WO2023006596A1

WO2023006596A1 - Kopplungseinrichtung für ein differential eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2023006596A1
Application number: PCT/EP2022/070589
Authority: WO
Inventors: Kim Führer; Philipp Eder; Benedikt Maierhofer; Alois BÖCK; Matthias Winkel; Martin Ruider
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-07-22
Publication date: 2023-02-02
Also published as: DE102021208268A1

Abstract

Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs Kopplungseinrichtung (2) für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad (3) und einen inneren Differentialkorb (4) aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad (5) und wenigstens ein Ausgleichskegelrad (6) umgibt, wobei eine Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement (8), insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) mit dem Antriebsrad (3) zu koppeln und das Kopplungselement (8) mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) von dem Antriebsrad (3) zu entkoppeln, wobei die Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement (8) mittels einer Schaltwippe (9) aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe (9) in dem Kopplungszustand kontaktfrei zu dem Kopplungselement (8) gestellt ist.

Description

Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahr zeugs, welches Differential ein Antriebsrad und einen inneren Differentialkorb auf weist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad und wenigstens ein Ausgleichskegelrad umgibt, wobei eine Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement, insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb mit dem An triebsrad zu koppeln und das Kopplungselement mittels der Stelleinrichtung in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb von dem An triebsrad zu entkoppeln.

Kopplungseinrichtungen für Differentiale von Kraftfahrzeugen, die dazu ausgebildet sind, eine Antriebsseite des Differentials, insbesondere ein Antriebsrad des Differen tials, mit einer Abtriebsseite des Differentials, insbesondere einem inneren Differenti alkorb, lösbar zu koppeln sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden derartige Kopplungseinrichtungen verwendet, um eine Achse eines Kraftfahrzeugs von dem restlichen Antriebsstrang zu entkoppeln oder die Achse anzutreiben, beispielsweise die Achse bei Bedarf zuzuschalten.

Hierzu ist ferner bekannt, dass, insbesondere zur Reduzierung des Verbrauchs, in Fahrzuständen, in denen die Achse nicht angetrieben werden muss, eine Entkopp lung erfolgen kann, um die angetriebenen Komponenten des Antriebsstrangs zu re duzieren, insbesondere zu verhindern, dass die Achse unnötig mitgetrieben bzw. mit geschleppt werden muss. Hierbei ist ferner bekannt, dass entsprechende Stellein richtungen, die dazu ausgebildet sind, Kopplungselemente in verschiedene Kopp lungszustände zu stellen, die Kopplungselemente kontaktieren, um diese beispiels weise in den Kopplungszustand oder den Entkopplungszustand zu bewegen. Je nach Anordnung bzw. Ausführung der Stelleinrichtung, weist diese üblicherweise ein Stellelement auf, das zur Kontaktierung des Kopplungselements ausgebildet ist. Zwi schen dem Stellelement und dem Kopplungselement kann folglich eine Relativbewe gung auftreten, beispielsweise dann, wenn das Stellelement antriebsseitig angeord net ist und das abtriebsseitige Kopplungselement in dem Entkopplungszustand eine andere Drehzahl aufweist als das Stellelement. Hierbei tritt Reibung und Verschleiß an den Kontaktflächen auf, sodass sowohl die Lebensdauer der Kopplungseinrich tung als auch die Effizienz nachteilig beeinflusst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Kopp lungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem insbe sondere Reibung und Verschleiß reduziert sowie die Effizienz erhöht werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Kopplungseinrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs. Das Differential weist ein Antriebsrad und einen inneren Diffe rentialkorb auf. Der innere Differentialkorb umgibt zumindest abschnittsweise ein Ke gelrad und wenigstens ein Ausgleichskegelrad, üblicherweise zwei Kegelräder und zwei Ausgleichskegelräder. Die Kopplungseinrichtung weist eine Stelleinrichtung auf, um ein Kopplungselement in einen Kopplungszustand zu bewegen und in einen Ent kopplungszustand zu bewegen. In dem Kopplungszustand ist der innere Differential korb mit dem Antriebsrad gekoppelten und in dem Entkopplungszustand ist der in nere Differentialkorb von dem Antriebsrad entkoppelt bzw. getrennt. Die Stelleinrich tung ermöglicht somit eine wahlweise Kopplung und Entkopplung zwischen Antriebs rad und innerem Differentialkorb. Letzten Endes wird somit eingestellt, ob die Achse bzw. die Räder, die dem Differential zugeordnet sind, über Kegelrad, Ausgleichske gelrad und Antriebsrad mit dem restlichen Antriebsstrang gekoppelt sind, oder ob die Kopplung aufgehoben wird, indem der innere Differentialkorb von dem Antriebsrad entkoppelt wird.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement mittels einer Schaltwippe aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe in dem Kopplungszu stand kontaktfrei zu dem Kopplungselement gestellt ist. Die Stelleinrichtung weist so mit eine Schaltwippe auf, die bewegbar gelagert ist und derart mit dem Kopplungselement Zusammenwirken kann, dass im Entkopplungszustand kein Kon takt zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement besteht. Die Schaltwippe kann somit in dem Entkopplungszustand von dem Kopplungselement entfernt wer den, sodass auftretende Relativbewegungen zwischen Kopplungselement und Schalteinrichtung nicht zu Verschleiß und Reibung führen, da kein Kontakt zwischen dem Kopplungselement und der Schalteinrichtung, insbesondere der Schaltwippe, besteht. Der Begriff „kontaktfrei“ umfasst im Rahmen dieser Anmeldung sowohl einen direkten Kontakt über eine unmittelbare Anlage zweier Kontaktflächen oder über ein Zwischenstück bzw. ein Druckstück, mit dem die Schaltwippe auf das Kopplungsele ment wirkt.

Das Antriebsrad kann an einem äußeren Differentialkorb angeordnet sein, sodass die Kopplungseinrichtung letztlich die Kopplung zwischen dem Antriebsrad, das mit dem äußeren Differentialkorb gekoppelt ist, und dem inneren Differentialkorb herstellen bzw. trennen kann. Der innere Differentialkorb kann auch als Ausgleichkegelradkorb bezeichnet werden. Das Kopplungselement kann als separates Bauteil ausgeführt sein oder es kann Bestandteil eines Druckstücks sein oder umgekehrt. Letztlich wird somit mit der Schaltwippe eine Bewegung des Kopplungselements veranlasst, die dazu führt, das Kopplungselement zu bewegen, insbesondere das Kopplungsele ment aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen.

Die Stelleinrichtung kann bzw. einzelne Bestandteile der Stelleinrichtung können an triebsseitig oder gehäusefest gelagert sein, beispielsweise mit dem äußeren Differen tialkorb und/oder dem Antriebsrad verbunden sein, sodass im Entkopplungszustand die Stelleinrichtung insgesamt Stillstehen kann. Durch den Betrieb des Kraftfahrzeugs kann sich abtriebsseitig eine beliebige Drehzahl einstellen, die aufgrund der Entkopp lung zwischen dem inneren Differentialkorb und dem Antriebsrad nicht zu einer Be wegung des Antriebsrads und somit nicht zu einer Bewegung der Stelleinrichtung führt. Dadurch wird erreicht, dass im Entkopplungszustand keine Relativbewegung zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement auftritt, sodass sich Ver schleiß- und Effizienzverhalten verbessern lassen. Wie bereits beschrieben, kann die Schaltwippe bewegt werden, um das Kopplungs element, direkt oder über ein Druckstück, in die verschiedenen Zustände zu bewe gen. Die Schaltwippe ist hierbei insbesondere um eine Drehachse schwenkbar gela gert. Die Drehachse definiert somit die Bewegung der Schaltwippe, wobei die Schalt wippe um die Drehachse geschwenkt wird. Je nachdem, wie weit die Schaltwippe um die Drehachse ausgelenkt bzw. geschwenkt wird, kann diese das Kopplungselement oder das dazwischen geschaltete Druckstück, kontaktieren, und so das Kopplungs element bewegen. In dem Kopplungszustand ist die Schaltwippe kontaktfrei zu dem Kopplungselement, das bedeutet, dass ein Abstand bzw. ein Luftspalt zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement bzw. dem mit dem Kopplungselement ver bundenen Druckstück eingestellt ist und sich somit Kopplungselement und/oder Druckstück frei gegenüber der Schaltwippe drehen können.

Die Stelleinrichtung weist beispielsweise einen Aktor auf, der dazu ausgebildet ist, die Schaltwippe um die Drehachse zu verschwenken, um das Kopplungselement in den Entkopplungszustand, insbesondere gegen eine von einem Federelement auf das Kopplungselement übertragene Federkraft, zu bewegen. Der Aktor kann somit eine Stellbewegung erzeugen, die auf die Schaltwippe übertragen werden kann. In Abhängigkeit von der durch den Aktor erzeugten Bewegung wird die Schaltwippe um die Drehachse verschwenkt. Die Schaltwippe kann somit zur Herstellung des Ent kopplungszustands auf das Kopplungselement zubewegt werden. Die Schaltwippe kann das Kopplungselement, wie bereits beschrieben, direkt kontaktieren oder ein Druckstück berühren, das das Kopplungselement berührt. Das Druckstück kann in tegraler Bestandteil des Kopplungselements sein oder beispielsweise als Druckstück ausgeführt sein, das das Kopplungselement berührt.

Bei einem Übergang aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand kann der Aktor insbesondere eine Federkraft überwinden bzw. die Schaltwippe und das Kopplungselement gegen eine von einem Federelement aufgebrachte Federkraft be wegen. Das Federelement wird dadurch vorgespannt, sodass im Entkopplungszu stand die Federkraft auf das Kopplungselement wirkt. Entfällt die Betätigung durch die Schaltwippe, kann die aufgebaute Betätigungskraft bzw. Rückstellkraft abgebaut werden, und das Federelement kann das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegen. Das Federelement kann somit als Bestandteil der Stel leinrichtung erachtet werden.

Das Federelement kann insbesondere auch am äußeren Differentialkorb bzw. am Antriebsrad angeordnet oder mit diesem verbunden sein. Im entkoppelten Zustand tritt somit keine Relativbewegung zwischen dem Federelement und dem äußeren Dif ferentialkorb und dem Antriebsrad auf. Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass der Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszu stand selbsttätig ausgeführt wird, nämlich wenn die Betätigung über die Schaltwippe entfällt. Das Federelement legt somit aufgrund der Federkraft das Kopplungselement in den Kopplungszustand ein, sodass eine Kontaktierung über die Schaltwippe auf das Kopplungselement entfallen kann.

Die Schaltwippe kann einen Verzahnungsabschnitt aufweisen, insbesondere ein Zahnradsegment, das mit einem Abtrieb des Aktors gekoppelt ist. Der Abtrieb des Aktors, beispielsweise ein Abtriebsritzel, kann somit mit dem Verzahnungsabschnitt an der Schaltwippe kämmen. Der Verzahnungsabschnitt und der Abtrieb des Aktors bilden somit ein Übersetzungsgetriebe, das die Bewegung der Schaltwippe ermög licht. Grundsätzlich kann der Verzahnungsabschnitt an der Schaltwippe beliebig aus geführt sein. Hierbei bietet sich ein Zahnradsegment an, das an der dem Kopplungs element gegenüberliegenden Seite der Schaltwippe angeordnet ist.

Wie beschrieben, kann ein Federelement vorgesehen sein und der Stelleinrichtung zugeordnet sein. Die Stelleinrichtung kann somit ein Federelement aufweisen, das dazu ausgebildet ist, insbesondere gegen eine durch einen Aktor erzeugte Auslege- bewegung, eine Einlegekraft auf das Kopplungselement zu übertragen. Wie be schrieben, wird zur Entkopplung des inneren Differentialkorbs eine Bewegung durch den Aktor erzeugt, die über den zuvor beschriebenen Verzahnungsabschnitt auf die Schaltwippe übertragen werden kann. Bei dieser Bewegung wird eine Rückstellkraft bzw. eine Federkraft von dem Federelement aufgebaut, die bei Entfall der Betätigung das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegt. Im Entkopplungszustand hält somit der Aktor bzw. die Schaltwippe, beispielsweise durch eine Selbsthemmung des Getriebes bzw. des Verzahnungsabschnitts, das Kopplungselement im Entkopplungszustand. Die Stelleinrichtung ist somit dazu ausgebildet, das Federele ment bei einer Bewegung des Kopplungselements in den Entkopplungszustand vor zuspannen. Dabei wird eine Federkraft bzw. eine Rückstellkraft aufgebaut, die an schließend, insbesondere bei Entfall der Betätigung durch die Schaltwippe, abgebaut werden kann, indem das Kopplungselement in den Kopplungszustand bewegt wird.

Zum Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand muss somit der Aktor eine Bewegung erzeugen, um die Schaltwippe von dem Kopplungselement bzw. dem zwischen Schaltwippe und Kopplungselement angeordneten Druckstück, zu entfernen, sodass das Federelement unter Abbau der Federkraft das Kopplungs element in den Kopplungszustand bewegen kann. Im Kopplungszustand kann folg lich ein Abstand zwischen der Schaltwippe und dem Druckstück oder zwischen der Schaltwippe und dem Kopplungselement eingestellt sein, sodass eine kontaktfreie Stellung der Schaltwippe möglich ist. Die Drehbewegung im Kopplungszustand wird somit nicht auf die Schaltwippe übertragen, sodass die Kontaktfläche der Schalt wippe, mit der die Schaltwippe das Kopplungselement oder das Druckstück kontak tiert, im Kopplungszustand nicht an der korrespondierenden Kontaktfläche des Kopp lungselements bzw. des Druckstücks reibt.

Wie beschrieben, können die Schaltwippe und das Kopplungselement grundsätzlich zueinander drehbar gelagert sein, wobei die Stelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung zwischen Kopplungselement und Schaltwippe nur in einer Öffnungsbewegung auftritt. Die Öffnungsbewegung betrifft dabei den Übergang aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand. Im Kopplungszustand sind, wie beschrieben, das Antriebsrad und der innere Differentialkorb miteinander verbunden. Da die Schaltwippe grundsätzlich nicht mit dem Differentialkorb mitdreht, beispiels weise mit einem Gehäuse einer Getriebeeinrichtung fest verbunden ist, dreht diese nicht mit den drehbaren Teilen des Differentials mit, sondern steht still. Wird das Dif ferential in einem bewegten Zustand aus dem Kopplungszustand in den Entkopp lungszustand verbracht, kontaktiert die Schaltwippe das drehende Druckstück bzw. das drehende Kopplungselement, sodass nur in diesem Übergangszustand Reibung zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen auftritt. Im Kopplungszustand selbst, ist die Schaltwippe kontaktfrei gestellt, wie zuvor be schrieben. Im Entkopplungszustand kontaktiert die Schaltwippe zwar das Druckstück bzw. das Kopplungselement, durch die Entkopplung stehen Druckstück und Kopp lungselement jedoch still. Beim Übergang aus dem Entkopplungszustand in den Kopplungszustand wird die Schaltwippe kontaktfrei gestellt, wobei das Federelement die Einlegebewegung vornimmt.

Die Stelleinrichtung, insbesondere das Kopplungselement und das Federelement, können innerhalb des Antriebsrads angeordnet sein. Wie beschrieben, kann das An triebsrad mit einem äußeren Differentialkorb gekoppelt sein, wobei die Stelleinrich tung, insbesondere das Federelement und das Kopplungselement, an dem äußeren Differentialkorb angeordnet sein können. Das Kopplungselement kann insbesondere als Schiebemuffe oder Klaue ausgeführt sein und somit eine Innenverzahnung des äußeren Differentialkorbs mit einer Außenverzahnung des inneren Differentialkorbs in Eingriff bringen bzw. eine entsprechende Verbindung hersteilen, sodass die bei den Teile drehfest miteinander verbunden werden können. Durch die Anordnung der Stelleinrichtung, insbesondere des Federelements und des Kopplungselements in nerhalb des Antriebsrads wird eine besonders kompakte Bauform erreicht. Weiterhin kann erreicht werden, dass die Stelleinrichtung nicht mit der Abtriebsseite des Diffe rentials dreht, sondern im entkoppelten Zustand stillsteht.

Daneben betrifft die Erfindung ein Differential, das eine zuvor beschriebene Kopp lungseinrichtung umfasst.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Getriebeeinrichtung. Die Getriebeeinrichtung um fasst neben dem Differential ein Untersetzungsgetriebe. Das Untersetzungsgetriebe kann als Stirnradgetriebe oder als Planetengetriebe ausgebildet sein. Das Unterset zungsgetriebe kann bevorzugt eine oder zwei Stufen aufweisen. Weiterhin kann es vorteilhafterweise einen Gang oder zwei Gänge aufweisen.

Daneben betrifft die Erfindung eine elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsge triebe und einem Differential. Die elektrische Achse zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeeinrichtung wie beschrieben ausgebildet ist. Die elektrische Maschine kann koaxial oder achsparallel zu den Seitenwellen angeordnet sein. Sie kann als ASM oder PSM oder FSM ausgebildet sein.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differenzial und/oder eine elektrische Achse und/oder eine Getriebeeinrichtung wie beschrieben.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Kopplungsein richtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Differential, die Getriebeein richtung, die elektrische Achse und das Kraftfahrzeug übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Getriebeeinrichtung mit einer Kopp lungseinrichtung in einem Entkopplungszustand;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Getriebeeinrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Getriebeeinrichtung von Fig. 1 in ei nem Kopplungszustand; und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Getriebeeinrichtung von Fig. 3.

Die Fig. 1 - 4 zeigen einen Ausschnitt einer Getriebeeinrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Ausschnitt eines Differentials. Die Getriebeeinrichtung 1 weist eine Kopplungseinrichtung 2 auf, die ein Antriebsrad 3 und einen inneren Differentialkorb 4 aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigs tens ein Kegelrad 5 und wenigstens ein Ausgleichskegelrad 6 umgibt.

Ferner umfasst die Kopplungseinrichtung 2 eine Stelleinrichtung 7, die dazu ausge bildet ist, ein Kopplungselement 8, insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stel leinrichtung 7 in einen Kopplungszustand und einen Entkopplungszustand zu bewegen. Der Entkopplungszustand ist in Fig. 1 , 2 und der Kopplungszustand in Fig. 3, 4 dargestellt.

Der Kopplungszustand wird eingenommen, um den inneren Differentialkorb 4 mit dem Antriebsrad 3 zu koppeln, wobei das Kopplungselement 8 mittels der Stellein richtung 7 bewegt werden kann. Der Entkopplungszustand kann entsprechend einge nommen werden, um den inneren Differentialkorb 4 von dem Antriebsrad 3 zu ent koppeln. Zur Bewegung des Kopplungselements 8 weist die Stelleinrichtung 7 eine Schaltwippe 9 auf, die mittels eines Aktors 10 bewegt werden kann. Dazu weist die Schaltwippe 9 einen Verzahnungsabschnitt 11 , insbesondere ein Zahnradsegment, auf, das mit einem Abtrieb 12 des Aktors 10 kämmt. Der Kopplungszustand, der Ent kopplungszustand sowie die Übergänge zwischen Kopplungszustand und Entkopp lungszustand werden nachfolgend erläutert.

Wie beschrieben, ist in Fig. 1 , 2 der Entkopplungszustand dargestellt. In dem Ent kopplungszustand besteht ein Kontakt zwischen der Schaltwippe 9 und dem Kopp lungselement 8, nämlich über ein in diesem Ausführungsbeispiel verwendetes, optio nales Druckstück 13, das in Form einer Druckscheibe ausgeführt sein kann. Somit besteht direkter Kontakt zwischen den Anlageflächen der Schaltwippe 9 und dem Druckstück 13, wobei das Druckstück 13 wiederum in Kontakt mit dem Kopplungs element 8 steht. Das Druckstück 13 kann auch entfallen bzw. integralen Bestandteil des Kopplungselements 8 bilden oder umgekehrt. In dem gezeigten Entkopplungszu stand besteht jedoch keine Kopplung zum Abtrieb der Getriebeeinrichtung 1 , da das Kopplungselement 8 nicht im Kopplungszustand steht. Im Kopplungszustand verbin det das Kopplungselement 8, wie bereits beschrieben, das Abtriebsrad 3, insbeson dere einen mit dem Antriebsrad 3 verbundenen äußeren Differentialkorb 14, mit dem inneren Differentialkorb 4. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in dem Ent kopplungszustand somit eine Innenverzahnung 15 des Abtriebsrads 3 bzw. des äu ßeren Differentialkorbs 14 und eine Außenverzahnung 16 des inneren Differential korbs 4 nicht in Eingriff.

Die Stelleinrichtung 7 weist ferner ein Federelement 17 auf, das in dem in Fig. 1, 2 gezeigten Entkopplungszustand vorgespannt ist, d.h., dass das Federelement 17 auf das Kopplungselement 8 eine Federkraft bzw. eine Rückstellkraft ausübt, die beim Entfall der Betätigung das Kopplungselement 8 in den Kopplungszustand verbringt. Soll somit von dem in Fig. 1 2 gezeigten Entkopplungszustand in den in Fig. 3, 4 ge zeigten Kopplungszustand übergegangen werden, bewirkt der Aktor 10 eine Drehbe wegung des Abtriebs 12, die über den Verzahnungsabschnitt 11 auf die Schaltwippe 9 übertragen wird. Dadurch wird die Schaltwippe 9 von dem Druckstück 13 bzw. dem Kopplungselement 8 wegbewegt, wodurch die Federkraft des Federelements 17 ab gebaut werden kann und das Kopplungselement 8 durch das Federelement 17 in den Kopplungszustand bewegt wird. Im Kopplungszustand verbindet das Kopplungs element 8 die Innenverzahnung 15 mit der Außenverzahnung 16, sodass die Kopp lung hergestellt ist. Mit anderen Worten kann in dem Kopplungszustand Drehmoment von dem Abtriebsrad 3 über den inneren Differentialkorb 4 auf die Kegelräder 5, die Ausgleichskegelräder 6 und somit die Abtriebswellen 18 oder umgekehrt übertragen werden.

In dem in Fig. 3, 4 gezeigten Entkopplungszustand ist ein Abstand zwischen dem Druckstück 13 und der Schaltwippe 9 eingestellt, sodass sich die Kontaktflächen nicht berühren, sondern die Schaltwippe 9 kontaktfrei gestellt ist. Der Rest der Ge triebeeinrichtung 1 kann sich somit frei gegenüber der Schaltwippe 9 drehen, sodass zwischen der Kontaktfläche der Schaltwippe 9 und dem Druckstück 13 bzw. dem Kopplungselement 8 eine Relativbewegung möglich ist und somit weder Reibung noch Verschleiß an der Schaltwippe 9 bzw. dem Druckstück 13 oder dem Kopplungs element 8 auftritt.

Bei einem Übergang aus dem in Fig. 3, 4 gezeigten Entkopplungszustand in den in Fig. 1 , 2 gezeigten Kopplungszustand wird durch die Bewegung des Aktors 10 eine Bewegung der Schaltwippe 9 veranlasst, sodass die Schaltwippe 9 auf das Druck stück 13 zubewegt und das Druckstück 13 beaufschlagt wird. Das Druckstück 13, das mit dem Kopplungselement 8 gekoppelt ist, und, wie zuvor beschrieben, einstü ckig mit diesem ausgeführt sein kann, bewegt somit das Kopplungselement 8 in den Entkopplungszustand, wobei das Federelement 17 vorgespannt wird und die zuvor beschriebene Federkraft auf das Kopplungselement 8 aufbaut. Bezuqszeichen Getriebeeinrichtung Kopplungseinrichtung Antriebsrad innerer Differentialkorb Kegelrad Ausgleichskegelrad Stelleinrichtung Kopplungselement Schaltwippe Aktor Verzahnungsabschnitt Abtrieb Druckstück äußerer Differentialkorb Innenverzahnung Außenverzahnung Federelement Abtriebswelle Drehachse

Claims

Patentansprüche

1. Kopplungseinrichtung (2) für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad (3) und einen inneren Differentialkorb (4) auf weist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Kegelrad (5) und we nigstens ein Ausgleichskegelrad (6) umgibt, wobei eine Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement (8), insbesondere eine Schie bemuffe, mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Kopplungszustand zu bewe gen, um den inneren Differentialkorb (4) mit dem Antriebsrad (3) zu koppeln und das Kopplungselement (8) mittels der Stelleinrichtung (7) in einen Ent kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb (4) von dem Antriebsrad (3) zu entkoppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellein richtung (7) dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement (8) mittels einer Schaltwippe (9) aus dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen, wobei die Schaltwippe (9) in dem Kopplungszustand kontaktfrei zu dem Kopplungselement (8) gestellt ist.

2. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) um eine Drehachse (19) schwenkbar gelagert ist.

3. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) einen Aktor (10) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Schaltwippe (9) um die Drehachse (19) zu verschwenken, um das Kopplungselement (8) in den Entkopplungszustand, insbesondere gegen eine von einem Federelement (17) auf das Kopplungselement (8) übertra gene Federkraft, zu bewegen.

4. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) einen Verzahnungsabschnitt (11), insbesondere ein Zahnradsegment, aufweist, das mit einem Abtrieb (12) des Aktors (10) ge koppelt ist.

5. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) ein Federelement (17) aufweist, das dazu ausgebildet ist, insbesondere gegen eine durch einen Ak tor (10) erzeugte Auslegebewegung, eine Einlegekraft auf das Kopplungsele ment (8) zu übertragen.

6. Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Federelement (17) bei einer Bewegung des Kopplungselements (8) in den Entkopplungszustand vorzu spannen.

7. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (9) und das Kopplungsele ment (8) zueinander drehbar gelagert sind, wobei die Stelleinrichtung (7) der art ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung zwischen Kopplungselement (8) und Schaltwippe (9) nur in einer Öffnungsbewegung auftritt.

8. Kopplungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (7), insbesondere das Kopplungselement (8) und das Federelement (17) innerhalb des Antriebs rads (3) angeordnet sind.

9. Differential, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kopplungs einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

10. Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe und einem Differential, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential nach dem vorangehenden An spruch ausgebildet ist.

11. Elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe und einem Diffe rential, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung nach dem vo rangehenden Anspruch ausgebildet ist.

12. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Achse nach Anspruch 11 und/o der eine Getriebeeinrichtung nach Anspruch 10 und/oder ein Differential nach Anspruch 9.