DE102016210317A1

DE102016210317A1 - Claw shifting element

Info

Publication number: DE102016210317A1
Application number: DE102016210317.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Pantke; Lothar Kiltz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Es wird ein Klauenschaltelement zur Drehmomentübertragung mit einem ersten Klauenelement (1) und einem zweiten Klauenelement (3) vorgeschlagen, deren Verzahnungselemente im geschlossenen Zustand des Klauenschaltelementes formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei an korrespondierenden Kontaktflächen (10) zwischen dem ersten Klauenelement und dem zweiten Klauenelement eine magnetische Haltekraft (5) zum spielfreien Verbinden aufbringbar ist, und wobei zumindest ein ansteuerbarer Magnetaktuator (6) zum Arretieren und Freigeben der Klauenelemente (1, 3) vorgesehen ist.It is a claw switching element for torque transmission with a first jaw member (1) and a second jaw member (3) proposed, the toothed elements are positively connected to each other in the closed state of the jaw switching element, wherein at corresponding contact surfaces (10) between the first jaw member and the second jaw member a magnetic holding force (5) for play-free connection can be applied, and wherein at least one controllable Magnetaktuator (6) for locking and releasing the jaw members (1, 3) is provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klauenschaltelement zur Drehmomentübertragung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to a claw switching element for torque transmission according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2010 054 510 B4 ist eine Wellenkupplung zum drehstreifen Verbinden einer Geberwelle mit einer Motorwelle bekannt, wobei an den Enden der Motorwelle und der Geberwelle jeweils Kupplungsklauen und ein Zwischenelement vorgesehen sind. Im geschlossenen Zustand der Wellenkupplung greift die erste Kupplungsklaue in Quernuten an einer Stirnseite des Zwischenelementes und die zweite Kupplungsklaue in Quernuten an der anderen Stirnseite des Zwischenelementes ein. Um ein möglichst geringes Spiel in Drehrichtung zu erhalten, sind die Kupplungsklauen in Drehrichtung permanent magnetisch an den korrespondierenden Wänden der Quernuten des Zwischenelementes gehalten. Um die Kupplungsklauen wieder voneinander zu lösen, sind entsprechend hohe Betätigungskräfte in axialer Richtung erforderlich, um die Haltekraft der Permanentmagnete zu überwinden. Die Permanentmagnete sind in dem zusätzlichen Zwischenelement untergebracht, sodass ein weiteres Bauteil erforderlich ist. Das Zwischenelement ist zudem aus Kunststoff gefertigt, wodurch sich der weitere Nachteil ergibt, dass keine ausreichende mechanische Stabilität bzw. Festigkeit gewährleistet wird, so dass durch die aus Metall gefertigten Kupplungsklauen beim Öffnen und Schließen ein erheblicher Verschleiß an dem Zwischenelement auftritt.For example, from the document DE 10 2010 054 510 B4 is a shaft coupling to the rotating strip connecting a donor shaft with a motor shaft known, wherein at the ends of the motor shaft and the encoder shaft each coupling claws and an intermediate element are provided. When the shaft coupling is in the closed state, the first coupling claw engages in transverse grooves on one end side of the intermediate element and the second coupling claw engages in transverse grooves on the other end side of the intermediate element. In order to obtain the least possible play in the direction of rotation, the coupling claws in the direction of rotation are permanently magnetically held on the corresponding walls of the transverse grooves of the intermediate element. In order to release the coupling claws again from each other, correspondingly high actuating forces in the axial direction are required to overcome the holding force of the permanent magnets. The permanent magnets are housed in the additional intermediate element, so that a further component is required. The intermediate element is also made of plastic, which results in the further disadvantage that no sufficient mechanical stability or strength is ensured, so that a considerable wear occurs on the intermediate element by the coupling claws made of metal when opening and closing.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein spielfreies und leicht einzuspurendes Klauenschaltelement vorzuschlagen, welches konstruktiv einfach und verschleißsparend aufgebaut ist.The present invention is based on the object to propose a backlash-free and easily einzuspurendes claw switching element, which is constructed structurally simple and wear-saving.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.This object is achieved by the features of claim 1, wherein advantageous embodiments of the dependent claims and the description and the drawings.

Somit wird ein Klauenschaltelement bzw. ein formschlüssiges Schaltelement, wie zum Beispiel eine Klauenkupplung bzw. Wellenkupplung oder eine Klauenbremse bzw. Wellenbremse vorgeschlagen, die zur Drehmomentübertragung zumindest ein erstes Klauenelement und ein zweites Klauenelement umfasst, wobei Verzahnungselemente der Klauenelemente im geschlossenen Zustand des Klauenschaltelementes zum Beispiel durch eine axial gerichtete Bewegung der Klauenelemente formschlüssig miteinander verbunden werden können. An korrespondierenden Kontaktflächen zwischen den Verzahnungselementen des ersten Klauenelementes und des zweiten Klauenelementes ist eine magnetische Haltekraft zum spielfreien Verbinden in Umfangsrichtung bzw. in Drehrichtung aufbringbar.Thus, a claw switching element or a form-locking switching element, such as a dog clutch or shaft coupling or a claw brake or shaft brake is proposed, which comprises at least a first jaw member and a second jaw member for torque transmission, wherein gearing elements of the jaw members in the closed state of the jaw switching element, for example can be positively connected with each other by an axially directed movement of the jaw elements. At corresponding contact surfaces between the gear elements of the first jaw member and the second jaw member is a magnetic holding force for play-free connection in the circumferential direction or in the direction of rotation can be applied.

Um ein konstruktiv besonders einfach ausgeführtes und besonders verschleißarmes Klauenschaltelement zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein ansteuerbarer Magnetaktuator oder dergleichen zum Arretieren und Freigeben der Klauenelemente vorgesehen ist. Auf diese Weise wird durch den ansteuerbaren Magnetaktuator ein steuerbarer Magnetfluss bzw. eine steuerbare und damit veränderbare Magnetkraft erzeugt, sodass nicht nur die magnetische Arretierung, sondern auch die Freigabe der Klauenelemente zum Öffnen des Schaltelementes ohne zusätzliche Bauteile ermöglicht wird. Zudem wird durch entsprechende Ansteuerung des Magnetaktuators ein verschleißfreies Freigeben der Klauenelemente realisiert. Aufgrund der spielfreien Verbindung der Klauenschaltelemente können große Zahnabstände zwischen den Verzahnungselementen bzw. Klauen der Klauenelemente vorgesehen werden, sodass das Einspuren der Klauen vereinfacht und in einem wesentlich größeren Differenzdrehzahlbereich möglich ist. Dadurch, dass das magnetische Arretieren und Freigeben durch den Magnetaktuator ohne zusätzliche Bauteile realisiert wird, werden auch die Herstellungskosten verringert.To realize a structurally particularly simple and particularly low-wear jaw switching element, it can be provided that at least one controllable Magnetaktuator or the like is provided for locking and releasing the jaw members. In this way, a controllable magnetic flux or a controllable and thus variable magnetic force is generated by the controllable Magnetaktu, so that not only the magnetic locking, but also the release of the jaw members for opening the switching element is made possible without additional components. In addition, a wear-free release of the jaw elements is realized by appropriate control of the magnetic actuator. Due to the backlash-free connection of the claw switching elements, large tooth spacings between the toothed elements or claws of the claw elements can be provided so that the meshing of the claws is simplified and is possible in a much larger range of differential speeds. The fact that the magnetic locking and releasing is realized by the magnetic actuator without additional components, the manufacturing cost is reduced.

Die Verwendung des Magnetaktuators ist unabhängig von der Bauform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Klauenschaltelements. Beispielsweise kann das Klauenschaltelement als Verzahnungselemente Stirnklauen, Radialklauen oder dergleichen aufweisen.The use of the Magnetaktuators is independent of the design of the invention proposed claw switching element. For example, the claw switching element as toothed elements can have face claws, radial claws or the like.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Magnetaktuator zumindest eine elektrische Spule zum Erzeugen und Ansteuern zumindest eines Magnetfeldes zum Arretieren und Freigeben der Klauenelemente umfasst. Auf diese Weise wird durch das Einbringen eines magnetischen Flusses über die Verzahnungselemente bzw. Klauen der Klauenelemente im aktivierten Zustand des Magnetaktuators an den korrespondierenden Kontaktflächen bzw. Grenzflächen zwischen den Verzahnungselementen eine ausreichend hohe Haltekraft erzeugt, die die beiden Klauenelemente im geschlossenen Zustand des Klauenschaltelementes aneinander bzw. zueinander fixiert. Hierzu bildet der Magnetaktuator quasi einen Magnetkörper mit Spule, wodurch der entsprechende Magnetfluss einleitet wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass bei geringen Luftspalten sehr hohe Magnetkräfte bzw. Haltekräfte generiert werden, so dass das Spielfreihalten der Klauenelemente sehr energieeffizient ermöglicht wird.In the context of an advantageous development of the present invention, it is provided that the magnetic actuator comprises at least one electric coil for generating and controlling at least one magnetic field for locking and releasing the jaw elements. In this way, by introducing a magnetic flux via the toothed elements or claws of the jaw elements in the activated state of the magnetic actuator at the corresponding contact surfaces or interfaces between the toothed elements a sufficiently high holding force is generated, the two jaw elements in the closed state of the jaw switching element together or fixed to each other. For this purpose, the magnetic actuator quasi forms a magnetic body with a coil, whereby the corresponding magnetic flux is initiated. The advantage here is that at low air gaps very high magnetic forces and holding forces are generated, so that the play clear of the jaw elements is made very energy efficient.

Im Rahmen einer anderen Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Magnetaktuator zumindest einen Permanentmagneten aufweist, mit dem die Klauenelemente konstant arretierbar sind. Da zur Arretierung kein Magnetfeld über die Spule erzeugt wird, kann energieeffizient arretiert werden. Zum Freigeben wird dann durch die Spule eines entsprechendes Magnetfeld erzeugt, welches den Magnetfluss des Permanentmagneten schwächt bzw. aufhebt, sodass die Haltekraft ebenfalls geschwächt oder aufgehoben wird, um das Klauenschaltelement zu öffnen. Andererseits kann durch die Spule ein entsprechendes Magnetfeld erzeugt werden, welches den Magnetfluss des Permanentmagneten stärkt bzw. dazu gleichgerichtet ist, sodass die Haltekraft ebenfalls gestärkt wird, um das Klauenschaltelement zu schließen oder mit einer höheren Kraft zu arretieren.In another embodiment of the invention can be provided that the Magnet actuator at least one permanent magnet, with which the jaw elements are constantly locked. Since no magnetic field is generated across the coil for locking, energy-efficient locking can be achieved. To release is then generated by the coil of a corresponding magnetic field which weakens or reverses the magnetic flux of the permanent magnet, so that the holding force is also weakened or canceled to open the claw switching element. On the other hand, a corresponding magnetic field can be generated by the coil, which strengthens the magnetic flux of the permanent magnet or is rectified, so that the holding force is also strengthened to close the jaw switching element or to lock with a higher force.

Um die Sicherheit bei dem vorgeschlagenen Klauenschaltelement weiter zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass die Klauenelemente eine korrespondierende Hinterschneidung oder dergleichen zum Realisieren eines Formschlusses gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Klauenelemente bilden. Durch die Anbringung eines entsprechenden Hinterschnittes in der Klauenverzahnung wird selbst bei Ausfall der Aktuierung durch den Formschluss ein Öffnen des Klauenschaltelements verhindert.In order to further increase the safety in the proposed claw switching element, it can be provided that the claw elements form a corresponding undercut or the like for realizing a positive connection against unintentional release of the claw elements. By attaching a corresponding undercut in the dog teeth an opening of the dog switching element is prevented even in case of failure of the actuation by the positive connection.

Eine weitere Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass der Magnetaktuator nicht nur zum Arretieren und Lösen der Klauenelemente eingesetzt wird, sondern zusätzlich auch die Aktuierung des Klauenschaltelements übernimmt. Hierzu kann ein entsprechendes Magnetfeld durch den Magnetaktuator erzeugt werden, sodass die Klauenelemente axial zum Öffnen und Schließen des Klauenschaltelementes bewegbar sind. Somit wird der Magnetaktuator nicht nur zur Rastierung bzw. Arretierung und zum Freigeben in Drehrichtung bzw. in Umfangsrichtung verwendet, sondern auch zum axialen Bewegen zum Öffnen und Schließen des Klauenschaltelements.A further embodiment of the invention can provide that the magnetic actuator is not only used for locking and releasing the jaw elements, but also takes over the actuation of the jaw switching element. For this purpose, a corresponding magnetic field can be generated by the magnetic actuator, so that the claw elements are axially movable to open and close the claw switching element. Thus, the magnetic actuator is used not only for detenting and releasing in the rotational direction and circumferential direction, but also for axially moving to open and close the claw switching element.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass der Magnetaktuator durch Erfassen einer Induktivitätsänderung bei dem erzeugten Magnetfeld oder durch Auswerten einer elektrischen Stromaufnahme des Magnetaktuators, insbesondere einer Stromaufbaudynamik, bei der Erzeugung des Magnetfeldes eine sensorlose Positionserfassung bei den Klauenelementen ermöglicht. Dem liegt zu Grunde, dass die Induktivität und damit die elektrische Stromaufnahme des Magnetaktuators bei unterschiedlichen Positionen der Klauenelemente unterschiedlich sind, also eine positionsabhängige Stromaufbaudynamik bzw. positionsabhängige Induktivität vorliegt. Somit kann einfach aus der erfassten Induktivität oder der momentanen Stromaufnahme bzw. eines zeitlichen Verlaufs der Stromaufnahme die Positionen der Klauenelemente ermittelt werden. Das Verhältnis von Position und Induktivität bzw. Stromaufnahme kann dazu vorab ermittelt worden sein, beispielsweise durch Versuche oder Berechnungen. Dadurch ist es möglich, eine Ansteuerung des Klauenschaltelementes zur Geräusch- und Verschleißreduktion vorzusehen. Darüber hinaus ist eine positionsgeregelte Ansteuerung möglich.A next development of the invention may provide that the magnetic actuator, by detecting an inductance change in the generated magnetic field or by evaluating an electrical current consumption of the magnetic actuator, in particular a current build-up dynamics, in the generation of the magnetic field allows a sensorless position detection in the jaw elements. This is due to the fact that the inductance and thus the electrical current consumption of the magnetic actuator are different at different positions of the claw elements, that is, there is a position-dependent current build-up dynamics or position-dependent inductance. Thus, the positions of the jaw elements can be determined simply from the detected inductance or the instantaneous current consumption or a time profile of the current consumption. The ratio of position and inductance or current consumption may have been determined beforehand, for example by experiments or calculations. This makes it possible to provide a control of the claw switching element for noise and wear reduction. In addition, a position-controlled control is possible.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it:

1 eine dreidimensionale schematische Ansicht eines Klauenschaltelementes mit Stirnklauen im geöffneten Zustand; 1 a three-dimensional schematic view of a claw switching element with Stirnklauen in the open state;

2 eine schematische dreidimensionale Ansicht des Klauenschaltelements gemäß 2 im geschlossenen Zustand mit angedeutetem Magnetfluss; 2 a schematic three-dimensional view of the jaw switching element according to 2 in the closed state with indicated magnetic flux;

3 eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Klauenschaltelements im geschlossenen Zustand mit einem Magnetaktuator zum Einleiten des Magnetflusses; 3 a sectional view of the claw switching element according to the invention in the closed state with a magnetic actuator for introducing the magnetic flux;

4 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Klauenschaltelements mit Radialklauen im geschlossenen Zustand; 4 a schematic three-dimensional view of an alternative embodiment of the claw switching element according to the invention with radial claws in the closed state;

5 eine geschnittene Ansicht des Klauenschaltelements gemäß 4 mit angedeutetem Magnetfluss; und 5 a sectional view of the jaw switching element according to 4 with indicated magnetic flux; and

6 eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Klauenschaltelements mit einer alternativen Ausführung des Magnetaktuators. 6 a sectional view of the claw switching element according to the invention with an alternative embodiment of the Magnetaktuators.

In den 1 bis 6 sind verschiedene Ansichten verschiedener Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Klauenschaltelementes bzw. eines formschlüssigen Schaltelementes schematisch dargestellt. In den 1 bis 3 und 6 umfasst das Klauenschaltelement z. B. Stirnklauen, während die Darstellungen in den 4 und 5 sogenannte Radialklauen bei dem Klauenschaltelement beispielhaft darstellen.In the 1 to 6 Different views of different embodiments of a claw switching element according to the invention or a form-locking switching element are shown schematically. In the 1 to 3 and 6 includes the claw switching element z. B. Stirnklauen, while the representations in the 4 and 5 so-called radial claws in the claw switching element exemplify.

Unabhängig von den jeweiligen Ausführungen umfasst das Klauenschaltelement zur Drehmomentübertragung ein erstes Klauenelement 1 mit ersten Klauen 2 und ein zweites Klauenelement 3 mit zweiten Klauen 4, die entweder als Stirnklauen oder Radialklauen ausgeführt sind und im geschlossenen Zustand des Klauenschaltelementes formschlüssig als Verzahnungselemente miteinander verbunden sind. An korrespondierenden Kontaktflächen 10 zwischen den Klauen 2, 4 des ersten Klauenelements 1 und des zweiten Klauenelements 3 wird eine magnetische Haltekraft 5 zum spielfreien Verbinden aufgebracht. Auf diese Weise kann ein großes Zahnspiel zwischen den Klauen 2, 4 des ersten Klauenelements 1 und des zweiten Klauenelements 3 realisiert werden, wodurch die Einspurbewegung vereinfacht wird. Das vorhandene Spiel bzw. der Luftspalt zwischen den Klauen 2, 4 der Klauenelemente 1, 3 wird durch die magnetische Arretierung überbrückt, so dass in Drehrichtung Spielfreiheit bei dem erfindungsgemäßen Klauenschaltelement realisiert wird.Regardless of the particular embodiments, the claw switching element for torque transmission includes a first jaw member 1 with first claws 2 and a second jaw member 3 with second claws 4 , Which are designed either as Stirnklauen or radial claws and are positively connected together in the closed state of the claw switching element as a toothing elements. At corresponding contact surfaces 10 between the claws 2 . 4 of the first jaw member 1 and the second jaw member 3 becomes a magnetic holding force 5 applied for play-free connection. In this way, a big backlash between the claws 2 . 4 of the first jaw member 1 and the second jaw member 3 be realized, whereby the meshing movement is simplified. The existing game or the air gap between the claws 2 . 4 the claw elements 1 . 3 is bridged by the magnetic locking, so that in the direction of rotation backlash is realized in the claw switching element according to the invention.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum Arretieren und Freigeben der Klauenelemente 1, 3 zumindest ein ansteuerbarer Magnetaktuator bzw. magnetischer Körper 6 vorgesehen ist. Durch die Ansteuerbarkeit des Magnetflusses bzw. der Magnetkraft des Magnetaktuators 6 wird nicht nur allein die Arretierung realisiert, sondern auch durch das entsprechende Ansteuern eine Freigabe der Klauenelemente 1, 3 realisiert.According to the invention it is provided that for locking and releasing the jaw members 1 . 3 at least one controllable Magnetaktuator or magnetic body 6 is provided. By the controllability of the magnetic flux or the magnetic force of the magnetic actuator 6 not only the locking is realized alone, but also by the appropriate driving a release of the jaw elements 1 . 3 realized.

Wie beispielsweise exemplarisch in den 3 und 5 gezeigt, umfasst der Magnetaktuator 6 eine elektrische Spule 7 zum Erzeugen und Ansteuern eines Magnetfeldes zum Einbringen eines Magnetflusses 8, welcher lediglich schematisch angedeutet ist. Mit dem Magnetfeld und dem dadurch erzeugten Magnetfluss 8 können die Klauenelemente 1, 3 arretiert oder freigegeben werden. Das erzeugte Magnetfeld des Magnetaktuators 6 realisiert den auch in den 2 und 4 angedeuteten magnetischen Fluss 8 durch die vorzugsweise aus ferromagnetischen Material, wie z. B. Eisen oder dergleichen, gefertigten Klauenelemente 1, 3 zum Erzeugen der magnetischen Haltekraft 5 an den korrespondierenden Kontaktflächen 10 zwischen den Klauen 2, 4 der Klauenelemente 1, 3.As exemplified in the 3 and 5 shown, includes the Magnetaktuator 6 an electric coil 7 for generating and driving a magnetic field for introducing a magnetic flux 8th , which is indicated only schematically. With the magnetic field and the magnetic flux generated thereby 8th can the claw elements 1 . 3 locked or released. The generated magnetic field of the magnetic actuator 6 Realizes that in the 2 and 4 indicated magnetic flux 8th preferably made of ferromagnetic material, such as. As iron or the like, manufactured claw elements 1 . 3 for generating the magnetic holding force 5 at the corresponding contact surfaces 10 between the claws 2 . 4 the claw elements 1 . 3 ,

In 6 ist exemplarisch an dem Klauenschaltelement eine alternative Anordnung dargestellt, bei der der Magnetaktuator 6 zumindest einen Permanentmagneten 9 aufweist, mit dem die Klauenelemente 1, 3 spielfrei arretierbar sind. Zum Freigeben der Klauenelemente 1, 3 wird das Magnetfeld des Permanentmagneten 9 durch das von der Spule 4 erzeugte Magnetfeld zumindest abgeschwächt. Dadurch kann besonders energieeffizient eine Arretierung und Freigabe der Klauenelemente 1, 3 realisiert werden.In 6 an alternative arrangement is exemplified on the claw switching element, wherein the magnetic actuator 6 at least one permanent magnet 9 having, with the claw elements 1 . 3 can be locked without play. To release the claw elements 1 . 3 becomes the magnetic field of the permanent magnet 9 through the coil 4 at least attenuated magnetic field generated. This can be a particularly energy efficient locking and releasing the jaw elements 1 . 3 will be realized.

Unabhängig von den verschiedenen Ausführungen kann vorgesehen sein, dass der Magnetaktuator 6 koaxial zu den drehenden Klauenelementen 1, 3 bzw. zu deren Wellen oder Achsen angeordnet ist und diese radial außen umschließt. Bevorzugt ist der Magnetaktuator 6 quasi gehäusefest angeordnet und nicht mit den drehenden Klauenelementen 1, 3 verbunden. Dies ist in den 1 bis 6 exemplarisch dargestellt, da dies eine besonders kostengünstige Ausführung ist, da der Magnetaktuator 6 nicht mit den drehenden Teilen in Kontakt kommt.Regardless of the various embodiments may be provided that the magnetic actuator 6 coaxial with the rotating jaw members 1 . 3 or to whose shafts or axes is arranged and this encloses radially on the outside. The magnetic actuator is preferred 6 quasi fixed to the housing and not with the rotating jaw elements 1 . 3 connected. This is in the 1 to 6 illustrated as an example, since this is a particularly cost-effective design, since the Magnetaktuator 6 does not come in contact with the rotating parts.

Jedoch ist es auch möglich, dass der Magnetaktuator 6 mit den Klauenelementen 1, 3 verbunden wird, wobei die Energiezufuhr über Schleifkontakte oder induktiv übertragen werden kann. In diesem Fall ist der Magnetaktuator 6 in zumindest eines der Klauenelemente 1, 3 integriert.However, it is also possible that the magnetic actuator 6 with the claw elements 1 . 3 is connected, the power supply via sliding contacts or can be transmitted inductively. In this case, the magnetic actuator 6 in at least one of the claw elements 1 . 3 integrated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: erstes Klauenelementfirst claw element
22: erste Klauenfirst claws
33: zweites Klauenelementsecond claw element
44: zweite Klauensecond claws
55: magnetische Haltekraftmagnetic holding force
66: Magnetaktuator bzw. magnetischer KörperMagnetic actuator or magnetic body
77: elektrische Spuleelectric coil
88th: magnetischen Fluss bzw. Magnetflussmagnetic flux or magnetic flux
99: Permanentmagnetpermanent magnet
1010: Kontaktflächecontact area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010054510 B4 [0002] DE 102010054510 B4 [0002]

Claims

Klauenschaltelement zur Drehmomentübertragung mit einem ersten Klauenelement (1) und einem zweiten Klauenelement (3), deren Verzahnungselemente im geschlossenen Zustand des Klauenschaltelementes formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei an korrespondierenden Kontaktflächen (10) zwischen dem ersten Klauenelement und dem zweiten Klauenelement eine magnetische Haltekraft (5) zum spielfreien Verbinden aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein ansteuerbarer Magnetaktuator (6) zum Arretieren und Freigeben der Klauenelemente (1, 3) vorgesehen ist.Claw switching element for transmitting torque with a first jaw element ( 1 ) and a second claw member ( 3 ), whose toothed elements are positively connected to each other in the closed state of the claw switching element, wherein at corresponding contact surfaces ( 10 ) between the first jaw member and the second jaw member a magnetic holding force ( 5 ) for play-free connection can be applied, characterized in that at least one controllable Magnetaktuator ( 6 ) for locking and releasing the claw elements ( 1 . 3 ) is provided.

Klauenschaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) zumindest eine elektrische Spule (7) zum Erzeugen und Ansteuern zumindest eines Magnetfeldes zum Arretieren und zum Freigeben der Klauenelemente (1, 3) umfasst.Claw switching element according to claim 1, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) at least one electrical coil ( 7 ) for generating and actuating at least one magnetic field for locking and releasing the jaw elements ( 1 . 3 ).

Klauenschaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Magnetfeld des Magnetaktuators (6) einen Magnetfluss (8) durch die ferromagnetischen Klauenelemente (1, 3) zum Erzeugen der magnetischen Haltekraft (5) an den korrespondierenden Kontaktflächen (10) zwischen den Klauenelemente (1, 3) realisiert.Claw switching element according to claim 1 or 2, characterized in that the generated magnetic field of the magnetic actuator ( 6 ) a magnetic flux ( 8th ) through the ferromagnetic claw elements ( 1 . 3 ) for generating the magnetic holding force ( 5 ) at the corresponding contact surfaces ( 10 ) between the claw elements ( 1 . 3 ) realized.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) zumindest einen Permanentmagneten (9) aufweist, mit dem die Klauenelemente (1, 3) spielfrei arretierbar sind und wobei zum Freigeben der Klauenelemente (1, 3) das Magnetfeld des Permanentmagneten (9) durch das von der Spule (7) ansteuerbare Magnetfeld zumindest abschwächbar ist.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) at least one permanent magnet ( 9 ), with which the claw elements ( 1 . 3 ) can be locked without play and wherein to release the claw elements ( 1 . 3 ) the magnetic field of the permanent magnet ( 9 ) by that of the coil ( 7 ) controllable magnetic field is at least weakenable.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) koaxial zu den drehenden Klauenelementen (1, 3) angeordnet ist und diese radial außen umschließt.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) coaxial with the rotating jaw elements ( 1 . 3 ) is arranged and this encloses radially on the outside.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) gehäusefest angeordnet ist.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) is arranged fixed to the housing.

Klauenschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) mit einem der Klauenelemente (1, 3) verbunden ist.Claw switching element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) with one of the claw elements ( 1 . 3 ) connected is.

Klauenschaltelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) in zumindest eines der Klauenelemente (1, 3) integriert ist.Claw switching element according to claim 7, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) in at least one of the claw elements ( 1 . 3 ) is integrated.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenelemente (1, 3) eine korrespondierende Hinterschneidung zum Realisieren eines Formschlusses gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Klauenelemente (1, 3) aufweist.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the claw elements ( 1 . 3 ) a corresponding undercut for realizing a positive connection against unintentional release of the jaw elements ( 1 . 3 ) having.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein erzeugtes Magnetfeld des Magnetaktuators (6) die Klauenelemente (1, 3) axial zum Öffnen und Schließen des Klauenschaltelementes bewegbar sind.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that by a generated magnetic field of the magnetic actuator ( 6 ) the claw elements ( 1 . 3 ) are axially movable to open and close the claw switching element.

Klauenschaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktuator (6) durch Erfassen einer Induktivitätsänderung oder durch Auswerten einer elektrischen Stromaufnahme des Magnetaktuators (6) eine sensorlose Positionserfassung der Klauenelemente (1, 3) realisiert.Claw switching element according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic actuator ( 6 ) by detecting an inductance change or by evaluating an electrical current consumption of the magnetic actuator ( 6 ) a sensorless position detection of the claw elements ( 1 . 3 ) realized.