Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang mit der Kupplungsanordnung.

Kupplungen werden bei Fahrzeugen zum Öffnen und Schließen sowie zum Verbinden von Momentenpfaden des Antriebs genutzt. Hierbei kommen reibschlüssige und formschlüssige Kupplungen zum Einsatz. Bei manchen Anwendungen werden auch Freiläufe eingesetzt, um das Drehmoment drehrichtungsabhängig zu übertragen.

Die Druckschrift DE10 2007 024 839 A1 zeigt eine wählbare

Einwegwippenkupplungsanordnung mit einem inneren Laufring, der radial innerhalb eines äußeren Laufrings angeordnet ist, einer ersten und einer zweiten Vielzahl von Wippen, einem Selektorring und einer Andrückplatte vor. Der innere Laufring definiert eine Vielzahl von Taschen, die konfiguriert sind, um die erste und die zweite Vielzahl von Wippen wirksam zu halten. Die erste Vielzahl von Wippen ist konfiguriert, um der Drehung des äußeren Laufrings relativ zu dem inneren Laufring in einer ersten Richtung zu widerstehen. Die zweite Vielzahl von Wippen ist konfiguriert, um der Drehung des äußeren Laufrings relativ zu dem inneren Laufring in einer zweiten Richtung zu widerstehen. Der Selektorring ist radial zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnet. Die Andrückplatte ist konfiguriert, um mit dem Selektorring in Eingriff zu gelangen und dabei den Selektorring zu drehen, um dadurch selektiv die erste und/oder die zweite Vielzahl von Wippen einzuziehen und damit den Zustand der Wippenkupplungsanordnung zu steuern.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine kompakte Kupplungsanordnung mit erweiterten Funktionen für ein Fahrzeug vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst, gelöst. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungen der Erfindung geben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplungsanordnung, welche insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Kupplungsanordnung dient insbesondere zum zu- bzw. abschalten einer Antriebsachse des Fahrzeugs.

Die Kupplungsanordnung weist einen ersten Kupplungspartner und einen zweiten Kupplungspartner auf. Insbesondere sind die Kupplungspartner um eine gemeinsame Hauptdrehachse verdrehbar. Vorzugsweise ist der erste Kupplungspartner drehmomentübertragend mit einem ersten rotierenden Bauteil, z.B. einer ersten Welle, verbindbar und/oder verbunden und der zweite Kupplungspartner drehmomentübertragend mit einem zweiten rotierenden Bauteil, z.B. einer zweiten Welle, verbindbar und/oder verbunden. Die beiden Kupplungspartner sind in Bezug auf die Hauptdrehachse vorzugsweise koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Beispielsweise ist der erste Kupplungspartner als eine Nabe und/oder der zweite Kupplungspartner als ein Schiebemuffenträger ausgebildet.

Die Kupplungsanordnung weist eine koaxial zu den beiden Kupplungspartnern angeordnete Schiebemuffe auf. Die Schiebemuffe ist vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse relativ zu den beiden Kupplungspartnern verschiebbar und in Umfangsrichtung drehfest mit dem ersten und/oder zweiten Kupplungspartner verbunden bzw. verbindbar. Insbesondere sind die beiden Kupplungspartner radial innerhalb der Schiebemuffe aufgenommen bzw. aufnehmbar. Vorzugsweise ist die Kupplungsanordnung als eine Abschaltkupplung, ausgebildet. Optional kann die Schiebemuffe an ihrem Außenumfang eine in Umlaufrichtung verlaufende Nut zur Anbindung eines Betätigungsaktuators aufweist. Insbesondere dient die Nut zur Aufnahme einer Schaltgabel, insbesondere zur Aufnahme eines Gleitsteins. Die Kupplungsanordnung weist eine Mehrzahl von Steuerorganen zur Steuerung einer Kopplungseinrichtung auf. Die Kopplungseinrichtung ist geeignet und/oder ausgebildet, den ersten und zweiten Kupplungspartner zu koppeln. Insbesondere ist die Kopplungseinrichtung ausgebildet, den ersten und zweiten Kupplungspartner miteinander drehtest zu verbinden oder in Bezug auf die Kopplungseinrichtung zu drehentkoppeln. Alternativ oder ergänzend kann die Kopplungseinrichtung ausgebildet sein, die zwei Kupplungspartner miteinander reibschlüssig und/oder reibend miteinander zu verbinden oder in Bezug auf die Kopplungseinrichtung zu entkoppeln. Die Steuerorgane sind bevorzugt in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse, insbesondere regelmäßig, verteilt. Die Steuerorgane werden durch die Schiebemuffe betätigt. Insbesondere werden die Steuerorgane unmittelbar durch die Schiebemuffe betätigt und/oder können in körperlichen Kontakt sein oder gesetzt werden. Besonders bevorzugt werden die Steuerorgane durch ein axiales Verschieben der Schiebemuffe betätigt.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuerorgane in mindestens einem Betriebszustand der Kupplungsanordnung radial innen zu der Schiebemuffe angeordnet sind. Zudem sind die Steuerorgane in radialer Richtung zu der Hauptdrehachse verschiebbar angeordnet. Insbesondere werden die Steuerorgane in radialer Richtung verschoben, um die Kopplungseinrichtung zu steuern. Im Speziellen werden die Steuerorgane von der Schiebemuffe betätigt und dadurch in radialer Richtung verschoben. Vorzugsweise erfolgt eine Betätigung der Steuerorgane durch die Schiebemuffe, indem die Schiebemuffe die Steuerorgane radial nach innen verschiebt.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch die Kombination der Schiebemuffe und der Steuerorgane eine ausnehmend kompakte Umsetzung einer Steuerung für eine Kopplungseinrichtung, welche insbesondere in der Kupplungsanordnung integriert ist, geschaffen ist. Die Steuerorgane sind innerhalb der Schiebemuffe angeordnet, so dass diese keinen weiteren Bauraum einnehmen. Durch die Steuerrichtung in radialer Richtung wird kein axialer Bauraum für die Steuerorgane benötigt. Trotz der kompakten Bauweise kann dadurch die Kopplungseinrichtung angesteuert werden, so dass sich eine kompakte Kupplungsanordnung mit erweiterten Funktionen für ein Fahrzeug ergibt.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Schiebemuffe am Innenumfang Steuerkonturen auf, wobei sich die Steuerkonturen in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse und/oder gleichgerichtet zu der Hauptdrehachse erstrecken. Die Steuerkonturen sind insbesondere als Nuten ausgebildet. In axialer Erstreckung, also in Laufrichtung der Steuerkonturen, weisen die Steuerkonturen ein radiales Höhenprofil auf. Insbesondere bildet das Höhenprofil Steuerbereiche mit unterschiedlichen Höhen und/oder Durchmesser aus. Es ist vorgesehen, dass die Steuerorgane bei einer axialen Bewegung der Schiebemuffe an den Steuerkonturen und damit entlang von dem radialen Höhenprofil insbesondere zumindest abschnittsweise kontaktierend ablaufen oder abfahren, wobei die Steuerorgane durch das radiale Höhenprofil in der radialen Richtung verschoben und dadurch betätigt werden.

Besonders bevorzugt sind die Steuerorgane als Steuerbolzen ausgebildet, wobei eine Längserstreckung der Steuerbolzen in radialer Richtung zu der Hauptdrehachse ausgerichtet ist und wobei die Steuerorgane entlang der Längserstreckung verschiebbar sind. Besonders bevorzugt sind die Steuerorgane in Durchgangsöffnungen in einem der Kupplungspartner angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden der erste und der zweite Kupplungspartner gemeinsam mit der Schiebemuffe eine formschlüssige Kupplung. Vorzugsweise bilden diese eine Klauenkupplung und/oder eine dog clutch. In dieser Ausgestaltung kann die Schiebemuffe eine Sperrstellung einnehmen, um die beiden Kupplungspartner über die Schiebemuffe drehfest miteinander zu verbinden. Alternativ hierzu kann die Schiebemuffe eine Offenstellung einnehmen, wobei die Kupplungspartner in Bezug auf die Schiebemuffe drehentkoppelt sind.

Alternativ oder ergänzend umfasst die Kupplungsanordnung die Kopplungseinrichtung, wobei die Kopplungseinrichtung mindestens einen ersten und einen zweiten Steuerzustand einnehmen kann, wobei sich der Koppelzustand der Kupplungspartner in dem ersten und dem zweiten Steuerzustand unterscheidet. Die Steuerzustände werden über die Steuerorgane durch die Schiebemuffe angesteuert. Diese Ausgestaltung unterstreicht nochmals die erfinderische Idee, eine kompakte Kupplungsvorrichtung mit erweiterten Funktionen, nämlich der Möglichkeit einer Sperrstellung und Offenstellung der Schiebemuffe und mindestens einem ersten und einem zweiten Steuerzustand der Kopplungseinrichtung vorzuschlagen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Kupplungspartner eine Außenverzahnung und der zweite Kupplungspartner eine Sperrverzahnung aufweist. Die Schiebemuffe steht über eine Innenverzahnung mit der Außenverzahnung drehfest in Eingriff, wobei die Innenverzahnung bei einer Verschiebung der Schiebemuffe in die Sperrstellung mit der Sperrverzahnung drehfest in Eingriff bringbar ist, um die beiden Kupplungspartner drehfest miteinander zu koppeln. Die Außen-, Innen-, und Sperrverzahnung sind jeweils als eine in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse ausgerichtete Geradverzahnung ausgebildet, sodass die Schiebemuffe und der erste bzw. zweite Kupplungspartner relativ zueinander in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse verschiebbar sind und in Umlaufrichtung drehfest zueinander gekoppelt sind. Insbesondere sind zumindest die Innenverzahnung der Schiebemuffe und die Außenverzahnung des ersten Kupplungspartners durch, zu der Hauptdrehachse axial verlaufende Stege oder Zähne oder Nuten ausgebildet. Vorzugsweise weist die Schiebemuffe axial an der zum zweiten Kupplungspartner gerichteten Seite der Innenverzahnung eine Dachverzahnung auf. Alternativ oder optional ergänzend weist der zweite Kupplungspartner axial an der zur Schiebemuffe gerichteten Seite der Sperrverzahnung eine Dachverzahnung auf. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Offenstellung, wird die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Freilaufpartnern in Bezug auf die Schiebemuffe aufgehoben und/oder die formschlüssige Kupplung geöffnet.

Vorzugsweise sind die Steuerorgane in dem ersten Kupplungspartner ausgebildet, da bevorzugt die Außenverzahnung des ersten Kupplungspartners in axialer Richtung breiter als die Sperrverzahnung des ersten Kupplungspartners realisiert ist. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Durchgangsöffnungen für die Steuerorgane in dem ersten Kupplungspartner so, dass diese die Außenverzahnung durchstoßen. Die Steuerkonturen verlaufen bevorzugt gleichgerichtet zu der Innenverzahnung und/oder bilden eine Ausnehmung in der umlaufenden Innenverzahnung der Schiebemuffe.

Bei einer besonders bevorzugten Realisierung weist die Kupplungsanordnung die Kupplungseinrichtung auf, wobei die Kopplungseinrichtung als eine schaltbare Freilaufeinrichtung ausgebildet ist. Die Kupplungspartner bilden in der Freilaufeinrichtung Freilaufpartner. Die Freilaufeinrichtung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungspartner angeordnet, um die beiden Kupplungspartner als Freilaufpartner drehrichtungsabhängig und/oder drehgeschwindigkeitsabhängig miteinander zu koppeln. Insbesondere setzt die Freilaufeinrichtung eine Freilaufkupplung und/oder eine Überholkupplung um. Die Freilaufeinrichtung ist schaltbar ausgebildet, wobei über die Steuerorgane die Freilaufeinrichtung als ein erster Steuerzustand zugeschaltet und als ein zweiter Steuerzustand abgeschaltet werden kann. Insbesondere können die Steuerorgane durch die Schiebemuffe in eine Zuschaltposition gebracht werden, wobei die Freilaufeinrichtung als der erste Steuerzustand zugeschaltet ist. Zudem können die Steuerorgane durch die Schiebemuffe in eine Abschaltposition gebracht werden, wobei die Freilaufeinrichtung als der zweite Steuerzustand abgeschaltet ist. In dem zugeschalteten Zustand der Freilaufeinrichtung kann die Freilaufeinrichtung einen Sperrzustand in einer Drehrichtung einnehmen, wobei die Freilaufeinrichtung für diese Drehrichtung ein Drehmoment übertragen kann, sowie einen Freilaufzustand einnehmen, wobei die Freilaufeinrichtung, insbesondere in eine der Drehrichtung entgegen gerichteten Gegendrehrichtung, freilaufend ist. In dem abgeschalteten Zustand der Freilaufeinrichtung sind die Kupplungspartner als Freilaufpartner in Bezug auf die Freilaufeinrichtung drehentkoppelt zueinander.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Freilaufeinrichtung eine Mehrzahl von federbelasteten Sperrkörpern auf, welche an dem einen Kupplungspartner angeordnet, insbesondere festgelegt sind und in einer federbelasteten Aktivstellung mit einer an dem anderen Kupplungspartner angeordneten rampenförmigen Sperrkontur in Abhängigkeit der Drehrichtung und/oder der Drehgeschwindigkeit formschlüssig Zusammenwirken können. Die Sperrkontur ist vorzugsweise durch eine umlaufende Zahnrampengeometrie, insbesondere eine Sägezahnrampe, gebildet. Die Zahnrampen sind insbesondere in radialer Richtung ausgerichtet.

Die Sperrkörper weisen jeweils einen Sperrabschnitt auf, wobei bei einer Schwenkung des Sperrkörpers in eine erste Schwenkrichtung um eine parallel zu der Hauptdrehachse verlaufende Schwenkachse in die Aktivstellung der Sperrabschnitt in radialer Richtung ausgelenkt wird. In dem Sperrzustand der Freilaufeinrichtung greifen die Sperrabschnitte in einer festgelegten Drehrichtung vorzugsweise formschlüssig in die Sperrkontur ein und gleiten in einem Freilaufzustand der Freilaufeinrichtung in einer der Drehrichtung entgegen gerichteten Gegendrehrichtung an der Sperrkontur ab. In der Zuschaltposition der Steuerorgane sind die Sperrkörper in der Aktivstellung, so dass die Freilaufeinrichtung zugeschaltet ist.

Die Sperrkörper weisen jeweils einen Deaktivierungsabschnitt auf, wobei in der Abschaltposition der Steuerorgane die Steuerorgane auf die Deaktivierungsabschnitte drücken. Dabei werden die Sperrkörper in einer zweiten Schwenkrichtung um die jeweilige Schwenkachse in eine Passivstellung geschwenkt, wobei in der Passivstellung der Sperrabschnitt insbesondre dauerhaft außer Eingriff zu der Sperrkontur ist und die Freilaufeinrichtung abgeschaltet ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist der Sperrkörper einen Schwenkabschnitt auf, wobei der Schwenkabschnitt die Schwenkachse bildet und in Bezug auf den Schwenkabschnitt der Sperrabschnitt gegenüberliegend zu dem Deaktivierungsabschnitt angeordnet ist. Insbesondere ist der Sperrkörper mit doppelflügelig ausgebildet, wobei ein Flügel durch den Sperrabschnitt und der andere Flügel durch den Deaktivierungsabschnitt gebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist der Sperrkörper als eine Wippe ausgebildet, wobei der Schwenkabschnitt mit der Schwenkachse die Wippenachse, der Sperrabschnitt den einen Wippenarm und der Deaktivierungsabschnitt den anderen Wippenarm bildet. Durch diese konstruktive Ausgestaltung kann die Sperrfunktion und die die Aktivierungsfunktion des Sperrkörpers besonders kompakt umgesetzt werden.

Für die Federbelastung ist es besonders bevorzugt, dass die Freilaufeinrichtung eine Mehrzahl von Federeinrichtungen aufweist, wobei die Federeinrichtungen jeweils auf den Sperrabschnitt wirken und den Sperrkörper, insbesondere den Sperrabschnitt, in die erste Schwenkrichtung und/oder gegen die Sperrkontur vorspannen.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung sind die Sperrkörper radial außen zu der Sperrkontur angeordnet. Hierbei sind die Sperrabschnitte radial nach innen vor gespannt, insbesondere drücken die Federeinrichtungen die Sperrabschnitt radial nach innen. Durch die Sperrorgane werden die Sperrkörper so geschwenkt, dass die Sperrabschnitte radial nach außen geschwenkt werden.

Besonders bevorzugt sind die Sperrorgane radial nach außen zum Beispiel mit einer Feder oder über die Federeinrichtung der Sperrabschnitte vorgespannt, so dass diese elastisch gegen die Schiebemuffe, insbesondere die Steuerkonturen drücken. Somit positionieren sich die Sperrorgane federbelastet in der Zuschaltposition und werden durch die Schiebemuffe, insbesondere die Steuerkonturen, gegen die Federbelastung und/oder die Vorspannung in die Abschaltposition radial nach innen verfahren, um auf den Deaktivierungsabschnitt zu drücken und den Sperrkörper in die Passivstellung zu bringen.

Die Schiebemuffe ist in bevorzugter Ausführung in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse zwischen einer Sperrstellung, einer Freilaufstellung und einer Neutralstellung verschiebbar. Insbesondere ist die Schiebemuffe in einer axialen Richtung bezogen auf die Hauptdrehachse von der Sperrstellung in die Freilaufstellung und anschließend in die Neutralstellung und in umgekehrter Reihenfolge in einer axialen Gegenrichtung verschiebbar.

In der Sperrstellung sind die beiden Kupplungspartner in einer Drehrichtung und in einer Gegendrehrichtung über die Schiebemuffe drehfest miteinander verbunden. Insbesondere steht die Schiebemuffe in der Sperrstellung mit dem ersten und dem zweiten Kupplungspartner in Umfangsrichtung formschlüssig in Eingriff, um die beiden Kupplungspartner bei einer Rotation in der Drehrichtung und der Gegendrehrichtung drehfest miteinander zu verbinden. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Freilaufstellung als Offenstellung der Schiebemuffe, wird die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Kupplungspartnern zumindest teilweise aufgehoben und/oder die formschlüssige Kupplung geöffnet.

In der Freilaufstellung sind die beiden Freilaufpartner über die Freilaufeinrichtung in genau einer Drehrichtung drehfest miteinander verbunden. Die Schiebemuffe steuert die Aktivstellung der Sperrkörper. Insbesondere stehen die Sperrkörper in der Freilaufstellung mit dem ersten und dem zweiten Kupplungspartner in der Drehrichtung formschlüssig in Eingriff, um die beiden Kupplungspartner bei einer Rotation in der Drehrichtung drehfest miteinander zu verbinden. Wohingegen die beiden Kupplungspartner bei einer Rotation in einer Gegendrehrichtung relativ zueinander verdrehbar sind bzw. einer der beiden Kupplungspartner stationär verbleibt. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Neutralstellung als eine weitere Offenstellung der Schiebemuffe wird die Freilaufeinrichtung abgeschaltet.

In der Neutralstellung sind die Sperrkörper durch die Ansteuerung der Sperrkörper in die Passivstellung außer Eingriff zu der Sperrkontur gehalten, sodass die beiden Kupplungspartner in der Drehrichtung und in der Gegendrehrichtung relativ zueinander verdrehbar sind. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Neutralstellung, wird die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Kupplungspartnern vollständig aufgehoben.

Ein möglicher Gegenstand der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einer ersten und einer zweiten Welle sowie mit der Kupplungsanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Die erste Welle ist drehfest mit dem ersten Kupplungspartner und die zweite Welle ist drehfest mit dem zweiten Kupplungspartner verbunden, wobei eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellen durch ein axiales Verschieben der Schiebemuffe der Kupplungsanordnung steuerbar ist. Insbesondere weist der erste Kupplungspartner eine erste Mitnahmeverzahnung zur drehfesten Anbindung der ersten Welle und der zweite Kupplungspartner eine zweite Mitnahmeverzahnung zur drehfesten Anbindung der zweiten Welle auf. Der Antriebsstrang ist vorzugsweise zum Antrieb eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ausgebildet und/oder geeignet. Vorzugsweise ist der Antriebsstrang für eine elektrische Achse des Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet. Die Kupplungsanordnung kann dabei Teil einer Zu- oder Abschalteinheit („Connect- oder Disconnect-Einheit“) ausgebildet sein, um beispielsweise einen elektrischen Antrieb von den Antriebswellen des Fahrzeuges lösen. Hierzu kann die eine Welle als eine motorseitige Antriebswelle und die andere Welle als eine radseitige Abtriebswelle ausgebildet sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Kupplungsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 verschiedene Ansichten eines Sperrkörpers in der Kupplungsanordnung in der Figur 1 ;

Fig. 3 a, b axiale Ansichten auf die Kupplungsanordnung in der Figur 1 im Bereich einer Freilaufeinrichtung als Kopplungseinrichtung;

Figur 4 eine schematische Längsschnittdarstellung der Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren mit einer Schiebemuffe in einer Sperrstellung;

Figur 5 eine schematische Längsschnittdarstellung der Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren mit der Schiebemuffe in einer Freilaufstellung/Offenstellung; Figur e eine schematische Längsschnittdarstellung der Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren mit der Schiebemuffe in einer Neutralstellung/Offenstellung.

Figur 1 zeigt eine Kupplungsanordnung 1 in einer Explosionsdarstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kupplungsanordnung 1 ist als eine Klauenkupplung und/oder formschlüssige Kupplung ausgebildet, wobei die Kupplungsanordnung hierzu einen ersten und einen zweiten Kupplungspartner 2, 3 sowie eine Schiebemuffe 4 aufweist, welche in Bezug auf eine gemeinsame Hauptdrehachse 100 koaxial zueinander angeordnet sind.

Der erste Kupplungspartner 2 ist als eine Nabe, insbesondere ein Muffenträger, ausgebildet, an welchem die Schiebemuffe 4 drehfest angeordnet ist und in einer axialen Richtung 101 sowie einer axiale Gegenrichtung 102 in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 verschiebbar angeordnet ist. Hierzu weist der erste Kupplungspartner 2 am Außenumfang eine Außenverzahnung 5 und die Schiebemuffe 4 am Innenumfang eine Innenverzahnung 6 auf, welche jeweils als eine axial zur Hauptdrehachse 100 erstreckende Geradverzahnung ausgebildet sind.

Der zweite Kupplungspartner 3 ist als ein Kupplungskörper ausgebildet, welcher an seinem Außenumfang eine Sperrverzahnung 7 aufweist, wobei die Schiebemuffe 4 bei einer axialen Verschiebung in der axialen Gegenrichtung 102 entlang der Hauptdrehachse 100 mit der Sperrverzahnung 7 drehfest in Eingriff bringbar ist, um die beiden Kupplungspartner 3, 5 drehfest miteinander zu koppeln. Beispielsweise sind der erste und der zweite Kupplungspartner 2, 3 jeweils als ein Stirnrad bzw. ein stirnverzahntes Rad ausgebildet.

Die Schiebemuffe 4 kann mit einem Betätigungsaktuator, nicht dargestellt, verbunden sein, welcher die Schiebemuffe 4 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 mit einer Betätigungskraft beaufschlagt. Um die Schiebemuffe 4 in der axialen Richtung 101 bzw. der der axialen Gegenrichtung 102 während einer Rotation um die Hauptdrehachse 100 zu verschieben, weist die Schiebemuffe 4 an ihrem Außenumfang eine umlaufende Nut 8 auf, in welche beispielsweise eine Schaltgabe des Betätigungsaktuators eingreifen kann.

Der erste und der zweite Kupplungspartner 2, 3 sind jeweils mit einem rotierenden Bauteil, z.B. einer Welle, drehfest verbunden. Hierzu weist der erste Kupplungspartner 2 am Innenumfang eine erste Mitnahmeverzahnung 9 und der zweite Kupplungspartner 3 am Innenumfang eine zweite Mitnahmeverzahnung 10 auf. Die erste und die zweite Mitnahmeverzahnung 9, 10 sind jeweils als eine Steckverzahnung ausgebildet. Beispielsweise kann der erste Kupplungspartner 2 auf einer Abtriebsseite und der zweite Kupplungspartner 3 auf einer Antriebsseite angeordnet sein.

Die Kupplungsanordnung 1 umfasst zudem eine schaltbare Freilaufeinrichtung 11 als eine Kopplungseinrichtung, wobei die Kupplungspartner 2, 3 jeweils Freilaufpartner der Freilaufeinrichtung 11 bilden. Die Freilaufeinrichtung 11 weist mehrere, insbesondere sechs um die Hauptdrehachse 100 verteilte Sperrkörper 12 auf, welche jeweils in einer an dem ersten Kupplungspartner 2 als Freilaufpartner ausgebildeten Aufnahmetasche 14 schwenkbar angeordnet sind. Die Aufnahmetaschen 14 sind jeweils als am Innenumfang des ersten Kupplungspartners 2 eingebrachte Vertiefungen ausgebildet, welche im Wesentlichen eine Negativkontur der Sperrkörper 12 bilden. Die Sperrkörper 12 sind in radialer Richtung auslenkbar und in Umfangsrichtung formschlüssig in der jeweils zugehörigen Aufnahmetasche 14 aufgenommen. Für die radiale Auslenkbarkeit sind die Sperrkörper 12 jeweils um eine Schwenkachse 13 schwenkbar, wobei die Schwenkachsen 13 parallel zu der Hauptdrehachse ausgerichtet sind.

Der zweite Kupplungspartner 3 weist als Freilauspartner an seinem den Sperrkörpern 12 zugewandten Außenumfang eine rampenförmigen Sperrkontur 15 auf, welche als eine Stirnverzahnung ausgebildet ist. Die Sperrkontur 15 kann mit den Sperrköpern 12 in einem zugeschalteten Zustand der Freilaufeinrichtung 11 in einer Drehrichtung 103 des zweiten Kupplungspartners 3 formschlüssig Zusammenwirken. In einer der Drehrichtung 103 entgegen gerichteten Gegendrehrichtung 104 sind der erste und der zweite Kupplungspartner 2, 3 relativ zueinander verdrehbar, wobei die Sperrkörper 14 im zugeschalteten Zustand der Freilaufeinrichtung 11 an der Sperrkontur 15 abgleiten. Die Sperrkörper 12 sind als Sperrdoppelklinken ausgebildet und die Sperrkontur 15 ist durch mehrere in Umfangsrichtung ansteigende Sägezahnrampen gebildet.

Die Schiebemuffe 4 ist entlang der Hauptdrehachse 100 in eine Sperrstellung 105, eine Freilaufstellung 106 als eine erste3 Offenstellung sowie eine Neutralstellung 107 als eine zweite Offenstellung verschiebbar. In der Sperrstellung 105 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 einerseits mit der Außenverzahnung 5 und andererseits mit der Sperrverzahnung 7 in Eingriff, sodass die beiden Kupplungspartner 3, 4 in der Drehrichtung 103 und der Gegendrehrichtung 104 drehfest miteinander verbunden sind. In der Freilaufstellung 106 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 ausschließlich mit der Außenverzahnung 5 in Eingriff, so dass die Schiebemuffe 4 die Offenstellung einnimmt. Allerdings ist die Freilaufeinrichtung 11 zugeschaltet, sodass die beiden Kupplungspartner 3, 4 in der Drehrichtung 103 drehfest miteinander verbunden und/oder verbindbar sind und in der Gegendrehrichtung 104 relativ zueinander verdrehbar sind. In der Neutralstellung 107 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 ausschließlich mit der Außenverzahnung 5 in Eingriff, so dass die Schiebemuffe 4 die zweite Offenstellung einnimmt. Zugleich ist die Freilaufeinrichtung 11 abgeschaltet ist, sodass die beiden Kupplungspartner 3, 4 in der Drehrichtung 103 und in der Gegendrehrichtung 104 relativ zueinander verdrehbar sind.

Die Figur 2 zeigt den Sperrkörper 12 in unterschiedlichen Ansichten. Der Sperrkörper 12 ist insgesamt zweiflügelig und/oder als Doppelklinkenkörper und/oder als Wippenkörper ausgebildet. Der Sperrkörper 12 weist einen zentralen und/oder mittigen Schwenkabschnitt 26 mit der Schwenkachse 13 auf, wobei auf der einen Seite des Schwenkabschnitts 26 ein Deaktivierungsabschnitt 16 und insbesondere gegenüberliegend auf der anderen Seite ein Sperrabschnitt 17 angeordnet ist. In einer radialen Draufsicht von innen und/oder in einer radialen Draufsicht von außen ist der Deaktivierungsabschnitt 16 und der Sperrabschnitt 17 jeweils als ein Rechteckabschnitt ausgebildet, welche unter einem Zwischenwinkel 109 im Bereich des Schwenkabschnitts 26 miteinander und mit dem Schwenkabschnitt 26 einstückig verbunden sind. Der Zwischenwinkel 108 ist auf der radialen Innenseite kleiner als 180° ausgebildet und an den Teilkreisradius um die Hauptdrehachse 100 angenähert.

Bei genauer Betrachtung ist zu erkennen, dass in dem gezeigten Querschnitt die Längserstreckung in Umlaufrichtung des Sperrkörpers 12 bei dem Deaktivierungsabschnitt 16 länger ausgebildet ist als bei dem Sperrabschnitt 17. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung noch ergibt, dient der Sperrabschnitt 17 zur Umsetzung einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Sperrkontur 15 und der Aufnahmetasche 14, so dass der Sperrabschnitt 17 mechanisch stabil und damit verkürzt gegenüber dem Deaktivierungsabschnitt 16 ausgebildet ist. Der Deaktivierungsabschnitt 16 dient zur Steuerung der Schwenkung des Sperrkörpers 12 um die Schwenkachse 13 und kann daher mechanisch weniger stabil sein. Außerdem verringert der längere Hebel des Deaktivierungsabschnitts 16 die notwendigen Kräfte zum Schwenken des Sperrkörpers 12.

An der radialen Außenseite weist der Schwenkabschnitt 26 eine im gezeigten Querschnitt kreisförmige Außenkontur auf, welche koaxial zu der Schwenkachse 13 angeordnet ist. Mit dem Schwenkabschnitt 26 liegt der Sperrkörper 12 um die Schwenkachse 13 schwenkbar in der Aufnahmetasche 14. Der Sperrkörper 12 kann um eine erste Schwenkrichtung 109 geschwenkt werden, sodass der Sperrabschnitt 17 in eine Aktivstellung gebracht werden kann und bei einer Schwenkung um eine zweite Schwenkrichtung 110, welche gegenläufig zu der ersten Schwenkrichtung 109 ist, der Sperrkörper 12 in einer Passivstellung gebracht werden kann.

Die Figur 3a und 3b zeigen eine schematische axiale Draufsicht auf die Kupplungsanordnung 1 , wobei in der Figur 3a die Freilaufeinrichtung 11 zugeschaltet und in der Figur 3 b die Freilaufeinrichtung 11 abgeschaltet ist.

Wie sich insbesondere in einer Zusammenschau mit der Figur 1 ergibt, weist die Kupplungsanordnung 1 eine Mehrzahl von Steuerorganen 19 sowie eine Mehrzahl von Federeinrichtungen 20 auf. Jedem der Sperrkörper 12 ist ein Steuerorgan 19 sowie eine Federeinrichtung 20 zugeordnet. Die Federeinrichtung 20 stützt sich aufgenommen in einem Sackloch 21 in radialer Richtung gegen den ersten Kupplungskörper 2 ab und drückt auf die radiale Außenseite des Sperrabschnitts 17 von den Sperrkörper 12, wie dies insbesondere aus der Figur 3a zu erkennen ist. Durch die Vorspannung ist der Sperrkörper 12 federbelastet und drückt den Sperrabschnitt 17 in der ersten Schwenkrichtung in die Sperrkontur 15, so dass der Freilauf 11 zugeschaltet ist. Dabei kann bei einer Drehung des ersten Kupplungskörpers 2 in Drehrichtung 103 eine formschlüssige Verbindung zwischen der Sperrkontur 15 über den Sperrabschnitt 17, den Schwenkabschnitt 26 und die Aufnahmetasche 14 zu dem ersten Kupplungskörper 2 aufgebaut werden. In Gegendrehrichtung 104 gleitet der Sperrabschnitt 17 über die Sperrkontur 15 ab.

Die Steuerorgane 19 sind als Steuerbolzen ausgebildet und in radialer Richtung verschiebbar in Stufenbohrungen 22 als Durchgangsöffnungen angeordnet, welche in radialer Richtung zu der Hauptdrehachse in dem ersten Kupplungskörper 2 eingebracht sind. Die Steuerorgane 19 befinden sich in der Figur 3a in einer Zuschaltposition, wobei diese getrennt von den Sperrkörpern 12 sind oder nur kraftlos auf dem Deaktivierungsabschnitt 16 aufliegen.

In der Figur 3b sind die Steuerorgane 19 in einer Abschaltposition und gegenüber der Zuschaltposition radial nach innen verschoben. In der Abschaltposition drücken die Steuerorgane 19 auf die radiale Außenseite des Deaktivierungsabschnitts 16 des Sperrkörpers 12, so dass der Sperrkörper 12 um die Schwenkachse 13 in der zweiten Schwenkrichtung 110 geschwenkt wird und der Sperrabschnitt 17 gegen die Federkraft der Federeinrichtung 20 außer Eingriff zu der Sperrkontur 15 gebracht wird. Damit ist der erste und der zweite Kupplungskörper 2, 3 mit Blick auf den Freilauf 11 in beide Drehrichtungen 103, 104 entkoppelt.

In der Figur 4 ist die Kupplungsanordnung 1 in der Sperrstellung 105 gezeigt, wobei die Figur 4 die Kupplungsanordnung 1 in einem Längsschnitt durch eine der Steuerorgane 19 zeigt. Die Schiebemuffe 4 übergreift den ersten Kupplungspartner 2 und den zweiten Kupplungspartner 3, wobei die Innenverzahnung 6 der Schiebemuffe 4 sowohl in Eingriff mit der Außenverzahnung 5 des ersten Kupplungspartners 2 als auch mit der Sperrverzahnung 7 des zweiten Kupplungspartners 3 steht, so dass diese drehfest über die Schiebemuffe 4 miteinander verbunden sind.

Im Längsschnitt ist zu erkennen, dass das Steuerorgan 19 einen Bolzenkopf 23 und einen Bolzenschaft 24 aufweist, wobei der Bolzenschaft 24 durch die Stufenbohrung 22 bis zu dem Sperrkörper 12 geführt ist und auf diesem aufliegt. In der gezeigten Darstellung liegt das Steuerorgan 19 somit auf dem Deaktivierungsabschnitt 16 von dem Sperrkörper 12 kraftlos auf. Die Schiebemuffe 4 weist eine in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse 100 verlaufende Steuerkontur 25 auf, welche in der gezeigten Sperrstellung 105 der Schiebemuffe 4 beabstandet und/oder getrennt zu dem Steuerorgan 19 angeordnet ist. Das Steuerorgan 19 befindet sich in der Zuschaltposition und überträgt keine Kraft auf den Deaktivierungsabschnitt 16 des Sperrkörpers 12, so dass der Freilauf 11 zugeschaltet ist und der Sperrabschnitt 17 sich in der Aktivstellung befindet, wie dies in der Figur 3a gezeigt und erläutert ist.

In der Figur 5 ist die Kupplungsanordnung 1 in der gleichen Darstellung, jedoch in der Freilaufstellung 106 gezeigt. Die Schiebemuffe 4 ist soweit verschoben, dass der zweite Kupplungspartner 3 und/oder die Sperrverzahnung 7 freigegeben ist und damit in der ersten Offenstellung ist. Dadurch wird der Formschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungspartner 2, 3 über die Schiebemuffe 4 aufgelöst. Die Steuerkontur 25 ist immer noch beabstandet und/oder kontaktlos und/oder unwirksam zu dem Steuerorgan 19 angeordnet, so dass sich dieses weiter in der Zuschaltposition befindet. Damit befindet sich der Sperrabschnitt 17 in der Aktivstellung, wie dies in der Figur 3a gezeigt und erläutert ist. Folglich ist der Freilauf 11 aktiviert/zugeschaltet und ein Drehmoment wird in Abhängigkeit der Drehrichtung zwischen den Kupplungspartnern 2, 3 übertragen.

In der Figur 6 ist die Kupplungsanordnung 1 wie in den vorhergehenden Figuren, jedoch in der Neutralstellung 107 als zweite Offenstellung gezeigt. Durch das weitere axiale Verschieben der Schiebemuffe 4 in der axialen Richtung 101 kontaktiert die Steuerkontur 25 das Steuerorgan 19. Die Steuerkontur 25 weist in ihrem axialen Verlauf eine Durchmesserverringerung als radiales Höhenprofil, insbesondere in Form einer Rampe auf, so dass bei dem Übergang in die Neutralstellung 107 die Steuerkonturen 25 die Steuerorgane 19 kontaktieren und in radialer Richtung von der Zuschaltposition in die Abschaltposition überführen. Durch die Überführung von der Zuschaltposition in die Abschaltposition wird das Steuerorgan 19 jeweils in radialer

Richtung verschoben und drückt auf den Deaktivierungsabschnitt 16 des Sperrkörpers 12. Dadurch wird - wie in der Figur 3b gezeigt und beschrieben - der Steuerkörper 12 um die Schwenkachse 13 in der zweiten Schwenkrichtung 110 geschwenkt, so dass der Sperrabschnitt 17 des Sperrkörpers 12 von der Aktivstellung in die Passivstellung überführt wird. Dadurch ist der Freilauf 11 in der Neutralstellung 107 abgeschaltet, so dass die Kupplungspartner 2, 3 vollständig unabhängig voneinander drehen können.

Bezuqszeichenliste

Kupplungsanordnung erster Kupplungspartner zweiter Kupplungspartner Schiebemuffe Außenverzahnung Innenverzahnung

Sperrverzahnung

Nut erste Mitnahmeverzahnung zweite Mitnahmeverzahnung Freilaufeinrichtung Sperrköper

Schwenkachse Aufnahmetasche Sperrkontur Deaktivierungsabschnitt Sperrabschnitt Steuerorgane

Federeinrichtungen Sackloch

Stufenbohrungen Bolzenkopf Bolzenschaft Steuerkontur Schwenkabschnitt Hauptdrehachse Drehrichtung Gegendrehrichtung Sperrstellung Freilaufstellung Neutralstellung Zwischenwinkel erste Schwenkrichtung zweite Schwenkrichtung