WO2014095157A1 - Schalteinrichtung für ein planetengetriebe - Google Patents

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WO2014095157A1
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switching
sliding sleeve
coupling element
switching device
planetary gear
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Ewald Schmitz
Frank Richter
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

Definitions

  • the present invention relates to a switching device for a planetary gear according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
  • Such switching devices for planetary gear find, for example.
  • the drive motors are DC / AC main spindle motors.
  • the gearboxes increase the power range of the main spindle motors in order to increase the flexibility of the machine tools when machining different materials or cutting forces due to high torques or speeds.
  • two gear ratios are formed in which on the one hand the drive shaft which is connected to the sun gear, with a ring gear and on the other hand, the ring gear can be coupled to the housing.
  • the planet carrier serves as an output and is connected to the output shaft.
  • From DE 199 17 673 A1 discloses a switching device for a two-stage planetary gear is known, the drive shaft is connected to a sun gear and the output shaft to a planet carrier.
  • a ring gear of the planetary gear is positively coupled via a sliding sleeve with a transmission housing or with the sun gear.
  • the sliding sleeve is displaceable coaxially to the drive shaft by means of an electric actuator in the various switching positions.
  • the actuator is an electromagnet whose armature is drivingly connected to the sliding sleeve.
  • a switching device for a planetary gear which is a sliding sleeve, which is displaceable by the actuation of an actuating means in the axial direction of the planetary gear from a neutral position to a switching position, at least one coupling element for non-rotatable coupling of two components of the planetary gear in the axial direction of the planetary gear from an idle position into an engaged position is displaceable, and at least one switching spring, which couples the sliding sleeve and the at least one coupling element such that upon displacement of the sliding sleeve from the neutral position to the switching position, the coupling element in the direction of the component to be coupled therewith is spring loaded, has. Furthermore, the switching device has a locking unit which holds the coupling element in the locked state in the idle position, so that the spring energy can be stored stored in the shift position shifted sliding sleeve and at a certain time by the unlocking of the locking unit.
  • the switching device accordingly has a sliding sleeve, at least one coupling element and at least one switching spring.
  • the sliding sleeve is displaced by the actuation of the actuating means in the axial direction of the planetary gear from the neutral position to the switching position.
  • the sliding sleeve can be designed to be displaceable in a single, or even in at least two switching positions. If the sliding sleeve has a plurality of switching positions, these can be configured with respect to their neutral position in opposite directions of displacement of the sliding sleeve. Alternatively or additionally, however, at least two switching positions can also be arranged one after the other in a direction of displacement. In the neutral position, no torque is transmitted from the drive shaft to the output shaft.
  • the at least one coupling element for rotationally fixed coupling of two components of the planetary gear in the axial direction of the planetary gear from an idle position into an engaged position is displaced.
  • the coupling element is rotatably coupled to one of the components of the planetary gear and designed to be displaceable in the axial direction of the planetary gear.
  • the coupling element has a coupling toothing, which engages positively in the engaged position with the second component to be coupled thereto.
  • the at least one switching spring couples the sliding sleeve and the at least one coupling element with each other such that upon displacement of the sliding sleeve from the neutral position to the switching position, the coupling element in the direction of it coupling member is spring loaded.
  • the switching device has a locking unit.
  • the locking unit holds the coupling element in the locked state in the idle position, so that the spring energy can be stored stored in the shift position shifted sliding sleeve and at a certain time by the unlocking of the locking unit.
  • the locking unit has at least one locking element, in particular a switching pin and / or a preferably pivotably designed hoeing element.
  • the switching pin can be decoupled by means of the chopping member of axial forces, which are applied by the switching spring.
  • the chopping element is designed to be pivotable about a pivot point for this purpose and / or pressed into the locking position by means of a spring element.
  • the locking unit has an engagement region which is formed on the coupling element and with which the locking element corresponds.
  • the engagement region is preferably formed as a shoulder and / or as a circumferential annular groove.
  • a trained as an annular groove engagement region also has the advantage that the Coupling element in each of the two axial directions can be locked.
  • the coupling element may be rotatable, so that the locking element can move in the annular groove in the circumferential direction of the planetary gear.
  • the switching device has at least one locking element, in particular a switching pin and / or a preferably pivotally formed hoe element, which is coupled to the sliding sleeve so that it is able to maintain this in the activated state in the switching position.
  • the switching device can be made particularly inexpensive if it has at least one return spring which is coupled to the sliding sleeve and / or the coupling element such that it can be tensioned when moving the sliding sleeve from the neutral position to the switching position and the sliding sleeve from the switching position in the Neutral position and / or the coupling element from the engaged position into the idle position, in particular when deactivating the locking means, can push back.
  • at least one return spring which is coupled to the sliding sleeve and / or the coupling element such that it can be tensioned when moving the sliding sleeve from the neutral position to the switching position and the sliding sleeve from the switching position in the Neutral position and / or the coupling element from the engaged position into the idle position, in particular when deactivating the locking means, can push back.
  • the planetary gear can be made very compact, when the switching device comprises a first coupling element, in particular for non-rotatable coupling of a ring gear with a stationary housing of the planetary gear, and a second coupling element, in particular for rotationally fixed coupling of a sun gear with a planet carrier of the planetary gear.
  • the rotatable masses of the planetary gear can be minimized, in particular by the coupling of the sun gear with the planet carrier of the planetary gear.
  • the design effort of the planetary gear can be reduced if each of the switching spring of one of the two coupling elements is designed as a return spring of the other coupling element.
  • the rotatable masses of the planetary gear can be reduced if the first coupling element has a radially inner first and a radially outer second part, which are rotatable to each other.
  • at least one of these two parts, in particular the radially outer second part can be decoupled from the rotation of the rotatably coupled component of the planetary gear.
  • the switching device can be made particularly compact, when the first and second coupling element form a jointly displaceable in the axial direction of the planetary gear unit and / or at the same time are rotatably mounted to each other.
  • the manufacturing cost of the switching device can be reduced if the switching position of the sliding sleeve for the first and the switching position of the sliding sleeve for the second coupling element is identical. Thus, only one locking element and a return spring is needed for both coupling elements.
  • the adjusting means in particular a switching pin, corresponds with a switching groove.
  • the shift groove is on the outer circumference of a shaft, in particular the drive shaft or the rotatably coupled to the drive shaft coupled sliding sleeve arranged. Further, the shift groove has a curve extending substantially in the circumferential direction of the shaft and provided with a slope, in particular helical.
  • the rotational energy of the drive shaft can be used for switching, which can be switched with significantly higher switching power.
  • the additional components such as solenoids or electric motors, omitted for the circuit.
  • the adjusting means can be made smaller, since they have to apply the necessary force to be inserted into the switching groove, but not the actual displacement force to initiate the switching movement. This is generated by the rotating gear shaft and helically converted into an axial displacement of the sliding sleeve. Depending on the axial course of the at least one shift groove, the approach of the sliding sleeve to the coupling element can take place at a defined approach speed. Furthermore, the switching spring can be operated with a relatively high thrust. It is also advantageous if a first and a second shift groove is provided, which have an opposite course in the axial direction.
  • the adjusting means after reaching the desired position of the shaft, in particular the sliding sleeve, not specifically led out of the shift groove, but can be automatically moved back by the leakage of the groove in the starting position.
  • the adjusting means is a switching pin, which is electromagnetically actuated.
  • the adjusting means can thereby form a very space-saving, while at the same time a simple and precise control is enabled.
  • the design effort can be reduced if the actuating means is formed stationary, in particular connected to the housing.
  • the adjusting means is slidably disposed with the sliding sleeve in the axial direction of the planetary gear. In this case, the adjusting means would engage in a formed on the drive shaft shift groove.
  • the movable masses of the switching device can be reduced if the sliding sleeve has a, in particular radially inner, first and one, in particular radially outer, second part, which are designed to be rotatable relative to one another.
  • the sliding sleeve is rotatably and axially displaceably arranged on the drive shaft.
  • the sliding sleeve but also be axially displaceable and rotatably coupled to the drive shaft.
  • the switching device on a coupled with the sliding sleeve first and second stop member, which are each assigned to one of the two switching springs. Furthermore, these are so decoupled from each other that when moving the sliding sleeve from the neutral position in one of the two switching positions only one of the two switching springs is tensioned and the other dwells in its normal position. Thus, not even the spring force of the lingering in the basic position switching spring must be overcome.
  • the sliding sleeve is arranged on the drive shaft or on a countershaft parallel to this.
  • the countershaft is coupled to the drive shaft via a spur gear and a controllable clutch.
  • the torque of the drive shaft by means of the spur gear and / or the controllable clutch can be transmitted to the countershaft, whereby a targeted displacement of the sliding sleeve on the countershaft in the switching position or by correspondingly opposite rotation can be made in the neutral position.
  • a driven-side circuit of the switching device can also take place a driven-side circuit of the switching device.
  • a planetary gear in particular a two-stage planetary gear for a machine tool is proposed, which has a central sun gear, a ring gear, which surrounds the sun gear, radially disposed therebetween planetary gears, which are rotatably supported in a planet carrier, and a switching device.
  • the drive shaft of the planetary gear is coupled to the sun gear and the output shaft of the planetary gear to the planet carrier.
  • the Switching device is formed according to the preceding description, wherein said features may be present individually or in any combination.
  • FIGS. 1 a - 1 e show the individual switching steps of the switching device shown schematically here
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a planetary gear with a switching device in cross section, in which a sliding sleeve from the neutral position is displaceable in a first switching position and in a second switch position formed opposite thereto,
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a planetary gear with a switching device in cross section, in which the sliding sleeve is displaceable from the neutral position into a switching position associated with both coupling elements
  • FIG. 4 shows a third embodiment of a planetary gear with switching device in cross section, in which an adjusting means is designed to be displaceable with a sliding sleeve as a unit in the axial direction,
  • Figure 5 shows a fourth embodiment of a planetary gear with countershaft
  • the switching device 1 comprises a first component 2 and a second component 3, which can be coupled to one another in a rotationally fixed manner by means of a coupling element 4.
  • the first component 2 is designed as a drive shaft 5 and the second component 3 as an output shaft 6.
  • the output shaft 6 is fixed on the drive shaft 5 in the axial direction and rotatable on this stored.
  • the drive shaft 5 has an outer toothing 7, in which the coupling element 4 engages.
  • the coupling element 4 is thus rotatably coupled to the output shaft 6 and relative to this in the axial direction from an idle position shown in Figure 1 a in an engagement position shown in Figure 1 d shown.
  • the coupling element 4 engages with a toothing 8, which is formed on the front side, in a toothing 9 of the output shaft 6 which is likewise arranged on the front side such that the coupling element 4 rotatably couples the drive shaft 5 to the output shaft 6.
  • the switching device further comprises a sliding sleeve 10.
  • This is rotatably coupled to the drive shaft 5, in particular by means of the external toothing 7 and slidably in the axial direction.
  • the axial displacement of the sliding sleeve 10 is effected from a neutral position shown in Figure 1 a in a switching position shown in Figure 1 c.
  • the sliding sleeve 10 only a single switching position. But it is also conceivable that a plurality of switch positions are formed. These may in turn be formed in a direction of displacement of the sliding sleeve 10 and / or in mutually opposite displacement directions.
  • the displacement of the sliding sleeve 10 is effected by means of an actuating means 1 1, which is able to engage in accordance with Figure 1 a in a Au on the outer circumference 12 of the sliding sleeve 10 formed shift groove 13.
  • the shift groove 13 has a substantially in the circumferential direction of the sliding sleeve 10 extending and provided with a slope curve. In the present case, the shift groove 13 is formed substantially helical.
  • the switching device 1 comprises a switching spring 14 and a return spring 15.
  • the switching spring 14 couples the sliding sleeve 10 with the coupling element 4.
  • the return spring 15 couples the axially movable sliding sleeve 10 with a fixed in the axial direction of the switching device 1 base 1 6.
  • the switching device 1 furthermore has a locking unit 17, which comprises a locking element 18 and an engagement region 19 on the coupling element 4.
  • the adjusting means 1 1, the locking member 18 and the locking member 20 are presently designed as electrically controllable switching pins, which in particular are electromagnetically actuated.
  • the adjusting means can thereby be implemented to save space in the region of the sliding sleeve 10, while at the same time a simple and precise control is possible.
  • the switching pins can alternatively but also be pneumatically or hydraulically actuated.
  • the coupling element 4 is initially in the neutral position, so that there is no rotationally fixed coupling between the first component 2 or the drive shaft 5 and the second component 3 or the output shaft 6 is present. Furthermore, the sliding sleeve 10 is in its neutral position. The switching spring 14 and the return spring 15 are substantially unloaded. In the basic position of the switching device 1 shown in FIG. 1a, only the locking element 18 is activated by all the switching pins. As a result, this engages positively in the engagement region 19 of the coupling element 4, so that it is held firmly in the neutral position. Thus, it can be avoided that the coupling element 4 inadvertently approaches the output shaft 6.
  • the engagement portion 19 is formed as an annular groove, so that the coupling element 4 is able to rotate in spite of locking together with the drive shaft 5.
  • the actuating means 1 1 is activated according to Figure 1 b, so that it engages positively in the shift groove 13. Due to the rotation of the drive shaft 5 and the present helical design of the shift groove 13, the shift sleeve 10 is displaced in the axial direction from the neutral position shown in Figure 1 b in the switching position shown in Figure 1 c. As a result, this advantageously the energy of the drive motor, not shown here, is used to carry out the switching operation. Thus, can be switched with significantly higher switching forces, so that additional components such as solenoids or electric motors can be saved for the circuit. When sliding the sliding sleeve 10, as shown in Figure 1 c, both the switching spring 14 and the return spring 15 stretched.
  • this time can be controlled by means of a corresponding design of the switching groove 13 by the switching groove 13 in an alternative embodiment not shown here along its course continuously reduces its depth to zero, so that the actuating means 1 1 in the illustrated in Figure 1 c Switching position of the sliding sleeve 10 is pushed back to the height of the outer periphery 12 of the sliding sleeve 10.
  • the return spring 15 and the switching spring 14 is tensioned so that they spring beaufeaufeauf sound the sliding sleeve 10 in the direction of its neutral position.
  • the locking element 20 engages in an engagement region 21 of the sliding sleeve 10 immediately after the sliding sleeve 10 has reached the switching position according to FIG. 1 c, so that the sliding sleeve 10 in FIG the switching position is locked.
  • the engagement portion 21 of the sliding sleeve 10 is presently designed as an annular groove. Since both the coupling element 4 are held by means of the locking element 18 in the idle position and the sliding sleeve 10 by means of the locking member 20 in the switching position, the spring energy, in particular the switching spring 14, are stored in the system.
  • the locking element 18 is deactivated according to Figure 1 d, wherein the locking member 18 retracts from the engagement portion 19 of the coupling element 4.
  • the spring-loaded coupling element 4 which is spring-loaded by means of the switching spring 14 in the direction of the second component 3 to be coupled thereto, is thus pressed against the second component 3 or the output shaft 6, so that the two toothings 8, 9 of the coupling element 4 and the output shaft 6 engage in one another.
  • the switching spring 14 is still stretched in this position so that the coupling element 4 can not move the drive side.
  • an unintentional decoupling of the coupling element 4 can be avoided.
  • an additional switching pin not shown here, could also be present, which engages in the engagement region 19, so that the coupling element 4 is held in the engaged position.
  • the locking element 20 is deactivated according to FIG. Since the return spring 15 is supported on the base 1 6 and the sliding sleeve 10 is spring-loaded in the direction of its neutral position, the sliding sleeve 10 is pushed back by the return spring 15 at unlocked locking element 20 back to its neutral position. Since the sliding sleeve 10, in particular by means of the switching spring 14, is coupled to the coupling element 4, the coupling element 4 is pushed back into the neutral position during displacement of the sliding sleeve 10 in the neutral position. As a result, the rotationally fixed coupling between the first component 2 and the drive shaft 5 and the second component 3 and the output shaft 6 is repealed. Once the coupling element 4 is again in its idle position, this is again locked according to Figure 1 a by means of the locking element 18.
  • Such a trained switching device 1 is particularly well suited for transmissions in which the output shaft 6 is actively braked by means of a brake device, not shown here, in particular a brake disc.
  • a brake device not shown here, in particular a brake disc.
  • the switching energy used by the drive shaft 5 can be stored by means of the shift spring 14 and at a given time, especially when the brake device is released, are released.
  • a clean engagement of the teeth 8 of the coupling element 4 in the toothing 9 of the output shaft 6 can be ensured without an expensive and complex synchronization.
  • FIGS 2 - 6 show different embodiments of the switching device 1 for a planetary gear 22.
  • the planetary gear 22 is in two stages designed and provided in particular for use in machine tools.
  • the different embodiments of the planetary gear 22 have a central sun gear 23 which is rotatably coupled to the drive shaft 5.
  • the planetary gear 22 comprises a rotatably mounted ring gear 24 which surrounds the sun gear 23.
  • planetary gears 25 are arranged, which are each held by a planetary pin 26 rotatably in a planet carrier 27.
  • the planet carrier 27 is also rotatably mounted, in particular on the sun gear 23, and form the output shaft 6.
  • the planetary gear 22 shown in Figure 2 comprises a first coupling element 28 and a second coupling element 29.
  • the first and the second coupling element 28, 29 together form a displaceable in the axial direction of the planetary gear 22 unit 32, wherein they are rotatable to each other by means of a bearing 30 to each other are.
  • the first coupling element 28 is rotatably coupled to the ring gear 24 and slidable to this in the axial direction.
  • the second coupling element 29 is rotatably coupled to the sun gear 23 and slidable to this in the axial direction.
  • the ring gear 24 In a first switching position, the ring gear 24 is rotatably coupled by means of the first coupling element 28 with a stationary housing 31.
  • the first coupling element 28 or the unit 32 which comprises the first coupling element 28, the second coupling element 29 and the bearing 30, the drive side, i. in the direction of the drive shaft 5, moved.
  • a first toothing 33 arranged on the front side on the first coupling element 28 interlocks positively with a housing toothing 34.
  • the ring gear 24 is then rotatably coupled by means of the first coupling element 28 with the housing 31.
  • the switching process essentially takes place in accordance with the switching process of the schematically illustrated switching device 1, which is visualized in FIGS. 1 a to 1 e.
  • the adjusting means 1 which is also stationary in particular connected to the housing, not shown here, introduced into a shift groove 13 of the sliding sleeve 10.
  • the sliding sleeve 10 is, in particular via the second coupling element 29, rotatably coupled to the sun gear 23 and with the drive shaft 5. Due to the helical Formation of the shift groove 13, this is moved during rotation of the sliding sleeve 10 from the neutral position shown here on the drive side in a first switching position.
  • the unit 32 remains stationary during this process, as it is held in the neutral position by means of the locking element 18, which engages in an engagement region 19 of the unit 32.
  • a first switching spring 35 and a first return spring 36 is tensioned.
  • the sliding sleeve 10 is fixed in the first switching position by means of a locking element 20.
  • the locking element 20 engages in a first recess 37 of a carrier 38.
  • the carrier 38 is rotatably coupled to the sliding sleeve 10 and formed axially displaceable with this as a unit.
  • the locking element 18 is released, as a result of which the tensioned first switching spring 35 moves the unit 32 or the first coupling element 28 on the drive side, so that the first coupling element 28 engages with the housing 31.
  • the ring gear 24 is now rotatably coupled to the housing 31.
  • the locking element 20 For decoupling the locking element 20 is released, whereby the first return spring 36 moves the carrier 38 together with the sliding sleeve 10 on the output side in the central neutral position. Since the unit 32 is coupled to the sliding sleeve 10 via the first switching spring 35, and the first coupling element 28 is moved from the engaged position back to the idle position.
  • the output side planet carrier 27 by means of the second coupling element 29 rotatably coupled to the sun gear 23 and the drive shaft 5 rotationally fixed.
  • the second coupling element 29 and the unit 32 is displaced on the output side until a second toothing 39 arranged on the unit 32, namely the second coupling element 29, engages with a planet carrier toothing 40 arranged on the front side.
  • the second switching operation is analogous to the first switching operation, wherein as a difference to the first switching operation opposite output-side displacement of the sliding sleeve 10, the carrier 38 and, at a later time, the second coupling element 29.
  • the switching device 1, a second switching spring 41 and a second return spring 42.
  • the second return spring 42 is oriented opposite to the first return spring 36 in the axial direction of the planetary gear 22 opposite. The same applies to the second switching spring 41 and the first switching spring 35.
  • the sliding sleeve 10 has only a single shift groove 13.
  • the sliding sleeve but also have a plurality of switching grooves corresponding respectively with at least one adjusting means such that the sliding sleeve with a corresponding design of the shift groove from the neutral position in the first and second switching position and moved back to the neutral position becomes.
  • at least one of the two return springs 36, 42 could be saved.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the planetary gear 22 is shown, in which the switching device 1 is formed such that the rotatable masses are reduced.
  • the circuit of the two stages in a common direction in particular by an output side displacement of the sliding sleeve 10 and the first and second coupling element 28, 29th
  • the first coupling element 28 is decoupled from the rotation of the sliding sleeve 10 by means of a bearing 30 by being rotatably coupled in the region of its radially outer toothing with a housing, not shown here, and to this axially displaceable. Further, the first coupling element 28 is coupled to the carrier 38 of the sliding sleeve 10, which in turn is rotatably mounted on the sliding sleeve 10. For non-rotatable coupling of the ring gear 24 with the housing, not shown here is the first coupling element 28 shifted on the output side, so that the coupling teeth of the first coupling element 28 with the ring gear 24 come into engagement. The first coupling element 28 thus has no rotatable masses.
  • the rotatable masses of the second coupling element 29 were reduced.
  • the second coupling element 29 is formed in two parts.
  • a radially inner first part 43 is rotatably coupled to the sun gear 23 and to the drive shaft 5 and coupled to this axially displaceable.
  • the radially outer second part 44 is decoupled from this rotation by means of the bearing 30.
  • the second part 44 is coupled to the likewise decoupled from the rotation support 38 of the sliding sleeve 10.
  • Each of the two coupling elements 28, 29 is associated with its own locking unit 17a, 17b, so that they can be unlocked independently of each other to carry out the switching operation.
  • the two locking units 17a, 17b and the jointly formed for both switching stages locking unit of the locking member 20 herein comprise each a switching pin 45, a pivotally formed hook member 46 and designed as a paragraph 47 engaging portion 19.
  • a switching pin 45 a switching pin 45
  • a pivotally formed hook member 46 designed as a paragraph 47 engaging portion 19.
  • the adjusting means 1 1 is introduced into the shift groove 13. Due to the rotatable coupling of the sliding sleeve 10 with the drive shaft 5 and the corresponding helical configuration of the shift groove 13, the sliding sleeve 10 is displaced on the output side.
  • the return spring 1 5 is present both the first coupling element 28 and the second coupling element ment 29 assigned.
  • the actuating means 11 is led out of the shift groove 13 by active actuation or else by corresponding reduction in the depth of the shift groove 13.
  • the spring energy of the first and second switching spring 35, 41 is thus stored by the locking of the sliding sleeve 10 in the switching position and by the locking of the first and second coupling elements 28, 29 in the idle position in the system.
  • the stored spring energy can be released by releasing one of the two locking units 17a, 17b.
  • only one of the locking units 17a, 17b is always released at any time, but both at the same time.
  • the second coupling element 29 shifts from its idle position into the engaged position.
  • the teeth arranged on the face side of the rotatably coupled to the sun gear 23 first part 43 of the second coupling element 29 come into meshing engagement with the planet carrier 27, so that the sun gear 23 is rotatably coupled to the planet carrier 27.
  • the locking element 20 is deactivated at a given time, so that the sliding sleeve 10 is pushed with its carrier 38 from the switching position back to the neutral position.
  • This is done in particular by means of the return spring 15, the spring-loaded the sliding sleeve 10 in the direction of its neutral position.
  • the switching spring 35, 41 of the non-switched coupling element act in the present example, the first coupling element 29, as a return spring. Since the first switching spring 35 has thus not been released in the present exemplary switching operation, it acts on the carrier 38 and thus also on the sliding sleeve 10 with a spring force which is oriented on the drive side.
  • the return spring 15 could also be saved as a pushing back of the sliding sleeve 10 in the neutral position and the second coupling element 29 in the neutral position could be done with the first switching spring 35. As soon as the second coupling element 29 is again in the neutral position, it is automatically locked by means of the locking unit 17b.
  • Figure 4 shows a third embodiment of a planetary gear 22, the drive side is formed substantially in accordance with the second embodiment shown in Figure 3.
  • this third embodiment has no separate return spring 15 (see Figure 3). Instead acts here, as already stated above, the switching spring 35, 41 of the respective unlocked coupling element 28, 29 as return spring 15 for the sliding sleeve 10 and for each shifted in the engaged position coupling element 28, 29. Further, the sliding sleeve 10 with its carrier 38 formed in one piece.
  • the sliding sleeve 10 is completely decoupled in the embodiment shown in Figure 4 of the rotation of the drive shaft 5.
  • the shift groove 13 is not formed on the sliding sleeve 10, but on the outer circumference 12 of the drive shaft 5.
  • the adjusting means 1 1 is fixedly connected to the sliding sleeve 10, so that it is designed to be displaceable relative to the drive shaft 5 in the axial direction of the planetary gear 22.
  • Figure 5 shows a fourth embodiment of the planetary gear 22, wherein the output-side region is formed substantially identical to the second and third embodiments.
  • the main difference is that the drive energy of the drive shaft 5 can be transmitted to a countershaft 50 by means of a spur gear 48 and a controllable clutch 49.
  • an output-side circuit of the planetary gear 22 is made possible.
  • the sliding sleeve 10 does not rotate continuously, but is selectively moved by means of the clutch 49 between the neutral position and the switching position. Accordingly, the clutch closes to initiate the shift Operation, whereby the drive power of the drive shaft 5 is transmitted to the countershaft 50.
  • the rotationally fixed and axially displaceable coupled to the countershaft 50 sliding sleeve 10 is moved by the engaging adjusting means 1 1 from the neutral position to the switching position on the output side.
  • the first and second switching spring 35, 41 and the return spring 15 are tensioned.
  • the clutch 49 disengages, so that no more drive energy is transmitted from the drive shaft 5 to the countershaft 50.
  • the actuating means 1 1 thus acts as a locking element. After coupling one of the two coupling elements 28, 29 this and the sliding sleeve 10 can be brought by the release of the actuating means 1 1 and the locking member 20 back to the neutral position or the neutral position.
  • the force required for this purpose is applied by the return spring 15 as in the previous embodiments.
  • FIGS. 6a-6d A fifth exemplary embodiment of the planetary gear 22 storable for switching energy is shown in FIGS. 6a-6d.
  • the planetary gear 22 comprises a first coupling element 28 and a second coupling element 29.
  • the two Koppeleiemente 28, 29 together form a displaceable in the axial direction of the planetary gear 22 unit 32 from. They are further formed rotatable by means of the bearing 30 to each other.
  • the first coupling element 28 is rotatably coupled in a first coupling region 51 with the housing of the planetary gear 22, not shown here and slidably coupled thereto in the axial direction.
  • the second coupling element 29 is in contrast to the sun gear 23 rotatably coupled and slidable in the axial direction.
  • the first coupling element 28 is formed stationary, whereas the second coupling element 29 is able to rotate with the sun gear due to the rotationally fixed coupling in the second coupling region 52.
  • the ring gear 24 is rotatably coupled by means of the first coupling element 28 with the stationary housing.
  • the first coupling element 28 or the unit 32 which comprises the first coupling element 28, the second coupling element 29 and the bearing 30, on the drive side, ie in the direction of the drive shaft 5, moved.
  • the switching operation of the switching device 1 takes place according to the method visualized in FIGS. 6a-6d. Accordingly, starting from the neutral position shown in Figure 6a of the switching device 1, in which none of the two coupling elements 28, 29 is active, according to Figure 6b for rotatably coupling the ring gear 24 to the stationary housing, first the adjusting means 1 1 in a shift groove 13 of the drive shaft 5 introduced.
  • the sliding sleeve 10 is thus completely decoupled from the rotation of the drive shaft 5, since the shift groove 13 is not formed on the sliding sleeve 10, but on the outer circumference 12 of the drive shaft 5.
  • the adjusting means 1 1 is fixedly connected to the sliding sleeve 10, so that it is designed to be displaceable relative to the drive shaft 5 in the axial direction of the planetary gear 22.
  • the sliding sleeve 10 is moved with the adjusting means 1 1, the carrier 38 and a first stop element 54 as a displacement unit due to the helical shift groove 13 from the neutral position to the output-side switching position according to Figure 6b.
  • the unit 32 remains stationary during this process, as it is held in the neutral position by means of the locking element 18, which engages in an engagement region 19 of the unit 32.
  • a first switching spring 35 and a first return spring 36 of the switching device 1 is tensioned.
  • the first switching spring 35 is tensioned between the first stop element 54 and the first coupling element 28, relative to which the first stop element 54 is designed to be displaceable in the axial direction.
  • the return spring 36 is stretched between the carrier 38 and the housing-fixed base 1 6b.
  • the locking member 18 is unlocked according to Figure 6d for non-rotatable coupling of the housing, not shown here with the ring gear 24, whereby the tensioned or charged first switching spring 35, the unit 32 and the first coupling element 28 moves on the drive side, so that the first toothing 33 of first coupling element 28 with the ring gear teeth 53 comes into meshing engagement.
  • the ring gear 24 is now rotatably coupled to the housing of the planetary gear 22, not shown here, wherein the two shift springs 35, 41 are both relieved and only the first return spring 36 is under tension.
  • the locking element 20 For decoupling the locking element 20 must be released or disengaged from the recess 37, whereby the tensioned first return spring 36, the carrier 38 along with the sliding sleeve 10 on the output side in the back in Fig. 6a shown central neutral position.
  • the first coupling element 28 is displaced from the engagement position back into the idle position, since the unit 32 is coupled via the second stop element 55 and the second switching spring 41 to the carrier 38 or the sliding sleeve 10.
  • the first toothing 33 of the first coupling element 28 thus no longer engages in the ring gear teeth 53 of the ring gear 24.
  • the second switching operation for the rotationally fixed coupling of the sun gear 23 to the planet carrier 27 via the meshing of the second toothing 39 of the second coupling element 29 in the planet carrier toothing 40 of the planet carrier 27 is substantially mirrored in an analogous manner. Accordingly, the sliding sleeve 10 - when reversing the direction of rotation of the drive shaft 5 or at a second with a formed in comparison to the first shift groove 13 with an inverse pitch angle second shift groove - the drive side in the direction of the output shaft 6 moves as soon the adjusting means 1 1 engages in the switching groove 13.
  • the second switching spring 41 in particular by the displacement of the second stop element 55, and the second return spring 42 tensioned, since the unit 32 are held in its neutral position due to the locking element 18.
  • the second switching spring 41 releases its spring energy, whereby the second coupling element 29 is displaced on the output side and the second toothing 39 engages in the planetary toothing 40.
  • the sun gear 23 and the planet carrier 27 are now rotatably coupled together.
  • the locking element 20 For decoupling the locking element 20 is released, whereby the tensioned second return spring 42, the carrier 38 together with the sliding sleeve 10 on the output side boastverschiebt back to the central neutral position.
  • the second coupling element 29 is displaced from the engagement position back into the idle position, since the unit 32 is coupled via the first stop element 54 and the first shift spring 35 to the carrier 38 or the sliding sleeve 10.
  • the second toothing 39 of the second coupling element 29 thus no longer engages in the planet carrier toothing 40.
  • the main advantage of the fifth embodiment shown in Figures 6a-6d is that all electronic switching parts, i. the adjusting means 1 1, the locking element 18 and the locking member 20 are decoupled from the rotation. Furthermore, the locking element 18 and the locking element 20 is fixedly coupled to the housing. Furthermore, the switching device 1 has rotationally symmetrical components which are not interlaced. In addition, the switching device 1 may be formed as a preassembled module which can be mounted on a planetary gear 22. Also, the structural implementation according to the fifth embodiment allows only the switching pins of the actuators, i. of the actuating means 1 1, the locking element 18 and the locking element 20, are arranged in the oil chamber. The spring assemblies can be designed for both switching 35, 41 and / or return springs 36, 42 with different forces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (1) für ein Planetengetriebe (22), mit einer Schiebemuffe (10), die durch die Betätigung eines Stellmittels (11) in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) aus einer Neutralstellung in eine Schaltstellung verschiebbar ist, zumindest einem Koppelelement (4), das zum drehfesten Koppeln zweier Bauteile (2; 3) des Planetengetriebes (22) in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) aus einer Leerlaufstellung in eine Eingriffsstellung verschiebbar ist, und zumindest einer Schaltfeder (14), welche die Schiebemuffe (10) und das zumindest eine Koppelelement (4) derart miteinander koppelt, dass beim Verschieben der Schiebemuffe (10) aus der Neutralstellung in die Schaltstellung das Koppelelement (4) in Richtung des damit zu koppelnden Bauteils (3) federbeaufschlagt wird. Erfindungsgemäß weist die Schalteinrichtung (1) eine Verriegelungseinheit (17) auf, die das Koppelelement (4) im verriegelten Zustand in der Leerlaufstellung hält, so dass die Federenergie bei in die Schaltstellung verschobener Schiebemuffe (10) speicherbar und zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Entriegelung der Verriegelungseinheit (17) freisetzbar ist.

Description

Schalteinrichtunq für ein Planetenqetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Planetengetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
Derartige Schalteinrichtungen für Planetengetriebe finden bspw. in Werkzeugmaschinen, Dreh-, Fräs- und Bearbeitungszentren Verwendung. Als Antriebsmotoren dienen DC/AC-Hauptspindelmotoren. Die Getriebe vergrößern die Leistungsbandbreite der Hauptspindelmotoren, um die Flexibilität der Werkzeugmaschinen bei der Bearbeitung von unterschiedlichen Werkstoffen bzw. Schnittkräften durch hohe Drehmomente oder Drehzahlen zu vergrößern. Bei bislang bekannten zweistufigen Planetengetrieben für Werkzeugmaschinen werden zwei Übersetzungsstufen gebildet, in denen einerseits die Antriebswelle, die mit dem Sonnenrad verbunden ist, mit einem Hohlrad und andererseits das Hohlrad mit dem Gehäuse gekoppelt werden kann. Der Planetenträger dient als Abtrieb und ist mit der Abtriebswelle verbunden.
Aus der DE 199 17 673 A1 ist eine Schalteinrichtung für ein zweistufiges Planetengetriebe bekannt, dessen Antriebswelle mit einem Sonnenrad und dessen Abtriebswelle mit einem Planetenträger verbunden ist. Ein Hohlrad des Planetengetriebes ist über eine Schiebemuffe formschlüssig mit einem Getriebegehäuse oder mit dem Sonnenrad gekoppelt. Die Schiebemuffe ist koaxial zur Antriebswelle mittels eines elektrischen Stellglieds in die verschiedenen Schaltpositionen verschiebbar. Das Stellglied ist ein Elektromagnet, dessen Anker triebmäßig mit der Schiebemuffe verbunden ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Es wird eine Schalteinrichtung für ein Planetengetriebe vorgeschlagen, das eine Schiebemuffe, die durch die Betätigung eines Stellmittels in Axialrichtung des Planetengetriebes aus einer Neutralstellung in eine Schaltstellung verschiebbar ist, zumindest ein Koppelelement, das zum drehfesten Koppeln zweier Bauteile des Planetengetriebes in Axialrichtung des Planetengetriebes aus einer Leerlaufstellung in eine Eingriffsstellung verschiebbar ist, und zumindest einer Schaltfeder, welche die Schiebemuffe und das zumindest eine Koppelelement derart miteinander koppelt, dass beim Verschieben der Schiebemuffe aus der Neutralstellung in die Schaltstellung das Koppelelement in Richtung des damit zu koppelnden Bauteils federbeaufschlagt wird, aufweist. Ferner weist die Schalteinrichtung eine Verriegelungseinheit auf, die das Koppelelement im verriegelten Zustand in der Leerlaufstellung hält, so dass die Federenergie bei in die Schaltstellung verschobener Schiebemuffe speicherbar und zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Entriegelung der Verriegelungseinheit freisetzbar ist.
Die Schalteinrichtung weist demnach eine Schiebemuffe, zumindest ein Koppelelement und zumindest eine Schaltfeder auf. Die Schiebemuffe ist durch die Betätigung des Stellmittels in Axialrichtung des Planetengetriebes aus der Neutralstellung in die Schaltstellung verschiebbar. Die Schiebemuffe kann in eine einzige, oder aber auch in zumindest zwei Schaltstellungen verschiebbar ausgebildet sein. Weist die Schiebemuffe mehrere Schaltstellungen auf, können diese gegenüber ihrer Neutralstellung in entgegengesetzten Verschieberichtungen der Schiebemuffe ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können aber auch zumindest zwei Schaltstellungen in einer Verschieberichtung hintereinander angeordnet sein. In der Neutralstellung wird kein Drehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen.
Erst in der Schaltstellung liegt eine entsprechende Kopplung vor. Hierfür ist das zumindest eine Koppelelement zum drehfesten Koppeln zweier Bauteile des Planetengetriebes in Axialrichtung des Planetengetriebes aus einer Leerlaufstellung in eine Eingriffsstellung verschiebbar. Vorzugsweise ist das Koppelelement mit einem der Bauteile des Planetengetriebes drehfest gekoppelt und zu diesem in Axialrichtung des Planetengetriebes verschiebbar ausgebildet. Ferner weist das Koppelelement eine Koppelverzahnung auf, die in der Eingriffsstellung mit dem dazu zu koppelnden zweiten Bauteil formschlüssig eingreift.
Die zumindest eine Schaltfeder koppelt die Schiebemuffe und das zumindest eine Koppelelement derart miteinander, dass beim Verschieben der Schiebemuffe aus der Neutralstellung in die Schaltstellung das Koppelelement in Richtung des damit zu koppelnden Bauteils federbeaufschlagt wird. Um zu verhindern, dass das Koppelelement unmittelbar nach dem Betätigen der Schaltfeder mittels der Schiebemuffe zwei der Bauteile des Planetengetriebes miteinander koppelt, weist die Schalteinrichtung eine Verriegelungseinheit auf. Die Verriegelungseinheit hält das Koppelelement im verriegelten Zustand in der Leerlaufstellung, so dass die Federenergie bei in die Schaltstellung verschobener Schiebemuffe speicherbar und zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Entriegelung der Verriegelungseinheit freisetzbar ist. Dies ist insbesondere wegen der Forderung nach einem stillstehenden Getriebeabtrieb vorteilhaft, wonach dieser insbesondere über eine maschinenseitige Bremsscheibe aktiv gebremst ist. Solange der Getriebeabtrieb, insbesondere der mit der Abtriebswelle verbundene Planetenträger, aktiv gebremst ist, kann die Federenergie mittels der Verriegelungseinheit gespeichert werden. Erst zu einem späteren Zeitpunkt, nämlich vorzugsweise wenn die Bremse gelöst wird, wird die Verriegelungseinheit gelöst, so dass die Verzahnung des Koppelelements in die Verzahnung des nunmehr drehbaren und damit zu koppelnden zweiten Bauteils formschlüssig eingreifen kann. Vorteilhafterweise ist somit keine teure und aufwändige Synchronisation des Getriebes von Nöten.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verriegelungseinheit zumindest ein Verriegelungselement, insbesondere einen Schaltstift und/oder ein vorzugsweise schwenkbar ausgebildetes Hackenelement, aufweist. Mittels des Schaltstifts kann hierbei über eine elektronische Steuerung eine sehr exakte Ansteuerung der Verriegelungseinheit erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann der Schaltstift mittels des Hackenelements von axialen Kräften entkoppelt werden, die von der Schaltfeder aufgebracht werden. Vorzugsweise ist das Hackenelement hierfür um einen Drehpunkt schwenkbar ausgebildet und/oder mittels eines Federelements in die Verriegelungsstellung gedrückt. Somit kann bei entsprechender Stellung des Koppelelements ein automatisches Einrasten bzw. Verriegeln des Hackenelements in das Koppelelement sicher gestellt werden. Hierfür ist es ferner vorteilhaft, wenn die Verriegelungseinheit einen Eingriffsbereich aufweist, der am Koppelelement ausgebildet ist und mit dem das Verriegelungselement korrespondiert.
Der Eingriffsbereich ist vorzugsweise als Absatz und/oder als eine umlaufende Ringnut ausgebildet. Hierdurch kann der Eingriffsbereich sehr kostengünstig hergestellt werden. Ein als Ringnut ausgebildeter Eingriffsbereich hat ferner den Vorteil, dass das Koppelelement in jede der beiden axialen Richtungen verriegelbar ist. Auch kann das Koppelelement drehbar ausgebildet sein, so dass sich das Verriegelungselement in der Ringnut in Umfangsrichtung des Planetengetriebes bewegen kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schalteinrichtung zumindest ein Arretierelement, insbesondere einen Schaltstift und/oder ein vorzugsweise schwenkbar ausgebildetes Hackenelement, aufweist, das derart mit der Schiebemuffe gekoppelt ist, dass es diese im aktivierten Zustand in der Schaltstellung zu halten vermag. Mittels der Arretierung wird die Gefahr eines ungewollten Zurückwanderns der Schiebemuffe aus der Schaltstellung, in welche sie über das Stellmittel gezielt geführt worden ist, deutlich vermindert.
Die Schalteinrichtung kann besonders kostengünstig hergestellt werden, wenn sie zumindest eine Rückholfeder aufweist, die mit der Schiebemuffe und/oder dem Koppelelement derart gekoppelt ist, dass sie beim Verschieben der Schiebemuffe aus der Neutralstellung in die Schaltstellung spannbar ist und die Schiebemuffe aus der Schaltstellung in die Neutralstellung und/oder das Koppelelement aus der Eingriffsstellung in die Leerlaufstellung, insbesondere beim Deaktivieren des Arretierungsmittels, zurück zu schieben vermag. Somit können nämlich teure zusätzliche Schaltstifte eingespart werden, um eine derartige Rückhohlbewegung ermöglichen zu können.
Vorteilhafterweise kann das Planetengetriebe sehr kompakt ausgebildet werden, wenn die Schalteinrichtung ein erstes Koppelelement, insbesondere zum drehfesten Koppeln eines Hohlrads mit einem ortsfesten Gehäuse des Planetengetriebes, und ein zweites Koppelelement, insbesondere zum drehfesten Koppeln eines Sonnenrads mit einem Planetenträger des Planetengetriebes, aufweist. Hierdurch können ferner die drehbaren Massen des Planetengetriebes minimiert werden, insbesondere durch die Kopplung des Sonnenrads mit dem Planetenträger des Planetengetriebes.
Der konstruktive Aufwand des Planetengetriebes kann reduziert werden, wenn jeweils die Schaltfeder eines der beiden Koppelelemente als Rückholfeder des anderen Koppelelements ausgebildet ist. Die drehbaren Massen des Planetengetriebes können reduziert werden, wenn das erste Koppelelement einen radial inneren ersten und einen radial äußeren zweiten Teil aufweist, die drehbar zueinander ausgebildet sind. Somit kann zumindest einer dieser beiden Teile, insbesondere der radial äußere zweite Teil, von der Rotation des damit drehbar gekoppelten Bauteils des Planetengetriebes entkoppelt werden.
Die Schalteinrichtung kann besonders kompakt ausgebildet werden, wenn das erste und zweite Koppelelement eine in Axialrichtung des Planetengetriebes gemeinsam verschiebbare Einheit ausbilden und/oder zugleich zueinander drehbar gelagert sind.
Die Herstellungskosten der Schalteinrichtung können reduziert werden, wenn die Schaltstellung der Schiebemuffe für das erste und die Schaltstellung der Schiebemuffe für das zweite Koppelelement identisch ist. Somit ist für beide Koppelelemente nur ein Arretierelement und eine Rückholfeder von Nöten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung korrespondiert das Stellmittel, insbesondere ein Schaltstift, mit einer Schaltnut. Die Schaltnut ist am Außenumfang einer Welle, insbesondere der Antriebswelle oder der mit der Antriebswelle drehfest gekoppelten Schiebemuffe, angeordnet. Ferner weist die Schaltnut einen sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Welle erstreckenden und mit einer Steigung versehenen, insbesondere helixförmigen, Kurvenverlauf auf. Hierdurch kann die Drehenergie der Antriebswelle zum Schalten genutzt werden, wodurch mit deutlich höherer Schaltkraft geschalten werden kann. Ferner können die zusätzlichen Komponenten, wie Hubmagnete oder E-Motoren, für die Schaltung entfallen. Des Weiteren können auch die Stellmittel kleiner dimensioniert werden, da diese zum Einleiten der Schaltbewegung nur die nötige Kraft zum Einfassen in die Schaltnut, nicht aber die eigentliche Verschiebekraft aufbringen müssen. Diese wird durch die rotierende Getriebewelle erzeugt und schraubenartig in eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe umgesetzt. Dabei kann je nach axialem Verlauf der mindestens einen Schaltnut die Annäherung der Schiebemuffe an das Koppelelement mit einer definierten Näherungsgeschwindigkeit erfolgen. Ferner kann die Schaltfeder mit einer relativ hohen Schubkraft betätigt werden. Auch ist es vorteilhaft wenn eine erste und eine zweite Schaltnut vorgesehen ist, die einen gegensätzlichen Verlauf in axialer Richtung aufweisen. Hierbei bewegt vorzugsweise die erste Schaltnut bei Eingreifen des Stellmittels die mindestens eine Schiebemuffe in die Schaltstellung, während die zweite Schaltnut bei Eingreifen eines zweiten Schaltmittels für eine Rückbewegung der Schiebemuffe in die Neutralstellung sorgt. Hierdurch kann die Bewegung der Schiebemuffe sehr präzise gesteuert werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schaltnut in Drehrichtung im Endbereich auf ein Niveau des Au ßendurchmessers der Welle ausläuft. Somit muss das Stellmittel nach Erreichen der gewünschten Stellung der Welle, insbesondere der Schiebemuffe, nicht gezielt aus der Schaltnut herausgeführt werden, sondern kann durch das Auslaufen der Nut automatisch in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Stellmittel ein Schaltstift ist, welcher elektromagnetisch betätigbar ist. Vorteilhafterweise lassen sich die Stellmittel hierdurch sehr platzsparend ausbilden, während gleichzeitig eine einfache und präzise Ansteuerung ermöglicht wird. Es ist hierbei allerdings auch denkbar, den mindestens einen Schaltstift als pneumatisch oder hydraulisch betätigtes Bauteil auszuführen.
Der konstruktive Aufwand kann reduziert werden, wenn das Stellmittel ortsfest ausgebildet ist, insbesondere mit dem Gehäuse verbunden ist. Alternativ ist es aber auch ebenso denkbar, dass das Stellmittel mit der Schiebemuffe in Axialrichtung des Planetengetriebes verschiebbar angeordnet ist. In diesem Fall würde das Stellmittel in eine auf der Antriebswelle ausgebildete Schaltnut eingreifen.
Die bewegbaren Massen der Schalteinrichtung können reduziert werden, wenn die Schiebemuffe einen, insbesondere radial inneren, ersten und einen, insbesondere radial äußeren, zweiten Teil aufweist, die drehbar zueinander ausgebildet sind. Somit kann zumindest einer der beiden Teile von der Rotationsbewegung der Schiebemuffe entkoppelt werden. Vorteilhafterweise ist die Schiebemuffe drehbar und axial verschiebbar auf der Antriebswelle angeordnet. Alternativ kann die Schiebemuffe aber auch axial verschiebbar und drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt sein.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schiebemuffe aus der Neutralstellung, insbesondere in zueinander entgegengesetzte Richtungen, mittels einer ersten und einer zweiten Schaltfeder in eine erste und eine zweite Schaltstellung verschiebbar ist. Hierdurch können die radialen Abmaße des Planetengetriebes reduziert werden.
Vorteilhafterweise weist die Schalteinrichtung ein mit der Schiebemuffe gekoppeltes erstes und zweites Anschlagselement auf, die jeweils einer der beiden Schaltfedern zugeordnet sind. Ferner sind diese derart voneinander entkoppelt, dass beim Verschieben der Schiebemuffe aus der Neutralstellung in eine der beiden Schaltstellungen nur eine der beiden Schaltfedern gespannt wird und die andere in ihrer Grundstellung verweilt. Somit muss nicht noch zusätzlich die Federkraft der in der Grundstellung verweilenden Schaltfeder überwunden werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Schiebemuffe auf der Antriebswelle oder auf einer zu dieser parallelen Vorgelegewelle angeordnet. Die Vorgelegewelle ist mit der Antriebswelle über eine Stirnradstufe und eine ansteuerbare Kupplung gekoppelt. Somit kann das Moment der Antriebswelle mittels der Stirnradstufe und/oder der ansteuerbaren Kupplung auf die Vorgelegewelle übertragen werden, wodurch eine gezielte Verschiebung der Schiebemuffe auf der Vorgelegewelle in die Schaltposition bzw. durch entsprechend entgegengesetzte Drehung in die Neutralposition erfolgen kann. Vorteilhafterweise kann somit auch eine abtriebsseitige Schaltung der Schalteinrichtung erfolgen.
Ferner wird ein Planetengetriebe, insbesondere ein zweistufiges Planetengetriebe für eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen, das ein zentrales Sonnenrad, ein Hohlrad, welches das Sonnenrad umgibt, radial zwischen diesen angeordnete Planetenräder, die in einem Planetenträger drehbar gehalten sind, und eine Schalteinrichtung aufweist. Vorzugsweise ist die Antriebswelle des Planetengetriebes mit dem Sonnenrad und die Abtriebeswelle des Planetengetriebes mit dem Planetenträger gekoppelt. Die Schalteinrichtung ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 a - 1 e die einzelnen Schaltschritte der vorliegend schematisch abgebildeten Schalteinrichtung,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes mit einer Schalteinrichtung im Querschnitt, bei der eine Schiebemuffe aus der Neutralstellung in eine erste Schaltstellung und in eine dazu entgegengesetzt ausgebildete zweite Schaltstellung verschiebbar ist,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes mit einer Schalteinrichtung im Querschnitt, bei der die Schiebemuffe aus der Neutralstellung in eine beiden Koppelelementen zugeordnete Schaltstellung verschiebbar ist,
Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes mit Schalteinrichtung im Querschnitt, bei dem ein Stellmittel mit einer Schiebemuffe als Einheit in Axialrichtung verschiebbar ausgebildet ist,
Figur 5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes mit Vorgelegewelle und
Figuren 6a - 6d die Schaltschritte eines fünften Ausführungsbeispiels zum drehfesten Koppeln des Hohlrades mit dem Gehäuse.
In den Figuren 1 a - 1 e sind die einzelnen Schritte eines Schaltvorgangs einer schematisch abgebildeten Schalteinrichtung 1 dargestellt. Gemäß Figur 1 a umfasst die Schalteinrichtung 1 ein erstes Bauteil 2 und ein zweites Bauteil 3, die mittels eines Koppelelements 4 drehfest miteinander gekoppelt werden können. Das erste Bauteil 2 ist als Antriebswelle 5 und das zweite Bauteil 3 als Abtriebswelle 6 ausgebildet. Die Abtriebswelle 6 ist auf der Antriebswelle 5 in Axialrichtung fixiert und drehbar auf dieser gelagert. Die Antriebswelle 5 weist eine Außenverzahnung 7 auf, in die das Koppelelement 4 eingreift. Das Koppelelement 4 ist somit drehfest mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt und gegenüber dieser in Axialrichtung aus einer in Figur 1 a dargestellten Leerlaufstellung in eine in Figur 1 d dargestellten Eingriffstellung verschiebbar. In der in Figur 1 d dargestellten Eingriffsstellung greift das Koppelelement 4 mit einer vorliegend stirnseitig ausgebildeten Verzahnung 8 in eine ebenfalls stirnseitig angeordnete Verzahnung 9 der Abtriebswelle 6 derart ein, dass das Koppelelement 4 die Antriebswelle 5 mit der Abtriebswelle 6 drehfest koppelt.
Um eine gezielte Kopplung der beiden Bauteile 2, 3 zu einem bestimmten Zeitpunkt ermöglichen zu können, weist die Schalteinrichtung gemäß Figur 1 a ferner eine Schiebemuffe 10 auf. Diese ist mit der Antriebswelle 5, insbesondere mittels der Außenverzahnung 7, drehfest und in Axialrichtung verschiebbar gekoppelt. Die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 10 erfolgt aus einer in Figur 1 a dargestellten Neutralstellung in eine in Figur 1 c dargestellten Schaltstellung. Vorliegend weist die Schiebemuffe 10 nur eine einzige Schaltstellung auf. Es ist aber auch ebenso denkbar, das mehrere Schaltstellungen ausgebildet sind. Diese können wiederum in einer Verschieberichtung der Schiebemuffe 10 und/oder in zueinander entgegengesetzten Verschieberichtungen ausgebildet sein. Die Verschiebung der Schiebemuffe 10 erfolgt mittels eines Stellmittels 1 1 , das gemäß Figur 1 a in eine am Au ßenumfang 12 der Schiebemuffe 10 ausgebildete Schaltnut 13 einzugreifen vermag. Die Schaltnut 13 weist einen sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Schiebemuffe 10 erstreckenden und mit einer Steigung versehenen Kurvenverlauf auf. Vorliegend ist die Schaltnut 13 im Wesentlichen helixförmig ausgebildet.
Ferner umfasst die Schalteinrichtung 1 eine Schaltfeder 14 und eine Rückholfeder 15. Die Schaltfeder 14 koppelt die Schiebemuffe 10 mit dem Koppelelement 4. Die Rückholfeder 15 koppelt die axial verschiebliche Schiebemuffe 10 mit einer in Axialrichtung der Schalteinrichtung 1 feststehenden Basis 1 6. Zum Verriegeln des Koppelelements 4 in der in Figur 1 a dargestellten Leerlaufstellung weist die Schalteinrichtung 1 ferner eine Verriegelungseinheit 17 auf, die ein Verriegelungselement 18 und einen Eingriffsbereich 19 am Koppelelement 4 umfasst. Ferner umfasst die Schalteinrich- tung 1 ein Arretierelement 20, das die Schiebemuffe 10 in der Schaltstellung gemäß Figur 1 c zu arretieren vermag.
Das Stellmittel 1 1 , das Verriegelungselement 18 und das Arretierelement 20 sind vorliegend als elektrisch ansteuerbare Schaltstifte ausgebildet, welche insbesondere elektromagnetisch betätigbar sind. Vorteilhafterweise lassen sich die Stellmittel hierdurch sehr platzsparend im Bereich der Schiebemuffe 10 umsetzen, während gleichzeitig eine einfache und präzise Regelung möglich ist. Die Schaltstifte können alternativ aber auch pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein.
Bei dem in Figuren 1 a - 1 e dargestellten Schaltvorgang befindet sich gemäß Figur 1 a das Koppelelement 4 zunächst in der Leerlaufstellung, so dass zwischen dem ersten Bauteil 2 bzw. der Antriebswelle 5 und dem zweiten Bauteil 3 bzw. der Abtriebswelle 6 keine drehfeste Kopplung vorliegt. Ferner befindet sich die Schiebemuffe 10 in ihrer Neutralstellung. Die Schaltfeder 14 und die Rückholfeder 15 sind im Wesentlichen unbelastet. In der in Figur 1 a dargestellten Grundstellung der Schalteinrichtung 1 ist von allen Schaltstiften ausschließlich das Verriegelungselement 18 aktiviert. Infolgedessen greift dieses formschlüssig in den Eingriffsbereich 19 des Koppelelements 4 ein, so dass dieses fest in der Leerlaufstellung gehalten ist. Somit kann vermieden werden, dass sich das Koppelelement 4 unbeabsichtigt an die Abtriebswelle 6 annähert. Der Eingriffsbereich 19 ist als Ringnut ausgebildet, so dass sich das Koppelelement 4 trotz Verriegelung zusammen mit der Antriebswelle 5 zu drehen vermag.
Zum Einleiten des Schaltvorgangs wird gemäß Figur 1 b das Stellmittel 1 1 aktiviert, so dass dieses in die Schaltnut 13 formschlüssig eingreift. Durch die Rotation der Antriebswelle 5 und der vorliegend helixförmigen Ausbildung der Schaltnut 13 wird die Schaltmuffe 10 in Axialrichtung aus der in Figur 1 b dargestellten Neutralstellung in die in Figur 1 c dargestellte Schaltstellung verschoben. Infolgedessen wird hierdurch vorteilhafterweise die Energie des hier nicht dargestellten Antriebsmotors zur Durchführung des Schaltvorgangs genutzt. Somit kann mit deutlich höheren Schaltkräften geschaltet werden, so dass zusätzliche Komponenten wie Hubmagneten oder Elektromotoren für die Schaltung eingespart werden können. Beim Verschieben der Schiebemuffe 10 werden, wie in Figur 1 c dargestellt, sowohl die Schaltfeder 14 als auch die Rückholfeder 15 gespannt. Im Gegensatz zu bisher bekannten Schaltvorrichtungen erfolgt jedoch keine im Wesentlichen zeitgleiche Einkopplung des Koppelelements 4 in die Abtriebswelle 6, da das Koppelelement 4 mittels der Verriegelungseinheit 17 in seiner Leerlaufstellung gehalten ist. Sobald die Schiebemuffe 10 ihre Schaltstellung erreicht hat, koppelt das Stellmittel 1 1 aus der Schaltnut 13 aus. Dies kann durch ein aktives Ansteuern des Stellmittels 1 1 erfolgen. Alternativ kann aber auch dieser Zeitpunkt mittels einer entsprechenden Ausbildung der Schaltnut 13 gesteuert werden, indem die Schaltnut 13 in einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel entlang ihres Verlaufs kontinuierlich ihre Tiefe gegen Null reduziert, so dass das Stellmittel 1 1 bei der in Figur 1 c dargestellten Schaltstellung der Schiebemuffe 10 auf die Höhe des Außenumfangs 12 der Schiebemuffe 10 zurückgedrängt ist.
In der in Figur 1 c dargestellten Schaltstellung ist die Rückholfeder 15 und die Schaltfeder 14 derart gespannt, dass sie die Schiebemuffe 10 in Richtung ihrer Neutralstellung federbeaufschlagen. Um ein Zurückschieben der Schiebemuffe 10 in die Neutralstellung bei ausgerastetem Stellmittel 1 1 zu vermeiden, greift unmittelbar nachdem die Schiebemuffe 10 die Schaltstellung gemäß Figur 1 c erreicht hat, das Arretierelement 20 in einen Eingriffsbereich 21 der Schiebemuffe 10 ein, so dass die Schiebemuffe 10 in der Schaltstellung arretiert ist. Der Eingriffsbereich 21 der Schiebemuffe 10 ist vorliegend als Ringnut ausgebildet. Da sowohl das Koppelelement 4 mittels dem Verriegelungselement 18 in der Leerlaufstellung als auch die Schiebemuffe 10 mittels des Arretierelements 20 in der Schaltstellung festgehalten sind, kann die Federenergie, insbesondere der Schaltfeder 14, im System gespeichert werden.
Zum Freisetzen der gespeicherten Federenergie und um dadurch den Schaltvorgang auszulösen, wird das Verriegelungselement 18 gemäß Figur 1 d deaktiviert, wobei sich das Verriegelungselement 18 aus dem Eingriffsbereich 19 des Koppelelements 4 zurückzieht. Das mittels der Schaltfeder 14 in Richtung des damit zu koppelnden zweiten Bauteils 3 federbeaufschlagte Koppelelement 4 wird somit gegen das zweite Bauteil 3 bzw. die Abtriebswelle 6 gedrückt, so dass die beiden Verzahnungen 8, 9 des Koppelelements 4 und der Abtriebswelle 6 ineinander rasten. Jetzt ist das erste Bau- teil 2 mit dem zweiten Bauteil 3 derart gekoppelt, dass das antriebsseitige Drehmoment mittels des Koppelelements 4 auf die Abtriebswelle 6 übertragen wird. Vorzugsweise ist die Schaltfeder 14 in dieser Stellung noch derart gespannt, dass sich das Koppelelement 4 nicht antriebsseitig verschieben kann. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Auskoppeln des Koppelelements 4 vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich könnte aber auch ein hier nicht dargestellter zusätzlicher Schaltstift vorhanden sein, der in den Eingriffsbereich 19 eingreift, so dass das Koppelelement 4 in der Eingriffsstellung gehalten ist.
Zum Entkoppeln wird gemäß Figur 1 e das Arretierelement 20 deaktiviert. Da sich die Rückholfeder 15 an der Basis 1 6 abstützt und die Schiebemuffe 10 in Richtung ihrer Neutralstellung federbeaufschlagt ist, wird die Schiebemuffe 10 mittels der Rückholfeder 15 bei entriegeltem Arretierelement 20 wieder in ihre Neutralstellung zurückgeschoben. Da die Schiebemuffe 10, insbesondere mittels der Schaltfeder 14, mit dem Koppelelement 4 gekoppelt ist, wird beim Verschieben der Schiebmuffe 10 in die Neutralstellung auch das Koppelelement 4 wieder in die Leerlaufstellung zurückgeschoben. Hierdurch wird die drehfeste Kopplung zwischen dem ersten Bauteil 2 bzw. der Antriebswelle 5 und dem zweiten Bauteil 3 bzw. der Abtriebswelle 6 aufgehoben. Sobald das Koppelelement 4 wieder in seiner Leerlaufstellung ist, wird dieses erneut gemäß Figur 1 a mittels des Verriegelungselements 18 verriegelt.
Eine derart ausgebildete Schalteinrichtung 1 eignet sich besonders gut für Getriebe, bei denen die Abtriebswelle 6 mittels einer hier nicht dargestellten Bremsvorrichtung, insbesondere einer Bremsscheibe, aktiv gebremst ist. Somit kann während dieses Zeitraums, bei dem die Abtriebswelle 6 aktiv gebremst ist, die von der Antriebswelle 5 genutzte Schaltenergie mittels der Schaltfeder 14 gespeichert werden und zu einem gegebenen Zeitpunkt, insbesondere wenn die Bremsvorrichtung gelöst ist, freigesetzt werden. Somit kann ein sauberes Einrasten der Verzahnung 8 des Koppelelements 4 in die Verzahnung 9 der Abtriebswelle 6 ohne eine teure und aufwändige Synchronisation sichergestellt werden.
Die Figuren 2 - 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Schalteinrichtung 1 für ein Planetengetriebe 22. Das Planetengetriebe 22 ist jeweils zweistufig ausgebildet und insbesondere für den Einsatz bei Werkzeugmaschinen vorgesehen. Die unterschiedlichen Ausführungsformen des Planetengetriebes 22 weisen ein zentrales Sonnenrad 23 auf, das drehfest mit der Antriebswelle 5 gekoppelt ist. Ferner um- fasst das Planetengetriebe 22 ein drehbar gelagertes Hohlrad 24, das das Sonnerad 23 umgibt. Radial zwischen dem Sonnenrad 23 und dem Hohlrad 24 sind Planetenräder 25 angeordnet, die jeweils mittels eines Planetenbolzens 26 drehbar in einem Planetenträger 27 gehalten sind. Der Planetenträger 27 ist ebenfalls, insbesondere auf dem Sonnenrad 23, drehbar gelagert und bilden die Abtriebswelle 6.
Das in Figur 2 dargestellte Planetengetriebe 22 umfasst ein erstes Koppelelement 28 und ein zweites Koppelelement 29. Das erste und das zweite Koppelelement 28, 29 bilden zusammen eine in Axialrichtung des Planetengetriebes 22 verschiebbare Einheit 32 aus, wobei sie zueinander mittels eines Lagers 30 drehbar zueinander ausgebildet sind. Das erste Koppelelement 28 ist drehfest mit dem Hohlrad 24 gekoppelt und zu diesem in Axialrichtung verschiebbar. Das zweite Koppelelement 29 ist drehfest mit dem Sonnenrad 23 gekoppelt und zu diesem in Axialrichtung verschiebbar. In einer ersten Schaltstellung wird das Hohlrad 24 mittels des ersten Koppelelements 28 mit einem ortsfesten Gehäuse 31 drehfest gekoppelt. Hierzu wird das erste Koppelelement 28 bzw. die Einheit 32, welche das erste Koppelelement 28, das zweite Koppelelement 29 und das Lager 30 umfasst, antriebsseitig, d.h. in Richtung der Antriebswelle 5, verschoben. Sobald das erste Koppelelement 28 aus der in Figur 2 dargestellten Leerlaufstellung in die hier nicht dargestellte Eingriffsstellung verschoben ist, greift eine stirnseitig am ersten Koppelelement 28 angeordnete erste Verzahnung 33 formschlüssig in eine Gehäuseverzahnung 34 ein. Das Hohlrad 24 ist dann mittels des ersten Koppelelements 28 mit dem Gehäuse 31 drehfest gekoppelt.
Der Schaltvorgang läuft im Wesentlichen gemäß dem in Figuren 1 a - 1 e visuali- sierten Schaltvorgang der schematisch abgebildeten Schalteinrichtung 1 ab. Demnach wird zum drehfesten Koppeln des Hohlrads 24 mit dem ortsfesten Gehäuse 31 zunächst das Stellmittel 1 1 , das ebenfalls ortsfest insbesondere mit dem hier nicht dargestellten Gehäuse verbunden ist, in eine Schaltnut 13 der Schiebemuffe 10 eingebracht. Die Schiebemuffe 10 ist, insbesondere über das zweite Koppelelement 29, drehfest mit dem Sonnenrad 23 bzw. mit der Antriebswelle 5 gekoppelt. Aufgrund der helixförmigen Ausbildung der Schaltnut 13 wird diese bei Rotation der Schiebemuffe 10 aus der hier dargestellten Neutralstellung antriebsseitig in eine erste Schaltstellung verschoben. Die Einheit 32 bleibt während dieses Vorgangs ortsfest, da diese mittels des Verriegelungselements 18, das in einen Eingriffsbereich 19 der Einheit 32 eingreift, in der Leerlaufstellung gehalten ist.
Beim Verschieben der Schiebemuffe 10 von der Neutralstellung in die erste Schaltstellung wird eine erste Schaltfeder 35 und eine erste Rückholfeder 36 gespannt. Sobald die Schiebemuffe 10 die Schaltstellung erreicht hat, wird diese mittels eines Arretierelements 20 in der ersten Schaltstellung fixiert. Hierfür greift das Arretierelement 20 in eine erste Ausnehmung 37 eines Trägers 38 ein. Der Träger 38 ist mit der Schiebemuffe 10 drehbar gekoppelt und mit dieser als Einheit axial verschiebbar ausgebildet.
Zum Koppeln des ersten Koppelelements 28 mit dem Gehäuse 31 wird das Verriegelungselement 18 gelöst, wodurch die gespannte erste Schaltfeder 35 die Einheit 32 bzw. das erste Koppelelement 28 antriebsseitig verschiebt, so dass das erste Koppelelement 28 mit dem Gehäuse 31 in Eingriff kommt. Das Hohlrad 24 ist nun drehfest mit dem Gehäuse 31 gekoppelt.
Zum Entkoppeln wird das Arretierelement 20 gelöst, wodurch die erste Rückholfeder 36 den Träger 38 zusammen mit der Schiebemuffe 10 abtriebsseitig in die mittige Neutralstellung verschiebt. Da die Einheit 32 mit der Schiebemuffe 10 über die erste Schaltfeder 35 gekoppelt ist, wird auch das erste Koppelelement 28 aus der Eingriffsstellung zurück in die Leerlaufstellung verschoben.
In einer zweiten Stufe des in Figur 2 dargestellten Planetengetriebes 22 wird der abtriebsseitige Planetenträger 27 mittels des zweiten Koppelelements 29 drehfest mit dem Sonnenrad 23 bzw. der Antriebswelle 5 drehfest gekoppelt. Hierfür wird das zweite Koppelelement 29 bzw. die Einheit 32 abtriebsseitig verschoben, bis eine an der Einheit 32 stirnseitig angeordnete zweite Verzahnung 39, nämlich des zweiten Koppelelements 29, mit einer stirnseitig angeordneten Planetenträgerverzahnung 40 in Eingriff kommt. Der zweite Schaltvorgang läuft zum ersten Schaltvorgang in analoger Weise ab, wobei als Unterschied eine zum ersten Schaltvorgang entgegengesetzte abtriebsseitige Verschiebung der Schiebemuffe 10, des Trägers 38 sowie, zu einem späteren Zeitpunkt, des zweiten Koppelelements 29 erfolgt. Hierfür weist die Schalteinrichtung 1 eine zweite Schaltfeder 41 sowie eine zweite Rückholfeder 42 auf. Die zweite Rückholfeder 42 ist gegenüber der ersten Rückholfeder 36 in Axialrichtung des Planetengetriebes 22 entgegengesetzt orientiert. Gleiches trifft auf die zweite Schaltfeder 41 und die erste Schaltfeder 35 zu.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Schiebemuffe 10 nur eine einzige Schaltnut 13 auf. Zum Verschieben der Schiebemuffe 10 aus der Neutralstellung in die erste Schaltstellung (antriebsseitige Verschiebung) und in die zweite Schaltstellung (abtriebsseitige Schaltstellung) muss die Drehrichtung der Antriebswelle 5 entsprechend geändert werden. Alternativ könnte in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel die Schiebemuffe aber auch mehrere Schaltnuten aufweisen, die jeweils mit zumindest einem Stellmittel derart korrespondieren, dass die Schiebemuffe bei entsprechender Ausgestaltung der Schaltnut aus der Neutralstellung in die erste bzw. zweite Schaltstellung und wieder zurück in die Neutralstellung verschoben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel könnte wenigstens eine der beiden Rückholfedern 36, 42 eingespart werden.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform des Planetengetriebes 22 dargestellt, bei dem die Schalteinrichtung 1 derart ausgebildet ist, dass die drehbaren Massen reduziert sind. Im Unterschied zu dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel erfolgt bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Schaltung der beiden Stufen in eine gemeinsame Richtung, insbesondere durch eine abtriebsseitige Verschiebung der Schiebemuffe 10 sowie des ersten und zweiten Koppelelements 28, 29.
Das erste Koppelelement 28 ist von der Rotation der Schiebemuffe 10 mittels eines Lagers 30 entkoppelt, indem es im Bereich seiner radial äußeren Verzahnung drehfest mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse und zu diesem axial verschiebbar gekoppelt ist. Ferner ist das erste Koppelelement 28 mit dem Träger 38 der Schiebemuffe 10 gekoppelt, der wiederum drehbar auf der Schiebemuffe 10 gelagert ist. Zum drehfesten Koppeln des Hohlrads 24 mit dem hier nicht dargestellten Gehäuse wird das erste Koppelelement 28 abtriebsseitig verschoben, so dass die Koppelverzahnungen des ersten Koppelelements 28 mit dem des Hohlrads 24 in Eingriff kommen. Das erste Koppelelement 28 weist somit keine drehbaren Massen auf.
Auch wurden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die drehbaren Massen des zweiten Koppelements 29 reduziert. Hierfür ist das zweite Koppelelement 29 zweiteilig ausgebildet. Ein radial innerer erster Teil 43 ist mit dem Sonnenrad 23 bzw. mit der Antriebswelle 5 drehfest und zu diesem axial verschiebbar gekoppelt. Der radial äußere zweite Teil 44 ist hingegen von dieser Rotation mittels des Lagers 30 entkoppelt. Ferner ist der zweite Teil 44 mit dem ebenfalls von der Rotation entkoppelten Träger 38 der Schiebemuffe 10 gekoppelt. Jedem der beiden Koppelelemente 28, 29 ist eine eigene Verriegelungseinheit 17a, 17b zugeordnet, so dass diese unabhängig voneinander zur Durchführung des Schaltvorgangs entriegelt werden können.
Die beiden Verriegelungseinheiten 17a, 17b und die für beide Schaltstufen gemeinsam ausgebildete Arretiereinheit des Arretierelements 20 umfassen vorliegend jeweils einen Schaltstift 45, ein schwenkbar ausgebildetes Hakenelement 46 und einen als Absatz 47 ausgebildeten Eingriffsbereich 19. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist nur die Verriegelungseinheit 17a des ersten Koppelelements 28 mit Bezugszeichen versehen.
In der in Figur 3 dargestellten Neutralstellung der Schiebemuffe 10 bzw. Leerlaufstellung des ersten und zweiten Koppelelements 28, 29 sind diese in Bezug auf ihren Axialverschiebeweg alle antriebsseitig positioniert. Beide Verriegelungseinheiten 17a, 17b greifen in den jeweiligen Eingriffsbereich 19 des ersten und zweiten Koppelelements 28, 29 ein, so dass diese in ihrer jeweiligen Leerlaufstellung gehalten sind.
Zum Einleiten des Schaltvorgangs wird das Stellmittel 1 1 in die Schaltnut 13 eingeführt. Aufgrund der drehbaren Kopplung der Schiebemuffe 10 mit der Antriebswelle 5 und der entsprechend helixförmigen Ausgestaltung der Schaltnut 13 wird die Schiebemuffe 10 abtriebsseitig verschoben. Hierbei wird zum einen die Rückholfeder 15 und zum anderen die erste sowie zweite Schaltfeder 35, 41 gespannt. Die Rückholfeder 1 5 ist vorliegend sowohl dem ersten Koppelelement 28 als auch dem zweiten Koppelele- ment 29 zugeordnet. Sobald die Schiebemuffe 10 ihre abtriebsseitig angeordnete Schaltstellung erreicht hat, wird diese mittels des Arretierelements 20 arretiert. Hierbei rastet das Hakenelement 46 des Arretierelements 20 automatisch in den Absatz des Trägers 38 ein. Zum gleichen Zeitpunkt wird das Stellmittel 1 1 durch aktive Ansteue- rung oder aber auch durch entsprechende Tiefenreduktion der Schaltnut 13 aus der Schaltnut 13 herausgeführt. Die Federenergie der ersten und zweiten Schaltfeder 35, 41 ist somit durch die Arretierung der Schiebemuffe 10 in der Schaltstellung und durch die Verriegelung des ersten und zweiten Koppelelements 28, 29 in der Leerlaufstellung im System gespeichert.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt, insbesondere wenn eine hier nicht dargestellte Bremse der Abtriebswelle 6 gelöst ist, kann die gespeicherte Federenergie durch Lösen einer der beiden Verriegelungseinheiten 17a, 17b freigesetzt werden. Es wird aber stets immer nur eine der Verriegelungseinheiten 17a, 17b gelöst, zu keinem Zeitpunkt jedoch beide gleichzeitig. So verschiebt sich bspw. bei einem Entriegeln der zweiten Verriegelungseinheit 17b das zweite Koppelelement 29 aus seiner Leerlaufstellung in die Eingriffsstellung. Hierbei kommen die stirnseitig angeordneten Verzahnungen des drehbar mit dem Sonnenrad 23 gekoppelten ersten Teils 43 des zweiten Koppelelements 29 mit dem Planetenträger 27 in Zahneingriff, so dass das Sonnenrad 23 drehfest mit dem Planetenträger 27 gekoppelt ist.
Zum Verschieben des zweiten Koppelelements 29 zurück in die Leerlaufstellung wird zu gegebenem Zeitpunkt das Arretierelement 20 deaktiviert, so dass die Schiebemuffe 10 mit seinem Träger 38 aus der Schaltstellung zurück in die Neutralstellung geschoben wird. Dies erfolgt insbesondere mittels der Rückholfeder 15, die die Schiebemuffe 10 in Richtung ihrer Neutralstellung federbeaufschlagt. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch die Schaltfeder 35, 41 des nicht geschalteten Koppelelements, im vorliegenden Beispiel des ersten Koppelelements 29, als Rückholfeder wirken. Da somit im vorliegenden exemplarisch beschriebenen Schaltvorgang die erste Schaltfeder 35 nicht freigesetzt wurde, beaufschlagt diese den Träger 38 und somit auch die Schiebemuffe 10 mit einer Federkraft, die antriebsseitig orientiert ist. Infolgedessen könnte die Rückholfeder 15 auch eingespart werden, da ein Zurückschieben der Schiebemuffe 10 in die Neutralstellung bzw. des zweiten Koppelelements 29 in die Leerlaufstellung mit der ersten Schaltfeder 35 erfolgen könnte. Sobald das zweite Koppelelement 29 wieder in der Leerlaufstellung ist, wird dieses automatisch mittels der Verriegelungseinheit 17b verriegelt.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes 22, das ab- triebsseitig im Wesentlichen gemäß dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Im Unterschied weist jedoch dieses dritte Ausführungsbeispiel keine separate Rückholfeder 15 auf (vgl. Figur 3). Stattdessen wirkt hier, wie bereits vorstehend ausgeführt, die Schaltfeder 35, 41 des jeweils nicht entriegelten Koppelelements 28, 29 als Rückholfeder 15 für die Schiebemuffe 10 und für das jeweils in die Eingriffstellung verschobene Koppelelement 28, 29. Ferner ist die Schiebemuffe 10 mit seinem Träger 38 einteilig ausgebildet.
Die Schiebemuffe 10 ist im in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig von der Rotation der Antriebswelle 5 entkoppelt. Hierfür ist die Schaltnut 13 nicht an der Schiebemuffe 10, sondern am Außenumfang 12 der Antriebswelle 5 ausgebildet. Das Stellmittel 1 1 ist fest mit der Schiebemuffe 10 verbunden, so dass es mit dieser gegenüber der Antriebswelle 5 in Axialrichtung des Planetengetriebes 22 verschiebbar ausgebildet ist. Sobald das Stellmittel 1 1 in die Schaltnut 13 eingeführt wird, wird die Schiebemuffe 10, der Träger 38 und das Stellmittel 1 1 zusammen aus der Neutralstellung in die abtriebsseitige Schaltstellung verschoben. Durch diese Anordnung können die drehbaren Massen des Planetengetriebes 22 vorteilhafterweise noch mehr reduziert werden.
Figur 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Planetengetriebes 22, bei dem der abtriebsseitige Bereich im Wesentlichen identisch zum zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die Antriebsenergie der Antriebswelle 5 mittels einer Stirnradstufe 48 und einer ansteuerbaren Kupplung 49 auf eine Vorgelegewelle 50 übertragen werden kann. Hierdurch wird auch eine abtriebsseitige Schaltung des Planetengetriebes 22 ermöglicht. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen rotiert die Schiebemuffe 10 nicht kontinuierlich, sondern wird gezielt mittels der Kupplung 49 zwischen der Neutralstellung und der Schaltstellung verschoben. Demnach schließt die Kupplung zum Einleiten des Schalt- Vorgangs, wodurch die Antriebsenergie der Antriebswelle 5 auf die Vorgelegewelle 50 übertragen wird. Die drehfest und axial verschiebbar mit der Vorgelegewelle 50 gekoppelte Schiebemuffe 10 wird durch das eingreifende Stellmittel 1 1 aus der Neutralstellung in die Schaltstellung abtriebsseitig verschoben. Hierdurch wird gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen die erste und zweite Schaltfeder 35, 41 und die Rückholfeder 15 gespannt. Sobald die Schiebemuffe 10 die Schaltstellung erreicht hat, kuppelt die Kupplung 49 aus, so dass keine Antriebsenergie mehr von der Antriebswelle 5 auf die Vorgelegewelle 50 übertragen wird. Das Stellmittel 1 1 wirkt somit als Arretierelement. Nach dem Einkoppeln eines der beiden Koppelelemente 28, 29 kann dieses und die Schiebemuffe 10 durch das Lösen des Stellmittels 1 1 bzw. des Arretierelements 20 zurück in die Neutralstellung bzw. die Leerlaufstellung gebracht werden. Die hierfür erforderliche Kraft wird wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen durch die Rückholfeder 15 aufgebracht.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel des die Schaltenergie speicherbaren Planetengetriebes 22 ist in den Figuren 6a - 6d dargestellt. Gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen umfasst das Planetengetriebe 22 ein erstes Koppelelement 28 und ein zweites Koppelelement 29. Die beiden Koppeleiemente 28, 29 bilden zusammen eine in Axialrichtung des Planetengetriebes 22 verschiebbare Einheit 32 aus. Sie sind ferner mittels des Lagers 30 drehbar zueinander ausgebildet. Das erste Koppelelement 28 ist in einem ersten Koppelbereich 51 mit dem hier nicht dargestellten Gehäuse des Planetengetriebes 22 drehfest und zu diesem in Axialrichtung verschiebbar gekoppelt. Das zweite Koppelelement 29 ist im Gegensatz dazu mit dem Sonnenrad 23 drehfest und in Axialrichtung verschiebbar gekoppelt. Infolgedessen ist das erste Koppelelement 28 feststehend ausgebildet, wohingegen sich das zweite Koppelelement 29 aufgrund der drehfesten Kopplung im zweiten Koppelbereich 52 mit dem Sonnenrad mitzurotieren vermag.
In der ersten Schaltstellung wird das Hohlrad 24 mittels des ersten Koppelelements 28 mit dem ortsfesten Gehäuse drehfest gekoppelt. Hierzu wird das erste Koppelelement 28 bzw. die Einheit 32, welche das erste Koppelelement 28, das zweite Koppelelement 29 und das Lager 30 umfasst, antriebsseitig, d.h. in Richtung der Antriebswelle 5, verschoben. Sobald das erste Koppelelement 28 aus der in Figur 6a dar- gestellten Leerlaufstellung in die in Figur 6d dargestellte Eingriffsstellung verschoben ist, greift eine an einem Innenumfang des ersten Koppelelementes 28 ausgebildete erste Verzahnung 33 formschlüssig in eine Hohlradverzahnung 53 des Hohlrades 24 ein, so dass das Hohlrad 24 mittels des ersten Koppelelements 28 drehfest mit dem hier nicht dargestellten ortsfesten Gehäuse bzw. Gehäuseteil im ersten Koppelbereich 51 gekoppelt ist.
Der Schaltvorgang der Schalteinrichtung 1 läuft gemäß dem in Figuren 6a - 6d visualisierten Verfahren ab. Demnach wird ausgehend von der in Figur 6a dargestellten Neutralstellung der Schalteinrichtung 1 , in der keines der beiden Koppelelemente 28, 29 aktiv ist, gemäß Figur 6b zum drehfesten Koppeln des Hohlrads 24 mit dem ortsfesten Gehäuse zunächst das Stellmittel 1 1 in eine Schaltnut 13 der Antriebswelle 5 eingebracht. Die Schiebemuffe 10 ist somit vollständig von der Rotation der Antriebswelle 5 entkoppelt, da die Schaltnut 13 nicht an der Schiebemuffe 10, sondern am Außenumfang 12 der Antriebswelle 5 ausgebildet ist. Das Stellmittel 1 1 ist fest mit der Schiebemuffe 10 verbunden, so dass es mit dieser gegenüber der Antriebswelle 5 in Axialrichtung des Planetengetriebes 22 verschiebbar ausgebildet ist.
Sobald das Stellmittel 1 1 in die Schaltnut 13 eingeführt ist, wird gemäß Figur 6b die Schiebemuffe 10 mit dem Stellmittel 1 1 , der Träger 38 und ein erstes Anschlagselement 54 als Verschiebeeinheit aufgrund der helixförmigen Schaltnut 13 aus der Neutralstellung in die abtriebsseitige Schaltstellung verschoben. Die Einheit 32 bleibt während dieses Vorgangs ortsfest, da diese mittels des Verriegelungselements 18, das in einen Eingriffsbereich 19 der Einheit 32 eingreift, in der Leerlaufstellung gehalten ist. Beim Verschieben der Schiebemuffe 10 aus der Neutralstellung in die erste Schaltstellung wird eine erste Schaltfeder 35 und eine erste Rückholfeder 36 der Schalteinrichtung 1 gespannt. Die erste Schaltfeder 35 wird zwischen dem ersten Anschlagselement 54 und dem ersten Koppelelement 28 - gegenüber diesem das erste Anschlagselement 54 in Axialrichtung verschiebbar ausgebildet ist - gespannt. Die Rückholfeder 36 wird zwischen dem Träger 38 und der gehäusefesten Basis 1 6b gespannt. Sobald die Schiebemuffe 10 die in Figur 6b dargestellte Schaltstellung erreicht hat, wird diese bzw. der Träger 38 gemäß Figur 6c mittels eines Arretierelements 20 in der ersten Schaltstellung arretiert. Hierfür greift das Arretierelement 20 in eine erste Ausnehmung 37 des Trägers 38 ein. Die Schalteinrichtung 1 ist jetzt mittels der Antriebsenergie der Antriebswelle 5 aufgeladen und speichert diese Energie so lange bis der Schaltvorgang über das Verriegelungselement 18 aktiviert wird.
Demnach wird zum drehfesten Koppeln des hier nicht dargestellten Gehäuses mit dem Hohlrad 24 das Verriegelungselement 18 gemäß Figur 6d entriegelt, wodurch die gespannte bzw. aufgeladene erste Schaltfeder 35 die Einheit 32 bzw. das erste Koppelelement 28 antriebsseitig verschiebt, so dass die erste Verzahnung 33 des ersten Koppelelementes 28 mit der Hohlradverzahnung 53 in Zahneingriff gelangt. Das Hohlrad 24 ist nun drehfest mit dem hier nicht dargestellten Gehäuse des Planetengetriebes 22 gekoppelt, wobei die beiden Schaltfedern 35, 41 beide entlastet sind und nur noch die erste Rückholfeder 36 unter Spannung steht.
Zum Entkoppeln muss das Arretierelement 20 gelöst bzw. aus der Ausnehmung 37 ausgerastet werden, wodurch die gespannte erste Rückholfeder 36 den Träger 38 zusammen mit der Schiebemuffe 10 abtriebsseitig in die in Figur 6a dargestellte mittige Neutralstellung zurückverschiebt. Hierbei wird zugleich das erste Koppelelement 28 aus der Eingriffsstellung zurück in die Leerlaufstellung verschoben, da die Einheit 32 über das zweite Anschlagselement 55 und die zweite Schaltfeder 41 mit dem Träger 38 bzw. der Schiebemuffe 10 gekoppelt ist. Die erste Verzahnung 33 des ersten Koppelelementes 28 greift somit nicht mehr in die Hohlradverzahnung 53 des Hohlrades 24 ein.
Der zweite Schaltvorgang zum drehfesten Koppeln des Sonnenrades 23 mit dem Planetenträger 27 über das Ineinandergreifen der zweiten Verzahnung 39 des zweiten Koppelelementes 29 in die Planetenträgerverzahnung 40 des Planetenträgers 27 erfolgt im Wesentlichen gespiegelt in analoger Art und Weise. Demnach wird die Schiebemuffe 10 - bei Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle 5 oder bei einer zweiten mit einem im Vergleich zur ersten Schaltnut 13 mit einem inversen Steigungswinkel ausgebildeten zweiten Schaltnut - antriebsseitig in Richtung der Abtriebswelle 6 verschoben, sobald das Stellmittel 1 1 in die Schaltnut 13 eingreift. Hierbei wird die zweite Schaltfeder 41 , insbesondere durch das Verschieben des zweiten Anschlagselementes 55, und die zweite Rückholfeder 42 gespannt, da die Einheit 32 aufgrund des Verriegelungselementes 18 in ihrer Neutralstellung gehalten sind. Sobald das Verriegelungselement gelöst wird, setzt die zweite Schaltfeder 41 ihre Federenergie frei, wodurch das zweite Koppelelement 29 abtriebsseitig verschoben und die zweite Verzahnung 39 in die Planetenverzahnung 40 eingreift. Das Sonnenrad 23 und der Planetenträger 27 sind jetzt drehfest miteinander gekoppelt.
Zum Entkoppeln wird das Arretierelement 20 gelöst, wodurch die gespannte zweite Rückholfeder 42 den Träger 38 zusammen mit der Schiebemuffe 10 abtriebsseitig in die mittige Neutralstellung zurückverschiebt. Hierbei wird zugleich das zweite Koppelelement 29 aus der Eingriffsstellung zurück in die Leerlaufstellung verschoben, da die Einheit 32 über das erste Anschlagselement 54 und die erste Schaltfeder 35 mit dem Träger 38 bzw. der Schiebemuffe 10 gekoppelt ist. Die zweite Verzahnung 39 des zweiten Koppelelementes 29 greift somit nicht mehr in die Planetenträgerverzahnung 40 ein.
Der wesentliche Vorteil des in den Figuren 6a - 6d dargestellten fünften Ausführungsbeispiels besteht darin, dass alle elektronischen Schaltteile, d.h. das Stellmittel 1 1 , das Verriegelungselement 18 und das Arretierelement 20, von der Rotation entkoppelt sind. Ferner ist das Verriegelungselement 18 und das Arretierelement 20 ortsfest mit dem Gehäuse gekoppelt. Des Weiteren weist die Schalteinrichtung 1 rotationssymmetrische Bauteile auf, die nicht ineinander verschachtelt sind. Außerdem kann die Schalteinrichtung 1 als vormontierte Baugruppe ausgebildet sein, die an ein Planetengetriebe 22 montierbar ist. Auch erlaubt die konstruktive Umsetzung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, dass nur die Schaltstifte der Aktuatoren, d.h. des Stellmittels 1 1 , des Verriegelungselementes 18 und des Arretierelementes 20, im Ölraum angeordnet sind. Die Federpakete können für beide Schalt- 35, 41 und/oder Rückholfedern 36, 42 mit unterschiedlichen Kräften ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezuqszeichen
1 . Schalteinrichtung
2. erstes Bauteil
3. zweites Bauteil
4. Koppelelement
5. Antriebswelle
6. Abtriebswelle
7. Außenverzahnung
8. Verzahnung des Koppelelements
9. Verzahnung der Abtriebswelle
10. Schiebemuffe
1 1 . Stellmittel
12. Außenumfang
13. Schaltnut
14. Schaltfeder
15. Rückholfeder
1 6. Basis
17. Verriegelungseinheit
18. Verriegelungselement
19. Eingriffsbereich des Koppelelements
20. Arretierelement
21 . Eingriffsbereich der Schiebemuffe
22. Planetengetriebe
23. Sonnenrad
24. Hohlrad
25. Planetenrad
26. Planetenbolzen
27. Planetenträger
28. erstes Koppelelement
29. zweites Koppelelement
30. Lager
31 . Gehäuse 32. Einheit
33. erste Verzahnung
34. Gehäuseverzahnung
35. erste Schaltfeder
36. erste Rückholfeder
37. erste Ausnehmung
38. Träger
39. zweite Verzahnung
40. Planetenträgerverzahnung 41 . zweite Schaltfeder
42. zweite Rückholfeder
43. erster Teil
44. zweiter Teil
45. Schaltstift
46. Hakenelement
47. Absatz
48. Stirnradstufe
49. Kupplung
50. Vorgelegewelle
51 . erster Koppelbereich
52. zweiter Koppelbereich
53. Hohlradverzahnung
54. erstes Anschlagselement
55. zweites Anschlagselement

Claims

Patentansprüche
1 . Schalteinrichtung (1 ) für ein Planetengetriebe (22), mit einer Schiebemuffe (10), die durch die Betätigung eines Stellmittels (1 1 ) in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) aus einer Neutralstellung in eine Schaltstellung verschiebbar ist, zumindest einem Koppelelement (4), das zum drehfesten Koppeln zweier Bauteile (2; 3) des Planetengetriebes (22) in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) aus einer Leerlaufstellung in eine Eingriffsstellung verschiebbar ist, und zumindest einer Schaltfeder (14), welche die Schiebemuffe (10) und das zumindest eine Koppelelement (4) derart miteinander koppelt, dass beim Verschieben der Schiebemuffe (10) aus der Neutralstellung in die Schaltstellung das Koppelelement (4) in Richtung des damit zu koppelnden Bauteils (3) federbeaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1 ) eine Verriegelungseinheit (17) aufweist, die das Koppelelement (4) im verriegelten Zustand in der Leerlaufstellung hält, so dass die Federenergie bei in die Schaltstellung verschobener Schiebemuffe (10) speicherbar und zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Entriegelung der Verriegelungseinheit (17) freisetzbar ist.
2. Schalteinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (17) zumindest ein Verriegelungselement (18), insbesondere einen Schaltstift (45) und/oder ein vorzugsweise schwenkbar ausgebildetes Hakenelement (46), aufweist, das mit einem Eingriffsbereich (19) des Koppelelements, insbesondere einem Absatz (47) und/oder einer umlaufenden Ringnut, korrespondiert.
3. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1 ) zumindest ein Arretierelement (20), insbesondere einen Schaltstift (45) und/oder ein vorzugsweise schwenkbar ausgebildetes Hakenelement (46), aufweist, das derart mit der Schiebemuffe (10) gekoppelt ist, dass es diese im aktivierten Zustand in der Schaltstellung zu halten vermag.
4. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1 ) zumindest eine Rückholfeder (15) aufweist, die mit der Schiebemuffe (10) und/oder dem Koppelelement (4) derart gekoppelt ist, dass sie beim Verschieben der Schiebemuffe (10) aus der Neutralstellung in die Schaltstellung spannbar ist und die Schiebemuffe (10) aus der Schaltstellung in die Neutralstellung und/oder das Koppelelement (4) aus der Eingriffsstellung in die Leerlaufstellung, insbesondere beim Deaktivieren des Arretierelements (20), zurückzuschieben vermag.
5. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1 ) ein erstes Koppelelement (28), insbesondere zum drehfesten Koppeln eines Hohlrads (24) mit einem ortsfesten Gehäuse (31 ) des Planetengetriebes (22), und ein zweites Koppelelement (29), insbesondere zum drehfesten Koppeln eines Sonnenrads (23) mit einem Planetenträger (27) des Planetengetriebes (22), aufweist.
6. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Schaltfeder (14) eines der beiden Koppelelemente (28; 29) als Rückholfeder (15) des anderen Koppelelements (28; 29) ausgebildet ist.
7. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Koppelelement (28; 29) einen radial inneren ersten (43) und einen radial äußeren zweiten Teil (44) aufweist, die drehbar zueinander ausgebildet sind.
8. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Koppelelement (28; 29) eine in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) verschiebbare Einheit (32) ausbilden und zueinander drehbar ausgebildet sind.
9. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstellung der Schiebemuffe (10) für das erste und zweite Koppelelement (28; 29) gleich ist.
10. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (1 1 ), insbesondere ein Schaltstift, mit einer Schaltnut (13) korrespondiert, die am Außenumfang (12) einer Welle, insbesondere der Antriebswelle (5) oder der mit der Antriebswelle (5) drehfest gekoppelten Schiebemuffe (10), angeordnet ist und einen sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Welle erstreckenden und mit einer Steigung versehenen, insbesondere helixförmigen, Kurvenverlauf aufweist.
1 1 . Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (1 1 ) ortsfest oder mit der Schiebemuffe (10) in Axialrichtung des Planetengetriebes (22) verschiebbar angeordnet ist.
12. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (10) einen, insbesondere radial inneren, ersten und einen, insbesondere radial äußeren, zweiten Teil, insbesondere einen Träger (38), aufweist, die drehbar zueinander ausgebildet sind.
13. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (10) aus der Neutralstellung, insbesondere in zueinander entgegengesetzte Richtungen, mittels einer ersten und einer zweiten Schaltfeder (35; 41 ) in eine erste und eine zweite Schaltstellung verschiebbar ist.
14. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung ein mit der Schiebemuffe (10) gekoppeltes erstes und zweites Anschlagselement (54; 55) aufweist, die jeweils einer der beiden Schaltfedern (35; 41 ) zugeordnet und derart voneinander entkoppelt sind, dass beim Verschieben der Schiebemuffe (10) aus der Neutralstellung in eine der beiden Schaltstellungen nur eine der beiden Schaltfedern (35; 41 ) gespannt wird und die andere in ihrer Grundstellung verweilt.
1 5. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (10) auf der Antriebswelle (5) oder auf einer zu dieser parallelen Vorgelegewelle (50) angeordnet ist, wobei die Vorgelegewelle (50) mittels einer Stirnradstufe (48) und/oder einer ansteuerbaren Kupplung (49) mit der Antriebswelle (5) gekoppelt ist.
1 6. Planetengetriebe (22), insbesondere zweistufiges Planetengetriebe (22) für eine Werkzeugmaschine, mit einem zentralen Sonnenrad (23), einem Hohlrad (24), welches das Sonnenrad (23) umgibt, radial zwischen diesen angeordneten Planetenrädern (25), die in einem Planetenträger (27) drehbar gehalten sind, und einer Schalteinrichtung (1 ), wobei insbesondere dessen Antriebswelle (5) mit dem Sonnenrad (23) und dessen Abtriebswelle (6) mit dem Planetenträger (27) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.
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