Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung und ein Getriebe mit Schaltvorrichtung.

Es ist allgemein bekannt, dass in einem Getriebe Verzahnungsteile miteinander im Eingriff sind, so dass ein Drehmomentfluss vom ersten der Verzahnungsteile zum zweiten der Verzahnungsteile durchleitbar ist.

Aus der WO 2022/ 152 196 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Schaltgetriebe bekannt.

Aus der WO 2008/ 046 735 A2 ist eine Vorrichtung zum Führen eines Drehmoments bekannt.

Aus der DE 10 2021 128 917 B3 ist eine Schaltwalze bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit präzisem Schaltverhalten weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schaltvorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Getriebe nach den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Schaltvorrichtung sind, dass die Schaltvorrichtung ein Zahnrad aufweist, das auf einer Welle drehbar gelagert angeordnet ist, und ein innenverzahntes Hohlrad aufweist, wobei das Zahnrad eine Laufverzahnung aufweist und eine Mitnehmerverzahnung, wobei eine Außenverzahnung, insbesondere eines Verzahnungsteils, drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei das Hohlrad in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Welle, verschiebbar angeordnet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass ein präzises Steuern des Drehmomentflusses des Getriebes ermöglicht ist. Denn abhängig von der axialen Position ist der Drehmomentfluss durchleitbar oder nicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in einer ersten axialen Position des Hohlrades die Innenverzahnung des Hohlrades mit der Außenverzahnung des Verzahnungsteils und mit der Mitnehmerverzahnung des Zahnrades im Eingriff und in einer zweiten Position, insbesondere welche von der ersten Position beabstandet ist, des Hohlrades ist die Innenverzahnung mit der Mitnehmerverzahnung des Zahnrades im Eingriff, wobei die Innenverzahnung in axialer Richtung beabstandet ist von der Außenverzahnung, insbesondere also nicht im Eingriff ist mit der Außenverzahnung, insbesondere wobei die erste Position eine erste Schaltposition ist und die zweite Position eine zweite Schaltposition. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der Position des Hohlrades das Drehmoment durchleitbar ist oder nicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Innenverzahnung koaxial zur Mitnehmerverzahnung und zur Laufverzahnung ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass die Innenverzahnung sowohl auf die Mitnehmerverzahnung als auch auf die Laufverzahnung aufsteckbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenring des Lagers auf die Welle aufgesteckt und der Außenring des Lagers im Zahnrad aufgenommen, insbesondere wobei das Lager als Wälzlager ausgeführt ist, insbesondere wobei das Lager den Innenring und den Außenring sowie zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Wälzkörper aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Zahnrad auf der Welle drehbar gelagert ist. Somit ist die Drehachse des Zahnrads koaxial zur Drehachse der Welle ausgerichtet. Mittels des Lagers ist aber das Zahnrad nicht drehfest mit der Welle verbunden, sondern hierzu ist das Hohlrad entsprechend verwendbar, insbesondere abhängig von seiner axialen Position. Das Zahnrad weist zumindest zwei Verzahnungen auf, insbesondere eine Mitnehmerverzahnung und eine Laufverzahnung ist es im Eingriff mit einem weiteren Verzahnungsteil des Getriebes. Die Mitnehmerverzahnung hingegen dient zum Herstellen der drehfesten Verbindung, indem das Hohlrad derart axial positioniert wird, dass seine Innenverzahnung sowohl mit der Mitnehmerverzahnung als auch mit einer mit der Welle drehfest verbunden Verzahnung im Eingriff ist. Vorzugsweise ist die letztgenannte Verzahnung auf einem hohlen Verzahnungsteil aufgebracht, das mittels Passfederverbindung drehfest mit der Welle verbindbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Mitnehmerverzahnung radial beabstandet von der Laufverzahnung, insbesondere wobei die Laufverzahnung koaxial zur Mitnehmerverzahnung angeordnet ist, insbesondere wobei die Mitnehmerverzahnung auf kleinerem Radialabstand als die Laufverzahnung angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Mitnehmerverzahnung einen anderen Radialabstand aufweisen kann als die Laufverzahnung. Somit ist beispielsweise dasselbe Drehmoment wie bei der Laufverzahnung übertragbar, wenn die Mitnehmerverzahnung entsprechend axial länger sich erstreckt. Umgekehrt ist aber auch ein gleiches Drehmoment übertragbar, wenn die Mitnehmerverzahnung radial außerhalb der Laufverzahnung angeordnet ist und entsprechend axial kürzer ausgebildet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Laufverzahnung von der Mitnehmerverzahnung axial voneinander beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass die Drehmomenteinleitung in die Mitnehmerverzahnung axial beabstandet von der Drehmomentausleitung über die Laufverzahnung stattfindet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Mitnehmerverzahnung als Außenverzahnung ausgeführt und/oder die Laufverzahnung ist als Außenverzahnung ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, insbesondere mit einer Evolventenverzahnung. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Mitnehmerverzahnung als Evolventenverzahnung ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung mittels Wälzschleifverfahren ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Laufverzahnung als Evolventenverzahnung ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung mittels Wälzschleifverfahren ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hohlrad eine Ringnut auf, insbesondere wobei die Ringnut am Außenumfang des Hohlrades angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringnut ununterbrochen am radial äußeren Umfang des Hohlrades umläuft und somit die Eingriffsplatte stets einen Raumbereich zum Eingreifen aufweist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt eine Eingriffsplatte in die Ringnut hinein und ist in axialer Richtung bewegbar, insbesondere von einem manuell betätigbaren Spindeltrieb. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kopplung ermöglicht ist, welche aber auch Drehspiel für das Hohlrad erlaubt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Eingriffsplatte axial beidseitig einen Reibbelag auf, mit welchem die Eingriffsplatte jeweils an der Wandung der Ringnut anliegt, insbesondere wobei der Reibbelag jeweils hohlzylindrisch und/oder als Lochscheibe geformt ist und von in die Eingriffsplatte eingeschraubten Schrauben gegen die Eingriffplatte gedrückt gehalten ist, indem die Schraubenköpfe der Schrauben an der von der Eingriffsplatte abgewandten Seite des jeweiligen Reibbelags auf den Reibbelag drücken. Vorzugsweise sind die Schrauben in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass die relative Bewegung, insbesondere Drehbewegung, zwischen Hohlrad und Eingriffsplatte gedämpft wird und Geräuschemissionen vermindert oder verhindert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spindeltrieb eine in eine Spindelmutter eingeschraubte Spindel auf, wobei ein Handrad mit der Spindel drehtest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine manuelle Betätigung ermöglicht ist und die Herstellung einfach und kostengünstig ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spindel mittels eines Lagers drehbar gelagert, wobei der Innenring des Lagers auf die Spindel aufgesteckt ist, wobei der Außenring des Lagers in oder an einer mit der Eingriffsplatte verbundenen Stange aufgenommen und/oder drehfest mit der Stange verbunden ist, insbesondere wobei die Spindelmutter drehfest verbunden ist mit einem Gehäuse der Schaltvorrichtung, insbesondere wobei die Stange an ihrem vom Handrad abgewandten axialen Endbereich mit einer Eingriffsplatte verbunden ist. insbesondere welche bezogen auf die Mittelachse der Spindelmutter radial hervorragt. Von Vorteil ist dabei, dass die Spindel abgestützt ist und somit in axialer Richtung eine große Länge aufweisen darf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenring des Lagers von einer auf einen Gewindebereich der Spindel aufgeschraubten Mutter axial begrenzt, insbesondere wobei der Gewindebereich auf der vom Gewindeberiech der Spindel in axialer Richtung abgewandten Seite des Lagers angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Lager sicherbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Spindel eine Arretiervorrichtung angeordnet, insbesondere mit welcher die Drehbewegung der Spindel verhinderbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Handbetätigung erst nach Lösen der Arretierung ermöglicht ist. Somit ist die Sicherheit erhöht.

Wichtige Merkmale bei dem Getriebe mit Schaltvorrichtung sind, dass die Verzahnung des Zahnrads mit der Verzahnung eines weiteren Verzahnungsteils im Eingriff ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Schaltvorrichtung der Drehmomentfluss im Getriebe unterbrechbar ist, insbesondere also schaltbar.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in Schrägansicht aus einer ersten Blickrichtung dargestellt, wobei die Zähne des Zahnrads 3 nicht dargestellt sind.

In der Figur 2 ist ein Teilbereich der Schaltvorrichtung dargestellt, wobei die Zähne des Zahnrads 3 nicht dargestellt sind.

In der Figur 3 ist eine Handbetätigung der Schaltvorrichtung in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch die Handbetätigung dargestellt.

In der Figur 5 ist die Schaltvorrichtung aus einer zweiten Blickrichtung dargestellt, wobei die Zähne des Zahnrads 3 nicht dargestellt sind.

In der Figur 6 ist ein Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung in einer ersten Schaltstellung dargestellt, wobei die Zähne des Zahnrads 3 dargestellt sind.

In der Figur 7 ist ein Bereich der Figur 6 vergrößert dargestellt.

In der Figur 8 ist der Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung in einer zweiten Schaltstellung dargestellt, wobei die Zähne des Zahnrads 3 dargestellt sind.

Wie in den Figuren dargestellt, weist die Schaltvorrichtung zwei Schaltstellungen auf, sodass ein Zahnrad 3 wahlweise drehfest mit einer Welle 2 gekoppelt ist oder nicht.

Hierzu wird durch Drehen eines Handrads 1 , also durch ein manuelles Betätigen des Handrads 1 , eine mit dem Handrad 1 drehfest verbundene Spindel 30 in Drehbewegung versetzt.

Die Drehachse des Handrads 1 ist dabei koaxial zur Drehachse der Spindel 30 ausgerichtet. Wie in Figur 4 deutlich gezeigt, ist das Handrad 1 drehtest mit der Spindel 30 verbunden, die in einer Spindelmutter 43 eingeschraubt ist, insbesondere so dass beim Drehen des Handrads 1 die Spindelmutter 43 relativ zur Spindel 30 verschoben wird.

Die Spindelmutter 43 ist mit einer hohlen Buchse 31 verbunden, insbesondere fest verbunden.

Das von dem Handrad 1 in axialer Richtung abgewandte Ende der Spindel 30 ist mittels eines Lagers 40, insbesondere Wälzlagers, in einer Stange 4, insbesondere Zugstange, insbesondere in einem Sackloch einer Stange 4, insbesondere Zugstange, drehbar gelagert. Hierzu ist der Außenring des Lagers 40 in dem Sackloch der Stange 4 aufgenommen und der Innenring des Lagers 40 auf einen zylindrischen Fortsatz der Spindel 30 aufgesteckt. Eine Endplatte 41 ist an dem dem Handrad 1 zugewandten Endbereich, insbesondere an der dem Handrad 1 zugewandten Stirnseite der Stange 4, befestigt, insbesondere und deckt den Bohrungsrand der Sacklochbohrung ab.

Vorzugsweise ist die Endplatte 41 mit Bolzen 42 an der Stange 4 befestigt.

Die Spindel 30 weist an ihrem vom Handrad 1 abgewandten axialen Endberiech ein Schraubgewinde auf, auf das eine Mutter 44 aufgeschraubt ist, welche den Innenring des Lagers 40 begrenzt.

Beim Schrauben des Handrads 1 wird somit die Stange 4 relativ zur hohlen Buchse 31 in axialer Richtung bewegt.

Die Stange 4 ist an ihrem vom Handrad 1 abgewandten Axialen Endbereich mit einer Eingriffsplatte 6 verbunden, welche radial hervorragt.

Somit ist beim Betätigen des Handrads 1 die Eingriffsplatte 6 linear bewegbar.

Die Eingriffsplatte 6 ragt in eine Ringnut 63, die am Außenumfang eines innenverzahnten Hohlrades 62 hinein. Insbesondere ist die Ringnut 63 nach radial außen geöffnet.

Somit ist durch Bewegen der Eingriffsplatte 6 in axialer Richtung das Hohlrad 62 mitbewegbar in axialer Richtung. Die Innenverzahnung des Hohlrades 62 ist in einer ersten Schaltstellung der Schaltvorrichtung an einer derartigen axialen Position angeordnet, dass die Innenverzahnung sowohl im Eingriff ist mit einer Außenverzahnung eines Verzahnungsteils 64, das drehfest, insbesondere mittels Passfederverbindung, mit der

Welle 2 verbunden ist, und andererseits im Eingriff mit einer Mitnehmerverzahnung des Zahnrads 3.

Dabei ist die Mitnehmerverzahnung 61 von der Laufverzahnung 67 des Zahnrads 3 radial beabstandet. Die Mitnehmerverzahnung 61 ist aber auch in axialer Richtung von der Laufverzahnung 67 beabstandet.

In dieser ersten Schaltstellung überlappt also der von der Innenverzahnung des Hohlrades 62 in axialer Richtung überdeckte Bereich mit dem von der Mitnehmerverzahnung 61 des Zahnrades 3 in axialer Richtung überdeckte Bereich und mit dem von der Außenverzahnung des Verzahnungsteils 64 in axialer Richtung überdeckten Bereich.

Das Verzahnungsteil 64 ist vorzugsweise ringartig ausgeführt und/oder auf die Welle 2 aufgesteckt.

Mittels eines Lagers 60, insbesondere Wälzlagers, ist das Zahnrad 3 auf der Welle 2 drehbar gelagert. Dabei ist der Außenring des Lagers 40 in der Welle 2 vorzugsweise aufgenommen und der Innenring des Lagers 60 auf die Welle 2 aufgesteckt.

In einer zweiten Schaltstellung ist das Hohlrad 62 an einer anderen axialen Position als in der ersten Schaltstellung. Dabei ist die Innenverzahnung des Hohlrades 62 nur im Eingriff mit der Mitnehmerverzahnung 61 des Zahnrades 3 und nicht mit der Außenverzahnung des Verzahnungsteils 64.

Insbesondere ist das Hohlrad 62, insbesondere die Innenverzahnung des Hohlrades 62, von der Außenverzahnung des Verzahnungsteils 64.

Auf diese Weise ist das Zahnrad in der ersten Schaltstellung drehfest gekoppelt mit der Welle 2 und in der zweiten Schaltstellung entkoppelt von der Welle 2, insbesondere also frei drehend relativ zur Welle 2. Das Verzahnungsteil 64 ist mittels einer Passfederverbindung mit der Welle 2 verbunden, wobei die Passfeder 70 in einer Passfedernut der Welle 2 angeordnet ist und in eine entsprechende Nut des Verzahnungsteils hineinragt.

Die Eingriffsplatte 6 weist axial beidseitig jeweils einen Reibbelag 68 auf, der an den Wänden der Ringnut 63 anliegt und somit nicht nur zur Verbesserung des Kontakts sondern auch zur Verringerung von Geräuschemissionen beiträgt.

Das Wechseln der Schaltstellungen ist vorzugsweise nur bei Stollstand beziehungsweise unterhalb einer insbesondere sehr geringen Drehzahl der Welle 2 erlaubt. Somit werden dann die Reibbeläge 68 im Wesentlichen nicht abgenutzt.

Vorzugsweise wird die Schaltvorrichtung in einem Getriebe angeordnet, so dass das Zahnrad 3, in der ersten Schaltstellung Leistung überträgt an ein zweites Verzahnungsteil des Getriebes, dessen Verzahnung mit der Laufverzahnung 67 des Zahnrades 3 im Eingriff steht, und in der zweiten Schaltstellung keine Leistung an das zweite Verzahnungsteil überträgt, obwohl die Laufverzahnung 67 des Zahnrades 3 mit der Verzahnung des zweiten Verzahnungsteils des Getriebes im Eingriff ist, da dann das Zahnrad 3 zur Welle 2 frei drehend angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Verzahnung des zweiten Verzahnungsteils des Getriebes axial breiter als die Laufverzahnung 67 des Zahnrades 3.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Innenverzahnung des Hohlrades 62 statt als Evolventenverzahnung aus einer anderen Verzahnung ausgeführt. Somit ist eine kostengünstigere Fertigung erreichbar. Bezugszeichenliste

1 Handrad

2 Welle

3 Zahnrad

4 Stange, insbesondere Zugstange

5 Führungsteile, insbesondere Führungsstangen

6 Eingriffsplatte

30 Spindel

31 Buchse

32 Arretiervorrichtung

40 Lager, insbesondere Wälzlager

41 Endplatte

42 Bolzen

43 Spindelmutter

44 Mutter

60 Lager

61 Mitnehmerverzahnung

62 Hohlrad

63 Ringnut

64 Verzahnungsteil

65 Lager

66 Lager

67 Laufverzahnung

68 Reibbelag

70 Passfeder