltkupplung, Getriebe und Verfahren zum Steuern einer Schaltkupplung
DE202006008636U1 (de) * 2006-05-31 2006-08-31 Hoerbiger Antriebstechnik Gmbh Blech-Synchronring einer Synchronisiereinrichtung
DE102008023031B4 (de) * 2008-05-09 2011-01-05 Diehl Metall Stiftung & Co. Kg Blech-Synchronring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1040385B (de) * 1957-04-11 1958-10-02 Opel Adam Ag Vorrichtung zum Kuppeln zweier Teile durch Ineingriffbringen von axial verschiebbaren Kupplungszaehnen, insbesondere fuer Zahnraederwechsel-getriebe von Kraftfahrzeugen
GB2081822A (en) * 1980-07-31 1982-02-24 Honda Motor Co Ltd Positive Clutch
US20020112934A1 (en) * 2001-02-21 2002-08-22 Karambelas Randy C. Hub lock mechanism
DE10122450A1 (de) 2001-05-09 2002-11-14 Bayerische Motoren Werke Ag Schaltgetriebe für ein Motorrad
EP1624209A2 (de) * 2004-08-04 2006-02-08 American Axle & Manufacturing, Inc. Formschlüssige Kupplung mit gestaffelter Zahnhöhe

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