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WO2017215698A1 - Actuator for a wedge coupling - Google Patents

Actuator for a wedge coupling Download PDF

Info

Publication number
WO2017215698A1
WO2017215698A1 PCT/DE2017/100426 DE2017100426W WO2017215698A1 WO 2017215698 A1 WO2017215698 A1 WO 2017215698A1 DE 2017100426 W DE2017100426 W DE 2017100426W WO 2017215698 A1 WO2017215698 A1 WO 2017215698A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
inner ring
sleeve
wedge
rollers
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/100426
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pascal Kohtes
Martin Dressel
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2017215698A1 publication Critical patent/WO2017215698A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/76—Friction clutches specially adapted to incorporate with other transmission parts, i.e. at least one of the clutch parts also having another function, e.g. being the disc of a pulley
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/14—Friction clutches with outwardly-movable clutching members co-operating with the inner surface of a drum or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00—Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/04—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways with a shaft carrying a number of rotatable transmission members, e.g. gears, each of which can be connected to the shaft by a clutching member or members between the shaft and the hub of the transmission member

Definitions

  • Actuator for a wedge clutch The invention relates to an actuator for actuating a wedge coupling, in particular for coupling a loose wheel with a drive or output shaft of a gearbox.
  • a so-called wedge coupling which is operable in the axial direction of the input or output shaft and a radial ramp contour undergoes an increase in diameter, resulting in a setting of the idler gear with respect to the input or output shaft leads, so that a torque transmission between the shaft and idler gear is made possible.
  • a Keilkupp- ment in particular a one-way wedge coupling (freewheel) for a loose wheel, with an inner ring, an outer ring and a arranged between the inner ring and outer ring wedge disk for setting the Outer ring opposite the inner ring in one direction.
  • the inner ring has a number of ramps distributed uniformly on its outer circumference, which ramps are arranged cooperatively with a corresponding number of ramps on the inner circumference of the wedge disk.
  • the wedge disk is surrounded on its outer circumference by the outer ring coaxially spaced.
  • the wedge disk In an opposite second direction of rotation, the wedge disk is deformed over the slope of the ramps and pushed outwardly so that the outer diameter of the wedge plate is increased and the outer ring clamps.
  • WO 2014/193671 A1 shows a planetary gear with a friction clutch, in particular a multi-plate clutch for switchable connection of a rotatable outer support with a rotatable inner support, wherein in addition to the friction clutch, a one-way wedge coupling is arranged as a bypass in parallel. In this way, the one-way wedge coupling a torque, in particular a braking torque transmitted when the multi-plate clutch is opened.
  • a decentralized piston unit is provided.
  • DE 1 1 2014 005 508 T5 shows a wedge-type coupling with circumferentially distributed segments
  • DE 11 2014 003 427 T4 shows a separating unit for a wedge-type coupling.
  • Further wedge couplings are shown in DE 10 2012 015 224 A1 and US Pat. No. 1 450,202 A.
  • the invention has for its object to provide an actuator for actuating a wedge coupling, which generates an axial movement of a rotary motion.
  • the object is achieved by the features of claim 1. It is a particular advantage of the actuator according to the invention that it has a rotatably arranged sleeve which receives in a cylindrical housing a roller-ramp actuator. By this measure, a compact construction of the actuator can be achieved.
  • the sleeve comprises a drive or output shaft coaxial, so that the actuator can act centrally on the clutch. By this measure, the actuator can be positioned reliably against the wedge coupling to be operated.
  • the cylindrical sleeve housing on a bottom plate with an axially facing ramp contour.
  • the bottom plate has a preferably circular passage opening for receiving an inner ring which is non-rotatably mounted on the input or output shaft.
  • the inner ring carries the disc-shaped wedge coupling, which has an axially actuated pressure washer which is in contact with an outer side of the bottom plate of the sleeve by means of a thrust bearing.
  • the ramp contour has a number of at least three star-shaped ramps around the inner ring, each consisting of a mountain and a valley. These serve the Receiving a corresponding number of rolling elements, preferably rollers.
  • the rollers axially adjacent an axially movable pressure disc is arranged, which is acted upon by the force of a plate spring.
  • a stop supported on the inner ring preferably a securing ring, is provided which is arranged in an annular groove of the inner ring.
  • the wedge clutch has to increase a torque transmission between input or output shaft and the idler gear in an advantageous manner in addition a multi-plate clutch, which is connected by means of radial projections positively connected to the idler gear.
  • the sleeve is pivoted by an angle corresponding to the length of a ramp in the angular straight line, which means about 120 degrees in an arrangement of three ramps.
  • the rollers run up to a mountain of axially aligned ramp contour, so that the rollers come into contact with the spring-loaded by the plate spring pressure plate, whereby the sleeve is axially displaced in the direction of the pressure plate of the wedge coupling and this ultimately under the pressure of the plate spring against the Wedge clutch presses.
  • the diameter of the wedge clutch disc is increased and the idler gear clamped radially, so that a torque transmission between the input or output shaft and the idler gear is made possible.
  • An arrangement of all the functional parts of the actuator and the wedge coupling on the inner ring in a - floating bearing prevents advantageously an undesirable jamming of the actuator in the unswitched state of the idler gear and increases the reliability.
  • FIG. 1 shows an actuator for actuating a wedge clutch in the unswitched state in a schematic representation.
  • FIG. 2 shows the actuator for actuating a wedge clutch in the switched state in a schematic representation.
  • An input or output shaft 1 of a gearbox has, according to FIG. 1, a loose wheel 2, which is rotatably mounted on the input or output shaft 1 by means of a Losradlagers 3.
  • a so-called wedge clutch 4 is provided, which undergoes an increase in diameter with an axial force application by means of a radial ramp contour, which leads to the clamping and setting of the idler gear 2 on the input or output shaft 1.
  • the wedge clutch 4 may additionally have a multi-plate clutch, which is in the axial direction frictional contact with a wedge disk of the wedge coupling and is positively connected to the idler gear 2.
  • the wedge coupling 4 is arranged on an inner ring 6, the rotationally fixed, z. B. by means of a plug-in toothing 7, sitting on the input or output shaft 1.
  • the inner ring 6 has at one end a collar 8 on which is designed as a stop for the wedge coupling 4.
  • the inner ring 6 carries a thrust washer 9, which is arranged on the other side of the wedge coupling 4 on the inner ring 6.
  • the inner ring 6 is made so long in the axial direction that it has sufficient space for supporting an actuator, in particular a roller ramp actuator 11.
  • the roller-ramp actuator 1 1 essentially comprises a cylindrical sleeve 12 with a bottom plate 13, which is arranged rotatably on the inner ring 6 by means of a central bore 14.
  • the bottom plate 13 has the front side a ramp contour 16, which consists of a number, but at least three ramps 17, which are arranged uniformly spaced from each other and each for receiving a rolling element, in particular a roller 18 are formed.
  • rollers 18 are axially limited by a further spring-loaded thrust washer 19.
  • a plate spring 21 is provided, which is arranged on the inner ring 6 and at a stop 22 z.
  • a locking ring is supported. This is arranged in an annular groove 23 of the inner ring 6.
  • a thrust bearing 24 is provided, via which the sleeve 12 is axially supported on the thrust washer 9.
  • actuator 11 All functional elements of the actuator 11, such as e.g. Circlip 22, plate spring 21, pressure plate 19, rollers 18, ramps 17 are arranged in the embodiment according to Figures 1 and 2 within the cylindrical sleeve housing 12.
  • To set the idler gear 2 relative to the input or output shaft 1 of the roller ramp actuator 1 1 is activated by turning the sleeve 12.
  • This can be z. B. by a belt drive or a gear or a shift fork with converter, in which a linear movement is converted into a rotational movement.
  • rollers 18 By a rotation of the sleeve 12, the rollers 18 run up the ramps 17 and press the thrust washer 19 axially against the disc spring 21.
  • the floating bearing of all functional parts of the roller ramp actuator 1 1 produces an axial force acts on the thrust washer 9 and thus on the wedge clutch 4 via the thrust bearing 24 and actuates this according to FIG.
  • the pressure plate 19 and the plate spring 21 can be taken by drag torque of the inner ring 6 in practice.
  • the rollers 18 show the tendency to ramp up the ramps 17 of the stationary sleeve 12, they require a far greater activation force than that which the pressure plate 19 alone applies.
  • the ramps 17 may each have a plateau in the region of their mountains, on which roll up the rollers 18 after overcoming a dead center. Upon release of the clutch, the rollers 18 would then roll down the ramp 17 beyond the dead center.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for axially actuating a wedge coupling by means of a rolling-element ramp actuator, wherein, according to the invention, the rolling-element ramp actuator has a cylindrical sleeve having a bottom plate, which is provided with an axially directed ramp contour, and rollers are accommodated in the ramp contour, which rollers are arranged in such a way that said rollers can be brought into contact with a pressure disk, wherein the rolling-element ramp actuator and the wedge coupling are arranged together on an inner ring by means of a floating mounting.

Description

Titel  title
Aktuator für eine Keilkupplung" Die Erfindung betrifft einen Aktuator zur Betätigung einer Keilkupplung, insbesondere zur Kupplung eines Losrades mit einer An- oder Abtriebswelle eines Schaltgetriebes. Actuator for a wedge clutch "The invention relates to an actuator for actuating a wedge coupling, in particular for coupling a loose wheel with a drive or output shaft of a gearbox.
Es ist bekannt, zur Kupplung eines Losrades an eine An- oder Abtriebswelle eine sogenannte Keilkupplung vorzusehen, welche in Axialrichtung der An- oder Abtriebswelle betätigbar ist und über eine radiale Rampenkontur eine Durchmesservergrößerung erfährt, die zu einem Festsetzen des Losrades bezüglich der An- oder Abtriebswelle führt, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen Welle und Losrad ermöglicht wird. It is known to provide for coupling a loose wheel to a drive or output shaft, a so-called wedge coupling, which is operable in the axial direction of the input or output shaft and a radial ramp contour undergoes an increase in diameter, resulting in a setting of the idler gear with respect to the input or output shaft leads, so that a torque transmission between the shaft and idler gear is made possible.
Durch den Stand der Technik nach der US 2014/0014455 A1 ist beispielsweise eine Keilkupp- lung insbesondere eine Ein-Weg-Keilkupplung (Freilauf) für ein Losrad bekannt, mit einem Innenring, einem Außenring und einer zwischen Innenring und Außenring angeordneten Keilscheibe zum Festsetzen des Außenringes gegenüber dem Innenring in einer Drehrichtung. By the prior art according to US 2014/0014455 A1, for example, a Keilkupp- ment in particular a one-way wedge coupling (freewheel) for a loose wheel, with an inner ring, an outer ring and a arranged between the inner ring and outer ring wedge disk for setting the Outer ring opposite the inner ring in one direction.
Zu diesem Zweck weist der Innenring eine Anzahl an seinem Außenumfang gleichmäßig ver- teilt angeordneten Rampen auf, die mit einer entsprechenden Anzahl Rampen am Innenumfang der Keilscheibe zusammenwirkend angeordnet sind. Die Keilscheibe wird an ihrem Außenumfang vom Außenring koaxial beabstandet umgeben. For this purpose, the inner ring has a number of ramps distributed uniformly on its outer circumference, which ramps are arranged cooperatively with a corresponding number of ramps on the inner circumference of the wedge disk. The wedge disk is surrounded on its outer circumference by the outer ring coaxially spaced.
In einer ersten Drehrichtung des Innenringes nimmt dieser die Keilscheibe mit ohne diese zu verformen, wodurch der Außenring gegenüber der An- oder Abtriebswelle frei drehbar gelagert ist. In a first direction of rotation of the inner ring this takes the wedge disk with this without deforming, whereby the outer ring is freely rotatably mounted relative to the input or output shaft.
In einer entgegengesetzen zweiten Drehrichtung wird die Keilscheibe über die Steigung der Rampen verformt und nach außen gedrückt, so dass der Außendurchmesser der Keilplatte vergrößert wird und der Außenring festklemmt. In an opposite second direction of rotation, the wedge disk is deformed over the slope of the ramps and pushed outwardly so that the outer diameter of the wedge plate is increased and the outer ring clamps.
Die WO 2014/193671 A1 zeigt ein Planetenradgetriebe mit einer Reibkupplung, insbesondere einer Lamellenkupplung zur schaltbaren Verbindung eines drehbaren Außenträgers mit einem drehbaren Innenträger, wobei zusätzlich zur Reibkupplung eine Ein-Weg-Keilkupplung als Beipass parallel geschaltet angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Ein-Weg-Keilkupplung ein Drehmoment, insbesondere ein Bremsmoment übertragen, wenn die Lamellenkupplung geöffnet wird. WO 2014/193671 A1 shows a planetary gear with a friction clutch, in particular a multi-plate clutch for switchable connection of a rotatable outer support with a rotatable inner support, wherein in addition to the friction clutch, a one-way wedge coupling is arranged as a bypass in parallel. In this way, the one-way wedge coupling a torque, in particular a braking torque transmitted when the multi-plate clutch is opened.
Zur Betätigung der Kupplung ist eine dezentral angeordnete Kolben- Einheit vorgesehen. To operate the clutch, a decentralized piston unit is provided.
DE 1 1 2014 005 508 T5 zeigt eine Keilkupplung mit umfangsverteilten Segmenten, und DE 11 2014 003 427 T4 zeigt eine Trenneinheit für eine Keilkupplung. Weitere Keilkupplungen gehen aus DE 10 2012 015 224 A1 und US 1 ,450,202 A hervor. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktuator zur Betätigung einer Keilkupplung zu schaffen, welcher aus einer Drehbewegung eine Axialbewegung erzeugt. DE 1 1 2014 005 508 T5 shows a wedge-type coupling with circumferentially distributed segments, and DE 11 2014 003 427 T4 shows a separating unit for a wedge-type coupling. Further wedge couplings are shown in DE 10 2012 015 224 A1 and US Pat. No. 1 450,202 A. The invention has for its object to provide an actuator for actuating a wedge coupling, which generates an axial movement of a rotary motion.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Aktuators, dass dieser eine drehbar angeordnete Muffe aufweist, welche in einem zylinderförmigen Gehäuse einen Rollen-Rampen- Aktuator aufnimmt. Durch diese Maßnahme kann ein kompakter Aufbau des Aktuators erzielt werden. Die Muffe umfasst eine An- bzw. Abtriebswelle koaxial, so dass der Aktuator zentral auf die Kupplung wirken kann. Durch diese Maßnahme kann der Aktuator gegenüber der zu betätigenden Keilkupplung funktionssicher positioniert werden. The object is achieved by the features of claim 1. It is a particular advantage of the actuator according to the invention that it has a rotatably arranged sleeve which receives in a cylindrical housing a roller-ramp actuator. By this measure, a compact construction of the actuator can be achieved. The sleeve comprises a drive or output shaft coaxial, so that the actuator can act centrally on the clutch. By this measure, the actuator can be positioned reliably against the wedge coupling to be operated.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist das zylinderförmige Muffengehäuse eine Bodenplatte mit einer axial weisenden Rampenkontur auf. Die Bodenplatte weist eine vorzugsweise kreisförmige Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Innenringes auf, der drehfest auf der An- bzw. Abtriebswelle sitzt. In an advantageous embodiment, the cylindrical sleeve housing on a bottom plate with an axially facing ramp contour. The bottom plate has a preferably circular passage opening for receiving an inner ring which is non-rotatably mounted on the input or output shaft.
Der Innenring trägt die scheibenförmige Keilkupplung, welche eine axial betätigbare Druck- scheibe aufweist, die mittels eines Axiallagers mit einer Außenseite der Bodenplatte der Muffe in Kontakt steht. Durch diese Maßnahme kann die Muffe von der Kupplung drehentkoppelt angeordnet werden. The inner ring carries the disc-shaped wedge coupling, which has an axially actuated pressure washer which is in contact with an outer side of the bottom plate of the sleeve by means of a thrust bearing. By this measure, the sleeve of the clutch can be arranged dreenktkoppelt.
Die Rampenkontur weist eine Anzahl von mindestens drei sternförmig um den Innenring an- geordnete, jeweils aus einem Berg und einem Tal bestehende, Rampen auf. Diese dienen der Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Wälzkörpern, vorzugsweise Rollen. Den Rollen axial benachbart ist eine axial bewegliche Druckscheibe angeordnet, die mittels der Kraft einer Tellerfeder beaufschlagt ist. Zur Sicherung der Tellerfeder gegen axiale Verschiebung ist ein am Innenring abgestützter Anschlag, vorzugsweise ein Sicherungsring vorgesehen, der in ei- ner Ringnut des Innenringes angeordnet ist. The ramp contour has a number of at least three star-shaped ramps around the inner ring, each consisting of a mountain and a valley. These serve the Receiving a corresponding number of rolling elements, preferably rollers. The rollers axially adjacent an axially movable pressure disc is arranged, which is acted upon by the force of a plate spring. To secure the diaphragm spring against axial displacement, a stop supported on the inner ring, preferably a securing ring, is provided which is arranged in an annular groove of the inner ring.
Die Keilkupplung weist zur Erhöhung einer Drehmomentübertragung zwischen An- oder Abtriebswelle und dem Losrad in vorteilhafter Weise zusätzlich eine Lamellenkupplung auf, die mittels radialer Vorsprünge formschlüssig mit dem Losrad verbunden ist. The wedge clutch has to increase a torque transmission between input or output shaft and the idler gear in an advantageous manner in addition a multi-plate clutch, which is connected by means of radial projections positively connected to the idler gear.
Zur Betätigung der Kupplung, wird die Muffe um einen Winkel verschwenkt, der der Länge einer Rampe in den Winkelgeraden entspricht, das bedeutet ca. 120 Grad bei einer Anordnung von drei Rampen. Hierbei laufen die Rollen auf einen Berg der axial ausgerichteten Rampenkontur hoch, so dass die Rollen in Kontakt mit der durch die Tellerfeder federbelasteten Druckscheibe gelangen, wodurch die Muffe axial in Richtung der Druckscheibe der Keilkupplung verschoben wird und diese letztendlich unter dem Druck der Tellerfeder gegen die Keilkupplung drückt. Hierbei wird der Durchmesser der Keilkupplungsscheibe vergrößert und das Losrad radial verklemmt, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen der An- oder Abtriebswelle und dem Losrad ermöglicht wird. To operate the clutch, the sleeve is pivoted by an angle corresponding to the length of a ramp in the angular straight line, which means about 120 degrees in an arrangement of three ramps. Here, the rollers run up to a mountain of axially aligned ramp contour, so that the rollers come into contact with the spring-loaded by the plate spring pressure plate, whereby the sleeve is axially displaced in the direction of the pressure plate of the wedge coupling and this ultimately under the pressure of the plate spring against the Wedge clutch presses. Here, the diameter of the wedge clutch disc is increased and the idler gear clamped radially, so that a torque transmission between the input or output shaft and the idler gear is made possible.
Eine Anordnung sämtlicher Funktionsteile des Aktuators und der Keilkupplung auf dem Innenring in einer -Schwimmenden Lagerung- verhindert in vorteilhafter Weise ein unerwünschtes Verklemmen des Aktuators im ungeschalteten Zustand des Losrades und erhöht die Funktionssicherheit. An arrangement of all the functional parts of the actuator and the wedge coupling on the inner ring in a - floating bearing prevents advantageously an undesirable jamming of the actuator in the unswitched state of the idler gear and increases the reliability.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments are described in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described below. Show it
Fig. 1 einen Aktuator zur Betätigung einer Keilkupplung in ungeschaltetem Zustand in sche- matischer Darstellung. 1 shows an actuator for actuating a wedge clutch in the unswitched state in a schematic representation.
Fig. 2 den Aktuator zur Betätigung einer Keilkupplung in geschaltetem Zustand in schemati- scher Darstellung. Eine An- bzw. Abtriebswelle 1 eines Schaltgetriebes weist gemäß Fig. 1 ein Losrad 2 auf, welches mittels eines Losradlagers 3 drehbar auf der An- bzw. Abtriebswelle 1 angeordnet ist. Zum Festsetzen des Losrades 2 auf der An- bzw. Abtriebswelle 1 und daraus folgend einer Drehmomentübertragung zwischen der An- bzw. Abtriebswelle 1 und dem Losrad 2 ist eine sogenannte Keilkupplung 4 vorgesehen, welche bei einer axialen Kraftbeaufschlagung mittels einer radialen Rampenkontur eine Durchmesservergrößerung erfährt, die zum Klemmen und Festsetzen des Losrades 2 auf der An- bzw. Abtriebswelle 1 führt. Die Keilkupplung 4 kann zusätzlich eine Lamellenkupplung aufweisen, welche in axialer Richtung Reibkontakt mit einer Keilscheibe der Keilkupplung steht und formschlüssig mit dem Losrad 2 verbunden ist. 2 shows the actuator for actuating a wedge clutch in the switched state in a schematic representation. An input or output shaft 1 of a gearbox has, according to FIG. 1, a loose wheel 2, which is rotatably mounted on the input or output shaft 1 by means of a Losradlagers 3. To fix the idler gear 2 on the input or output shaft 1 and consequent torque transmission between the input and output shaft 1 and the idler gear 2, a so-called wedge clutch 4 is provided, which undergoes an increase in diameter with an axial force application by means of a radial ramp contour, which leads to the clamping and setting of the idler gear 2 on the input or output shaft 1. The wedge clutch 4 may additionally have a multi-plate clutch, which is in the axial direction frictional contact with a wedge disk of the wedge coupling and is positively connected to the idler gear 2.
Die Keilkupplung 4 ist auf einem Innenring 6 angeordnet, der drehfest, z. B. mittels einer Steckverzahung 7, auf der An- bzw. Abtriebswelle 1 sitzt. Der Innenring 6 weist an einem Ende einen Bund 8 auf der als Anschlag für die Keilkupplung 4 ausgebildet ist. Der Innenring 6 trägt eine Druckscheibe 9, welche auf der anderen Seite der Keilkupplung 4 auf dem Innenring 6 angeordnet ist. Der Innenring 6 ist in axialer Richtung so lang ausgeführt, dass dieser genügend Raum zum Tragen eines Aktuators, insbesondere eines Rollen-Rampen-Aktuators 11 aufweist. The wedge coupling 4 is arranged on an inner ring 6, the rotationally fixed, z. B. by means of a plug-in toothing 7, sitting on the input or output shaft 1. The inner ring 6 has at one end a collar 8 on which is designed as a stop for the wedge coupling 4. The inner ring 6 carries a thrust washer 9, which is arranged on the other side of the wedge coupling 4 on the inner ring 6. The inner ring 6 is made so long in the axial direction that it has sufficient space for supporting an actuator, in particular a roller ramp actuator 11.
Der Rollen-Rampen-Aktuator 1 1 umfasst im Wesentlichen eine zylinderförmige Muffe 12 mit einer Bodenplatte 13, welche mittels einer Zentralbohrung 14 drehbar auf dem Innenring 6 angeordnet ist. The roller-ramp actuator 1 1 essentially comprises a cylindrical sleeve 12 with a bottom plate 13, which is arranged rotatably on the inner ring 6 by means of a central bore 14.
Die Bodenplatte 13 weist stirnseitig eine Rampenkontur 16 auf, welche aus einer Anzahl, mindestens jedoch drei Rampen 17 besteht, welche gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind und zur Aufnahme je eines Wälzkörpers, insbesondere einer Rolle 18, ausgebildet sind. The bottom plate 13 has the front side a ramp contour 16, which consists of a number, but at least three ramps 17, which are arranged uniformly spaced from each other and each for receiving a rolling element, in particular a roller 18 are formed.
Die Rollen 18 werden durch eine weitere federbelastete Druckscheibe 19 axial begrenzt. The rollers 18 are axially limited by a further spring-loaded thrust washer 19.
Zum Aufbau einer Vorspannung ist eine Tellerfeder 21 vorgesehen, welche auf dem Innenring 6 angeordnet ist und an einem Anschlag 22 z. B. einem Sicherungsring, abgestützt ist. Dieser ist in einer Ringnut 23 des Innenrings 6 angeordnet. Auf der der Rampenkontur 16 gegenüberliegenden Seite der Bodenplatte 13 ist ein Axiallager 24 vorgesehen, über welches die Muffe 12 an der Druckscheibe 9 axial abgestützt ist. To build a bias, a plate spring 21 is provided, which is arranged on the inner ring 6 and at a stop 22 z. B. a locking ring is supported. This is arranged in an annular groove 23 of the inner ring 6. On the ramp contour 16 opposite side of the bottom plate 13, a thrust bearing 24 is provided, via which the sleeve 12 is axially supported on the thrust washer 9.
Sämtliche Funktionselemente des Aktuators 11 , wie z.B. Sicherungsring 22, Tellerfeder 21 , Druckscheibe 19, Rollen 18, Rampen 17, sind beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 innerhalb des zylinderförmigen Muffengehäuses 12 angeordnet. All functional elements of the actuator 11, such as e.g. Circlip 22, plate spring 21, pressure plate 19, rollers 18, ramps 17 are arranged in the embodiment according to Figures 1 and 2 within the cylindrical sleeve housing 12.
Darüberhinaus sind sämtliche Funktionselemente des Aktuators 11 und der Keilkupplung 4 zwischen den Anschlägen Sicherungsring 22 und Bund 8 in einer -Schwimmenden Lagerung auf dem Innenring 6 angeordnet. Das bedeutet, dass diese Funktionselemente im ungestalteten Zustand der Kupplung gegenüber Innenring 6 drehbar und begrenzt axial verschiebbar angeordnet sind. In addition, all functional elements of the actuator 11 and the wedge coupling 4 between the stops securing ring 22 and collar 8 are arranged in a - floating bearing on the inner ring 6. This means that these functional elements are arranged in the unformed state of the coupling with respect to the inner ring 6 rotatable and limited axially displaceable.
Zum Festsetzen des Losrades 2 gegenüber der An- bzw. Abtriebswelle 1 wird der Rollen- Rampen-Aktuator 1 1 durch Drehen der Muffe 12 aktiviert. Dies kann z. B. durch einen Bandantrieb oder ein Zahnrad oder eine Schaltgabel mit Umsetzer erfolgen, bei dem eine Linearbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. To set the idler gear 2 relative to the input or output shaft 1 of the roller ramp actuator 1 1 is activated by turning the sleeve 12. This can be z. B. by a belt drive or a gear or a shift fork with converter, in which a linear movement is converted into a rotational movement.
Die Stellbewegung, Drehen der Muffe 12, erfolgt über einen Drehwinkel , der abhängig ist von der Anzahl der Rollen 8 des Rollen-Rampen-Aktuators 1 1. 1m beschriebenen Ausführungsbeispiel mit z. B. drei Rollen 8 beträgt die Stellbewegung = 120 Grad (mit Φ = 360 Grad / a = 3 Rollen). The adjusting movement, turning the sleeve 12, via a rotation angle which is dependent on the number of rollers 8 of the roller-ramp actuator 1 1. 1m described embodiment with z. B. three rollers 8 is the adjusting movement = 120 degrees (with Φ = 360 degrees / a = 3 roles).
Durch eine Drehung der Muffe 12 laufen die Rollen 18 die Rampen 17 hoch und drücken hier- bei die Druckscheibe 19 axial gegen die Tellerfeder 21. Durch die - Schwimmende Lagerung - sämtlicher Funktionsteile des Rollen-Rampen-Aktuators 1 1 entsteht eine axiale Kraft, die über das Axiallager 24 auf die Druckscheibe 9 und somit auf die Keilkupplung 4 wirkt und diese gemäß Fig. 2 betätigt. Im ausgekuppelten Zustand des Losrades 2 können in der Praxis die Druckscheibe 19 und die Tellerfeder 21 durch Schleppmomente des Innenringes 6 mitgenommen werden. Die Rollen 18 zeigen hierbei zwar das Bestreben die Rampen 17 der stillstehenden Muffe 12 hochzulaufen, jedoch benötigen diese eine weit aus größere Aktivierungskraft als die, welche die Druckscheibe 19 allein aufbringt. Um ein Zurücklaufen der Rollen 18 im geschalteten Zustand des Losrades zu vermeiden, können die Rampen 17 im Bereich ihrer Berge jeweils ein Plateau aufweisen, auf welches die Rollen 18 nach Überwinden eines Totpunktes heraufrollen. Beim Lösen der Kupplung würden die Rollen 18 dann wieder über den Totpunkt hinaus die Rampe 17 hinunterrollen. By a rotation of the sleeve 12, the rollers 18 run up the ramps 17 and press the thrust washer 19 axially against the disc spring 21. The floating bearing of all functional parts of the roller ramp actuator 1 1 produces an axial force acts on the thrust washer 9 and thus on the wedge clutch 4 via the thrust bearing 24 and actuates this according to FIG. In the disengaged state of the idler gear 2, the pressure plate 19 and the plate spring 21 can be taken by drag torque of the inner ring 6 in practice. Although the rollers 18 show the tendency to ramp up the ramps 17 of the stationary sleeve 12, they require a far greater activation force than that which the pressure plate 19 alone applies. In order to avoid a running back of the rollers 18 in the switched state of the loose wheel, the ramps 17 may each have a plateau in the region of their mountains, on which roll up the rollers 18 after overcoming a dead center. Upon release of the clutch, the rollers 18 would then roll down the ramp 17 beyond the dead center.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
I An- bzw. Abtriebswelle I input or output shaft
2 Losrad 2 idler gear
3 Losradlager  3 loose wheel bearings
4 Keilkupplung  4 wedge coupling
5 5
6 Innenring  6 inner ring
7 Steckverzahnung (6) 7 splines (6)
8 Bund (Anschlag)  8 fret (stop)
9 Druckscheibe  9 thrust washer
10 10
I I Rollen-Rampen-Aktuator  I I roller ramp actuator
12 Muffe 12 sleeve
13 Bodenplatte (12)  13 base plate (12)
14 Zentralbohrung (13)  14 central hole (13)
15 15
16 Rampenkontur  16 ramp contour
17 Rampen 17 ramps
18 Wälzkörper (Rolle)  18 rolling elements (roll)
19 Druckscheibe  19 thrust washer
20 20
21 Tellerfeder  21 plate spring
22 Anschlag 22 stop
23 Ringnut (6)  23 ring groove (6)
24 Axiallager  24 thrust bearings
a Anzahl der Rollen a Number of roles
Φ Drehwinkel Φ rotation angle

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Vorrichtung zur axialen Betätigung einer, zum Festsetzen eines auf einer An- bzw. Ab- triebswelle drehbar angeordneten Losrades vorgesehenen, Keilkupplung mittels eines Wälz- körper-Rampe-Aktuators, dadurch gekennzeichnet, 1. Device for the axial actuation of a wedge clutch provided for fixing an idler gear rotatably arranged on an input or output shaft by means of a rolling element ramp actuator, characterized in that
dass der Wälzkörper- Rampe- Aktuator (11) eine zylinderförmige Muffe (12) mit einer axial gerichteten Rampenkontur (16) aufweist, die mit den als Rollen (18) ausgebildeten Wälzkörpern in Wirkkontakt steht und that the rolling element ramp actuator (11) has a cylindrical sleeve (12) with an axially directed ramp contour (16), which is in effective contact with the rolling elements designed as rollers (18) and
dass die Rollen (18) axial mit einer federbelasteten Druckscheibe (19) in Kontakt bringbar angeordnet sind. that the rollers (18) are arranged so that they can be brought into axial contact with a spring-loaded pressure washer (19).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. Device according to claim 1, characterized in
dass die Druckscheibe (19) mittels einer Tellerfeder (21) kraftbeaufschlagbar angeordnet ist und that the pressure washer (19) is arranged to be subjected to force by means of a plate spring (21) and
dass die Tellerfeder (21) an einem Anschlag (22) abgestützt ist. that the disc spring (21) is supported on a stop (22).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in
dass sämtliche Funktionselemente des Rollen-Rampen- Aktuators, wie Tellerfeder (22), Druckscheibe (19), Rollen (18) und Rampen (17) im zylinderförmigen Gehäuse der Muffe (12) aufgenommen sind. that all functional elements of the roller ramp actuator, such as plate spring (22), pressure washer (19), rollers (18) and ramps (17) are accommodated in the cylindrical housing of the sleeve (12).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in
dass die Muffe (12) die An- bzw. Abtriebswelle (1) koaxial umfassend angeordnet ist. that the sleeve (12) is arranged coaxially surrounding the input or output shaft (1).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in
dass die Muffe (12) schwenkbar auf einem drehfest mit der An- bzw. Abtriebswelle (1) verbundenen Innenring (6) angeordnet ist. that the sleeve (12) is pivotally arranged on an inner ring (6) connected in a rotationally fixed manner to the input or output shaft (1).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in
dass die Muffe (12) mittels eines Axiallagers (24) an einer Druckscheibe (9) der Keilkupplung (4) axial abgestützt ist. that the sleeve (12) is axially supported on a thrust washer (9) of the wedge coupling (4) by means of an axial bearing (24).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente des Aktuators (1 1)und der Keilkupplung (4) zwischen zwei axial voneinander beabstandet angeordneten Anschlägen (8, 22) auf dem Innenring (6) in einer - Schwimmenden Lagerung- angeordnet sind. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the functional elements of the actuator (1 1) and the wedge coupling (4) are arranged between two axially spaced stops (8, 22) on the inner ring (6) in a floating bearing.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, 8. Device according to claim 7, characterized in
dass der erste Anschlag (22) als Sicherungsring in einer Ringnut (23) des Innenringes (6) angeordnet ist und that the first stop (22) is arranged as a locking ring in an annular groove (23) of the inner ring (6) and
dass der zweite Anschlag (9) ein Bund (8) des Innenringes (6) ist. that the second stop (9) is a collar (8) of the inner ring (6).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenkontur (16) mindestens drei Rampen (17) mit jeweils einem Berg und einem Tal aufweist und 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ramp contour (16) has at least three ramps (17), each with a mountain and a valley and
dass die Rampen (17) gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. that the ramps (17) are arranged evenly spaced apart from one another.
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