DE102012015006A1

DE102012015006A1 - Kuppelvorrichtung mit einer Schaltmuffe fürein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102012015006A1
Application number: DE102012015006.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Kunze
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-07-28
Filing date: 2012-07-28
Publication date: 2014-01-30
Also published as: US20140026699A1; CN103573847A

Abstract

Es wird eine Kuppelvorrichtung (1) mit einer Schaltmuffe (2) für eine Schaltgetriebe beschrieben. Die Schaltmuffe (2) kuppelt über eine erste Innenverzahnung (3) wahlweise einen ersten oder zweiten Kuppelzahnkranz (4, 5) eines ersten oder zweiten Gangzahnrads (7, 8) mit einer Außenverzahnung (9) eines Nabenkörpers (10). Die Schaltmuffe (2) weist eine zweite Innenverzahnung (11) auf, mit der die Schaltmuffe (2) mit dem zweiten Kuppelzahnkranz (5) des zweiten Gangzahnrades (8) und gleichzeitig über die erste Innenverzahnung (3) mit dem ersten Kuppelzahnkranz (4) des ersten Gangzahnrades (7) unter Freilauf des Nabenkörpers (10) in Eingriff bringbar ist.

Description

Es wird eine Kuppelvorrichtung mit einer Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe beschrieben.
Aus der Druckschrift US 4,809,832 ist ein Gangsynchronisationsmechanismus bekannt, der ein Gangzahnrad, das drehbar auf einer Welle angeordnet ist, aufweist. Dieser Mechanismus weist außerdem einen zylindrischen Nabenkörper auf, der auf der Welle drehfest angeordnet ist. Eine Schaltmuffe weist eine Gradverzahnung auf ihrer Innenseite auf, die in ständigem Eingriff mit einer äußeren Gradverzahnung des Nabenkörpers steht. Die Schaltmuffe ist axial auf dem Nabenkörper verschiebbar und kann über eine Synchronisationsvorrichtung mit einem Koppelzahnkranz des Gangzahnrades in Eingriff gebracht werden. Mit einer derartigen bekannten Koppelvorrichtung ist es möglich, ein erstes Gangzahnrad mit dem Nabenkörper zu kuppeln oder ein zweites Gangzahnrad mit der gleichen Schaltmuffe mit dem Nabenkörper und damit mit der Getriebewelle zu kuppeln.
Eine Aufgabe ist es, eine Kuppelvorrichtung mit einer Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe zu schaffen, welche weitere Übersetzungsvariationen zur Verfügung stellt.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Kuppelvorrichtung mit einer Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe geschaffen. Die Schaltmuffe kuppelt über eine erste Innenverzahnung wahlweise einen ersten oder zweiten Kuppelzahnkranz eines ersten oder zweiten Gangzahnrads mit einer Außenverzahnung eines Nabenkörpers. Die Schaltmuffe weist eine zweite Innenverzahnung auf, mit der die Schaltmuffe mit dem zweiten Kuppelzahnkranz des zweiten Gangzahnrades und gleichzeitig über die erste Innenverzahnung mit dem ersten Kuppelzahnkranz des ersten Gangzahnrades unter Freilauf des Nabenkörpers in Eingriff bringbar ist.
Diese Kuppelvorrichtung hat den Vorteil, dass sie weitere Übersetzungsvariationen zur Verfügung stellt, ohne dass die Anzahl der Gangzahnräder vergrößert werden muss. Lediglich die Schaltmuffe ist in ihrer axialen Ausdehnung um die Breite der Außenverzahnung des Nabenkörpers axial verlängert, um die Möglichkeit zu schaffen, dass der Nabenkörper frei läuft, während die Kupplungszahnkränze der beiden Gangzahnräder mit der Schaltmuffe in Eingriff stehen. Eine solche Kombination aus Schaltmuffe und Gangzahnrädern setzt voraus, dass die Gangzahnräder nicht mit drehfest angeordneten Zahnrädern wie beispielsweise herkömmliche Antriebszahnräder einer Antriebswelle kämmen. Vielmehr kann die neue Kupplungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe, in dem der überwiegende Teil der miteinander kämmenden Zahnräder mit dieser neuen Kupplungsvorrichtung zusammenwirken, in vorteilhafter Weise eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann diese neue Kupplungsvorrichtung in Automatikgetrieben eingesetzt werden, die über drei oder mehr Getriebewellen verfügen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das erste Gangzahnrad den ersten Kuppelzahnkranz auf und ist drehbar auf einer Getriebewelle gelagert. Entsprechend ist das zweite Gangzahnrad mit dem zweiten Kuppelzahnkranz ausgestattet und ist ebenfalls auf der Getriebewelle drehbar gelagert. Der Nabenköper hingegen ist drehfest und achsfest auf der Getriebewelle fixiert und weist eine gerade Außenverzahnung auf. Die Schaltmuffe ist mit ihrer ersten Innenverzahnung und ihrer von der ersten Innenverzahnung beabstandeten zweiten Innenverzahnung in vier axialen Positionen zwischen den ersten und zweiten Kuppelzahnkränzen achsverschieblich positionierbar.
Dabei steht in einer ersten neutralen axialen Position der Schaltmuffe die erste Innenverzahnung mit der Außenverzahnung des Nabenkörpers unter Freilauf der beiden Gangzahnräder in Eingriff. In einer zweiten axialen Position der Schaltmuffe steht die erste Innenverzahnung mit der Außenverzahnung des Nabenkörpers und mit dem ersten Kuppelzahnkranz unter Freilauf des zweiten Gangzahnrades in Eingriff. In einer dritten axialen Position der Schaltmuffe steht die erste Innenverzahnung mit der Außenverzahnung des Nabenkörpers und dem zweiten Kuppelzahnkranz unter Freilauf des ersten Gangzahnrades in Eingriff. Schließlich steht in einer vierten axialen Position der Schaltmuffe die erste Innenverzahnung mit dem Kuppelzahnkranz des ersten Gangzahnrades und die zweite Innenverzahnung mit dem zweiten Kuppelzahnkranz des zweiten Gangzahnrades unter Freilauf des Nabenkörpers in Eingriff. Mit diesen vier axialen Positionen der Schaltmuffe mit zwei voneinander beabstandeten Innenverzahnungen wird nun die Möglichkeit der kombinierbaren Übersetzungsverhältnisse in einem Schaltgetriebe, insbesondere in einem automatischen Schaltgetriebe grundlegend erweitert.
Dabei ist die Breite der Innenverzahnungen der Schaltmuffe der Außenverzahnung des Nabenkörpers sowie der Beabstandung zwischen den beiden Innenverzahnungen der Schaltmuffe so aufeinander abzustimmen, dass diese vier Schaltpositionen der Schaltmuffe realisiert werden können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist deshalb ein Abstand in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Innenverzahnung der Schaltmuffe größer als die Breite der Außenverzahnung des Nabenkörpers. Damit wird gewährleistet, dass der Nabenkörper im Bereich zwischen den beiden Innenverzahnungen der Schaltmuffe frei laufen kann.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Breite der ersten Innenverzahnung in axialer Richtung größer oder gleich der Breite der Außenverzahnung des Nabenkörpers ist, wobei die Breite der ersten Innenverzahnung der Schaltmuffe sicherstellen muss, dass in der zweiten axialen Position die erste Innenverzahnung mit der Außenverzahnung des Nabenkörpers und mit dem Kuppelzahnkranz des ersten Gangzahnrades in Eingriff steht.
Ferner entspricht in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Breite der zweiten Innenverzahnung in axialer Richtung mindestens der Breite des zweiten Kuppelzahnkranzes.
Die Breite der Schaltmuffe in axialer Richtung entspricht in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mindestens der Summe aus doppelter Breite der Außenverzahnung des Nabenkörpers und der doppelten Breite des zweiten Kuppelzahnkranzes. Eine derartige Schaltmuffe weist demnach eine deutlich vergrößerte Länge gegenüber herkömmlichen Schaltmuffen auf.
Die Kuppelvorrichtung kann zudem Synchronisationsvorrichtungen mit jeweils mindestens einem Synchronring aufweisen, wobei der Synchronring eine konische Kuppelfläche und einen Außenzahnkranz aufweist. Die Synchronisationsvorrichtungen sind einseitig zum ersten Kuppelzahnkranz und beidseitig zum zweiten Kuppelzahnkranz angeordnet.
Um eine Synchronisierung in den drei Schaltpositionen der Schaltmuffe sicherzustellen, weist die Kuppelvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform mindestens drei Synchronisationsvorrichtungen mit jeweils mindestens einem Synchronring auf, der eine konische Kuppelfläche und einen Außenzahnkranz, auch Sperrzahnkranz genannt, aufweist. Dabei ist ein erster derartiger Synchronring einseitig zum ersten Kuppelzahnkranz ausgerichtet, während zwei weitere Synchronringe beiderseits des zweiten Kuppelzahnkranzes angeordnet sind. Beidseitig oder beiderseits heißt in diesem Zusammenhang, dass ein Synchronring links von dem zweiten Kuppelzahnkranz angeordnet ist und ein weiterer Synchronring rechts von dem zweiten Kuppelzahnkranz positioniert ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgetriebe, das eine Kuppelvorrichtung gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen aufweist, wobei die Schaltmuffe wahlweise in vier axialen Positionen mit einer Außenverzahnung eines Nabenkörpers und/oder mit Kuppelzahnkränzen von Gangzahnrädern in Eingriff bringbar ist.
Darüber hinaus bezieht sich eine weitere Ausführungsform der Erfindung auf ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Schaltgetriebe, wobei vorzugsweise ein derartiges Schaltgetriebe automatisch in Abhängigkeit von einer Antriebsmomentbelastung betätigt wird.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Kuppelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Schaltmuffe in einer ersten neutralen axialen Position;
2 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 1 mit der Schaltmuffe in einer zweiten axialen Position;
3 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 1 mit der Schaltmuffe in einer dritten axialen Position;
4 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 1 mit einer Schaltmuffe in einer vierten axialen Position;
5 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 1 mit der Schaltmuffe in der neutralen ersten axialen Position und mit drei Synchronisationsvorrichtungen;
6 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in einer axialen Übergangsposition zu der zweiten axialen Position;
7 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in der zweiten axialen Position;
8 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in einer Übergangsposition zu der dritten axialen Position;
9 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in der dritten axialen Position;
10 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in einer Übergangsposition zu der vierten axialen Position;
11 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung gemäß 5 mit der Schaltmuffe in der vierten axialen Position.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Kuppelvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Schaltmuffe 2 in einer ersten neutralen axialen Position A zwischen einem ersten Gangzahnrad 7 und einem zweiten Gangzahnrad 8, die drehbar auf einer Getriebewelle 12 angeordnet sind. Zwischen den Gangzahnrädern 7 und 8 ist drehfest auf der Getriebewelle 12 ein Nabenkörper 10 mit einer Außenverzahnung 9 einer Breite b_n angeordnet.
Die Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10, der mit der Getriebewelle 12 drehfest verbunden ist, steht in dieser ersten neutralen Position A der Schaltmuffe 2 in Eingriff mit einer ersten Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2. Die erste Innenverzahnung 3 weist eine Breite b_i auf, die der Breite der Außenverzahnung b_n entspricht. Außerdem weist die Schaltmuffe 2 eine zweite Innenverzahnung 11 einer Breite b_ii auf, die in einem Abstand a von der ersten Innenverzahnung 3 entfernt angeordnet ist. In dieser ersten axialen neutralen Position A der Schaltmuffe 2 kämmt die erste Innenverzahnung 3 mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10.
Das erste Gangzahnrad 7 weist einen Kuppelzahnkranz 4 auf, der in dieser Position A der Schaltmuffe 2 nicht mit einer der Innenverzahnungen der Schaltmuffe 2 in Eingriff steht, so dass das erste Gangzahnrad 7 frei laufend auf der Getriebewelle 12 angeordnet ist. Das Gleiche gilt für das zweite Gangzahnrad 8, dessen Kuppelzahnkranz 5 mit der Breite b_k ebenfalls nicht mit einer der Innenverzahnungen 3 oder 11 der Schaltmuffe 2 in dieser neutralen axialen Position A in Verbindung steht. Somit ist auch das zweite Gangzahnrad 8 frei laufend auf der Getriebewelle 12 angeordnet.
Der Abstand a zwischen den beiden Innenverzahnungen 3 und 11 der Schaltmuffe 2 ist derart bemessen, dass die beiden Innenverzahnungen 3 und 11 der Schaltmuffe 2 mit den beiden Kuppelzahnkränzen 4 und 5 der Gangzahnräder 7 und 8 kämmen können, ohne dass die Innenverzahnung der Schaltmuffe mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 in Eingriff steht, so dass in einer vierten Position D der Schaltmuffe 2, wie es in 4 gezeigt wird, der Nabenkörper 10 frei laufen kann. Daraus ergibt sich, dass die Breite b_s der Schaltmuffe 2 in axialer Richtung größer sein muss als die doppelte Breite der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 und zusätzlich einer doppelten Breite b_ii der zweiten Innenverzahnung 11. Dabei entspricht die Breite b_ii mindestens der Breite b_k des zweiten Kupplungszahnkranzes des zweiten Gangzahnrades 8.
2 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 1 mit der Schaltmuffe 2 in einer zweiten axialen Position B. In dieser zweiten axialen Position B kämmt die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 und gleichzeitig mit dem ersten Kuppelzahnkranz 4 des ersten Gangzahnrades 7, so dass nun das Gangzahnrad 7 über den Kuppelzahnkranz 4, die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 und über die Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 drehfest mit der Getriebewelle 12 verbunden ist. In dieser zweiten axialen Position B der Schaltmuffe 3 befindet sich somit das zweite Gangzahnrad 8 im Freilauf.
3 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 1 mit der Schaltmuffe 2 in einer dritten axialen Position C. In dieser axialen Position C kämmt die Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 sowohl mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 als auch mit dem zweiten Kupplungszahnkranz 5 des zweiten Gangzahnrades 8, so dass in dieser dritten axialen Position C der Schaltmuffe 2 das erste Gangzahnrad 7 frei läuft, während das zweite Gangzahnrad 8 nun über den zweiten Kuppelzahnkranz 5, die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 und die Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 mit der Getriebewelle 12 drehfest verbunden ist.
4 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 1 mit einer Schaltmuffe 2 in einer vierten axialen Position D, bei der nun die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 mit dem ersten Kuppelzahnkranz 4 des ersten Gangzahnrades 7 kämmt und gleichzeitig eine zweite Innenverzahnung 11 der Schaltmuffe 2 mit dem zweiten Kuppelzahnkranz 5 des zweiten Gangzahnrades 8 in Eingriff steht. Während der Nabenkörper 10 mit der Außenverzahnung 9 frei läuft, sind beide Gangzahnräder 7 und 8 gekuppelt und stehen nicht mit der Getriebewelle 12 in Verbindung. In dieser Konfiguration können die Gangzahnräder 7 und 8 mit weiteren Zahnrädern in Eingriff stehen, die in ähnlicher Weise mit einer Getriebewelle, sei es mit einer Antriebswelle oder mit einer Abtriebswelle kuppelbar sind.
Die nachfolgenden 5 bis 11 zeigen darüber hinaus das Zusammenwirken der Schaltmuffe 2 mit drei Synchronisationsvorrichtungen, um einen synchronisierten Übergang zwischen den einzelnen axialen Positionen, wie sie in den 1 bis 4 dargestellt sind, zu ermöglichen.
5 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 1 mit der Schaltmuffe 2 in der neutralen ersten axialen Position A und mit drei Synchronisationsvorrichtungen 13, 13' und 13'', um ein synchrones Schalten der Schaltmuffe 2 in die weiteren drei axialen Positionen B, C und D zu ermöglichen. Dazu ist eine erste Synchronisationsvorrichtung 13 zu dem ersten Gangzahnrad 7 für einen synchronisierten Übergang der Schaltmuffe 2 in die zweite axiale Position B vorgesehen.
Ferner ist eine zweite Synchronisationsvorrichtung 13' auf einer Seite des Kupplungszahnkranzes 5 des Gangzahnrades 8 vorgesehen, um einen synchronisierten Übergang der Schaltmuffe 2 in die dritte axiale Position C zu ermöglichen. Schließlich ist auf einer gegenüber liegenden Seite zu der zweiten Synchronisationsvorrichtung 13' an dem Kupplungszahnkranz 5 eine dritte Synchronisationsvorrichtung 13'' vorgesehen, die einen synchronen Übergang der Schaltmuffe 2 in die vierte axiale Position in Zusammenwirken mit einer dritten Synchronisationsvorrichtung 13'' zu ermöglichen.
In dieser in 5 gezeigten neutralen axialen Position A der Schaltmuffe 2 ist keine der Synchronisationsvorrichtungen 13, 13' oder 13'' in Aktion, so dass die Synchronringe 14 mit ihren konischen Kuppelflächen 15, 15' und 15'' und ihren Außenzahnkränzen 16, 16' und 16'' frei laufen.
6 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in einer axialen Übergangsposition B' zu der zweiten axialen Position B. Dazu ist die Schaltmuffe 2 in Pfeilrichtung X zu dem Synchronring 14 hin Verschoben, der mit dem Kuppelkonus 15 in Reibschluss mit der Nabe des Gangzahnrades 7 steht, so dass bei Gleichlauf zwischen Gangzahnrad 7 und Schaltmuffe 2 die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 mit dem Kuppelzahnkranz 4 des ersten Gangzahnrades 7 unter Überwinden des Sperrzahnkranzes 16 des Synchronringes 14 in Eingriff gebracht werden kann, wie es die nächste 7 zeigt.
7 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in der zweiten axialen Position B, wobei die Schaltmuffe 2 mit ihrer ersten Innenverzahnung 3 mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 und gleichzeitig mit dem ersten Kuppelzahnkranz 4 des ersten Gangzahnrades 7 in eingriff steht, während das zweite Gangzahnrad 8 frei laufen kann.
8 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in einer axialen Übergangsposition C' zu der dritten axialen Position, wobei die Schaltmuffe 3 in Pfeilrichtung Y axial verschoben wird. Dabei bildet sich ein Reibschluss des Kupplungskonus 15' des zweiten Synchronringes 14' aus, mit dem das zweite Gangzahnrad 8 beschleunigt wird, so dass bei Gleichlauf des Gangzahnrades 8 und der Schaltmuffe 2 die erste Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 über den Außen- oder Sperrzahnkranz 16' des zweiten Synchronringes 14' axial zum Eintritt in den Kupplungszahnkranz 5 des zweiten Gangzahnrades 8, wie es 9 zeigt, gebracht werden kann.
9 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in der dritten axialen Position C. In dieser Position C kämmt die Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 mit der Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 und gleichzeitig mit dem Kuppelzahnkranz 5 des zweiten Gangzahnrades 8, so dass diese über die Schaltmuffe 2 und den Nabenkörper 10 mit der Getriebeachse 12 drehfest verbunden ist, während das erste Gangzahnrad 7 frei läuft.
10 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in einer Übergangsposition D' zu der vierten axialen Position D. Die Schaltmuffe 2 ist dazu in axialer Richtung in Richtung X verschoben und die zweite Innenverzahnung 11 der Schaltmuffe 2 ist über den Synchronring 14'' mit seiner konischen Kuppelfläche in Reibschluss mit der Nabe des zweiten Gangzahnrades 8, so dass das zweite Gangzahnrad 8 in Gleichlauf mit dem ersten Gangzahnrad 7 gebracht wird, das bereits mit der ersten Innenverzahnung 3 der Schaltmuffe 2 über den ersten Kuppelzahnkranz 4 des ersten Gangzahnrades 7 in Eingriff steht. Sobald der Gleichlauf zwischen den beiden Gangzahnrädern 7 und 8 erreicht ist, kann eine Indizierung des Außenzahnkranzes 16'' der Synchronisationsvorrichtung 13'' mit dem Kupplungszahnkranz 5 des zweiten Gangzahnrades 8 erfolgen und die Schaltmuffe 2 in ihre vierte axiale Position D, wie es 11 zeigt, gebracht werden.
11 zeigt eine Prinzipskizze der Kuppelvorrichtung 1 gemäß 5 mit der Schaltmuffe 2 in der vierten axialen Position D, in der nun die beiden Gangzahnräder 7 und 8 gekuppelt sind und auf der Getriebewelle 12 drehbar gelagert sind, während die Außenverzahnung 9 des Nabenkörpers 10 mit keiner der Innenverzahnungen 3 oder 11 der Schaltkupplung 2 in Eingriff steht, so dass der Nabenkörper 10 sich frei mit der Getriebewelle 12, unabhängig von den Gangzahnrädern 7 und 8 drehen kann.
Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kuppelvorrichtung
2: Schaltmuffe
3: 1. Innenverzahnung
4: 1. Kuppelzahnkranz
5: 2. Kuppelzahnkranz
7: 1. Gangzahnrad
8: 2. Gangzahnrad
9: Außenverzahnung
10: Nabenkörper
11: 2. Innenverzahnung
12: Getriebewelle
13: Synchronisationsvorrichtung
13': Synchronisationsvorrichtung
13'': Synchronisationsvorrichtung
14: Synchronring
14': Synchronring
14'': Synchronring
15: konische Kuppelfläche
15': konische Kuppelfläche
15'': konische Kuppelfläche
16: Außenzahnkranz
16': Außenzahnkranz
16'': Außenzahnkranz
a: Abstand
A: 1. axiale Position
B: 2. axiale Position
C: 3. axiale Position
D: 4. axiale Position
b_i: Breite der 1. Innenverzahnung
b_ii: Breite der 2. Innenverzahnung
b_k: Breite eines Kupplungszahnkranzes
b_n: Breite der Außenverzahnung des Nabenkörpers
b_s: Breite der Schaltmuffe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4809832 [0002]

Claims

Kuppelvorrichtung mit einer Schaltmuffe (20) für eine Schaltgetriebe, wobei die Schaltmuffe (2) über eine erste Innenverzahnung (3) wahlweise einen ersten oder zweiten Kuppelzahnkranz (4, 5) eines ersten oder zweiten Gangzahnrads (7, 8) mit einer Außenverzahnung (9) eines Nabenkörpers (10) kuppelt und wobei die Schaltmuffe (2) eine zweite Innenverzahnung (11) aufweist, mit der die Schaltmuffe (2) mit dem zweiten Kuppelzahnkranz (5) des zweiten Gangzahnrades (8) und gleichzeitig über die erste Innenverzahnung (3) mit dem ersten Kuppelzahnkranz (4) des ersten Gangzahnrades (7) unter Freilauf des Nabenkörpers (10) in Eingriff bring bar ist.
Kuppelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei – das erste Gangzahnrad (7) drehbar auf einer Getriebewelle (12) gelagert ist und den ersten Kuppelzahnkranz (4) aufweist, – das zweite Gangzahnrad (8) drehbar auf der Getriebewelle (12) gelagert ist und den zweiten Kuppelzahnkranz (5) aufweist, – der Nabenköper (10) drehfest und achsfest auf der Getriebewelle (12) fixiert ist und eine gerade Außenverzahnung (9) aufweist, und wobei die Schaltmuffe (2) die erste Innenverzahnung (3) und die von der ersten Innenverzahnung (3) beabstandete zweite Innenverzahnung (11) aufweist und in vier axialen Positionen (A, B, C, D) zwischen den ersten und zweiten Kuppelzahnkränzen (4, 5) achsverschieblich positionierbar ist.
Kuppelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in einer neutralen ersten axialen Position (A) der Schaltmuffe (2) die erste Innenverzahnung (3) mit der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) unter Freilauf der Gangzahnräder (7, 8) in Eingriff steht, und wobei in einer zweiten axialen Position (B) der Schaltmuffe (2) die erste Innenverzahnung (3) mit der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) und dem ersten Kuppelzahnkranz (4) unter Freilauf des zweiten Gangzahnrades (8) in Eingriff steht, und wobei in einer dritten axialen Position (C) der Schaltmuffe (2) die erste Innenverzahnung (3) mit der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) und dem zweiten Kuppelzahnkranz (5) unter Freilauf des ersten Gangzahnrades (7) in Eingriff steht, und wobei in einer vierten axialen Position (D) der Schaltmuffe (2) die erste Innenverzahnung (11) mit dem Kuppelzahnkranz (5) des ersten Gangzahnrades (7) und die zweite Innenverzahnung (11) mit dem zweiten Kuppelzahnkranz (5) des zweiten Gangzahnrades (8) unter Freilauf des Nabenkörpers (10) in Eingriff steht.
Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand (a) in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Innenverzahnung (3, 11) der Schaltmuffe (2) größer als die Breite (b_n) der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) ist.
Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite (b_i) der ersten Innenverzahnung (3) in axialer Richtung größer oder gleich der Breite (b_n) der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) ist.
Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite (b_ii) der zweiten Innenverzahnung (11) in axialer Richtung mindestens der Breite (b_k) des zweiten Kuppelzahnkranzes (5) entspricht.
Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltmuffe (2) eine Breite (b_s) in axialer Richtung aufweist, die mindestens der Summe aus doppelter Breite (2b_n) der Außenverzahnung (9) des Nabenkörpers (10) und doppelter Breite (2b_ii) des zweiten Kuppelzahnkranzes (5) entspricht.
Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Synchronisationsvorrichtungen (13) mit jeweils mindestens einem Synchronring (14), der eine konische Kuppelfläche (15) und einen Außenzahnkranz (16) aufweist, einseitig zum ersten Kuppelzahnkranz (4) und beidseitig zum zweiten Kuppelzahnkranz (5) angeordnet sind.
Schaltgetriebe, aufweisend eine Kuppelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltmuffe (2) in vier axialen Positionen (A, B, C, D) wahlweise mit einer Außenverzahnung (9) eines Nabenkörpers (10) und/oder Kuppelzahnkränzen (4, 5) von Gangzahnrädern (7, 8) in Eingriff bringbar ist.
Kraftfahrzeug aufweisend ein Schaltgetriebe nach Anspruch 9.