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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Eingangselement, insbesondere eine Eingangswelle, ein Ausgangselement, insbesondere eine Abtriebswelle, und eine mit dem Eingangselement gekoppelte, ein Kopplungselement, insbesondere eine Schiebemuffe, aufweisende Kopplungseinrichtung, die zur lösbaren Kopplung des Eingangselements mit dem Ausgangselement ausgebildet ist.
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Schaltvorrichtungen für Getriebevorrichtung von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise werden zur Kopplung von Eingangselement und Ausgangselement entsprechende Kopplungselemente eingesetzt, beispielsweise Klauenelemente, die die beiden miteinander zu koppelnden Elemente formschlüssig koppeln, sodass beispielsweise ein Drehmoment von dem Eingangselement auf das Ausgangselement übertragen werden kann oder umgekehrt. Dazu ist ferner bekannt, dass vergleichsweise aufwändige Aktuatoren vorgesehen sein müssen, die die entsprechenden, für das Herstellen bzw. Lösen der Kopplung erforderlichen Schaltkräfte bzw. Schaltdrücke erzeugen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schaltvorrichtung anzugeben, die insbesondere eine weniger aufwändige Betätigung des Kopplungselements ermöglicht.
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Die Erfindung wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Schaltvorrichtung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Schaltvorrichtung umfasst ein Eingangselement und ein Ausgangselement, die über ein Kopplungselement miteinander zu koppeln sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kopplungseinrichtung wenigstens eine Bremseinrichtung aufweist, die mit dem Kopplungselement über wenigstens ein Verstellelement gekoppelt bzw. koppelbar ist. Die Bremseinrichtung ist dazu ausgebildet, durch Erzeugen einer Bremskraft auf das wenigstens eine Verstellelement das Kopplungselement zur Veränderung eines Kopplungszustands der Schaltvorrichtung zu bewegen.
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Mit anderen Worten ist somit vorgesehen, dass anstatt der im Stand der Technik üblichen Aktoren, die Kopplungselemente durch direkte Verlagerung der Kopplungselement bewegen und somit den Kopplungszustand der Schaltvorrichtung verändern, also unmittelbar mit den Kopplungselementen interagieren, eine Bremseinrichtung bereitzustellen, die eine Bremskraft auf ein Verstellelement erzeugt, das letztlich das Kopplungselement zur Veränderung des Kopplungszustands der Schaltvorrichtung bewegt. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, die Bremseinrichtung deutlich weniger aufwendig auszulegen, da diese letztlich keine direkte Bewegung des Kopplungselements, also beispielsweise kein Ineingriffbringen von Klauenelementen, bewirken muss, sondern lediglich eine definierte Bremskraft auf das Verstellelement bewirkt. Durch das Aufbringen der Bremskraft auf das Verstellelement ergibt sich mechanisch nachfolgend aus der Bewegung des Kopplungselements die Veränderung des Kopplungszustands der Schaltvorrichtung. Demnach ist vorgesehen, die vorliegende Bewegung des Eingangselements bzw. des Kopplungselements auszunutzen, um den Kopplungszustands der Schaltvorrichtung zu verändern, anstatt einen Aktor vorzusehen, der das Kopplungselement selbst aktiv zwischen einer gekoppelten und einer entkoppelten Stellung bewegt.
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Als Eingangselement und Ausgangselement können jedwede Elemente der Schaltvorrichtung verstanden werden, die wahlweise und/oder bedarfsweise miteinander gekoppelt bzw. voneinander entkoppelt werden sollen. Üblicherweise wird als Eingangselement eine Eingangswelle und als Ausgangselement eine Ausgangswelle bzw. eine Abtriebswelle verstanden. Das Eingangselement und das Ausgangselement können wiederum mit verschiedenen Aggregaten bzw. Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, beispielsweise kann das Eingangselement mit einer elektrischen Maschine verbunden sein.
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Die Bremseinrichtung kann ebenfalls beliebig ausgeführt sein, solang diese dazu eingerichtet ist, eine Bremskraft auf das Verstellelement, beispielsweise ein Verstellring, zu bewirken. Für das Bewirken der Bremskraft kann sonach jedwede elektromechanische, elektrohydraulische, elektropneumatische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Einrichtung verwendet werden. Selbstverständlich sind beliebige Kombinationen von entsprechenden Aktoren ebenfalls möglich. Wie nachfolgend noch erläutert wird, ist es bei einer derartigen Betätigung ausreichend, mittels der Bremseinrichtung eine im Vergleich zu üblichen Aktoren geringere Betätigungskraft bereitzustellen, da diese lediglich ein Bremsen des Verstellelements bewirkt und das Kopplungselement nicht durch die Betätigungskraft aktiv bewegt werden muss.
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Nach einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Bremseinrichtung dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Verstellelement durch Erzeugen eines Drehzahlunterschieds zwischen dem Verstellelement und dem Kopplungselement gegenüber dem Kopplungselement zu verdrehen. Grundsätzlich kann gemäß dieser Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Eingangselement und das Ausgangselement koaxial zueinander vorliegen, wobei das Kopplungselement, beispielsweise eine Schiebemuffe, ebenfalls koaxial zu Eingangselement und Ausgangselement angeordnet ist. Beispielsweise stellen Eingangselement und Ausgangselement eine in Axialrichtung benachbarte Außenverzahnung bereit, die mit einem in Axialrichtung bewegbaren Kopplungselement in Eingriff steht bzw. gebracht werden kann. Das Kopplungselement ist dabei in Axialrichtung in wenigstens zwei Stellungen bewegbar, wobei in einer gekoppelten Stellung das Kopplungselement das Eingangselement mit dem Ausgangselement koppelt und in einer entkoppelten Stellung das Kopplungselement lediglich auf dem entsprechenden Verzahnungsabschnitt des Eingangselements bzw. des Ausgangselements angeordnet ist und somit eine Relativbewegung zwischen Eingangselement und Ausgangselement, also eine entkoppelte Stellung, vorliegt.
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Durch das Bewirken der Bremskraft mittels der Bremseinrichtung auf das Verstellelement wird das Verstellelement gegenüber dem Kopplungselement gebremst, wodurch, beispielsweise aufgrund einer Formgebung des Verstellelements, die Relativbewegung zwischen Verstellelement und Kopplungselement eine Relativbewegung des Kopplungselements relativ zu dem Eingangselement bzw. dem Ausgangselement bewirkt. Durch diese dadurch erzeugte Relativbewegung ist es möglich, den Kopplungszustand der Schaltvorrichtung zu verändern, indem das Kopplungselement entsprechend zwischen den wenigstens zwei zuvor beschriebenen Stellungen bewegt werden kann. Somit ist es möglich, das Kopplungselement zwischen dem gekoppelten Zustand und dem entkoppelten Zustand zu bewegen.
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Dazu kann das wenigstens eine Verstellelement zum Beispiel eine Führungsbahn aufweisen, wobei wenigstens ein Führungsabschnitt des Kopplungselements bei einer Veränderung des Kopplungszustands an der Führungsbahn anliegt und das Verstellelement durch das Führen des Führungsabschnitts an der Führungsbahn dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement zu bewegen. Wie zuvor beschrieben, können die einzelnen Elemente der Schaltvorrichtung koaxial angeordnet sein, wobei der Führungsabschnitt des Kopplungselements radial nach außen abragen kann und in die Führungsbahn des Verstellelements eingreifen kann. Die Führungsbahn ist sonach nach Art einer Kulisse ausgebildet, wobei der Führungsabschnitt des Kopplungselements in der Führungsbahn bzw. an der Führungsbahn geführt ist. Bei Erzeugen der Relativbewegung, insbesondere der Verdrehung des Verstellelements relativ zu dem Kopplungselement, wird der Führungsabschnitt entlang der Führungsbahn bewegt bzw. wird die Führungsbahn entlang des Führungsabschnitts bewegt. Dadurch wird eine Kraft auf den Führungsabschnitt bewirkt, die letztlich entsprechend der von der Führungsbahn vorgegebenen Bewegungskurve, eine Bewegung des Kopplungselements erzeugt.
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Dadurch ist es möglich, das Kopplungselement durch das Verstellelement, insbesondere die Wechselwirkung zwischen Führungsbahn und Führungsabschnitt, von der eingelegten Stellung in die ausgelegte Stellung bzw. von der ausgelegten Stellung in die eingelegte Stellung zu bewegen. Insbesondere können zwei Verstellelemente vorgesehen sein, deren Führungsbahnen gegengleich angeordnet sind, um entsprechend auf den bzw. wenigstens zwei Führungsabschnitte des Kopplungselements einzuwirken und somit den Kopplungszustand der Schaltvorrichtung zu verändern. Beispielsweise kann ein erstes Verstellelement für die Bewegung aus der eingelegten Stellung in die ausgelegte Stellung und ein zweites Verstellelement für die Bewegung aus der ausgelegten Stellung in die eingelegte Stellung vorgesehen sein. Dazu können zwei verschiedene Bremseinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils ein Verstellelement bremsen bzw. eine Bremskraft auf ein Verstellelement bewirken oder es kann eine Bremseinrichtung vorgesehen sein, die wahlweise eine Bremskraft auf das erste Verstellelement oder das zweite Verstellelement bewirken kann.
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Wie zuvor beschrieben, kann die Führungsbahn die Bewegungsbahn des Kopplungselements definieren. Die Führungsbahn kann beispielsweise einen kreisförmigen Abschnitt aufweisen mit sich über die Führungsbahn hinweg veränderndem Radius. Mit anderen Worten kann das Verstellelement als Führungsbahn oder als Abschnitt einer Führungsbahn eine Kreisbahn mit linearer Steigung bzw. linear ansteigendem oder abfallendem Radius aufweisen. Dies bewirkt eine gleichförmige Verlagerung des Kopplungselements bei einer Verdrehung des Verstellelements relativ zu dem Kopplungselement. Selbstverständlich sind andere Führungsbahnen, die zu einer entsprechend anderweitigen Bewegung des Kopplungselements führen, ebenso möglich.
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Das Kopplungselement weist in einer Ausgestaltung als Führungsabschnitt einen sich in radialer Richtung von einem Grundkörper des Kopplungselements wegerstreckenden Radialabschnitt auf, insbesondere einen Führungspin, welcher Radialabschnitt in die Führungsbahn des Verstellelements eingreift. Das Kopplungselement kann beispielsweise als Hülse bzw. hülsenförmig, insbesondere als Schiebemuffe, ausgebildet sein, die eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung auf dem Eingangselement und/oder dem Ausgangselement in Eingriff steht. Der den oder die Radialabschnitte und die Verzahnung tragende Körper des Kopplungselements kann im Weiteren als Grundkörper bezeichnet werden, wobei sich von dem Grundkörper in radialer Richtung nach außen der wenigstens eine Führungsabschnitt, insbesondere Führungspin, wegerstreckt. An seinem Außenumfang weist das Kopplungselement somit einen oder zwei sich in radialer Richtung wegerstreckende Führungsabschnitte auf, die in die Führungsbahn des Verstellelements eingreifen. Insbesondere sind zwei Führungspins vorgesehen, wobei ein erster Führungspin in das erste Verstellelement, insbesondere die erste Führungsbahn des ersten Verstellelements, und ein zweiter Führungspin in die zweite Führungsbahn des zweiten Verstellelements eingreift.
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Wird das Verstellelement gegenüber dem Kopplungselement verdreht, verdreht sich auch die Führungsbahn gegenüber dem Führungsabschnitt bzw. dem Führungspin. Dadurch wird der Führungspin, der in Anlage mit der Führungsbahn steht, entsprechend entlang der durch die Führungsbahn aufgeprägten Bewegungsbahn bewegt, sodass auch der Grundkörper des Kopplungselements entsprechend in Axialrichtung verstellt werden kann. Da letzten Endes eine drehfeste Kopplung zwischen dem Eingangselement bzw. dem Ausgangselement und dem Kopplungselement besteht, bewirkt die Verdrehung zwischen dem Verstellelement und dem Kopplungselement aufgrund der sich in Axialrichtung verändernden Kontur der Führungsbahn eine axiale Verlagerung des Kopplungselements, wodurch sich der Kopplungszustands der Schaltvorrichtung verändern lässt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung zwei Bremseinrichtungen oder eine Bremseinrichtung mit zwei Aktoren aufweist, die jeweils einem Verstellelement zugeordnet sind, wobei eine erste Gruppe aus einer ersten Bremseinrichtung oder einem ersten Aktor und einem der ersten Bremseinrichtung oder dem ersten Aktor zugeordneten ersten Verstellelement zur Kopplung von Eingangselement und Ausgangselement und eine zweite Gruppe aus einer zweiten Bremseinrichtung oder einem zweiten Aktor und einem der zweiten Bremseinrichtung oder dem zweiten Aktor zugeordneten zweiten Verstellelement zur Entkopplung von Eingangselement und Ausgangselement ausgebildet ist. Demnach kann eine Bewegung des Kopplungselements in einer Einlegerichtung, also einer Richtung, in der das Kopplungselement bewegt werden muss, um die Kopplung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen durch eine Erzeugung der Bremskraft mittels der ersten Bremseinrichtung oder dem ersten Aktor bewirkt werden. Durch Erzeugen der Bremskraft mit der zweiten Bremseinrichtung oder dem zweiten Aktor, also auf das zweite Verstellelement, kann das Kopplungselement in der entgegengesetzten Axialrichtung bewegt werden, also in einer Auslegerrichtung, die das Kopplungselement außer Eingriff mit dem Eingangselement bzw. dem Ausgangselement bringt, sodass das Kopplungselement nur noch auf der Außenverzahnung des Eingangselements oder des Ausgangselements angeordnet ist.
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Die Führungsbahnen der beiden Verstellelemente sind dabei bevorzugt gegengleich und einander gegenüberliegend in Axialrichtung angeordnet. Diese stehen mit den Führungsabschnitten, die ebenfalls an gegenüberliegenden Endbereichen des Kopplungselements vorgesehen sind, in Eingriff. Mit anderen Worten wird sonach in Abhängigkeit davon, welche Bremseinrichtung oder welcher Aktor auf welches Verstellelement eine Bremskraft bewirkt, eine Relativbewegung, insbesondere eine Verdrehung, des entsprechenden Verstellelements erzeugt. Durch die Relativbewegung wird die Führungsbahn relativ zu dem Führungsabschnitt bewegt, wobei der Führungsabschnitt sonach an der Führungsbahn entlang gleitet. Durch die Bewegungskurve, die durch die Führungsbahn aufgeprägt wird, insbesondere eine definierte Steigung der Führungsbahn in Axialrichtung, wird eine Kraft auf das Kopplungselement übertragen, die zu einer Verlagerung des Kopplungselements in Axialrichtung führt.
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Die Schaltvorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die beiden Verstellelemente in Axialrichtung verbunden und gegeneinander verdrehbar sind. Dadurch ist es möglich, dass die beiden Verstellelemente, beispielsweise über einen Sprengring, in Axialrichtung aneinander angeordnet und in Axialrichtung fest miteinander verbunden sind, jedoch in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht werden können, beispielsweise wenn eine entsprechende Bremseinrichtung eine Bremskraft auf eines der Verstellelemente bewirkt.
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Die Schaltvorrichtung weist nach einer weiteren Ausgestaltung wenigstens eine Rückstelleinrichtung auf, insbesondere jeweils eine Rückstelleinrichtung für jedes Verstellelement, welche Rückstelleinrichtung dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Verstellelement in eine Ausgangsstellung zurückzustellen, insbesondere eine durch die wenigstens eine Bremseinrichtung bewirkte Verdrehung zurückzustellen. Demnach kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Bremseinrichtung nur zur Erzeugung der Bremskraft ausgebildet ist und somit lediglich ein Bewegen des Verstellelements bzw. ein Verdrehen des Stellelement in einer Richtung bewirkt. Zur Rückstellung des Verstellelements ist es ausreichend, das Erzeugen der Bremskraft einzustellen und somit mittels der Rückstelleinrichtung eine gegenläufige Bewegung, insbesondere eine gegenläufige Verdrehung, des Verstellelements zurück in seine Ausgangsstellung zu erreichen.
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Die Rückstelleinrichtung kann insbesondere als Torsionsfeder ausgebildet sein oder eine solche aufweisen. Die Torsionsfeder ist beispielsweise an dem Eingangselement bzw. Ausgangselement abgestützt und kann durch Aufbringen der Bremskraft die Verdrehung zwischen dem Verstellelement und dem Eingangselement zulassen. Bei Entfall der Bremskraft stellt die Rückstelleinrichtung das Verstellelement in die Ausgangsstellung zurück. Dabei ist es möglich, beide Verstellelemente gemeinsam an dem Eingangselement bzw. dem Ausgangselement abzustützen oder eine individuelle Abstützung für die beiden Verstellelemente vorzusehen. Die Rückstelleinrichtung ist sonach dazu ausgebildet die Verstellelemente bzw. das ihr zugeordnete Verstellelement um die Drehachse zurückzustellen, insbesondere zurückzudrehen.
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Die Schaltvorrichtung kann ferner wenigstens eine Rastiereinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, das Kopplungselement in wenigstens einer Rastierstellung, insbesondere in der eingelegten und der ausgelegten Stellung, zu fixieren, wobei das Kopplungselement durch Aufbringen einer definierten Rastierkraft aus der wenigstens einen Rastierstellung und in die wenigstens eine Rastierstellung bewegbar ist. Die Rastiereinrichtung bewirkt somit, dass zwei definierte Rastierstellungen vorgesehen sind, die insbesondere der eingelegten und der ausgelegten Stellung des Kopplungselements zugeordnet sind.
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Mit anderen Worten wird das Kopplungselement bei der Bewegung in die eingelegte Stellung durch Aufbringen der Rastierkraft in die erste oder zweite Rastierstellung verbracht und bei einer Bewegung aus der ausgelegten Stellung in die zweite oder erste Rastierstellung bewegt. Dabei wird jeweils eine Rastierkraft aufgebracht bzw. überwunden, sodass das Kopplungselement in Axialrichtung zwischen den beiden Stellungen bewegt werden kann. Dies ermöglicht insbesondere, dass das Kopplungselement in der entsprechenden Stellung eingelegt bzw. ausgelegt bleibt, sodass eine unbeabsichtigte Bewegung des Kopplungselements verhindert werden kann. Somit ist ferner gewährleistet, dass das Kopplungselement ausschließlich durch die Verstellelemente in Axialrichtung bewegt wird und sich somit der Kopplungszustand der Schaltvorrichtung nicht von selbst, beispielsweise durch im Betrieb auftretende Schwingungen, sondern nur definiert durch Aufbringen der Bremskraft auf das entsprechende Verstellelement verändert werden kann.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Schaltvorrichtung, wie zuvor beschrieben. Die Getriebevorrichtung kann entsprechend in einem Kraftfahrzeug angeordnet bzw. in diesem verbaut sein. Selbstverständlich ist es somit möglich, dass ein Kraftfahrzeug die beschriebene Getriebevorrichtung aufweist bzw. umfasst.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung mit einer Schaltvorrichtung;
- 2 zwei Verstellelemente der Getriebevorrichtung von 1 in perspektivischer Darstellung; und
- 3 zwei Verstellelemente der Getriebevorrichtung von 1 in seitlicher Ansicht.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) mit einer Schaltvorrichtung 2. Die Schaltvorrichtung 2 weist ein Eingangselement 3 und ein Ausgangselement 4 auf, die mit einer Kopplungseinrichtung 5, umfassend ein Kopplungselement 6, insbesondere eine Schiebemuffe, miteinander gekoppelt bzw. voneinander entkoppelt werden können. Dazu weist das Kopplungselement 6 eine Innenverzahnung auf, die in der in 1 dargestellten Situation mit einer Außenverzahnungen des Eingangselements 3 und des Ausgangselements 4 in Eingriff steht. Mit anderen Worten liegt in der in 1 dargestellten Situation der gekoppelte Zustand der Schaltvorrichtung 2 vor. Die Begriffe „Eingangselement“ und „Ausgangselement“ können selbstverständlich auch umgekehrt zugeordnet werden.
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Ferner ist dargestellt, dass das Kopplungselement 6 in einer Auslegerrichtung (Pfeil 7), also entlang einer Axialrichtung in Bezug auf eine Drehachse 8 bewegt werden kann, um das Kopplungselement 6 in die ausgelegte Stellung zu bewegen. In der ausgelegten Stellung ist das Kopplungselement 6 lediglich in Eingriff mit der Außenverzahnung des Eingangselements 3 und gibt somit das Ausgangselement 4 frei, das sich dann relativ zu dem Kopplungselement 6 und dem Eingangselement 3 drehen kann. Selbstverständlich ist eine umgekehrte Kopplung ebenso möglich, bei der das Kopplungselement 6 in die umgekehrte Richtung bewegt wird und entsprechend das Eingangselement 3 freigibt. Das Ausgangselement 4 kann beispielsweise mit einer Ausgangswelle, beispielsweise einer Abtriebswelle (nicht dargestellt), gekoppelt werden. Das Eingangselement 3 ist beispielsweise mit einer elektrischen Maschine verbunden.
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Soll der Kopplungszustand des Kopplungselements 6 bzw. allgemein der Schaltvorrichtung 2 verändert werden, kann mittels einer Bremseinrichtung 9 eine Bremskraft, beispielsweise mittels Aktoren 10, 11 auf eines von zwei Verstellelementen 12, 13 bewirkt werden. Die Verstellelemente 12, 13, können in diesem Ausführungsbeispiel als Verstellringe ausgebildet sein. Die Verstellelemente können durch die aufgebrachte Bremskraft gegenüber dem Eingangselement 3 und dem drehfest mit dem Eingangselement 3 verbundenen Kopplungselement 6 abgebremst werden, sodass sich die Verstellelemente 12, 13, je nachdem auf welches der Verstellelemente 12, 13 die Bremskraft mittels der Bremseinrichtung 9 bewirkt wird, gegenüber dem Kopplungselement 6 verdrehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Verstellelemente 12, 13 mittels eines Sprengrings 14 in Axialrichtung aneinander gekoppelt, sodass diese in Axialrichtung aneinander abgestützt und fest miteinander verbunden sind, in Umfangsrichtung jedoch frei gegeneinander verdrehbar sind.
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2 zeigt die Verstellelemente 12, 13 in einer perspektivischen Darstellung und 3 zeigt die Verstellelemente 12, 13 in seitlicher Ansicht radial nach außen in Bezug auf die Drehachse 8. Nachfolgend soll anhand der 1 bis 3 die Funktion der Schaltvorrichtung 2, insbesondere das Verändern des Kopplungszustands der Schaltvorrichtung 2, erläutert werden. In der in 1 dargestellten Situation liegt die Schaltvorrichtung 2, wie bereits beschrieben, in der gekoppelten Stellung vor, bei der das Kopplungselement 6 das Eingangselement 3 über die Verzahnungen an das Ausgangselement 4 koppelt. Soll dieser Kopplungszustand verändert werden, wird mittels der Bremseinrichtung 9 über den Aktor 10 eine definierte Bremskraft auf das Verstellelement 12 bewirkt. Dabei befindet sich das System aus Eingangselement 3 Ausgangselement 4 und Kopplungselement 6 auf Drehzahl um die Drehachse 8, beispielsweise entsprechend des Pfeils 15.
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Durch das Bewirken der Bremskraft auf das Verstellelement 12 bleibt das Verstellelement 12 hinter dem Kopplungselement 6 zurück bzw. das Verstellelement 12 verdreht sich relativ zu dem Kopplungselement 6. Dabei stellt das Verstellelement 12 und auch das Verstellelement 13 jeweils eine Führungsbahn 16, 17 bereit, die beispielsweise spiegelbildlich in Axialrichtung ausgeführt sind. Mit anderen Worten stellt sowohl das Verstellelement 12 als auch das Verstellelement 13 eine Kontur bereit, die sich in Umfangsrichtung verändert. Die Führungsbahnen 16, 17 stellen somit Abschnitte der Verstellelemente 12, 13 dar, die in Axialrichtung unterschiedliche Breiten aufweisen. Das Kopplungselement 6 weist zwei Führungsabschnitte 18, 19 auf, die auch als Führungspin erachtet werden können. Ersichtlich (1) greifen die Führungsabschnitte 18, 19 in die Führungsbahnen 16, 17 ein bzw. stehen in Anlage mit den Konturen der Führungsbahnen 16, 17. Eine entsprechend umgekehrte Drehungrichtung des Systems ist bei Anpassung der Führungsbahnen 16, 17 ebenfalls möglich.
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Durch die Bremskraft, die von der Bremseinrichtung 9 erzeugt wird und beispielsweise auf das Verstellelement 12 wirkt, wird eine Verdrehung zwischen dem Verstellelement 12 und dem Führungsabschnitt 18 des Kopplungselements 6 bewirkt, sodass der Führungsabschnitt 18 an der Führungsbahn 16 entlang gleitet. Dadurch, dass sich die Führungsbahn 16 in Axialrichtung verschmälert, also das Verstellelement 12 in Axialrichtung verbreitert, wird der Führungspin 18 und mit dem Führungspin 18 das gesamte Kopplungselement 6 in Axialrichtung, insbesondere in Pfeilrichtung 7 verlagert und dadurch von der ausgelegten Stellung, die in 1 dargestellt ist, in eine ausgelegte Stellung verbracht, in der das Kopplungselement 6 in diesem Ausführungsbeispiel nach rechts versetzt ist und somit das Ausgangselement 4 freigibt.
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Nach erfolgter Verlagerung des Kopplungselements 6 kann die Erzeugung der Bremskraft mittels des Aktors 10 der Bremseinrichtung 9 entfallen, sodass eine Rückstelleinrichtung 20 mittels einer ersten Torsionsfeder das Verstellelement 12 in seine Ausgangsstellung zurückstellen kann. Das Verstellelement 12 ist sonach mittels der ersten Torsionsfeder der Rückstelleinrichtung 20 an dem Eingangselement 3 abgestützt und wird dadurch in seine Ausgangsstellung zurückgestellt. Aus der ausgelegten Stellung, die, wie zuvor beschrieben, erreicht werden kann, kann das Kopplungselement 6 entsprechend durch Erzeugung einer Bremskraft durch die Bremseinrichtung 9, nämlich über den Aktor 11 der Bremseinrichtung 9, auf das Verstellelement 13 bewirkt werden.
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Wie zuvor beschrieben weist das Verstellelement 13 eine der Führungsbahn 16 gegenläufig ausgebildete Führungsbahn 17 auf, in die der Führungsabschnitt 19 in der ausgelegten Stellung eingreift. Durch Bewirken der Bremskraft auf das Verstellelement 13 wird dieses gegenüber dem Kopplungselement 6, das drehfest mit dem Eingangselement 3 gekoppelt ist, verdreht, sodass der sich in Anlage mit der Führungsbahn 17 befindende Führungsabschnitt 19 an der Führungsbahn 17 entlang bewegt wird und somit in Axialrichtung entgegen der Pfeilrichtung 7 bewegt wird. Dadurch wird ein Grundkörper 21 des Kopplungselements 6 zurück in die eingelegte Stellung, die in 1 dargestellt ist, bewegt, wobei die Kopplung zwischen dem Eingangselement 3 und dem Ausgangselement 4 wieder hergestellt wird.
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Ersichtlich ist es somit nicht nötig, mittels der Bremseinrichtung 9 die für das Herstellen bzw. Trennen der Kopplung zwischen Eingangselement 3 und Ausgangselement 4 erforderlichen Schaltkräfte aufzubringen, da diese Kräfte letztlich von dem Eingangselement 3 bzw. dem Ausgangselement 4 selbst aufgebracht werden. Es ist lediglich erforderlich, die Verstellelemente 12, 13 abzubremsen und somit eine Verdrehung der Verstellelemente 12, 13 zu bewirken, sodass die Bewegung in Axialrichtung über die Kopplung zwischen den Führungsbahnen 16, 17 und den ihnen zugeordneten Führungsabschnitten 18, 19 erreicht wird. Ist das Kopplungselement 6 wieder in der eingelegten Stellung angekommen, kann das Erzeugen der Bremskraft mittels des Aktors 11 entfallen, wobei eine zweite Torsionsfeder der Rückstelleinrichtung 20 dafür sorgt, dass das Verstellelement 13 ebenfalls zurück in seine Ausgangsstellung bewegt wird.
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1 kann ferner eine Rastiereinrichtung 22 entnommen werden, die zwei Rastierstellungen bereitstellt. Dabei rastet das Kopplungselement 6 in einer ersten Rastierstellung in der in 1 dargestellten eingelegten Stellung ein, welche Rastierstellung eine Rastierkraft definiert, die überwunden werden muss, um das Kopplungselement 6 aus der eingelegten Stellung heraus zu bewegen. Wie zuvor beschrieben, kann durch das Aufbringen der Bremskraft auf das Verstellelement 12 eine Verlagerung des Kopplungselements 6 in Pfeilrichtung 7 bewirkt werden, welche Bewegung ausreicht, um die Rastierkraft aufzubringen. Entsprechend kann das Kopplungselement 6 in eine zweite Rastierstellung überführt werden, in der das Kopplungsmittel 6 in der ausgelegten Stellung angeordnet ist. Die Rastiereinrichtung 22 stellt somit sicher, dass das Kopplungselement 6 in der eingelegten oder ausgelegten Stellung, also in der ersten Rastierstellung oder der zweiten Rastierstellung verbleibt, bis eine entsprechende gegenläufige Bewegung des Kopplungselements 6 durch Aufbringen der Bremskraft auf eines der Verstellelemente 12, 13 erzeugt wird, die das Kopplungselement 6 unter Aufbringen der Rastierkraft aus der entsprechenden Rastierstellung heraus bewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
- Schaltvorrichtung
- 3
- Eingangselement
- 4
- Ausgangselement
- 5
- Kopplungseinrichtung
- 6
- Kopplungselement
- 7
- Pfeilrichtung
- 8
- Drehachse
- 9
- Bremseinrichtung
- 10, 11
- Aktor
- 12, 13
- Verstellelement
- 14
- Sprengring
- 15
- Pfeil
- 16, 17
- Führungsbahn
- 18, 19
- Führungsabschnitt
- 20
- Rückstelleinrichtung
- 21
- Grundkörper
- 22
- Rastiereinrichtung
