WO2019185159A1 - Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung - Google Patents

Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2019185159A1
WO2019185159A1 PCT/EP2018/058231 EP2018058231W WO2019185159A1 WO 2019185159 A1 WO2019185159 A1 WO 2019185159A1 EP 2018058231 W EP2018058231 W EP 2018058231W WO 2019185159 A1 WO2019185159 A1 WO 2019185159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ring
rotation
axis
axially
positive
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/058231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mark Schmidt
Sascha Miebach
Jürgen Haber
Original Assignee
Gkn Automotive Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn Automotive Ltd. filed Critical Gkn Automotive Ltd.
Priority to PCT/EP2018/058231 priority Critical patent/WO2019185159A1/de
Publication of WO2019185159A1 publication Critical patent/WO2019185159A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/14—Clutches in which the members have interengaging parts with clutching members movable only axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/006—Positive locking brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/186—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with full-face force-applying member, e.g. annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms

Definitions

  • the invention relates to an actuating device for actuating a positive locking device in the drive train of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a transmission arrangement for a drive train of a motor vehicle with a sol chen actuating device.
  • actuators are used for a plurality of functional units in drive trains of motor vehicles.
  • Such form-fitting clutches comprise at least two coupling parts, which positively engage in the closed state for transmitting the torque and are disengaged in the open state and then transmit no torque, for example a tooth clutch or a dog clutch.
  • actuators are known for parking locks, which are used in drive trains of motor vehicles to optionally block a drive component in the drive train, so that the motor vehicle is prevented from unintentional rolling away when the drive source provides no torque available.
  • a lockable axle differential with a Betreliistsvor direction for actuating a dog clutch is known.
  • the actuator has a rotatably held first ring and a rotatably mounted second ring which is fixedly connected via a lever with an actuator. Between the two rings, a ramp arrangement is arranged, via which the two rings are supported GE against each other axially.
  • the second ring for actuating the claw enkupplung is axially displaced.
  • the axial distance between the two rings increases and the second ring presses a coupling part of the dog clutch in a closed position.
  • the actuator rotates the second ring in a second rotational direction, whereby the second ring approaches the first ring again.
  • a parking brake assembly for reversible Hem determination of a rotational movement of a shaft in a drive train of a motor vehicle is known.
  • the known parking brake has a pivotable latch, which can be transferred by means of an actuator in a closed position and an open position.
  • the actuator is designed as a hydraulic or pneumatic actuator and has a linearly adjustable actuator, which cooperates with the bolt.
  • the present invention has for its object to provide an actuator that ensures reliable engagement and disengagement of a Form gleicheinrich device and is suitable to reduce the cost of providing under defenceli cher actuators.
  • the object is further to propose a gear arrangement with such an actuator.
  • a solution consists in an actuating device for actuating a form-fitting device in the drive train of a motor vehicle, comprising: a first ring which is rotatable about a rotation axis, circumferentially acting spring means which are supported in the circumferential direction about the axis of rotation and the first ring in a first rotational direction impose a non-rotatably held second ring, a linear drive with a translationally movable actuator, which is operatively connected to the first ring to rotate the first ring in a second rotational direction, against a spring force of the circumferentially acting spring means Ring and the second ring via a ramp arrangement are at least indirectly axially supported against each other, and wherein by turning the first ring in the first
  • An advantage of the actuating device according to the invention is that it ensures a reliable displacement of the positive locking element in the closed position and the open position. This is achieved on the one hand by the circumferentially we kenden spring means which act on the rotatably held first ring always in the closing sense. By rotation of the first ring in the first direction of rotation by means acting in the circumferential direction of the spring means, the axial distance between see the two rings increases, so that the second ring the FormQueryele element in the closed position press, respectively can shift axially.
  • the second ring is resiliently biased even if, for example due to a tooth-on-tooth position, the positive-locking element and a corresponding counter-element of the form-locking device can not engage in a form-fitting manner.
  • the form-fitting selement is then axially displaced by the spring action in the closing direction in the closed position.
  • the first ring is also rotated, but by means of the linear drive in the second direction of rotation, entge conditions of the spring force acting in the circumferential direction spring means.
  • the actuating device is fail-safe and ensures reliable engagement and disengagement of the positive locking device. Furthermore, it is advantageous that he inventive actuating device is modular, since they can operate basically any type of axially acting form-fitting device.
  • a form-fitting device for example, a ges in the power path of the Antriebsstran arranged positive clutch or a parking brake, which can lock a Drehbewe movement of a arranged in the power path of the drive train rotary element and release his.
  • the rotatably supported first ring can be axially supported against a stationary component, in particular a transmission housing, in particular a housing wall of the gearbox begephases.
  • the actuating device is particularly narrow and has a compact construction, especially in the axial direction.
  • the second ring is axially displaceable, respectively held displaceable.
  • anti-rotation means are provided which hold the second ring against rotation.
  • the second ring can be secured in a simple manner against rotation about the axis of rotation.
  • the second ring by means of the Ver can be rotationally secured to the stationary component rotatably held.
  • the anti-rotation means may comprise a plurality of, in particular three, pins which are inserted at one end in bores of the second ring and at the other end in bores of the gearbox housing.
  • the second ring is axially displaceable relative to the anti-rotation means and held non-rotatably about the axis of rotation.
  • the linear drive may have a spindle shaft and an actuator for rotating the spindle shaft.
  • the spin delwelle respectively defined by the spindle shaft spindle axis intersects the axis of rotation at a distance to more easily rotate the first ring by means of the actuator can.
  • the spindle axis and the axis of rotation are skewed to each other, that is, they are neither parallel to each other nor intersect.
  • the Actuate transmission member is preferably in the form of a threaded nut, also called spindle nut or movement nut, designed, which moves by rotation of the spindle shaft translationally on the spindle shaft.
  • the Actuate transmission member of the linear drive is loosely supported on the first ring. That is, there is no fixed or permanent connection between the actuator and the first ring.
  • the linear drive is preferably arranged such that the actuating member can press against the first ring to the first ring of the closed position in the open position over a limited angle of rotation can rotate.
  • the positive locking device can be opened by means of the linear drive and in the open position, against the spring force of acting in the circumferential direction Fe derstoff held.
  • the positive-locking element and the corresponding counter element must be able to be disengaged and engaged.
  • the first ring can have an annular, respectively cylindrical basic body.
  • the first ring or its annular body is aligned ko axially to the axis of rotation.
  • at least one first approach is arranged on the annular base body, which may extend from the main body in particular ra dial outward.
  • the actuating member may be supported in particular for the rotation of the first ring in the second direction of rotation in particular loose.
  • the first approach to a hole which passes through the spindle shaft of the linear drive.
  • the spindle shaft can pass through the bore under play, such that the first ring is rotatable within the limited angle of rotation about the axis of rotation.
  • the first ring has at least one second projection, on which the circumferentially acting spring means are supported.
  • the at least one second approach like the first approach, can be formed as a radially outwardly réellere ckender approach to the annular body of the first ring.
  • the first approach and the at least one second approach offset in the circumferential direction are arranged to each other, wherein the first approach could be summarized in principle with one of the at least one second approach to a common approach to sammengeutzt.
  • exactly one of the first approach and exactly two of the second to sets are formed on the annular body of the first ring.
  • the spring means acting in the circumferential direction may comprise at least one spring element, in particular a compression spring, in particular a helical compression spring, which is supported at least indirectly at one end on the stationary component and at the other end on the first ring.
  • the at least one spring element can alswei sen a pusher member, which is enclosed by the compression spring.
  • the pusher member may have an elongate, pin-like base body, which is enclosed by the compression spring, and a head which is widened relative to the base body and which is supported on the second ring.
  • the respective compression spring can be supported at one end on the stationary component and at the other end, in particular on an underside of the head of the presser ckergliedes.
  • a Flaltelement via which the compression spring can be supported relative to the stationary component, a Boh tion have, in which the axially displaceable pusher member can be taken in sections.
  • a pusher member in the form of a semi-circular rivet, whose elongated body is enclosed by a compression coil spring.
  • the spring means more of the Fe derlude on, in particular two, three, four, five, six or more than six Fe deretti.
  • the spring means have exactly two of the spring elements, the radially offset from each other apply the first ring in the first direction of rotation.
  • the second ring is structurally separated from the positive-locking element. That is, the form-fitting selement of the form-locking device is a separate component from the second ring, which may be at least indirectly axially supported on the second ring, but can be rotated relative to the rotatably held second ring around the axis of rotation.
  • the positive locking element may be part of a positive coupling, in particular a tooth or dog clutch.
  • the second ring is completely or at least on one of the positive locking element facing Oberflä surface, respectively, the side facing away from the first ring side of a sintered material to improve the sliding properties of the second ring.
  • a different type of sliding bearing or a completely different storage vorgese be hen, which allows a low-friction as possible rotation of the positive locking element relative to the rotationally fixed second ring.
  • the form-fitting element is rotatably held or formed on the two th ring.
  • the FormQueryele element may be part of a parking brake, which blocks the rotational movement of a rotatable member, such as a drive-side gear in the closed position and releases in the open position.
  • the ramp arrangement by means of which the first ring and the second ring are supported axially relative to one another, at least indirectly, can be designed in such a way that the first ring and the second ring have ramp elements distributed around the rotation axis in the circumferential direction.
  • an axial movement of the second ring is effected relative to the first ring.
  • the first ring and the second ring can each have three or more ramp elements, wherein in principle also an embodiment with one or two ramp elements per ring would be conceivable.
  • each ramp element of the first ring is associated with a ramp element of the second ring.
  • the ramp elements of the first ring can be supported axially directly on the ramp elements of the second ring.
  • the ramp members may include a first ramp portion having a first pitch and a second ramp pitch having a second pitch.
  • a pitch angle of the ers th ramp section may be at least 10 ° and / or maximum 80 °, in particular special at least 20 °, in particular at least 30 ° and / or in particular maxi times 70 °, in particular a maximum of 60 °.
  • a pitch angle of the second ramp section is different from the pitch angle of the first ramp section and may preferably be zero.
  • the respective pitch angle is formed between a plane defined by the respective ring, which is perpendicular to the axis of rotation, and a plane defined by the respective ramp section.
  • the ramp arrangement can also be configured in the form of a ball ramp arrangement or a roller arrangement, wherein the rings can have corresponding setting contours, respectively counter contours.
  • a gear arrangement for a drive train of a motor vehicle comprising: a stationary transmission housing, a positive locking device and an actuating device for loading the positive locking device, wherein the actuating device has one or more of the abovementioned embodiments.
  • the form-fitting device has the form-locking element, which can be moved axially relative to the axis of rotation, and a counter element arranged so that it can rotate about the axis of rotation. In the open position, the form-fitting element and the counter element are disengaged, so that the form-fitting element and the counter element are rotatable relative to one another. In the closed position, the positive-locking element and the counter-element are positively engaged with each other, so that a relative rotational movement between the positive-locking element and the Ge genelement is locked.
  • the positive-locking element and the corresponding counter-element cooperate in the axial direction. That is, the positive-locking element and the counter-element are brought into positive engagement with each other by axially displacing the positive-locking element towards the counter-element.
  • the form-locking device preferably has a plurality of the form-locking elements and / or a plurality of the counter-elements, which can be distributed in the circumferential direction about the axis of rotation. In this way, the element acting on the respective form-locking element or counter-specific load is significantly reduced.
  • the one positive locking element may be a claw or a tooth, which interacts with the corresponding counter element in the form of a recess or gap, or vice versa.
  • the transmission assembly may include a power split unit disposed in the transmission housing.
  • the power split unit may be designed in the form of a differential gear that includes a differential carrier as an input part and having two output wheels as an output part.
  • the cruver branching unit may also be designed in the form of a double clutch having a hitch be basket as input part and two separately controllable friction clutches with two clutch hubs as the output part.
  • a double clutch which is also referred to by the applicant as "Twinster"
  • a variable torque distribution can be made to two connected side shafts.
  • a first rotary element and a second rotary element are arranged in the gear housing, which are each mounted rotatably about the axis of rotation.
  • the interlocking element is rotatable about the rotational axis and drivingly connected to the first rotary element.
  • the counter element is firmly connected to the second rotary element.
  • the gear arrangement can be used in particular in the drive train of the motor vehicle in order to decouple a section of the drive train.
  • the side shafts can be coupled from in order to avoid co-rotation of the drive components in high-speed driving in the electrically driven drive train.
  • the first rotary element may be a drive-side wheel, in particular a gear, which in particular with the differential case, respectively the differential carrier rotatably connected.
  • the differential case is arranged in the transmission housing and rotatably supported about the rotation axis.
  • the counter element may be fixedly connected to the second rotary element in the form of a differential carrier of the differential gear.
  • the interlocking element In order for the second ring to displace the interlocking element axially, the interlocking element extends inwardly through an opening in the differential housing. Both in the open position and in the closed position, the axially displaceable form-fitting element is always housed in the opening of the differential housing, so that the positive-locking element with the differential housing rotates, respectively is drive connected.
  • a coupling ring is arranged outside of the differential housing and coaxial with the axis of rotation, in particular special more of the form-locking elements distributed in the circumferential direction about the axis of rotation are arranged on the coupling ring.
  • the coupling ring can be axially supported at least indirectly on the second ring.
  • acting axially to the axis of rotation spring means may be present, which are at least indirectly axially supported relative to the stationary gear housing and act on the positive-locking element in the open position, at least indirectly.
  • a spring force of the axially acting spring means dress ner than the spring force of the acting spring in the circumferential direction.
  • a first rotary element is arranged in the transmission housing and is rotatably mounted about the axis of rotation, wherein the positive locking element is rotatably held or formed on the second ring and the counter element is fixedly connected to the first rotary element.
  • a parking brake is provided, which can be opened and closed by the Betuschistsvorrich device. In the open position of the positive locking sianas a rotational movement of the first rotary element is released, whereas in the closed position of the positive locking element, the rotational movement of the first Dre huzes is locked.
  • the first rotary element is a drive-side gear, in particular special rotatably connected to the differential housing ring gear.
  • the first rotary element may also be the housing mitfitende Differentialge housing.
  • the counter-element can be formed on a side of the toothed wheel facing the form-fitting element, in particular be formed.
  • the second ring facing side of the Gear may be configured in the circumferential direction distributed recesses or gaps Lcken in which the interlocking elements can engage axially. In this way, a particularly compact and powerful parking brake is provided which manages with a small number of components, has a low weight and still can absorb a high torque to securely lock the rotational movement of the first rotary member.
  • acting axially to the axis of rotation spring means may be present, which are at least indirectly axially supported relative to the stationary gear housing and act on the positive-locking element in the open position, at least indirectly.
  • the axially acting spring means may, for example, be supported at one end on antriebssei term gear and the other end on the second ring to support the linear drive when opening the parking brake.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a gear assembly according to a first
  • Figure 2 is an exploded view of the gear assembly of Figure 1;
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of the gear assembly of Figure 1;
  • Figure 4 is a perspective cross-sectional view of the gear assembly of the
  • Figure 5 is a perspective longitudinal sectional view of the gear assembly of the
  • Figure 6 is a perspective cross-sectional view of the gear assembly of the
  • Figure 1 wherein the coupling is shown in the tooth-on-tooth position
  • Figure 7 is a perspective longitudinal sectional view of the gear assembly of Figure 1, with the coupling in the tooth-on-tooth position
  • Figure 8 is a perspective cross-sectional view of the gear assembly of the
  • Figure 9 is a perspective longitudinal sectional view of the gear assembly of the
  • Figure 10 is a cross-sectional view of a gear assembly according to a second
  • Embodiment of the present invention wherein an open position of the parking brake is shown;
  • Figure 1 1 is a longitudinal sectional view of the gear assembly of Figure 10;
  • Figure 12 is an exploded view of the gear assembly of Figure 10;
  • Fig. 13 is a perspective view of the gear assembly of Fig. 10, showing the parking brake in an open position;
  • Figure 14 is a perspective view of the gear assembly of Figure 10 showing the parking brake in a tooth-on-tooth position
  • Figure 15 is a perspective view of the gear assembly of Figure 10, where the parking brake is shown in a closed position.
  • FIGS 1 to 9 show a transmission arrangement according to the invention according to a first embodiment of the prior invention.
  • the gear assembly includes a stationary gear housing 1, a power split unit 2, a form-locking device in the form of a clutch 3 and an actuator 4 for actuating the clutch 3.
  • the power split unit 2 is in the present case in the form of a differential ge staltet, it being understood that the gear assembly also may have other units than a differential gear, in particular a double clutch, the a clutch basket as an input part and two separately controllable Reibungskupplun conditions with two clutch hubs as the output part has ("Twinster").
  • the present transmission arrangement with the differential gear 2 is used in the drive train of a motor vehicle, namely for distribution of an introduced torque on two side shafts of the motor vehicle (not shown), wherein a Drehmomen tübertragung between a drive motor of the motor vehicle and the two Be tenwellen means of the coupling.
  • 3 Optionally manufactured or interrupted as needed.
  • the clutch 3 is in the power path between a drive part, respectively, a drive-side first rotary member 5 and an output member, respectively, a driven side second rotary member 6, respectively.
  • the first rotary member is in the form of a drive wheel, respectively ring gear 5, and the second rotary member is designed in the form of a repetele element 6 of the differential gear 2.
  • Torque can be introduced from the drive motor of the motor vehicle into the gear arrangement for driving the differential gear 2 via the drive wheel 5.
  • the drive wheel 5 is fixedly connected to a housing, in particular a differential housing 7, in particular by means of welding, wherein other types of connection, such as screw, are conceivable.
  • the differential housing 7 is constructed in two parts and comprises a first housing part 8 and a second housing part 9, each having a flange portion 10, 1 1 in the region of its opening-side ends, with which they are connected to the drive wheel 5.
  • the differential gear 2 is taken in the differential case 7 and stored rotatably about a rotation axis A within the transmission housing 1 ge.
  • the support member 6 of the differential gear 2 is annular and has a substantially cylindrical outer surface 12 with which the support member 6 is rotatably mounted relative to a corresponding inner cylindrical surface portion 13 of the differential housing 7 about the axis of rotation A in the housing 7.
  • two holes 14 are provided, into which a pin 15 is inserted and fixed by means of a securing pin 16.
  • On the pin 15 are two Differen tializer 17 rotatably mounted about a pin axis B.
  • the two differential gears 17 are each provided with a sowellenrad 18 in meshing engagement, which are coaxial with the axis of rotation A arranged.
  • the two side shaft gears 18 each have one Longitudinal toothing 20, in which a corresponding counter-toothing of the not presented Darge side shaft can be inserted for torque transmission.
  • the clutch 3 is designed as a positive coupling, in particular as a tooth coupling, wherein other couplings can be used.
  • the positive coupling 3 comprises a first coupling part 21, which is rotatably connected to the differential housing 7 and axially movable, and counter-elements 22 which form a second coupling part and are fixedly connected to the support member 6.
  • the first coupling part 21 is axially movable relative to the second coupling part 22 and can be axially engaged for transmitting a torque in this, so that a positive connection between the two coupling parts 21, 22 is formed (closed position).
  • the torque transmission can be interrupted again (open position).
  • the first coupling part 21 has a coupling ring 23 which is arranged outside of the differenti algeophuses 7 and several distributed over the circumference Form gleichele elements 24 has.
  • four positive locking elements 24 are provided, which are inserted here in accordance with four circumferentially distributed recesses 19 of the coupling ring 23. It is understood that a number of form-fitting elements 24 deviating therefrom and, accordingly, also a number of openings 25 in the differential housing 7, for example two, three, five or even more than five, could be used.
  • the positive locking elements 24 extend from the coupling ring 23 in the axial direction.
  • the Formschlus setti 24 may also be referred to as cam elements or as axial approaches.
  • the first coupling part 21 For torque transmission from the first coupling part 21 to the Differenti algetude 7 engage the interlocking elements 24 in or through circumferentially distributed openings 25 of the differential housing 7 a. In this way, the first coupling part 21 rotates together with the rotationally drivable differential housing 7 about the common axis of rotation A, so that the first coupling part 21 is drivingly connected to the differential housing 7. It is provided that the first coupling part 21 is axially guided relative to the differential housing 7 and centered coaxially to the axis of rotation A. The guidance and centering takes place via surface pairings, which are each formed between an outer surface of a form-fitting element 24 and an inner surface of the respective housing opening 25. There are between the outer surfaces the interlocking elements 24 and the inner surfaces of the housing openings 25 each game fits formed with high accuracy, so that an axial mobility of the first coupling part 21 is ensured relative to the differential housing 7 with good radial aler centering.
  • the first coupling part 21 can be brought to a toothed ring segment of the second hitch be part 22 for torque transmission into engagement, said toothed ring is integrally formed on the end face of the support member 6 and a ring segments to the tooth of the first coupling part 21 gegen Schle toothing.
  • the first coupling part 21 can be moved axially relative to the second coupling part 22, wherein a torque transmission in the closed position of the form-locking elements 24 from the drive wheel 5 on the differential gear 2 is guaranteed while the torque transmission in the open position of the interlocking elements 24 is interrupted.
  • end-side gears can in principle also other positive locking means are used which are positively engageable to transmit torque, for example, a Hürth toothing, which also serves as a plan notch Teeth is called.
  • a Hürth toothing which also serves as a plan notch Teeth is called.
  • the actuating device 4 has a first ring 27 which is rotatably held about the rotation axis A.
  • the first ring 27 is axially supported relative to the housing wall 26 of the transmission housing 1, wherein between the first ring 27 and the housing wall 26, a sliding ring 28 is arranged.
  • the Betschistsvor device 4 has a second ring 29 which rotatably by means of anti-rotation means 30 is held.
  • the anti-rotation means 30 comprise here by way of example three pins, which are inserted at one end in bores 31 of the second ring 29 and at the other end in bores 32 of the gear housing 1. Between the two rings 27, 29, a ramp assembly 33 is arranged, via which the two rings 27, 28 gegeneinan are axially supported.
  • the ramp assembly 33 has on the first ring 27 is arranged first ramp members 34 and arranged on the second ring 29 second Ram penimplantation 35.
  • the ramp elements 34, 35 are each arranged on the other ring 27, 29 facing the end face of the ring 27, 29.
  • the Rampenele elements 34, 35 each have a first ramp portion with a Steistswin angle, shown here by way of example with about 30 ° to 50 °, and a second Rampenab section with a pitch angle of 0 °.
  • the Betschistsvor device 4 acting in the circumferential direction spring means 36 and a linear drive 37.
  • the spring means 36 are supported in the circumferential direction about the axis of rotation A on the gear housing 1 and act on the first ring 27 in the first rotational direction Ri, that is, always in the closing direction of the clutch 3.
  • the linear drive 37 is out to the first ring 27 in the second rotational direction R2, counter to a spring force of circumferentially acting spring means 36 to rotate.
  • axially acting spring means 38 are provided at one end axially supported on the drive wheel 5 and the other at the first coupling part 21 and the first hitch be ment part 21 resiliently act in the direction of the open position.
  • the axially acting spring means 38 are formed here as a concentric with the axis of rotation A Tellerfe the.
  • the designed here in slotted form plate spring 38 is supported with its ring portion 59 on a circumferentially shaped shoulder 60 of the hitch be ring 23 and with their fingers 61 on the ring gear 5 from.
  • two of the circumferentially acting spring means 36 are provided, which are arranged offset in the circumferential direction to each other, in particular, as shown here, are arranged diametrically opposite each other.
  • Each of the spring means 36 has a compression spring, in particular a helical compression spring 39, a pusher member 40 and a holding member 41.
  • the pusher member 40 has an elongated, pin-like base body 42 which is enclosed by the helical compression spring 39. Furthermore, the pusher member 40 has a head 43 widened in relation to the base body 42. Thus, the respective helical compression spring 39 can at one end via the holding element 41 to the stationary Geretege housing 1 and the other end to the head 43 of the pusher member 40 are supported. For axially displaceable reception of the pusher member 40, a through-hole 44 is formed in the holding element 41, into which an end region of the pusher member 40 facing away from the head 43 is received.
  • the head 43 of the respective pusher member 40 is formed hemispherical here.
  • the first ring 27 has to support the circumferentially acting spring means 36 present in accordance with two second to sets 45, which are arranged on an annular body 46 of the first ring 27, in particular extending radially outwardly from this.
  • the second lugs 45 have recesses 47 on the sides facing the pusher members 40 in which the heads 43 of the pusher members 40 are located. In FIG. 1 it can be recognized that depressions 47 are formed as countersunk sections of through-holes.
  • the linear drive 37 has a spindle shaft 48 and an actuator 49 for rotationally driving the spindle shaft 48. Furthermore, the linear actuator 37 has a Actuate transmission member in the form of a threaded nut 50 which moves by rotation of the spindle shaft 48 about a defined by the spindle shaft 48 spindle axis X translationally on the spindle shaft 48.
  • the spindle axis X and the axis of rotation A are arranged with Ab to each other and have no common point of intersection. For example, in FIG. 3 it can be seen that the spindle axis X intersects the axis of rotation A in the region of the first ring 27 at a distance from the axis of rotation A, in particular at right angles.
  • the threaded nut 50 is operatively connected to the first ring 27.
  • the threaded nut 50 is supported on a first extension 51 of the first ring 27, which extends from the annular base 46 of the first ring 27 radially outward extends.
  • the first approach 51 like the second lugs 45, a passage bore 52 and designed as a depression recess.
  • the spindle shaft 48 passes through the throughbore 52 of the first lug 51 under play such that the first ring 27 can be rotated about the axis of rotation A at least within a limited angle of rotation a.
  • the nut 50 is disposed between the actuator 49 and the first lug 51 on the spindle shaft 48.
  • the threaded nut 50 could also be arranged on the other side of the first projection 51.
  • the threaded nut 50 has on a first approach 51 facing the end of a spherically shaped surface.
  • the threaded nut 50 is supported radially on the outside of the transmission housing 1.
  • a projection 53 is formed on the threaded nut 50, which engages in a groove 54 of the gear housing 1. The threaded nut 50 is only loosely against the first lug 51, so that the linear drive 37 can rotate the first ring 27 only in the second direction of rotation R2.
  • the actuator 49 is inserted through a housing opening 55 from the outside into the transmission housing 1 and may be bolted to the transmission housing 1.
  • the actuator 49 is preferably designed as an electromechanical actuator and by an electronic control unit (not shown) controllable. It is understood, however, that the actuator 49 may also have alternative configurations, for example in the form of a hydraulic or pneumatic actuator.
  • the actuator 49 is drivingly connected to the spin delwelle 48.
  • the actuator 49 facing Lhacksbe rich the spindle shaft 48 passes through a housing bore 56 which is sealed relative to the spindle shaft 48 by means of a sleeve 57.
  • the actuator 49 ent removed from the end of the spindle shaft 48 this is rotatably inserted into a further sleeve 58 and secured to the transmission housing 1 via a bracket 62.
  • the clutch 3 is shown open, that is, the form-closing elements 24 are in the open position.
  • the form-fitting setti 24 and the counter-elements 22 are disengaged, so that between the drive wheel to 5 and the support member 6 no torque is transmitted.
  • the threaded nut 50 is supported on the first approach 51 of the first ring 27 from.
  • the circumferentially acting spring means 36 are maximum biased, however, the first ring 27 can not revert to the closed position ren, because the nut 50 prevents rotation of the first ring 27 in the first direction of rotation Ri.
  • the axial distance between the first ring 27 and the second ring 29 is minimal.
  • the helical compression springs 39 are only slightly ent spanned in comparison to the United, shown in Figures 4 and 5, open position and the positive-locking elements 24 continue biasing in the closing direction.
  • the clutch 3 is shown in the closed state, in which the positive-locking elements 24 are in the closed position.
  • the tooth-on-tooth position has been released and the circumferentially acting spring means 36 have now rotated the first ring 27 unhindered in the first direction of rotation, in which the axial distance between the first ring 27 and the second ring 29th is maximum and the positive-locking elements 24 were moved to the closed position be.
  • the positive-locking elements 24 and the counter-elements of the second coupling part 22 are positively engaged.
  • FIGS 10 to 15 show a gear assembly according to the invention according to a second embodiment of the present invention.
  • Components that correspond to or correspond to components of the first embodiment are provided with the same powerszei Chen, as in Figures 1 to 9.
  • the present embodiment of the gear assembly also has the invention described in connection with the figures 1 to 9 actuation device 4 on.
  • the actuator 4 is arranged at the same location in Geretege housing 1.
  • a parking brake is actuated by the actuator 4 here.
  • the form-locking elements 124 are formed directly on the second ring 29.
  • the form-locking elements 124 are arranged distributed in the circumferential direction Rich about the axis of rotation A and extend from the second ring 29 in the axial direction. Accordingly, the positive locking elements 124, together men with the second ring 29, held against rotation relative to the transmission housing 1 and displaced in the axial direction.
  • the counter-elements 101 of the form-locking device are here on the first rotation ele- ment, here in the form of a drive wheel 5, fixed. Specifically, on a side facing the second ring 29 of the drive wheel 5 more of the Jacobele elements 101 are distributed in the circumferential direction. In this way, the counter-elements 101 are rotatably connected to the first rotary member 5 and about the rotation axis A rotatable. In the figure 10, the first direction of rotation with the arrow Ri and the second direction of rotation with the arrow R2 is illustrated.
  • the counter-elements 101 are formed corresponding to the interlocking elements 124 and allow a positive connection between the Form gleichelemen th 124 and the counter-elements 101st In the closed position thus results in a bond between the respective form-fitting element 124 and an associated counter-element 101, which is achieved by the matching shape.
  • the positive locking elements 124 may be designed in the form of claws, which may engage in the counter-elements 101 in the form of gaps, which in turn may be bordered between jaws 102 be.
  • the Betschistsvor device 4 For rotating the first ring 27 about the axis of rotation A, the Betuschistsvor device 4, analogous to the embodiment shown in Figures 1 to 9, acting in the circumferential direction spring means 36 and a linear drive 37.
  • axially acting spring means 138 are provided, which in contrast to the axially acting spring means 38, as shown for example in Figure 3, in alignment and arrangement differ.
  • the spring means 138 are supported at one end on the transmission housing 1 and the other end on the second ring 29 axially.
  • the axially acting spring means 38 are also formed here as a concentric with the axis of rotation A arranged disc spring.
  • the designed here in slotted form plate spring 138 is supported with its ring portion 59 on a transmission housing used in a groove of the Ge 1 circlip 160 and with their fingers 61 on two th ring 29 from.
  • FIG. 14 shows a tooth-on-tooth position.
  • the actuator 49 has been actuated and the spindle shaft 48 has been rotated in a rotational direction in which the thread nut 50 has been moved in translation to the actuator 49.
  • the first ring 27 was slightly rotated in the first direction of rotation Ri by the spring means 36 biased in the closing direction and acting in the circumferential direction.
  • no positive engagement between tween the form-locking elements 124 and the counter-elements 101 is possible because the positive-locking elements 124 come with claws 102 which limit the counter-elements 101 in the circumferential direction, come to rest.
  • the positive-locking elements 124 can engage in the counter-elements 101, the bil between the claws 102, the intervene. In the closed position, the rotational movement of the drive wheel 5 is blocked about the axis of rotation A.
  • the actuator 49 is actuated to rotate the spindle shaft 48 in a direction in which the threaded nut 50 is translationally moved away from the actuator 49. Then the nut 50 pushes against the first Approach 51 of the first ring 27 and presses the first ring 27, opposite to the spring force of the circumferentially acting spring means 36, in the second direction of rotation R2 to the open position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Formschlusseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: einen ersten Ring (27), der um eine Drehachse (A) drehbar ist, in Umfangsrichtung wirkende Federmittel (36), die in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) abgestützt sind und den ersten Ring (27) in eine erste Drehrichtung (R1) beaufschlagen, einen Linearantrieb (37) mit einem translatorisch bewegbaren Betätigungsglied (50), das mit dem ersten Ring (27) wirkverbunden ist, um den ersten Ring (27) in eine zweite Drehrichtung (R2), entgegen einer Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel (36), zu verdrehen, einen drehfest gehaltenen zweiten Ring (29), wobei der erste Ring (27) und der zweite Ring (29) über eine Rampenanordnung (33) zumindest mittelbar gegeneinander axial abgestützt sind, und wobei durch Verdrehen des ersten Ringes (27) in der ersten Drehrichtung (R1) mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel (36) ein axialer Abstand zwischen dem ersten Ring (27) und dem zweiten Ring (29) vergrößert wird, um ein Formschlusselement (24; 124) der Formschlusseinrichtung (3; 103) in eine Schließstellung axial zu bewegen, und wobei durch Verdrehen des ersten Ringes (27) in der zweiten Drehrichtung (R2) mittels des Betätigungsglieds (50) der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring (27) und dem zweiten Ring (29) verkleinert wird, um das Formschlusselement (24; 124) in eine Offenstellung axial zu bewegen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Getriebeanordnung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.

Description

Betätigungsvorrichtung und Getriebeanordnung mit einer Betätigungsvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Formschluss einrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Getriebeanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer sol chen Betätigungsvorrichtung.
Generell werden Betätigungsvorrichtungen für eine Vielzahl von Funktionseinheiten in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen verwendet.
Es sind Betätigungsvorrichtungen für formschlüssige Kupplungen bekannt, die in An triebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um eine Drehmomentübertra gung selektiv herzustellen oder zu unterbrechen. Solche formschlüssigen Kupplungen umfassen zumindest zwei Kupplungsteile, die in geschlossenem Zustand zur Übertra- gung des Drehmoments formschlüssig ineinandergreifen und in geöffnetem Zustand außer Eingriff sind und dann kein Drehmoment übertragen, beispielsweise eine Zahn kupplung oder eine Klauenkupplung.
Weiterhin sind Betätigungsvorrichtungen für Parksperren bekannt, die in Antriebs- strängen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um ein Antriebsbauteil im Antriebs strang optional zu blockieren, sodass das Kraftfahrzeug an einem unbeabsichtigten Wegrollen gehindert wird, wenn die Antriebsquelle kein Drehmoment zur Verfügung stellt. Aus der AT 004 635 U1 ist ein sperrbares Achsdifferential mit einer Betätigungsvor richtung zum Betätigen einer Klauenkupplung bekannt. Die Betätigungsvorrichtung weist einen drehtest gehaltenen ersten Ring und einen drehbar gelagerten zweiten Ring auf, der über einen Hebel mit einem Aktuator fest verbunden ist. Zwischen den beiden Ringen ist eine Rampenanordnung angeordnet, über die die beiden Ringe ge geneinander axial abgestützt sind. Durch Verdrehen des zweiten Ringes in einer ers- ten Drehrichtung mittels des Aktuators wird der zweite Ring zur Betätigung der Klau enkupplung axial verlagert. Hierbei vergrößert sich der axiale Abstand zwischen den beiden Ringen und der zweite Ring drückt ein Kupplungsteil der Klauenkupplung in eine Schließstellung. Zum Öffnen der Klauenkupplung dreht der Aktuator den zweiten Ring in einer zweiten Drehrichtung, wodurch sich der zweite Ring dem ersten Ring wieder annähert.
Aus der DE 10 2014 219 341 A1 ist eine Parksperrenanordnung zur reversiblen Hem mung einer Drehbewegung einer Welle in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die bekannte Parksperre weist einen schwenkbaren Riegel auf, der mittels eines Aktuators in eine Schließstellung und eine Offenstellung überführbar ist. Hierzu ist der Aktuator als Hydraulik- oder Pneumatik-Aktuator gestaltet und weist einen linear verstellbaren Betätiger aus, der mit dem Riegel zusammenwirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung vorzuschlagen, die ein zuverlässiges Ein- und Ausrücken einer Formschlusseinrich tung gewährleistet und geeignet ist, den Aufwand für die Bereitstellung unterschiedli cher Betätigungsvorrichtungen zu verringern. Die Aufgabe besteht weiter darin, eine Getriebeanordnung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung vorzuschlagen. Eine Lösung besteht in einer Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Form schlusseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend: einen ersten Ring, der um eine Drehachse drehbar ist, in Umfangsrichtung wirkende Federmittel, die in Umfangsrichtung um die Drehachse abgestützt sind und den ersten Ring in eine erste Drehrichtung beaufschlagen, einen Linearantrieb mit einem translatorisch be- wegbaren Betätigungsglied, das mit dem ersten Ring wirkverbunden ist, um den ersten Ring in eine zweite Drehrichtung, entgegen einer Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel, zu verdrehen, einen drehfest gehaltenen zweiten Ring, wobei der erste Ring und der zweite Ring über eine Rampenanordnung zumindest mittelbar gegeneinander axial abgestützt sind, und wobei durch Verdrehen des ersten Ringes in der ersten Drehrichtung mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel ein axialer Abstand zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring vergrößert wird, um ein Formschlusselement der Formschlusseinrichtung in eine Schließstellung axial zu bewegen, und wobei durch Verdrehen des ersten Ringes in der zweiten Drehrichtung mittels des Betätigungsglieds der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring verkleinert wird, um das Formschlusselement in eine Offenstellung axial zu bewegen.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung besteht darin, dass diese ein zuverlässiges Verlagern des Formschlusselements in die Schließstellung und die Offenstellung gewährleistet. Dies wird zum einen durch die in Umfangsrichtung wir kenden Federmittel erreicht, die den drehbar gehaltenen ersten Ring stets im Schließ sinne beaufschlagen. Durch Verdrehung des ersten Ringes in der ersten Drehrichtung mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel wird der axiale Abstand zwi- sehen den beiden Ringen vergrößert, sodass der zweite Ring das Formschlussele ment in die Schließstellung drücken, respektive axial verlagern kann. Auf diese Weise ist der zweite Ring selbst dann federnd vorgespannt, wenn beispielsweise aufgrund einer Zahn-auf-Zahn-Stellung das Formschlusselement und ein korrespondierendes Gegenelement der Formschlusseinrichtung nicht formschlüssig ineinander greifen können. Nach Auflösung einer solchen Zahn-auf-Zahn-Stellung wird das Formschlus selement dann durch die Federbeaufschlagung im Schließsinne in die Schließstellung axial verlagert. Um die Formschlusseinrichtung zu öffnen, wird ebenfalls nur der erste Ring verdreht, jedoch mittels des Linearantriebes in der zweiten Drehrichtung, entge gen der Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel. Dadurch, dass der steuerbare Linearantrieb nur zum Öffnen der Formschlusseinrichtung eingesetzt wird, ist die Betätigungsvorrichtung ausfallsicher und gewährleistet ein zuverlässiges Ein- und Ausrücken der Formschlusseinrichtung. Des Weiteren ist von Vorteil, dass die er findungsgemäße Betätigungsvorrichtung modular einsetzbar ist, da sie grundsätzlich jede Art von axial wirkender Formschlusseinrichtung betätigen kann. Eine derartige Formschlusseinrichtung kann beispielsweise eine im Leistungspfad des Antriebsstran ges angeordnete formschlüssige Kupplung oder eine Parksperre, die eine Drehbewe gung eines im Leistungspfad des Antriebsstranges angeordneten Drehelementes sperren und freigeben kann, sein. Der drehbar gehaltene erste Ring kann sich gegenüber einem ortsfesten Bauteil, ins besondere einem Getriebegehäuse, insbesondere einer Gehäusewand des Getrie begehäuses axial abstützen. Durch die axiale Abstützung des ersten Ringes und die Rampenanordnung wird bei Verdrehung des ersten Ringes nur der drehtest gehaltene zweite Ring axial verlagert. Der verdrehbare erste Ring ist dagegen axialfest. Auf diese Weise greifen der Linearantrieb und die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel an dem ersten Ring, der axial ortsfest verbleibt und zwischen dem ortsfesten Bauteil und dem zweiten Ring angeordnet ist, an. Die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel können an dem Getriebegehäuse abgestützt sein. Dadurch ist die Betätigungsvorrich- tung vor allem in axialer Richtung besonders schmal und kompakt bauend ausgestal tet. Der zweite Ring ist axial verschiebbar, respektive verlagerbar gehalten.
Vorzugsweise sind Verdrehsicherungsmittel vorhanden, die den zweiten Ring drehfest halten. Auf diese Weise kann der zweite Ring auf einfache Weise gegen Verdrehung um die Drehachse gesichert sein. Insbesondere kann der zweite Ring mittels der Ver drehsicherungsmittel an dem ortsfesten Bauteil drehfest gehalten sein. Beispielsweise können d ie Verdrehsicherungsmittel mehrere, insbesondere drei Stifte umfassen, die einerends in Bohrungen des zweiten Ringes und andererends in Bohrungen des Ge triebegehäuses eingesteckt sind. Dadurch ist der zweite Ring gegenüber den Verdreh- sicherungsmittel axial verschiebbar und um die Drehachse drehfest gehalten.
Des Weiteren kann der Linearantrieb eine Spindelwelle und einen Aktuator zum dre henden Antreiben der Spindelwelle aufweisen. Zweckmäßigerweise kreuzt die Spin delwelle, respektive eine von der Spindelwelle definierte Spindelachse die Drehachse mit Abstand, um den ersten Ring mittels des Betätigungsglieds einfacher verdrehen zu können. Somit sind die Spindelachse und die Drehachse windschief zueinander, das heißt, sie sind weder parallel zueinander noch schneiden sie sich. Das Betäti gungsglied ist vorzugsweise in Form einer Gewindemutter, auch Spindelmutter oder Bewegungsmutter genannt, gestaltet, die sich durch Drehung der Spindelwelle trans- latorisch auf der Spindelwelle bewegt. In bevorzugter Weise stützt sich das Betäti gungsglied des Linearantriebs an dem ersten Ring lose ab. Das heißt, zwischen dem Betätigungsglied und dem ersten Ring besteht keine feste beziehungsweise dauer hafte Verbindung. Dabei ist der Linearantrieb vorzugsweise derart angeordnet, dass das Betätigungsglied gegen den ersten Ring drücken kann, um den ersten Ring von der Schließstellung in die Offenstellung über einen begrenzten Drehwinkel verdrehen kann. Somit kann die Formschlusseinrichtung mittels des Linearantriebs geöffnet und in der Offenstellung, entgegen der Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Fe dermittel, gehalten werden. Um die Formschlusseinrichtung zu öffnen und zu schlie- ßen, müssen das Formschlusselement und das korrespondiere Gegenelement außer Eingriff und in Eingriff gebracht werden können. Hierzu genügt es, das Formschlus selement in der Offenstellung lediglich soweit vom Gegenelement axial zu beabstan- den, dass zwischen dem Formschlusselement und dem Gegenelement kein Drehmo ment übertragen wird. Um die hierfür notwendige axiale Verlagerung des zweiten Rin- ges zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bereitzustellen, hat sich ge zeigt, dass eine Verdrehung des ersten Ringes um die Drehachse mit einem begrenz ten Drehwinkel von maximal 45°, insbesondere maximal 30°, insbesondere maximal 20°, insbesondere maximal 15°, insbesondere maximal 10° ausreichend ist. Als Line arantrieb sind grundsätzliche alle Antriebssysteme einsetzbar, die eine translatorische Bewegung des Betätigungsgliedes ermöglichen. Der Aktuator ist insbesondere als li near verstellbarer Betätiger vorgesehen, beispielsweise als elektromechanischer Ak tuator oder als Hydraulik- oder Pneumatik-Aktuator.
Weiterhin kann der erste Ring einen ringförmigen, respektive zylindrischen Grundkör- per aufweisen. Der erste Ring beziehungsweise sein ringförmiger Grundkörper ist ko axial zur Drehachse ausgerichtet. Vorzugsweise ist an dem ringförmigen Grundkörper zumindest ein erster Ansatz angeordnet, der sich vom Grundkörper insbesondere ra dial nach außen erstrecken kann. An dem ersten Ansatz kann sich das Betätigungs glied zur Verdrehung des ersten Ringes in der zweiten Drehrichtung insbesondere lose abstützen. Insbesondere weist der erste Ansatz eine Bohrung auf, welche die Spindel welle des Linearantriebs durchgreift. Dabei kann die Spindelwelle die Bohrung unter Spiel durchgreifen, derart, dass der erste Ring innerhalb des begrenzten Drehwinkels um die Drehachse verdrehbar ist. In bevorzugter Weise weist der erste Ring zumindest einen zweiten Ansatz auf, an dem sich die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel abstützen. Der zumindest eine zweite Ansatz kann, wie auch der erste Ansatz, als ein sich radial nach außen erstre ckender Ansatz an dem ringförmigen Grundkörper des ersten Ringes angeformt sein. Insbesondere sind der erste Ansatz und der zumindest eine zweite Ansatz in Umfangs richtung versetzt zueinander angeordnet, wobei der erste Ansatz grundsätzlich auch mit einem des zumindest einem zweiten Ansatzes zu einem gemeinsamen Ansatz zu sammengefasst sein könnte. Vorzugsweise sind an dem ringförmigen Grundkörper des ersten Ringes genau einer vom ersten Ansatz und genau zwei der zweiten An sätze angeformt.
Die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel können zumindest ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder aufweisen, die zumindest mittelbar einerends am ortsfesten Bauteil und andererends am ersten Ring abgestützt ist. Das zumindest eine Federelement kann ein Drückerglied aufwei sen, das von der Druckfeder umschlossen ist. Beispielsweise kann das Drückerglied einen länglichen, stiftartigen Grundkörper, der von der Druckfeder umschlossen ist, und einen gegenüber dem Grundkörper verbreiterten Kopf, der sich an dem zweiten Ring abstützt, aufweisen. Die jeweilige Druckfeder kann sich einerends an dem orts festen Bauteil und andererends insbesondere an einer Unterseite des Kopfes des Drü ckergliedes abstützen. Zur Führung des Drückergliedes kann ein Flaltelement, über das die Druckfeder gegenüber dem ortsfesten Bauteil abgestützt sein kann, eine Boh rung aufweisen, in die das axial verschiebliche Drückerglied abschnittsweise aufge- nommen sein kann. Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Drückerglied in Form einer Halbrundniete erzielt, deren länglicher Grundkörper von einer Schrauben druckfeder umschlossen ist. Vorzugsweise weisen die Federmittel mehrere der Fe derelemente auf, insbesondere zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs Fe derelemente. Um zum einen ausreichend hohe Schließkräfte zum Schließen der Form- Schlusseinrichtung mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel und zum an deren eine möglichst kompakt bauende Anordnung bereitzustellen, hat sich als vorteil haft gezeigt, wenn die Federmittel genau zwei der Federelemente aufweisen, die radial versetzt zueinander den ersten Ring in der ersten Drehrichtung beaufschlagen. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Ring vom Formschlusselement baulich getrennt ist. Das heißt, das Formschlus selement der Formschlusseinrichtung ist ein vom zweiten Ring separates Bauteil, das sich an dem zweiten Ring zumindest mittelbar axial abstützen kann, aber relativ zum drehfest gehaltenen zweiten Ring um die Drehachse verdreht werden kann. Auf diese Weise kann das Formschlusselement Teil einer formschlüssigen Kupplung, insbeson dere einer Zahn- oder Klauenkupplung sein. Zweckmäßigerweise ist der zweite Ring vollständig oder zumindest an einer dem Formschlusselement zugewandten Oberflä che, respektive der vom ersten Ring abgewandten Seite aus einem Sinterwerkstoff, um die Gleiteigenschaften des zweiten Ringes zu verbessern. Grundsätzlich kann aber auch eine andere Art der Gleitlagerung oder eine gänzlich andere Lagerung vorgese hen sein, die eine möglichst reibungsarme Verdrehung des Formschlusselementes gegenüber dem drehfesten zweiten Ring ermöglicht. Gemäß einem zweiten Aspekt ist vorgesehen, dass das Formschlusselement am zwei ten Ring drehfest gehalten oder angeformt ist. Auf diese Weise ist das Formschlus selement, über den zweiten Ring, gegenüber dem ortsfesten Bauteil, insbesondere dem ortsfesten Getriebegehäuse drehfest gehalten. Somit kann das Formschlussele ment Teil einer Parksperre sein, das in der Schließstellung die Drehbewegung eines drehbaren Elements, beispielsweise eines antriebsseitigen Zahnrades sperrt und in der Offenstellung freigibt.
Die Rampenanordnung, über die der erste Ring und der zweite Ring zumindest mittel bar gegeneinander axial abgestützt sind, kann derart gestaltet sein, dass der erste Ring und zweite Ring in Umfangsrichtung um die Drehachse verteilt angeordnete Rampenelemente aufweist. Durch ein drehendes Antreiben des ersten Ringes wird eine axiale Bewegung des zweiten Ringes relativ zum ersten Ring bewirkt. Für eine gleichmäßige axiale Abstützung können der erste Ring und der zweite Ring jeweils drei oder mehr Rampenelemente aufweisen, wobei grundsätzlich auch eine Ausfüh- rung mit einem oder zwei Rampenelementen je Ring denkbar wäre. Zweckmäßiger weise ist jedem Rampenelement des ersten Ringes ein Rampenelement des zweiten Ringes zugeordnet. Die Rampenelemente des ersten Ringes können sich unmittelbar an den Rampenelementen des zweiten Ringes axial abstützen. Die Rampenelemente können einen ersten Rampenabschnitt mit einer ersten Steigung und einen zweiten Rampenabschnitt mit einer zweiten Steigung aufweisen. Ein Steigungswinkel des ers ten Rampenabschnittes kann mindestens 10° und/oder maximal 80° betragen, insbe sondere mindestens 20°, insbesondere mindestens 30° und/oder insbesondere maxi mal 70°, insbesondere maximal 60° sein. Ein Steigungswinkel des zweiten Rampen abschnittes unterscheidet sich vom Steigungswinkel des ersten Rampenabschnittes und kann vorzugsweise Null sein. Der jeweilige Steigungswinkel ist gebildet zwischen einer vom jeweiligen Ring definierten Ebene, die senkrecht zur Drehachse liegt, und einer vom jeweiligen Rampenabschnitt definierten Ebene. Die Rampenanordnung kann aber auch in Form einer Kugelrampenanordnung oder einer Rollenanordnung ausgestaltet sein, wobei die Ringe entsprechende Stellkonturen, respektive Gegen konturen aufweisen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch eine Getriebeanord nung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend: ein ortsfestes Ge- triebegehäuse, eine Formschlusseinrichtung und eine Betätigungsvorrichtung zum Be tätigen der Formschlusseinrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung eine oder meh rere der oben genannten Ausgestaltungen hat. Die Formschlusseinrichtung weist das axial zur Drehachse bewegbare Formschlusselement und ein um die Drehachse dreh bar angeordnetes Gegenelement aufweist. In der Offenstellung sind das Formschlus- selement und das Gegenelement außer Eingriff, sodass das Formschlusselement und das Gegenelement relativ zueinander verdrehbar sind. In der Schließstellung sind das Formschlusselement und das Gegenelement miteinander formschlüssig in Eingriff, so dass eine relative Drehbewegung zwischen dem Formschlusselement und dem Ge genelement gesperrt ist.
Das Formschlusselement und das korrespondierende Gegenelement wirken in axialer Richtung zusammen. Das heißt, das Formschlusselement und das Gegenelement werden durch axiales Verlagern des Formschlusselementes hin zum Gegenelement miteinander formschlüssig in Eingriff gebracht. Die Formschlusseinrichtung weist vor- zugsweise mehrere der Formschlusselemente und/oder mehrere der Gegenelemente auf, die in Umfangsrichtung um die Drehachse verteilt angeordnet sein können. Auf diese Weise wird die auf das jeweilige Formschlusselement beziehungsweise Gegen element einwirkende spezifische Last deutlich reduziert. Beispielsweise kann das eine Formschlusselement eine Klaue oder ein Zahn sein, das mit dem korrespondierenden Gegenelement in Form einer Aussparung oder Lücke zusammenwirkt, oder vice versa.
Die Getriebeanordnung kann eine Leistungsverzweigungseinheit aufweisen, die in dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Die Leistungsverzweigungseinheit kann in Form eines Differentialgetriebes gestaltet sein, das einen Differentialkorb als Eingangsteil und zwei Ausgangsräder als Ausgangsteil aufweist. Alternativ kann die Leistungsver zweigungseinheit auch in Form einer Doppelkupplung gestaltet sein, die einen Kupp lungskorb als Eingangsteil und zwei separat steuerbare Reibungskupplungen mit zwei Kupplungsnaben als Ausgangsteil aufweist. Mit einer solchen Doppelkupplung, die vom Anmelder auch als„Twinster“ bezeichnet wird, kann eine variable Drehmoment verteilung auf zwei angeschlossene Seitenwellen vorgenommen werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Getriebegehäuse ein erstes Drehelement und ein zweites Drehelement angeordnet sind, die jeweils um die Drehachse drehbar gelagert sind. Das Formschlusselement ist um die Drehachse drehbar und mit dem ersten Drehelement antriebsverbunden. Das Gegenelement ist mit dem zweiten Drehelement fest verbunden. Auf diese Weise wird eine Kupplung bereitgestellt, die durch die Betätigungsvorrichtung geöffnet und ge schlossen werden kann. In der Offenstellung des Formschlusselementes ist eine Dreh- momentübertragung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehele ment unterbrochen, wogegen die Drehmomentübertragung in der Schließstellung des Formschlusselementes hergestellt ist. Da die Kupplung durch Betätigen des Linearan triebes geöffnet wird, kann die Kupplung auch als Disconnect-Kupplung bezeichnet werden kann. Die Getriebeanordnung kann insbesondere im Antriebsstrang des Kraft- fahrzeugs verwendet werden, um einen Teilabschnitt des Antriebsstranges abzukop peln. Beispielsweise können dadurch bei einem Hybridfahrzeug die Seitenwellen ab gekoppelt werden, um im elektrisch angetriebenen Antriebsstrang ein Mitdrehen der Antriebskomponenten bei Hochgeschwindigkeitsfahrten zu vermeiden. Das erste Drehelement kann ein antriebsseitiges Rad, insbesondere ein Zahnrad sein, das insbesondere mit dem Differentialgehäuse, respektive dem Differentialkorb dreh fest verbunden sein kann. Das Differentialgehäuse ist in dem Getriebegehäuse ange ordnet und um die Drehachse drehbar gelagert. Das Gegenelement kann mit dem zweiten Drehelement in Form eines Differentialträgers des Differentialgetriebes fest verbunden sein. Damit der zweite Ring das Formschlusselement axial verlagern kann, erstreckt sich das Formschlusselement durch eine Öffnung im Differentialgehäuse nach innen hindurch. Sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung ist das axial verschiebliche Formschlusselement stets in der Öffnung des Differentialge häuses aufgenommen, sodass das Formschlusselement mit dem Differentialgehäuse mitdreht, respektive antriebsverbunden ist. Vorzugsweise ist ein Kupplungsring außer halb des Differentialgehäuses und koaxial zur Drehachse angeordnet, wobei insbe sondere mehrere der Formschlusselemente in Umfangsrichtung um die Drehachse verteilt an dem Kupplungsring angeordnet sind. Der Kupplungsring kann sich zumin- dest mittelbar an dem zweiten Ring axial abstützen.
Weiterhin können axial zur Drehachse wirkende Federmittel vorhanden sein, die zu mindest mittelbar gegenüber dem ortsfesten Getriebegehäuse axial abgestützt sind und das Formschlusselement in die Offenstellung zumindest mittelbar beaufschlagen. Damit ist auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt, dass das Formschlus selement stets am zweiten Ring zumindest mittelbar axial abgestützt ist und beim Öff nen der Kupplung mit dem zweiten Ring zurück in die Offenstellung, respektive in Rich tung des ersten Rings rückgeführt wird. Um ein Überführen des Formschlusselemen tes in die Schließstellung allein durch die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel zu ermöglichen, ist vorzugsweise eine Federkraft der axial wirkenden Federmittel klei ner als die Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Getriebegehäuse ein erstes Drehelement angeordnet und um die Drehachse drehbar gelagert ist, wobei das Formschlusselement am zweiten Ring drehfest gehalten oder angeformt ist und das Gegenelement mit dem ersten Drehelement fest verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Parksperre bereitgestellt, die durch die Betätigungsvorrich tung geöffnet und geschlossen werden kann. In der Offenstellung des Formschlus selementes ist eine Drehbewegung des ersten Drehelementes freigegeben, wogegen in der Schließstellung des Formschlusselementes die Drehbewegung des ersten Dre helementes gesperrt ist.
In bevorzugter Weise ist das erste Drehelement ein antriebsseitiges Zahnrad, insbe sondere ein drehfest mit dem Differentialgehäuse verbundenes Tellerrad. Das erste Drehelement kann ebenso auch das mit dem Zahnrad mitdrehende Differentialge häuse sein. Um mit dem axial beweglichen Formschlusselement in Eingriff zu kom men, kann das Gegenelement an einer dem Formschlusselement zugewandten Seite des Zahnrades ausgebildet, insbesondere angeformt sein. Zum Beispiel können an der dem Formschlusselement, respektive dem zweiten Ring zugewandten Seite des Zahnrades mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Aussparungen oder Lü cken gestaltet sein, in die die Formschlusselemente axial eingreifen können. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte und leistungsfähige Parksperre bereitgestellt, die mit einer geringen Anzahl an Bauteilen auskommt, ein nur geringes Gewicht auf weist und trotzdem ein hohes Drehmoment aufnehmen kann, um die Drehbewegung des ersten Drehelementes sicher zu sperren.
Weiterhin können axial zur Drehachse wirkende Federmittel vorhanden sein, die zu mindest mittelbar gegenüber dem ortsfesten Getriebegehäuse axial abgestützt sind und das Formschlusselement in die Offenstellung zumindest mittelbar beaufschlagen. Die axial wirkenden Federmittel können sich beispielsweise einerends am antriebssei tigen Zahnrad und andererends am zweiten Ring abstützen, um den Linearantrieb beim Öffnen der Parksperre zu unterstützen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfigu ren erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 eine Querschnittsansicht einer Getriebeanordnung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine geöffnete Position der Kupplung gezeigt ist;
Figur 2 eine Explosionsansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Längsschnittansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 1 ;
Figur 4 eine perspektivische Querschnittsansicht der Getriebeanordnung aus der
Figur 1 , wobei die Kupplung in der geöffneten Position dargestellt ist;
Figur 5 eine perspektivische Längsschnittansicht der Getriebeanordnung aus der
Figur 1 , wobei die Kupplung in der geöffneten Position dargestellt ist;
Figur 6 eine perspektivische Querschnittsansicht der Getriebeanordnung aus der
Figur 1 , wobei die Kupplung in der Zahn-auf-Zahn-Stellung dargestellt ist; Figur 7 eine perspektivische Längsschnittansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 1 , wobei die Kupplung in der Zahn-auf-Zahn-Stellung dargestellt ist;
Figur 8 eine perspektivische Querschnittsansicht der Getriebeanordnung aus der
Figur 1 , wobei die Kupplung in der geschlossenen Position dargestellt ist;
Figur 9 eine perspektivische Längsschnittansicht der Getriebeanordnung aus der
Figur 1 , wobei die Kupplung in der geschlossenen Position dargestellt ist;
Figur 10 eine Querschnittsansicht einer Getriebeanordnung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine geöffnete Position der Parksperre gezeigt ist;
Figur 1 1 eine Längsschnittansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 10;
Figur 12 eine Explosionsansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 10;
Figur 13 eine perspektivische Ansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 10, wo bei die Parksperre in einer geöffneten Position dargestellt ist;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 10, wo bei die Parksperre in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung gezeigt ist; und
Figur 15 eine perspektivische Ansicht der Getriebeanordnung aus der Figur 10, wo bei die Parksperre in einer geschlossenen Position dargestellt ist.
Die Figuren 1 bis 9, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die Getriebeanordnung umfasst ein ortsfestes Getriebegehäuse 1 , eine Leistungsverzweigungseinheit 2, eine Formschlusseinrichtung in Form einer Kupplung 3 und eine Betätigungsvorrichtung 4 zum Betätigen der Kupplung 3. Die Leistungsverzweigungseinheit 2 ist vorliegend in Form eines Differentialgetriebes ge staltet, wobei es sich versteht, dass die Getriebeanordnung auch andere Baueinheiten als ein Differentialgetriebe aufweisen kann, insbesondere eine Doppelkupplung, die einen Kupplungskorb als Eingangsteil und zwei separat steuerbare Reibungskupplun gen mit zwei Kupplungsnaben als Ausgangsteil aufweist („Twinster“). Die vorliegende Getriebeanordnung mit dem Differentialgetriebe 2 dient zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, und zwar zur Verteilung eines eingeleiteten Drehmoments auf zwei Seitenwellen des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt), wobei eine Drehmomen tübertragung zwischen einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges und den beiden Sei tenwellen mittels der Kupplung 3 optional bei Bedarf hergestellt oder unterbrochen werden kann. Die Kupplung 3 ist im Leistungspfad zwischen einem Antriebsteil, respektive einem antriebsseitigen ersten Drehteil 5 und einem Abtriebsteil, respektive einem abtriebs seitigen zweiten Drehteil 6, angeordnet. Das erste Drehteil ist in Form eines Antriebs rades, respektive Tellerrades 5, und das zweite Drehteil ist in Form eines Trägerele ments 6 des Differentialgetriebes 2 gestaltet. Über das Antriebsrad 5 kann Drehmo- ment von dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges in die Getriebeanordnung zum An treiben des Differentialgetriebes 2 eingeleitet werden. Das Antriebsrad 5 ist fest mit einem Gehäuse, insbesondere einem Differentialgehäuse 7 verbunden, insbesondere mittels Schweißen, wobei auch andere Verbindungsarten, wie Schraubverbindungen, denkbar sind. Das Differentialgehäuse 7 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst ein erstes Gehäuseteil 8 und ein zweites Gehäuseteil 9, die im Bereich ihrer öffnungsseitigen Enden jeweils einen Flanschabschnitt 10, 1 1 aufweisen, mit dem sie mit dem Antriebs rad 5 verbunden sind. Das Differentialgetriebe 2 ist in dem Differentialgehäuse 7 auf genommen und um eine Drehachse A innerhalb des Getriebegehäuses 1 drehbar ge lagert.
Das Trägerelement 6 des Differentialgetriebes 2 ist ringförmig gestaltet und weist eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche 12 auf, mit der das Trägerelement 6 gegen über einem entsprechenden innenzylindrischen Flächenabschnitt 13 des Differential gehäuses 7 um die Drehachse A in dem Gehäuse 7 drehbar gelagert ist. In dem Trä- gerelement 6 sind zwei Bohrungen 14 vorgesehen, in die ein Zapfen 15 eingesteckt und mittels eines Sicherungsstifts 16 fixiert ist. Auf dem Zapfen 15 sind zwei Differen tialräder 17 um eine Zapfenachse B drehbar gelagert. Die beiden Differentialräder 17 sind jeweils mit einem Seitenwellenrad 18 in Verzahnungseingriff, die koaxial zur Dreh achse A angeordnet sind. Die beiden Seitenwellenräder 18 haben jeweils eine Längsverzahnung 20, in die eine entsprechende Gegenverzahnung der nicht darge stellten Seitenwelle zur Drehmomentübertragung eingesteckt werden kann.
Die Kupplung 3 ist als formschlüssige Kupplung gestaltet, insbesondere als Zahnkupp- lung, wobei auch andere Kupplungen verwendet werden können. Die formschlüssige Kupplung 3 umfasst ein erstes Kupplungsteil 21 , das mit dem Differentialgehäuse 7 drehfest und axial beweglich verbunden ist, sowie Gegenelemente 22, die ein zweites Kupplungsteil bilden und mit dem Trägerelement 6 fest verbunden sind. Das erste Kupplungsteil 21 ist relativ zum zweiten Kupplungsteil 22 axial beweglich und kann zur Übertragung eines Drehmoments in dieses axial eingerückt werden, sodass eine form schlüssige Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen 21 , 22 entsteht (Schließ stellung). Durch erneutes axiales Ausrücken des ersten Kupplungsteils 21 kann die Drehmomentübertragung wieder unterbrochen werden (Offenstellung). Das erste Kupplungsteil 21 hat einen Kupplungsring 23, der außerhalb des Differenti algehäuses 7 angeordnet ist und mehrere über den Umfang verteilte Formschlussele mente 24 aufweist. In der gezeigten Ausgestaltung sind vier Formschlusselemente 24 vorgesehen, die hier in entsprechend vier umfangsverteilte Ausnehmungen 19 des Kupplungsringes 23 eingesetzt sind. Es versteht sich, dass auch eine hiervon abwei- chende Anzahl von Formschlusselementen 24, und dementsprechend auch eine an dere Anzahl von Öffnungen 25 in dem Differentialgehäuse 7, beispielsweise zwei, drei, fünf oder auch mehr als fünf verwendet werden könnten. Die Formschlusselemente 24 erstrecken sich von dem Kupplungsring 23 aus in axialer Richtung. Die Formschlus selemente 24 können auch als Nockenelemente oder als axiale Ansätze bezeichnet werden. Zur Drehmomentübertragung vom ersten Kupplungsteil 21 auf das Differenti algehäuse 7 greifen die Formschlusselemente 24 in beziehungsweise durch umfangs verteilte Öffnungen 25 des Differentialgehäuses 7 ein. Auf diese Weise rotiert das erste Kupplungsteil 21 gemeinsam mit dem drehend antreibbaren Differentialgehäuse 7 um die gemeinsame Drehachse A, sodass das erste Kupplungsteil 21 mit dem Differenti- algehäuse 7 antriebsverbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass das erste Kupplungs teil 21 relativ zum Differentialgehäuse 7 axial geführt und koaxial zur Drehachse A zentriert ist. Die Führung und Zentrierung erfolgt über Flächenpaarungen, die jeweils zwischen einer Außenfläche eines Formschlusselements 24 und einer Innenfläche der jeweiligen Gehäuseöffnung 25 gebildet sind. Dabei sind zwischen den Außenflächen der Formschlusselemente 24 und den Innenflächen der Gehäuseöffnungen 25 jeweils Spielpassungen mit hoher Genauigkeit gebildet, damit eine axiale Beweglichkeit des ersten Kupplungsteils 21 relativ zum Differentialgehäuse 7 bei gleichzeitig guter radi aler Zentrierung gewährleistet ist.
An ihren dem Differentialgetriebe 2 zugewandten Enden haben die Formschlussele mente 24 als Formschlussmittel jeweils ein Zahnringsegment. Die Zahnringsegmente des ersten Kupplungsteils 21 sind mit einem Zahnringsegment des zweiten Kupp lungsteils 22 zur Drehmomentübertragung in Eingriff bringbar, wobei dieser Zahnring an der Stirnseite des Trägerelements 6 einteilig angeformt ist und eine zu den Zahn ringsegmenten des ersten Kupplungsteils 21 gegengleiche Verzahnung hat. Durch Be tätigung der Betätigungsvorrichtung 4 kann das erste Kupplungsteil 21 relativ zum zweiten Kupplungsteil 22 axial bewegt werden, wobei eine Drehmomentübertragung in der Schließstellung der Formschlusselemente 24 vom Antriebsrad 5 auf das Diffe- rentialgetriebe 2 gewährleistet ist, während die Drehmomentübertragung in der Offen stellung der Formschlusselemente 24 unterbrochen ist. In Abwandlung der zwischen dem ersten Kupplungsteil 21 und dem zweiten Kupplungsteil 22 vorgesehenen stirn seitigen Verzahnungen können prinzipiell auch andere Formschlussmittel verwendet werden, welche zur Übertragung eines Drehmoments formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar sind, beispielsweise eine Hürth-Verzahnung, die auch als Plan-Kerb- Verzahnung bezeichnet wird. Mit der Summe aller Außenflächen der über den Umfang verteilten Formschlusselemente 24 wird das erste Kupplungsteil 21 relativ zum Diffe rentialgehäuse 7 koaxial zur Drehachse A zentriert und axial zur Drehachse A geführt. Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 4 ist, in der in den Figuren 1 bis 9 ge zeigten Ausführungsform, zum Öffnen und Schließen der Kupplung 3 ausgebildet und zwischen einer Gehäusewand 26 des ortsfesten Getriebegehäuses 1 und dem An triebsrad 5 angeordnet. Hierzu weist die Betätigungsvorrichtung 4 einen ersten Ring 27 auf, der um die Dreh achse A drehbar gehalten ist. Der erste Ring 27 ist gegenüber der Gehäusewand 26 des Getriebegehäuses 1 axial abgestützt, wobei zwischen dem ersten Ring 27 und der Gehäusewand 26 ein Gleitring 28 angeordnet ist. Weiterhin weist die Betätigungsvor richtung 4 einen zweiten Ring 29 auf, der mittels Verdrehsicherungsmittel 30 drehfest gehalten ist. Die Verdrehsicherungsmittel 30 umfassen hier exemplarisch drei Stifte, die einerends in Bohrungen 31 des zweiten Ringes 29 und andererends in Bohrungen 32 des Getriebegehäuses 1 eingesteckt sind. Zwischen den beiden Ringen 27, 29 ist eine Rampenanordnung 33 angeordnet, über die die beiden Ringe 27, 28 gegeneinan der axial abgestützt sind. Die Rampenanordnung 33 weist am ersten Ring 27 ange ordnete erste Rampenelemente 34 und am zweiten Ring 29 angeordnete zweite Ram penelemente 35 auf. Die Rampenelemente 34, 35 sind jeweils an der dem anderen Ring 27, 29 zugewandten Stirnseite des Rings 27, 29 angeordnet. Die Rampenele mente 34, 35 weisen jeweils einen ersten Rampenabschnitt mit einem Steigungswin kel, hier exemplarisch mit etwa 30° bis 50° gezeigt, und einen zweiten Rampenab schnitt mit einem Steigungswinkel von 0° auf. Durch Verdrehen des ersten Rings 27 in einer ersten Drehrichtung Ri um die Drehachse A wird ein axialer Abstand zwischen dem ersten Ring 27 und dem zweiten Ring 29 vergrößert, um die Formschlussele mente 24 in die Schließstellung axial zu bewegen, das heißt entlang der Drehachse A. Durch Verdrehen des ersten Rings 27 in einer, der ersten Drehrichtung entgegenge setzten, zweiten Drehrichtung R2 wird der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring 27 und dem zweiten Ring 29 verkleinert, um die Formschlusselemente 24 in die Of fenstellung axial zu bewegen. Die Drehrichtungen sind in der Figur 1 mittels der Pfeile Ri und R2 dargestellt.
Zum Verdrehen des ersten Ringes 27 um die Drehachse A weist die Betätigungsvor richtung 4 in Umfangsrichtung wirkende Federmittel 36 und einen Linearantrieb 37 auf. Die Federmittel 36 sind in Umfangsrichtung um die Drehachse A am Getriebegehäuse 1 abgestützt und beaufschlagen den ersten Ring 27 in der ersten Drehrichtung Ri, das heißt, stets im Schließsinne der Kupplung 3. Dagegen ist der Linearantrieb 37 ausge bildet, um den ersten Ring 27 in der zweiten Drehrichtung R2, entgegen einer Feder kraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36, zu verdrehen. Weiterhin sind axial wirkende Federmittel 38 vorgesehen, sich einerends an dem Antriebsrad 5 und andererends an dem ersten Kupplungsteil 21 axial abstützen und das erste Kupp lungsteil 21 in Richtung der Offenstellung federnd beaufschlagen. Die axial wirkenden Federmittel 38 sind hier als eine konzentrisch zur Drehachse A angeordnete Tellerfe der ausgebildet. Die hier in geschlitzter Form gestaltete Tellerfeder 38 stützt sich mit ihrem Ringabschnitt 59 an einer in Umfangsrichtung gestalteten Schulter 60 des Kupp lungsringes 23 und mit ihren Fingern 61 am Tellerrad 5 ab. In der Figur 1 ist erkennbar, dass zwei der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, ins besondere, wie hier dargestellt, diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind. Jedes der Federmittel 36 weist eine Druckfeder, insbesondere eine Schrauben druckfeder 39, ein Drückerglied 40 und ein Halteelement 41 auf. Das Drückerglied 40 weist einen länglichen, stiftartigen Grundkörper 42 auf, der von der Schraubendruck feder 39 umschlossen ist. Weiterhin weist das Drückerglied 40 einen gegenüber dem Grundkörper 42 verbreiterten Kopf 43 auf. Somit kann sich die jeweilige Schrauben- druckfeder 39 einerends über das Halteelement 41 an dem ortsfesten Getriebege häuse 1 und andererends an dem Kopf 43 des Drückerglieds 40 abstützen. Zur axial verschieblichen Aufnahme des Drückerglieds 40 ist in dem Halteelement 41 eine Durchgangsbohrung 44 ausgebildet, in die ein vom Kopf 43 abgewandter Endbereich des Drückerglieds 40 aufgenommen ist. Der Kopf 43 des jeweiligen Drückerglieds 40 ist hier halbkugelförmig ausgebildet. Der erste Ring 27 weist zur Abstützung der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 vorliegend entsprechend zwei zweite An sätze 45 auf, die an einem ringförmigen Grundkörper 46 des ersten Rings 27 ange ordnet sind, insbesondere sich radial nach außen von diesem erstrecken. Die zweiten Ansätze 45 weisen an der den Drückergliedern 40 zugewandten Seiten Vertiefungen 47 auf, in denen die Köpfe 43 der Drückerglieder 40 einsitzen. In der Figur 1 ist er kennbar, dass die Vertiefungen 47 als Senkabschnitte von Durchgangsbohrungen ausgebildet sind.
Der Linearantrieb 37 weist eine Spindelwelle 48 und einen Aktuator 49 zum drehenden Antreiben der Spindelwelle 48 auf. Weiterhin weist der Linearantrieb 37 ein Betäti gungsglied in Form einer Gewindemutter 50 auf, die sich durch Drehung der Spindel welle 48 um eine von der Spindelwelle 48 definierte Spindelachse X translatorisch auf der Spindelwelle 48 bewegt. Die Spindelachse X und die Drehachse A sind mit Ab stand zueinander angeordnet und weisen keinen gemeinsamen Schnittpunkt auf. Bei- spielsweise in Figur 3 ist erkennbar, dass die Spindelachse X die Drehachse A im Bereich des ersten Ringes 27 mit Abstand zur Drehachse A insbesondere rechtwinklig kreuzt. Die Gewindemutter 50 ist mit dem ersten Ring 27 wirkverbunden. Hierzu stützt sich die Gewindemutter 50 an einem ersten Fortsatz 51 des ersten Rings 27 ab, der sich von dem ringförmigen Grundkörper 46 des ersten Rings 27 radial nach außen erstreckt. Der erste Ansatz 51 weist, wie die zweiten Ansätze 45, eine Durchgangs bohrung 52 und eine als Senkabschnitt gestaltete Vertiefung auf. Die Spindelwelle 48 durchgreift die Durchgangsbohrung 52 des ersten Ansatzes 51 unter Spiel derart, dass der erste Ring 27 zumindest innerhalb eines begrenzten Drehwinkels a um die Dreh- achse A verdrehbar ist. Die Gewindemutter 50 ist zwischen dem Aktuator 49 und dem ersten Ansatz 51 auf der Spindelwelle 48 angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine be sonders kompakte Anordnung, wobei grundsätzlich die Gewindemutter 50 auch auf der anderen Seite des ersten Ansatzes 51 angeordnet sein könnte. Die Gewindemutter 50 weist an einem dem ersten Ansatz 51 zugewandten Ende eine sphärisch gestaltete Oberfläche auf. Um die Gewindemutter 50 drehfest zu halten und auf der Spindelwelle 48 linear verschiebbar zu führen, stützt die Gewindemutter 50 sich radial außen an dem Getriebegehäuse 1 ab. Hierzu ist an der Gewindemutter 50 ein Vorsprung 53 ausgebildet, der in eine Nut 54 des Getriebegehäuses 1 eingreift. Die Gewindemutter 50 liegt lediglich lose an dem ersten Ansatz 51 an, sodass der Linearantrieb 37 den ersten Ring 27 nur in der zweiten Drehrichtung R2 verdrehen kann.
Der Aktuator 49 ist durch eine Gehäuseöffnung 55 von außen in das Getriebegehäuse 1 eingesetzt und kann mit dem Getriebegehäuse 1 verschraubt sein. Der Aktuator 49 ist vorzugsweise als elektromechanischer Aktuator ausgestaltet und von einer elektro- nischen Steuereinheit (nicht dargestellt) ansteuerbar. Es versteht sich jedoch, dass der Aktuator 49 auch alternative Ausgestaltungen haben kann, beispielsweise in Form eines hydraulischen oder pneumatischen Aktuators. Der Aktuator 49 ist mit der Spin delwelle 48 antriebsverbunden. An einem dem Aktuator 49 zugewandten Längsbe reich durchgreift die Spindelwelle 48 eine Gehäusebohrung 56, die gegenüber der Spindelwelle 48 mittels einer Hülse 57 abgedichtet ist. An einem dem Aktuator 49 ent fernt liegenden Ende der Spindelwelle 48 ist diese in eine weitere Hülse 58 drehbar eingesetzt und an dem Getriebegehäuse 1 über einen Haltewinkel 62 befestigt.
In den Figuren 4 und 5 ist die Kupplung 3 geöffnet dargestellt, das heißt die Form- Schlusselemente 24 befinden sich in der Offenstellung. Somit sind die Formschlus selemente 24 und die Gegenelemente 22 außer Eingriff, sodass zwischen dem An triebsrad 5 und dem Trägerelement 6 kein Drehmoment übertragen wird. In der ge zeigten Offenstellung stützt sich die Gewindemutter 50 an dem ersten Ansatz 51 des ersten Rings 27 ab. Die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 sind maximal vorgespannt, können den ersten Ring 27 jedoch nicht in die Schließstellung überfüh ren, weil die Gewindemutter 50 eine Verdrehung des ersten Ringes 27 in der ersten Drehrichtung Ri verhindert. Der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring 27 und dem zweiten Ring 29 ist minimal.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Zahn-auf-Zahn-Stellung gezeigt, bei der die Gewinde mutter 50 durch den Aktuator 49 zwar hin zum Aktuator 49 bewegt wurde, aber die Formschlusselemente 24 mit den Gegenelementen 22 noch nicht in Eingriff sind. Durch die relative Verdrehbarkeit des ersten Kupplungsteils 21 und des zweiten Kupp- lungsteils 22 gegeneinander ist, wie hier gezeigt, ein Eingriff der Formschlusselemente 24 in die Gegenelemente des zweiten Kupplungsteils 22 dann nicht möglich ist, wenn die Zähne des ersten Kupplungsteils 21 mit den Zähnen des zweiten Kupplungsteils 22 zur Anlage kommen, anstatt, wie zum Herstellen eines formschlüssigen Eingriffs notwendig, in Zwischenräume zwischen den Zähnen zu gleiten. Der erste Ring 27 konnte somit durch die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 lediglich gering fügig verdreht werden. Erkennbar ist, dass die Schraubendruckerfedern 39 im Ver gleich zu der, in den Figuren 4 und 5 gezeigten, Offenstellung nur geringfügig ent spannter sind und die Formschlusselemente 24 weiterhin im Schließsinne Vorspannen. In den Figuren 8 und 9 ist die Kupplung 3 im geschlossenen Zustand gezeigt, in der sich die Formschlusselemente 24 in der Schließstellung befinden. Erkennbar ist, dass die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst wurde und die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 den ersten Ring 27 nunmehr ungehindert in der ersten Drehrichtung verdreht haben, in der der Axialabstand zwischen dem ersten Ring 27 und dem zwei- ten Ring 29 maximal ist und die Formschlusselemente 24 in die Schließstellung be wegt wurden. In der Schließstellung befinden sich die Formschlusselemente 24 und die Gegenelemente des zweiten Kupplungsteils 22 formschlüssig in Eingriff.
Die Figuren 10 bis 15, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bauteile, die mit Bauteilen der ersten Ausführungsform übereinstimmen beziehungsweise diesen entsprechen, sind mit denselben Bezugszei chen versehen, wie in den Figuren 1 bis 9. Die vorliegende Ausführungsform der Getriebeanordnung weist ebenfalls die im Zu sammenhang mit den Figuren 1 bis 9 beschriebene erfindungsgemäße Betätigungs vorrichtung 4 auf. Die Betätigungsvorrichtung 4 ist an derselben Stelle im Getriebege häuse 1 angeordnet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform der vorliegenden Er findung wird durch die Betätigungsvorrichtung 4 hier eine Parksperre betätigt.
In der Figur 12 ist erkennbar, dass die Formschlusselemente 124 unmittelbar an dem zweiten Ring 29 angeformt sind. Die Formschlusselemente 124 sind in Umfangsrich tung um die Drehachse A verteilt angeordnet und erstrecken sich von dem zweiten Ring 29 in axialer Richtung. Entsprechend sind die Formschlusselemente 124, zusam men mit dem zweiten Ring 29, gegenüber dem Getriebegehäuse 1 drehfest gehalten und in axialer Richtung verlagerbar.
Die Gegenelemente 101 der Formschlusseinrichtung sind hier an dem ersten Drehe lement, hier in Form eines Antriebsrades 5, fest angeordnet. Konkret sind an einer dem zweiten Ring 29 zugewandten Seite des Antriebsrades 5 mehrere der Gegenele mente 101 in Umfangsrichtung verteilt ausgebildet. Auf diese Weise sind die Gegen elemente 101 mit dem ersten Drehelement 5 drehfest verbunden und um die Dreh achse A drehbar. In der Figur 10 ist die erste Drehrichtung mit dem Pfeil Ri und die zweite Drehrichtung mit dem Pfeil R2 verdeutlicht.
Die Gegenelemente 101 sind korrespondierend zu den Formschlusselementen 124 ausgebildet und ermöglichen einen Formschluss zwischen den Formschlusselemen ten 124 und den Gegenelementen 101 . In der Schließstellung ergibt sich somit eine Bindung zwischen dem jeweiligen Formschlusselement 124 und einem zugeordneten Gegenelement 101 , die durch die zueinander passende Form erzielt wird. Beispiels weise können die Formschlusselemente 124 in Form von Klauen gestaltet sein, die in die Gegenelemente 101 in Form von Lücken, die ihrerseits zwischen Klauen 102 be grenzt sein können, eingreifen können.
Zum Verdrehen des ersten Ringes 27 um die Drehachse A weist die Betätigungsvor richtung 4, analog zu der in den Figuren 1 bis 9 gezeigten Ausführungsform, die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 und einen Linearantrieb 37 auf. Weiterhin sind auch axial wirkende Federmittel 138 vorgesehen, die sich im Unterschied zu den axial wirkenden Federmittel 38, wie beispielsweise in der Figur 3 gezeigt, in Ausrich tung und Anordnung unterscheiden. Die Federmittel 138 stützen sich einerends an dem Getriebegehäuse 1 und andererends an dem zweiten Ring 29 axial ab. Somit kann der zweite Ring 29 in Richtung der Offenstellung federnd beaufschlagt werden. Die axial wirkenden Federmittel 38 sind hier ebenfalls als eine konzentrisch zur Dreh achse A angeordnete Tellerfeder ausgebildet. Die hier in geschlitzter Form gestaltete Tellerfeder 138 stützt sich mit ihrem Ringabschnitt 59 an einem in einer Nut des Ge triebegehäuses 1 eingesetzten Sicherungsring 160 und mit ihren Fingern 61 am zwei ten Ring 29 ab.
In der Offenstellung, die in der Figur 13 gezeigt ist, sind die Formschlusselemente 124 und die Gegenelemente 101 axial voneinander beabstandet und die Drehbewegung des Antriebsrades 5 ist somit freigegeben. Der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring 27 und dem zweiten Ring 29 ist minimal. Die Federmittel 36 sind maximal vorge- spannt und beaufschlagen den ersten Ring 27 im Schließsinne.
In der Figur 14 ist eine Zahn-auf-Zahn-Stellung gezeigt. Der Aktuator 49 wurde betätigt und die Spindelwelle 48 wurde in eine Drehrichtung gedreht, bei der die Gewindemut ter 50 translatorisch zum Aktuator 49 bewegt wurde. Durch die im Schließsinn vorge- spannten und in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36 wurde der erste Ring 27 geringfügig in der ersten Drehrichtung Ri gedreht. Allerdings ist kein Formschluss zwi schen den Formschlusselementen 124 und den Gegenelementen 101 möglich, da die Formschlusselemente 124 mit Klauen 102, die die Gegenelemente 101 in Umfangs richtung begrenzen, zur Anlage kommen.
Nach Auflösen der Zahn-auf-Zahn-Stellung, welches durch geringfügiges Drehen des Antriebsrades 5 um die Drehachse A erzielt wird, können die Formschlusselemente 124 in die Gegenelemente 101 , die die Zwischenräume zwischen den Klauen 102 bil den, eingreifen. In der Schließstellung ist die Drehbewegung des Antriebsrades 5 um die Drehachse A blockiert.
Um die Parksperre wieder zu lösen, wird der Aktuator 49 betätigt, um die Spindelwelle 48 in einer Richtung zu drehen, bei der die Gewindemutter 50 translatorisch von dem Aktuator 49 weg bewegt wird. Dann drückt die Gewindemutter 50 gegen den ersten Ansatz 51 des ersten Rings 27 und drückt den ersten Ring 27, entgegengesetzt der Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel 36, in der zweiten Drehrich tung R2 bis in die Offenstellung.
Bezugszeichenliste
1 Getriebegehäuse
2 Leistungsverzweigungseinheit
3 Kupplung
4 Betätigungsvorrichtung
5 erstes Drehteil
6 zweites Drehteil
7 Differentialgehäuse
8 erstes Gehäuseteil
9 zweites Gehäuseteil
10 Flanschabschnitt
1 1 Flanschabschnitt
12 Außenfläche
13 Flächenabschnitt
14 Bohrung
15 Zapfen
16 Sicherungsstift
17 Differentialräder
18 Seitenwellenrad
19 Ausnehmung
20 Längsverzahnung
21 erstes Kupplungsteil
22 zweites Kupplungsteil
23 Kupplungsring
24 Formschlusselement
25 Öffnungen
26 Gehäusewand
27 erster Ring Gleitring
zweiter Ring
Verdrehsicherungsmittel
Bohrung
Bohrung
Rampenanordnung
Rampenelemente
Rampenelemente
in Umfangsrichtung wirkende Federmittel
Linearantrieb
axial wirkende Federmittel
Schraubendruckfeder
Drückerglied
Flalteelement
Grundkörper
Kopf
Durchgangsbohrung
zweite Ansätze
ringförmiger Grundkörper
Vertiefung
Spindelwelle
Aktuator
Gewindemutter
erster Ansatz
Durchgangsbohrung
Vorsprung
Nut
Gehäuseöffnung
Gehäusebohrung 7 Hülse
8 Hülse
9 Ringabschnitt
0 Schulter
1 Finger
2 Haltewinkel
101 Gegenelement
102 Klaue
103 Parksperre
124 Formschlusselement 138 axial wirkende Federmittel
160 Sicherungsring
A Drehachse
B Zapfenachse
Ri, R2 Drehrichtung
X Spindelachse
a Drehwinkel

Claims

Betätigungsvorrichtung und Getriebeanordnung mit einer Betätigungsvorrichtung Ansprüche
1. Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Formschlusseinrichtung im An triebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: einen ersten Ring (27), der um eine Drehachse (A) drehbar ist, in Umfangsrichtung wirkende Federmittel (36), die in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) abgestützt sind und den ersten Ring (27) in eine erste Drehrich tung (Ri) beaufschlagen, einen Linearantrieb (37) mit einem translatorisch bewegbaren Betätigungsglied (50), das mit dem ersten Ring (27) wirkverbunden ist, um den ersten Ring (27) in eine zweite Drehrichtung (R2), entgegen einer Federkraft der in Umfangs richtung wirkenden Federmittel (36), zu verdrehen, einen drehfest gehaltenen zweiten Ring (29), wobei der erste Ring (27) und der zweite Ring (29) über eine Rampenanordnung (33) zumindest mittelbar gegen einander axial abgestützt sind, und wobei durch Verdrehen des ersten Ringes (27) in der ersten Drehrichtung (Ri) mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel (36) ein axialer Abstand zwischen dem ersten Ring (27) und dem zweiten Ring (29) vergrößert wird, um ein Formschlusselement (24; 124) der Formschlusseinrichtung (3; 103) in eine Schließstellung axial zu bewegen, und wobei durch Verdrehen des ersten Rin ges (27) in der zweiten Drehrichtung (R2) mittels des Betätigungsglieds (50) der axiale Abstand zwischen dem ersten Ring (27) und dem zweiten Ring (29) ver kleinert wird, um das Formschlusselement (24; 124) in eine Offenstellung axial zu bewegen.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Linearantrieb (37) eine Spindelwelle (48) und einen Aktuator (49) zum drehenden Antreiben der Spindelwelle (48) aufweist, wobei das Betätigungs glied (50) in Form einer Gewindemutter gestaltet ist, die sich durch Drehung der Spindelwelle (48) translatorisch auf der Spindelwelle (48) bewegt.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (27) einen ringförmigen Grundkörper (46) und einen ersten Ansatz (51 ) aufweist, an dem sich das Betätigungsglied (50) zur Verdrehung des ersten Ringes (27) in der zweiten Drehrichtung (R2) insbesondere lose ab stützt.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Ansatz (51 ) eine Bohrung (52) aufweist, welche die Spindelwelle (48) unter Spiel derart durchgreift, dass der erste Ring (27) innerhalb eines be grenzten Drehwinkels (a) um die Drehachse (A) verdrehbar ist.
5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet,
dass der erste Ring (27) zumindest einen zweiten Ansatz (45) aufweist, an dem sich die in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel (36) abstützen, wobei ins besondere der erste Ansatz (51 ) und der zumindest eine zweite Ansatz (45) in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet,
dass der zweite Ring (29) vom Formschlusselement (24) baulich getrennt ist.
7. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet,
dass der zweite Ring (29) vollständig oder zumindest an einer vom ersten Ring (27) abgewandten Oberfläche aus einem Sinterwerkstoff ist.
8. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet,
dass das Formschlusselement (124) am zweiten Ring (29) drehfest gehalten oder angeformt ist.
9. Getriebeanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein ortsfestes Getriebegehäuse (1 ),
eine im Getriebegehäuse (1 ) angeordnete Formschlusseinrichtung (3; 103) und eine Betätigungsvorrichtung (4) zur Betätigung der Formschlusseinrichtung (3; 103),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gestaltet ist, wobei die Formschlusseinrichtung (3; 103) das axial bewegbare Form schlusselement (24; 124) und ein um die Drehachse (A) drehbar angeordnetes Gegenelement (22; 101 ) aufweist, wobei in der Offenstellung das Formschlus selement (24; 124) und das Gegenelement (22; 101 ) außer Eingriff sind, so- dass das Formschlusselement (24; 124) und das Gegenelement (22; 101 ) re lativ zueinander verdrehbar sind, und wobei in der Schließstellung das Form schlusselement (24; 124) und das Gegenelement (22; 101 ) miteinander form schlüssig in Eingriff sind, sodass eine relative Drehbewegung zwischen dem Formschlusselement (24; 124) und dem Gegenelement (22; 101 ) gesperrt ist.
10. Getriebeanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Formschlusseinrichtung (3; 103) mehrere der Formschlusselemente (24; 124) und mehrere der Gegenelemente (22; 101 ) aufweist, die in Umfangs richtung um die Drehachse (A) verteilt angeordnet sind.
1 1. Getriebeanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebegehäuse (1 ) ein erstes Drehelement (5) und ein zweites Drehelement (6) angeordnet sind, die jeweils um die Drehachse (A) drehbar gelagert sind, wobei das Formschlusselement (24) um die Drehachse (A) dreh bar und mit dem ersten Drehelement (5) antriebsverbunden ist und das Gegen element (22) mit dem zweiten Drehelement (6) fest verbunden ist, um eine Drehmomentübertragung vom ersten Drehelement (5) auf das zweite Drehele ment (6) in der Offenstellung des Formschlusselementes (24) zu unterbrechen und in der Schließstellung des Formschlusselementes (24) herzustellen.
12. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Drehelement (5) ein antriebsseitiges Zahnrad ist, und dass in dem Getriebegehäuse (1 ) ein Differentialgetriebe (2) angeordnet ist, das ein um die Drehachse (A) drehbar gelagertes und mit dem ersten Drehele ment (5) drehfest verbundenes Differentialgehäuse (7) aufweist, wobei das Ge genelement (22) mit dem zweiten Drehelement (6) in Form eines Differential trägers des Differentialgetriebes (2) fest verbunden ist, und wobei das Form schlusselement (24) sich durch eine Öffnung (25) im Differentialgehäuse (7) nach innen hindurcherstreckt.
13. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeich net,
dass ein Kupplungsring (23) koaxial zur Drehachse (A) angeordnet ist, wobei mehrere der Formschlusselemente (24) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) verteilt an dem Kupplungsring (23) angeordnet sind.
14. Getriebeanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Getriebegehäuse (1 ) ein erstes Drehelement (5) angeordnet und um die Drehachse (A) drehbar gelagert ist, wobei das Formschlusselement (124) am zweiten Ring (29) drehfest gehalten oder angeformt ist und das Ge genelement (101 ) mit dem ersten Drehelement (5) fest verbunden ist, um eine Drehbewegung des ersten Drehelementes (5) in der Offenstellung des Form schlusselementes (124) freizugeben und in der Schließstellung des Form schlusselementes (124) zu sperren.
15. Getriebeanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehelement (5) ein antriebsseitiges Zahnrad ist, an dessen zum zweiten Ring (29) weisenden Seite mehrere der Gegenelemente (101 ) in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
16. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeich net,
dass axial zur Drehachse (A) wirkende Federmittel (38) vorhanden sind, die zumindest mittelbar gegenüber dem ortsfesten Getriebegehäuse (1 ) axial ab gestützt sind und das Formschlusselement (24; 124) in die Offenstellung zu mindest mittelbar beaufschlagen, wobei insbesondere eine Federkraft der axial wirkenden Federmittel (38) kleiner als die Federkraft der in Umfangsrichtung wirkenden Federmittel (36) ist.
17. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeich net,
dass der zweite Ring (29) mittels Verdrehsicherungsmittel (30) drehfest am Ge triebegehäuse (1 ) gehalten ist.
PCT/EP2018/058231 2018-03-29 2018-03-29 Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung WO2019185159A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/058231 WO2019185159A1 (de) 2018-03-29 2018-03-29 Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/058231 WO2019185159A1 (de) 2018-03-29 2018-03-29 Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019185159A1 true WO2019185159A1 (de) 2019-10-03

Family

ID=61965939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/058231 WO2019185159A1 (de) 2018-03-29 2018-03-29 Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019185159A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT4635U1 (de) 2000-11-13 2001-09-25 Steyr Daimler Puch Ag Klauenkupplung mit verriegelung
US20070144860A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Dymos Co., Ltd D/B/A Dymos Of America Transfer case with moving coil clutch actuator operator
DE102014219341A1 (de) 2014-09-24 2016-03-24 Gkn Driveline International Gmbh Parksperrenanordnung
DE102015200484A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Reibkupplung mit Wälzkörper-abgestützter Anpressplatte
WO2017125135A1 (de) * 2016-01-19 2017-07-27 Gkn Automotive Ltd. Kupplungsanordnung mit einer kugelrampeneinheit und verfahren zum steuern einer kupplungsanordnung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT4635U1 (de) 2000-11-13 2001-09-25 Steyr Daimler Puch Ag Klauenkupplung mit verriegelung
US20070144860A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Dymos Co., Ltd D/B/A Dymos Of America Transfer case with moving coil clutch actuator operator
DE102014219341A1 (de) 2014-09-24 2016-03-24 Gkn Driveline International Gmbh Parksperrenanordnung
DE102015200484A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Reibkupplung mit Wälzkörper-abgestützter Anpressplatte
WO2017125135A1 (de) * 2016-01-19 2017-07-27 Gkn Automotive Ltd. Kupplungsanordnung mit einer kugelrampeneinheit und verfahren zum steuern einer kupplungsanordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011100512B4 (de) Kopplungsanordnung
DE102008063904B4 (de) Antriebsanordnung
EP3405693B1 (de) Kupplungsanordnung mit einer kugelrampeneinheit und verfahren zum steuern einer kupplungsanordnung
DE102008013054B4 (de) Stellmechanismus zum Ein- und Ausrücken einer Trennkupplung mit drehbarem Kurvensegment
DE3638429C2 (de)
WO2020001778A1 (de) Aktuatoranordnung und elektroantrieb mit einer solchen aktuatoranordnung
DE102018108596B4 (de) Parksperreneinheit und Getriebeanordnung mit einer solchen Parksperreneinheit
EP2281127B1 (de) Kupplungsanordnung mit axialverstellvorrichtung und linearantriebsmitteln
DE102014214297B4 (de) Kupplungsanordnung
EP2878844B1 (de) Scheibenbremse
EP3686383B1 (de) Türschloss mit motor
EP3682132A1 (de) Freilaufkupplung mit reibungsinduzierter stellkraft
DE102005004597A1 (de) Klauenkupplung und Differentialgetriebe mit einer solchen
WO2020169294A1 (de) Parksperrensystem für ein kraftfahrzeug
WO2023186211A1 (de) Freilaufeinrichtung sowie kupplungsanordnung mit der freilaufeinrichtung
DE102015121705A1 (de) Kupplungsanordnung, insbesondere zum optionalen Verbinden eines Luftverdichters mit einer Antriebseinrichtung
WO2019185159A1 (de) Betätigungsvorrichtung und getriebeanordnung mit einer betätigungsvorrichtung
EP1304495B1 (de) Drehmomentbegrenzungskupplung
DE102014215144A1 (de) Reibungsarmes Schaltgetriebe mit zentrifugalkraftbetätigtem Schaltelement
EP4015275A1 (de) Differentialanordnung
DE4038731A1 (de) Kupplungseinrichtung zum verbinden zweier mit unterschiedlicher drehzahl rotierender wellen
WO2021083788A1 (de) Kegelrad-differentialgetriebe
DE202011051979U1 (de) Schaltbare Kupplung
EP3908765A1 (de) Aktuatoranordnung für eine kupplungsanordnung für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs
EP2640996B1 (de) Schaltbare kupplung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18717272

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18717272

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1