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Patent Searching and Data


Title:
SHIFTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/228319
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shifting device (1) for the powertrain of a motor vehicle, wherein: - a movable clutch element (8) can be moved from an open shift position into a closed shift position by the actuating force of a first spring element (11), - the movable clutch element (8) can be moved into an adjusted position against the spring force of the first spring element (11) by the control force of a control element (9), and - the control element (9) is designed to form a precisely one-sided support for the movable clutch element (8) in the direction of a rotational axis (5) while transmitting the control force from the control element (9) to the movable clutch element (8) so that the movable clutch element (8) is movably supported during the transmission of the control force so as to allow a displacement movement from the adjusted position to the position of the open shift position.

Inventors:
LOEFFELMANN JOCHEN (DE)
RUDER VIKTOR (DE)
REUSS FELIX (DE)
WAGNER ALEXANDER (DE)
WIRTH ALEXANDER (DE)
HUEMMER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/100376
Publication Date:
November 18, 2021
Filing Date:
April 26, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D11/14; F16D23/12
Domestic Patent References:
WO2011098595A12011-08-18
Foreign References:
DE102016224864A12017-06-14
GB1145950A1969-03-19
DE102014226578A12016-06-23
DE102014217066A12015-03-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Schaltvorrichtung (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend

- ein Gehäuse (2), in dem eine erste und eine zweite Antriebswelle (3, 4) dreh bar gelagert sind, wobei die erste und zweite Antriebswelle (3, 4) koaxial zuei nander angeordnet sind, so dass sie eine gemeinsame Rotationsachse (5) aufweisen, und

- eine schaltbare Kupplungseinrichtung (6), die zwischen der ersten und der zweiten Antriebswelle (3, 4) angeordnet ist, wobei

- die Kupplungseinrichtung (6) eine geöffnete Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle (3) gegenüber der zweiten Antriebswelle (4) frei drehbar ist, und

- die Kupplungseinrichtung (6) eine geschlossene Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle (3) drehfest über die Kupplungseinrichtung (6) mit der zweiten Antriebswelle (4) verbunden ist, wobei

- die Kupplungseinrichtung (6) ein in Richtung der Rotationsachse (5) unver schiebbares Kupplungselement (7) und ein in Richtung der Rotationsachse (5) mittels eines Steuerelements (9) verschiebbares Kupplungselement (8) um fasst, wobei

- das verschiebbare Kupplungselement (8) durch eine Stellkraft eines ersten Federelements (11) von der geöffneten in die geschlossene Schaltstellung be wegbar ist, wobei

- das verschiebbare Kupplungselement (8) durch eine Steuerkraftkraft des Steuerelements (9) entgegen der Federkraft des ersten Federelements (11) in eine Verstellposition verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuerelement (9) dazu eingerichtet ist, während der Übertragung der Steuerkraft von dem Steuerelement (9) auf das verschiebbare Kupplungsele ment (8) eine genau einseitige Lagerung in Richtung der Rotationsachse (5) für das verschiebbare Kupplungselement (8) zu bilden, so dass das verschiebbare Kupplungselement (8) während der Übertragung der Steuerkraft derart ver schiebbar gelagert ist, dass eine Verschiebebewegung von der Verstellposition bis in die Position der geöffneten Schaltstellung möglich ist.

2. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Kupplungseinrichtung (6) durch eine Klauenkupplung gebildet ist

3. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

- die Verstellposition des verschiebbaren Kupplungselements (8) eine beliebige Position von der Position in der geschlossenen bis in die geöffnete Schaltstel lung sein kann.

4. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

- das Steuerelement (9) und das verschiebbare Kupplungselement (8) in der geschlossenen Schaltstellung nicht miteinander in Wirkverbindung stehen.

5. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

- ein separater Aktuator (16) vorgesehen ist, über den das Steuerelement (9) zur Erzeugung der Stellkraft antreibbar ist.

6. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

- das verschiebbare Kupplungselements (8) eine in Bezug auf die Rotations achse (5) rotationssymmetrische Steuerkontur (17) aufweist, über die die Steu erkraft des Steuerelements (9) ohne einen Kraftfluss über das erste Federele ment (11) auf das verschiebbare Kupplungselement (8) übertragbar ist.

7. Schaltvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass - ein Kraftübertragungselement (13) vorgesehen ist, das gegenüber dem ver schiebbaren Kupplungselement (8) über ein Wälzlager (10) gelagert ist, wobei das Kraftübertragungselement (13) eine Steuerkontur (17) aufweist, über die die Steuerkraft des Steuerelements (9) ohne einen Kraftfluss über das erste Federelement (11 ) auf das verschiebbare Kupplungselement (8) übertragbar ist.

8. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

- eine Sicherungseinrichtung (14) zum Sichern des verschiebbaren Kraftüber tragungselements (8) in der geöffneten Schaltposition vorgesehen ist.

9. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Sicherungseinrichtung (14) ein Sicherungselement (15) und ein zweites Federelement (12) umfasst, wobei

- durch eine Federkraft des zweiten Federelements (12) das Sicherungsele ment (15) in eine Sicherungsstellung bewegbar ist, in der das verschiebbare Kupplungselement (8) in der geöffneten Schaltstellung gesichert ist.

10. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuerelement (9) dazu eingerichtet ist, die Sicherungseinrichtung (14) zu steuern.

Description:
Schaltvorrichtunq

Die Anmeldung betrifft eine Schaltvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr zeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 .

Aus der DE 10 2014217 066 A1 ist eine Kupplung für einen zuschaltbaren Allradan trieb bekannt, bei welchem zwei fluchtende Antriebswellen durch ein Kupplungsteil, welches eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen ermög licht, miteinander verbunden werden. Die Kupplung weist ein Schaltelement in Form einer Schaltgabel auf, mit welchem ein in axialer Richtung verschiebbares Kupplungs teil derart verschoben wird, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen hergestellt wird.

Aus der WO 2011/098 595 A1 ist eine Kopplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche mindestens eine Kupplung umfasst, die an ei ner rotierenden Welle angeordnet ist, um die rotierende Welle wahlweise mit einem Antriebselement des Antriebsstrangs zu koppeln. Die Kopplungsanordnung umfasst ferner wenigstens eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung. Die Betä tigungseinrichtung ist dazu ausgebildet, wahlweise einen Eingriffsabschnitt mit einem mit der Welle rotierenden Gewindeabschnitt in Eingriff zu bringen, um eine Relativbe wegung des Eingriffsabschnitts und des Gewindeabschnitts in Richtung der Achse der rotierenden Welle zu bewirken und die Kupplung hierdurch in axialer Richtung zu be tätigen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine verbesserte Schaltvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Entsprechend wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltvorrichtung für einen An triebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse, in dem eine erste und ei ne zweite Antriebswelle drehbar gelagert sind, wobei die erste und zweite Antriebs welle koaxial zueinander angeordnet sind, so dass sie eine gemeinsame Rotations achse aufweisen, und eine schaltbare Kupplungseinrichtung, die zwischen der ersten und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, wobei die Kupplungseinrichtung eine geöffnete Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle gegenüber der zwei ten Antriebswelle frei drehbar ist, und die Kupplungseinrichtung eine geschlossene Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle drehfest über die Kupplungsein richtung mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, wobei die Kupplungseinrichtung ein in Richtung der Rotationsachse unverschiebbares Kupplungselement und ein in Richtung der Rotationsachse mittels eines Steuerelements verschiebbares Kupp lungselement umfasst, wobei das verschiebbare Kupplungselement durch eine Stell kraft eines ersten Federelements von der geöffneten in die geschlossene Schaltstel lung bewegbar ist, wobei das verschiebbare Kupplungselement durch eine Steuer kraftkraft des Steuerelements entgegen der Federkraft des ersten Federelements in eine Verstellposition verschiebbar ist, wobei das Steuerelement dazu eingerichtet ist, während der Übertragung der Steuerkraft von dem Steuerelement auf das verschieb bare Kupplungselement eine genau einseitige Lagerung in Richtung der Rotations achse für das verschiebbare Kupplungselement zu bilden, so dass das verschiebbare Kupplungselement während der Übertragung der Steuerkraft derart verschiebbar ge lagert ist, dass eine Verschiebebewegung von der Verstellposition bis in die Position der geöffneten Schaltstellung möglich ist.

Durch das erste Federelement kann die zwischen den beiden Kupplungselementen wirkende Kraft vereinfacht eingestellt werden, ohne dass eine aufwendige Sensorik benötigt wird. Ferner kann damit ein ggf. durch Bauteiltoleranzen vorhandenes Spiel zwischen diversen Komponenten der Schaltvorrichtung, beispielsweise zwischen dem Steuerelement und dem verschiebbaren Kupplungselement, oder auch ein Spiel eines die Steuereinrichtung antreibenden Aktuators ausgeglichen werden. Durch die Anord nung des ersten Federelements gemäß dieser Anmeldung auf der Seite des ver schiebbaren Kupplungselements kann auf weitere federnde und/oder dämpfende La- gerungsmittel für Komponenten der Kupplungseinrichtung verzichtet werden, wodurch ein vereinfachter Aufbau ermöglicht wird.

Dadurch, dass die Stellkraft für eine Verschiebung des verschiebbaren Kraftübertra gungselements von der geöffneten in die geschlossene Schaltstellung vollständig von dem ersten Federelement bereitgestellt werden kann, kann auf zusätzliche Antriebs einheiten verzichtet werden.

Die Steuerkraft des Steuerelements wirkt der Federkraft entgegen, so dass nur eine einseitige Lagerung des verschiebbaren Kupplungselements in Richtung der Rotati onsachse durch das Steuerelement erforderlich ist. Die Steuereinrichtung kann damit auf einfache Weise derart gegen die Stellkraft des Federelements wirken, dass das verschiebbare Kraftübertragungselement von der geschlossenen in die geöffnete Schaltstellung bewegt werden kann. Durch die lediglich einseitige Lagerung des ver schiebbaren Kupplungselements ist eine freie Bewegung unter Wirkung des ersten Federelements zwischen der durch das Steuerelement eingestellt Verstellposition und der geöffneten Schaltstellung möglich. Dadurch kann unabhängig von der Verstellpo sition eine federnde Lagerung des verschiebbaren Kupplungselements 8 erreicht wer den, die nicht nur beim Einkuppelvorgang, also bei der Verstellbewegung von der ge öffneten in die geschlossene Schaltstellung, sondern auch beim Auskuppelvorgang aufrechterhalten wird.

Das erste Federelement im Sinne dieser Anmeldung muss dabei nicht zwangsläufig unmittelbar an dem verschiebbaren Kupplungselement anliegen; zwischen diesen Komponenten und dem ersten Federelement können noch weitere Bauteile, bei spielsweise ein Lager oder ein Kraftübertragungselement, zwischengeschaltet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplungseinrichtung durch eine Klau enkupplung gebildet. Das erste Federelement kann in besonders vorteilhafter Art und Weise mit einer Klauenkupplung Zusammenwirken. Bei dieser Kupplungsart werden die Kupplungselemente durch Klauenkupplungselemente gebildet. Um die Klauen- kupplung von der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zu schalten, müssen die Klauen des einen Kupplungselements in einen Zwischenraum, der durch die Klauen des jeweils anderen Kupplungselements gebildet ist, eingreifen. Durch das Federelement wird während des Schaltvorgangs eine abfedernde Wirkung erzielt, die sich vorteilhaft auf die Betriebsdauer und Betriebsfestigkeit der Schaltvor richtung auswirkt.

Beim Bewegen des verschiebbaren Kupplungselements in Richtung der Rotations achse zu dem unverschiebbaren Kupplungselement kann es Vorkommen, dass die Klauen nicht synchronisiert sind, also ein formschlüssiger Eingriff noch nicht möglich ist. Durch das erste Federelement kann in einem noch nicht synchronisierten Zustand oder auch bei einer zu hohen Relativgeschwindigkeit der beiden Kupplungselemente zueinander in vorteilhafter Weise eine Abweisfunktion realisiert werden. Durch das erste Federelement kann in solche einem Zustand die durch das Steuerelement auf das verschiebbare Kupplungselement wirkende Energie aufgenommen werden, bis ein geeigneter Zustand zum Koppeln des unverschiebbaren mit dem verschiebbaren Kupplungselement erreicht ist. Sobald die beiden Kupplungselemente synchronisiert sind, wird die in dem ersten Federelement gespeicherte Energie wieder abgegeben und das verschiebbare Kupplungselement vollständig in die geschlossene Schaltstel lung gebracht. Somit kann auf eine Steuerung bzw. Regelung eines den Antrieb an treibenden Aktuators verzichtet werden, was beispielsweise eine zusätzliche Sen soreinrichtung erfordern würde. Das erste Federelement ermöglicht in dieser Konfigu ration also einen konstruktiv einfachen Aufbau mit dem ein zuverlässiges Schalten in die geschlossene Schaltstellung ermöglicht wird. Auch Schläge oder Vibrationen, die während des Einkuppelvorgangs auf das verschiebbare Kupplungselement einwirken, können durch das erste Federelement aufgenommen werden und wirken nicht auf weitere Elemente wie beispielsweise den Aktuator, so dass die Funktionssicherheit dadurch ebenfalls erhöht wird.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Verstellposition des verschiebbaren Kupp lungselements eine beliebige Position von der Position in der geschlossenen bis in die geöffnete Schaltstellung sein kann. Damit kann das verschiebbare Kupplungselement auch in Zwischenstellungen zwischen der geöffneten und der geschlossenen Schalt stellung unter Wirkung der Federkraft positioniert werden. Es ist so beispielsweise ein Einkuppeln mit einer kontrollierten Verschiebegeschwindigkeit des verschiebbaren Kupplungselements möglich, wobei etwaige Schläge, Vibrationen oder eine noch nicht vorherrschende Synchronisation der Kupplungselemente durch das erste Federele ment kompensiert werden können. Dies führt zu einer Verbesserung der Systemzu verlässigkeitseigenschaften der Schaltvorrichtung, insbesondere der Lebensdauer.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Steuerelement und das verschiebbare Kupp lungselement in der geschlossenen Schaltstellung nicht miteinander in Wirkverbin dung stehen. Wenn zwischen dem Steuerelement und dem verschiebbaren Kupp lungselement keine Wirkverbindung besteht, bedeutet das im Sinne der vorliegenden Anmeldung, dass weder mittelbar noch unmittelbar eine Steuerkraft von dem Steue relement auf das verschiebbare Kupplungselement übertragen wird. Durch die Ent kopplung des Steuerelements von dem verschiebbaren Kupplungselement kann ers tens erreicht werden, dass das verschiebbare Kupplungselement ungehindert durch die Federkraft des Federelements in der geschlossenen Schaltstellung gesichert ist. Zweitens können etwaige Vibrationen der Kupplungseinrichtung nicht oder nur im ge ringen Maße auf das Steuerelement übertragen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein separater Aktuator vorgesehen, über den das Steuerelement zur Erzeugung der Steuerkraft antreibbar ist. Die Verstellposi tion des verschiebbaren Kupplungselements kann so unabhängig von dem Betriebs zustand, beispielsweise von der Drehzahl der ersten und/oder zweiten Antriebswelle, exakt eingestellt werden.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass das verschiebbare Kupplungselement eine in Be zug auf die Rotationsachse rotationssymmetrische Steuerkontur aufweist, über die die Steuerkraft des Steuerelements ohne einen Kraftfluss über das erste Federelement auf das verschiebbare Kupplungselement übertragbar ist. Es kann so ein besonders einfacher Aufbau der Schaltvorrichtung erreicht werden. Alternativ zu der Steuerkontur an dem verschiebbaren Kupplungselements kann ein Kraftübertragungselement vorgesehen sein, das gegenüber dem verschiebbaren Kupplungselement über ein Wälzlager gelagert ist, wobei das Kraftübertragungsele ment eine Steuerkontur aufweist, über die die Steuerkraft des Steuerelements ohne einen Kraftfluss über das erste Federelement auf das verschiebbare Kupplungsele ment übertragbar ist. Die Steuerkontur kann durch das Wälzlager von der Rotations bewegung des verschiebbaren Kupplungselements entkoppelt werden, so dass die Steuerkontur nicht umlaufend und rotationssymmetrisch in Bezug auf die Rotations achse ausgeführt sein muss.

Durch die Anordnung der Steuerkontur an dem verschiebbaren Kupplungselement oder an der Kraftübertragungseinrichtung kann die Steuerkraft des Steuerelements beim Schalten von der geschlossenen Schaltstellung in die geöffnete Schaltstellung ohne einen Kraftfluss über das erste Federelement auf das verschiebbare Kupplungs element übertragen werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Steuerkräfte des Antriebs auf das verschiebbare Kupplungselement beim Schalten in die geöffnete Schaltstellung ohne die Zwischenschaltung von Feder- und/oder Dämpfungselemen ten vorzunehmen, da so ein verzögerungsfreies Entkuppeln möglich ist.

Vorzugsweise ist eine Sicherungseinrichtung zum Sichern des verschiebbaren Kraft übertragungselements in der geöffneten Schaltposition vorgesehen. Das verschiebba re Kupplungselement kann so in der geöffneten Schaltstellung gehalten werden, ohne dass das Steuerelement eine Steuerkraft auf das verschiebbare Kupplungselement ausüben muss.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Sicherungseinrichtung ein Sicherungselement und ein zweites Federelement umfasst, wobei durch eine Federkraft des zweiten Fe derelements das Sicherungselement in eine Sicherungsstellung bewegbar ist, in der das verschiebbare Kupplungselement in der geöffneten Schaltstellung gesichert ist. Das zweite Federelement bietet den Vorteil, dass das Sicherungselement durch des sen Federkraft in eine Sicherungsstellung verbracht werden kann, in der das ver schiebbare Kupplungselement vorzugsweise durch eine formschlüssige Verbindung mit dem Steuerelement in der geöffneten Schaltstellung gehalten wird. Ferner wird durch die Federkraft des zweiten Federelements das Sicherungselement in der Siche rungsposition gesichert, so dass ein unbeabsichtigtes Deaktivieren der Sicherungsein richtung verhindert werden kann.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Steuerelement dazu eingerichtet ist, die Siche rungseinrichtung zu steuern. Auf weitere Komponenten zur Steuerung der Siche rungseinrichtung kann damit verzichtet werden. Vorzugsweise wird das dadurch reali siert, dass das Steuerelement dazu eingerichtet ist, das Sicherungselement entgegen der Federkraft des zweiten Federelements mitzunehmen. Weiter vorzugsweise erfolgt dies durch einen Mitnehmer bei einer ohnehin zur Steuerung des verschiebbaren Kupplungselements vorzunehmenden Steuerbewegung.

Die Anmeldung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Be zugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Schaltvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 2 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel;

Figur 3 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel;

Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Schaltvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und

Figur 5 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung gemäß einem fünften Ausfüh rungsbeispiel. ln Figur 1 ist eine Schaltvorrichtung 1 mit einer ersten Antriebswelle 3 und einer zwei ten Antriebswelle 4 dargestellt, die über eine Kupplungseinrichtung 6 drehfest mitei nander verbindbar sind.

Die zweite Antriebswelle 4 umfasst zwei Teilwellen, die über eine Verzahnung 18 (siehe Figur 2) drehtest miteinander verbunden sind. Die zweite Antriebswelle 4 ist an einem Ende in einer Aufnahme 19 der ersten Antriebswelle 3 gelagert und über ein Kugellager 20 gegenüber einem Gehäuse 2. Die erste Antriebswelle 3 ist innerhalb des Gehäuses 2 durch ein Kugellager 21 gelagert und durch einen Fortsatz der zwei ten Antriebswelle 4, der in die Aufnahme 19 der ersten Antriebswelle 3 hineinragt. Die erste und die zweite Antriebswellen 3 und 4 sind koaxial zueinander ausgerichtet und rotieren daher um eine gemeinsame Rotationsachse 5.

Jeweils ein Ende der ersten und zweiten Antriebswelle 3 und 4 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus. Im montierten Zustand kann die erste Antriebswelle 3 dann beispielsweise mit einem Differentialgetriebe drehfest verbunden sein und die zweite Antriebswelle 4 beispielsweise mit einem Antriebsrad, oder umgekehrt. An den einander zugewandten Enden der ersten und zweiten Antriebswelle 3 und 4 ist die Kupplungseinrichtung 6 vorgesehen, die ein der ersten Antriebswelle 3 zugeordnetes unverschiebbares Kupp lungselement 7 sowie ein der zweiten Antriebswelle 4 zugeordnetes verschiebbares Kupplungselement 8 umfasst. Die Kupplungseinrichtung 6 kann in eine geöffnete Schaltstellung geschaltet werden, in der die erste Antriebswelle 3 und die zweite An triebswelle 4 nicht drehfest miteinander verbunden sind. Ferner kann die Kupplungs einrichtung 6 in eine geschlossene Schaltstellung geschaltet werden, in der die erste Antriebswelle 3 drehfest mit der zweiten Antriebswelle 4 verbunden ist.

Die Steuerung der Kupplungseinrichtung 6 erfolgt mittels eines Steuerelements 9, das eine Steuerfläche 25 aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit einer Steuerkontur 17 ei nes Kraftübertragungselements 13 zusammenzuwirken. Das Kraftübertragungselement 13 ist gegenüber dem Gehäuse 2 in Richtung der Ro tationsachse 5 verschiebbar gelagert, wobei die Verschiebebewegung unter der Wir kung eines ersten Federelements 11 erfolgt. Das erste Federelement 11 ist derart ausgerichtet, dass dessen Stellkraft das Kraftübertragungselement 13 in Richtung des unverschiebbaren Kupplungselements 7 bewegt.

Das Kraftübertragungselement 13 ist über ein Wälzlager 10 mit dem verschiebbaren Kupplungselement 8 in Richtung der Rotationsachse 5 verbunden, so dass eine Ver schiebung des Kraftübertragungselements 13 auch eine Verschiebung des verschieb baren Kupplungselements 8 bewirkt. Mittels der Stellkraft des ersten Federelements 11 kann das verschiebbare Kupplungselement 8 über das Kraftübertragungselement 13 vollständig von der geöffneten in die geschlossene Schaltstellung bewegt werden.

Die Steuerkraft des Steuerelements 9 kann der Stellkraft des ersten Federelements 11 entgegenwirken, so dass das verschiebbare Kupplungselement 8 durch das Kraft übertragungselement 13 von der geschlossenen in die geöffnete Schaltstellung be wegbar ist.

In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 befindet sich die als Klauenkupp lung ausgeführte Kupplungseinrichtung 6 in der geschlossenen Schaltstellung, so dass die Klauen 24 der beiden Kupplungselemente 7 und 8 miteinander in Eingriff stehen. In dieser Schaltstellung wirkt keine Steuerkraft des Steuerelements 9 auf das Kraftübertragungselement 13, so dass das verschiebbare Kupplungselement 8 von dem Steuerelement 9 entkoppelt ist. Wie in Figur 1 dargestellt stehen die Steuerfläche 25 und die Steuerkontur 17 in dieser Schaltstellung nicht miteinander in Kontakt. Al ternativ kann die Steuerfläche 25 auch an der Steuerkontur 17 anliegen, ohne dass eine Steuerkraft übertragen wird.

Das Steuerelement 9 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel als Nockenwelle ausge führt, die um eine Rotationsachse 26 rotiert. Weiterhin ist ein separater Aktuator 16 vorgesehen, über den die Nockenwelle antreibbar ist. Alternativ kann das Steuerelement 9 auch durch ein linear verschiebbares Steuerele ment 9a gebildet sind, das beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist. Auch das verschieb bare Steuerelement 9a ist durch einen separaten Aktuator 16 antriebbar, wobei dieser dann vorzugsweise durch einen Linearantrieb gebildet ist.

Das Wälzlager 10 ist gegenüber dem Kraftübertragungselement 13 und dem ver schiebbaren Kupplungselement 8 in Richtung der Rotationsachse 5 unbeweglich be lagert. Zur verschiebbaren Lagerung des Kraftübertragungselements 13 gegenüber dem Gehäuse 2 ist ein Lagerelement 22 vorgesehen, das parallel zu der Rotations achse 5 ausgerichtet ist. Das Lagerelement 22 ist vorzugsweise durch einen Stift ge bildet, der unbeweglich in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Das Kraftübertragungselement 13 weist eine Aufnahme 23 für das Lagerelement 22 auf, sodass eine verschiebbare Bewegung des Steuerelements 9 in Richtung der Rotationsachse 5 gegenüber dem Kraftübertragungselement 13 ermöglicht wird. Die Aufnahme 23 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass das Kraftübertragungselement 13 in tangentialer Richtung in Bezug auf die Rotationsachse 5 gesichert ist, also nicht verdreht werden kann. Dies ist vor teilhaft, weil trotz des Wälzlagers 10 bei einer Rotation des verschiebbaren Kupp lungselements 8 ein Drehmoment um die Rotationsachse 5 auf das Kraftübertra gungselement 13 wirken kann.

Das erste Federelement 11 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel als Spiralfeder aus geführt, die das Lagerelement 22 umgibt. Eine erste Stirnseite des ersten Federele ments 11 ist in Richtung der Rotationsachse 5 an dem Kraftübertragungselement 13 abgestützt, während eine zweite Stirnseite an dem Gehäuse 2 abgestützt ist.

Bei einer Verstellbewegung des Steuerelements 9 durch den Aktuator 16 bewirkt die Steuerfläche 25 eine derartige Steuerkraft entgegen der Stellkraft des ersten Fe derelements 11 , dass das Kraftübertragungselement 13 von dem unverschiebbaren Kupplungselement 7 wegbewegt wird. Durch diese Bewegung wird das verstellbare Kupplungselement 8 ebenfalls weg von dem unverschiebbaren Kupplungselement 7 bis in die geöffnete Schaltstellung bewegt. Die Übertragung der Steuerkraft von dem Steuerelement 9 erfolgt über das Kraftübertragungselement 13 und das Wälzlager 10 auf das verschiebbare Kupplungselement 8.

Das Steuerelement 9 lagert das verschiebbare Kupplungselement 8 über das Kraft übertragungselement 13 genau einseitig in Richtung der Rotationsachse 5, so dass die Steuerkraft entgegen der Stellkraft des ersten Federelements 11 auf das ver schiebbare Kraftübertragungselement 8 wirken kann. Ferner bewirkt die genau einsei tige Lagerung, dass das Kraftübertragungselement 13 durch die Stellkraft des ersten Federelements 11 an der Steuerfläche 25 anliegt, so dass durch das Steuerelement 9 eine beliebige Verstellposition des verschiebbaren Kraftübertragungselements 8 ein gestellt werden kann. Weiterhin wird durch die lediglich einseitige Lagerung bewirkt, dass das Kraftübertragungselement 13 in die durch das Steuerelement 9 eingestellte Verstellposition, die eine Sollposition für das verschiebbare Kupplungselement 8 defi niert, verschiebbar ist. Die Verstellposition kann auch eine Endposition in der geöffne ten Schaltstellung sein.

In der geöffneten Schaltstellung gelangt das verschiebbare Steuerelement 8 an einem Anschlag 28 zur Anlage, der vorzugsweise auch ein elastisches Element, beispiels weise einen Gummipuffer, umfassen kann.

Eine Verschiebebewegung entgegen der Stellkraft des ersten Federelements 11 in ei nem Bewegungsumfang von der Verstellposition bis maximal in die geöffnete Schalt stellung ist aber nur dann möglich, wenn eine entgegen der Stellkraft des ersten Fe derelements 11 wirkende Störkraft, betragsmäßig die Stellkraft übersteigt. Auf diese Weise können im Betrieb auftretende Störkräfte, beispielsweise hervorgerufen durch Vibrationen oder durch den Vorgang des Ein- oder Entkuppelns, durch das erste Fe derelement 11 kompensiert werden. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 bis 5 wird nur noch auf die sich in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel ergebenden Abweichungen bzw. zusätzlichen Merkmale eingegangen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das Kraftübertragungselement 13 im Detail dargestellt. Das Kraftübertragungselement 13 weist eine Steuerkontur 17 auf, die von dem verschiebbaren Kupplungselement 8 in Richtung der Rotationsachse 5 beabstandet ist. Ferner ist in Figur 2 das Lagerelement 22 in Richtung der Rotations achse 5 gegenüber dem Kraftübertragungselement 13 unverschiebbar gelagert. Die Aufnahme 23 zur verschiebbaren Lagerung des Lagerelements 22 ist daher dem Ge häuse 2 zugeordnet.

Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem verschiebbaren Kupplungs element 8 in der geschlossen Schaltstellung. Ein Außenring des Wälzlagers wird da bei durch einen Abschnitt des Kraftübertragungselements 13 gebildet. In der geöffne ten Schaltstellung gelangt das verschiebbare Kupplungselement 8 an einem durch ei nen Vorsprung der zweiten Antriebswelle 4 gebildeten Anschlag 28 zur Anlage, so dass es durch das Steuerelement 9 in einer vordefinierten Endposition gehalten wer den kann.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schaltvorrichtung 1 ohne ein Kraft übertragungselement 13. Die Steuerkraft des Steuerelements 9 wird bei dieser Aus führungsform von der Steuerfläche 25 auf die Steuerkontur 17 des verschiebbaren Kupplungselements 8 übertragen. Die Steuerkontur 17 ist dann in Bezug auf die Rota tionsachse 5 rotationssymmetrisch und vollständig umlaufend ausgeführt. Das Steue relement 9 ist in diesem Fall in eine Linearrichtung verstellbar, die vorzugsweise or thogonal zur Rotationsachse 5 ausgerichtet ist, wobei als Antrieb ein Aktuator 16 in Form eines Linearantriebs vorgesehen ist. Selbstverständlich kann das Steuerelement 9 alternativ auch durch die aus den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 bis 3 be kannten Nockenwellen gebildet sein. Das erste Federelement 11 liegt bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 mit dem ers ten Ende an einer Stirnseite des verschiebbare Kupplungselements 8 an und ist an dem zweiten Ende in Richtung der Rotationsachse 5 gegenüber der zweiten An triebswelle 4 abgestützt.

Ferner weist das verschiebbare Kupplungselement 8 zusätzlich eine Sicherungsein richtung 14 auf umfassend ein Sicherungselement 16 und ein zweites Federelement 12. Das verschiebbare Kupplungselement 8 umfasst eine Einrastkontur 27 zur Auf nahme des Sicherungselements 15, wenn sich das verschiebbare Kupplungselement 8 in der geöffneten Schaltstellung befindet. Das zweite Federelement 12 bewirkt eine Verstellbewegung des Sicherungselements 15 in Richtung des verschiebbare Kupp lungselements 8. Wie in Figur 4 dargestellt greift das Sicherungselement 15 in der ge schlossenen Schaltstellung nicht in die Einrastkontur 27 ein; die Sicherungseinrich tung 14 ist also noch deaktiviert.

Das Sicherungselement 15 gleitet bei einer Verstellbewegung von der geschlossenen in die geöffnete Schaltstellung über eine Oberfläche des verschiebbaren Kupplungs elements 8 bis es in der geöffneten Schaltposition durch die Federkraft des zweiten Federelements 12 in die Einrastkontur 27 einrastet.

Das in die Einrastkontur 27 eingreifende Sicherungselement 15 mit der Kupplungsein richtung 6 in der geöffneten Schaltstellung ist in Figur 5 dargestellt. Wenn das Siche rungselement 15 in die Einrastkontur 27 hineinragt, ist das verschiebbare Kupplungs element 8 in Richtung der Rotationsachse 5 gesichert, so dass durch die Stellkraft des ersten Federelements 11 keine Verschiebebewegung mehr bewirkt werden kann. Des Weiteren muss auch das Steuerelement 9 keine Steuerkraft mehr auf das verschieb bare Kupplungselement 8 ausüben, um es in der geöffneten Schaltstellung zu halten.

Zum Lösen des Sicherungselements 15 ist das Steuerelement 9 dazu eingerichtet, das Sicherungselement 15 entgegen der Federkraft des zweiten Federelements 12 zu bewegen; es wird so durch das Steuerelement 9 aus der Einrastkontur 27 bewegt. Vorzugsweise erfolgt dies durch eine ohnehin von dem Steuerelement 9 zu vollzie henden Steuerbewegung zur Steuerung des verschiebbaren Kupplungselements 8, beispielsweise durch eine Bewegung weg von dem verschiebbaren Kupplungsele ment 8 in eine Richtung orthogonal zu der Rotationsachse 5.

Selbstverständlich kann die Sicherungseinrichtung 14 aus den Figuren 4 und 5 auch bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 mit dem Kraftübertragungselement 13 zur Anwendung kommen. Die Einrastkontur ist dann vorzugsweise an dem Kraft übertragungselement 13 vorgesehen.

Bezuqszeichenliste

1 Schaltvorrichtung

2 Gehäuse

3 erste Antriebswelle

4 zweite Antriebswelle

5 Rotationsachse

6 Kupplungseinrichtung

7 unverschiebbares Kupplungselement

8 verschiebbares Kupplungselement

9 Steuerelement

9a Steuerelement

10 Wälzlager

11 erstes Federelement

12 zweites Federelement

13 Kraftübertragungselement

14 Sicherungseinrichtung

15 Sicherungselement

16 Aktuator

17 Steuerkontur

18 Verzahnung

19 Aufnahme

20 Kugellager

21 Kugellager

22 Lagerelement

23 Aufnahme (für Lagerelement)

24 Klauen

25 Steuerfläche

26 Rotationsachse (der Nockenwelle)

27 Einrastkontur

28 Anschlag