DE102006006640B3

DE102006006640B3 - Diversion transmission for operating multi-disk clutch has working circuit consisting of several geometrically identical guide tracks of constant axial depth

Info

Publication number: DE102006006640B3
Application number: DE200610006640
Authority: DE
Inventors: Matthias Retsch; Jan-Peter KÖNIG
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2026-02-15

Abstract

The transmission has a working circuit consisting of several geometrically identical guide tracks (6) of constant axial depth, distributed uniformly over the circumferential side, in which an input element (2) is fitted, running diagonally outwards. There is a rolling body (4) in the form of a ball. The second working circuit is formed from the annular conical surface (10) of the output element (3) opposite the guide track for the input element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Umlenkgetriebe zur Betätigung einer Lamellenkupplung, mit einem um eine Mittelachse drehbaren und axial unverschiebbaren kreisscheibenförmigen Eingangselement, einem drehfesten und entlang der Mittelachse axial verschiebbaren kreisscheibenförmigen Ausgangselement, und mehreren zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement angeordneten Wälzkörpern, mit dem eine Drehung und ein Drehmoment des Eingangselementes durch eine Wälzbewegung der Wälzkörper zwischen einer ersten Wirkkontur des Eingangselementes sowie einer zweiten Wirkkontur des Ausgangselementes in eine Axialbewegung und eine axiale Anpresskraft des Ausgangselementes umsetzbar sind.The The invention relates to a deflection gear for actuating a multi-plate clutch, with a rotatable about a central axis and axially immovable circular disc Input element, a rotationally fixed and along the central axis axially slidable circular-shaped Output element, and several between the input element and the Output element arranged rolling elements, with the rotation and a torque of the input element through a rolling motion the rolling elements between a first active contour of the input element and a second active contour the output element in an axial movement and an axial contact pressure the output element can be implemented.

Umlenkgetriebe der vorbezeichneten Art kommen bevorzugt im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen in Verbindung mit aktiv steuerbaren Lamellenkupplungen zur Anwendung, die an Achs- oder Mitteldifferenzialen als Differenzialsperren und in einem Triebstrang mit zuschaltbarem Allradantrieb als Zuschaltkupplung einer bedarfsweise aktivierbaren Antriebsachse verwendet werden. Durch das Umlenkgetriebe wird ein, z.B. durch einen Elektromotor oder durch einen Elektromagneten, extern erzeugtes Stellmoment kontinuierlich mit hoher Übersetzung in eine axiale Anpresskraft zur Betätigung, also zum zumindest teilweisen Schließen, einer zugeordneten Lamellenkupplung umgesetzt.deflecting The aforementioned type are preferred in the drive train of motor vehicles in conjunction with actively controllable multi-disc clutches for use, at the axle or middle differentials as differential locks and in a drive train with shiftable four-wheel drive as a connection clutch a required activatable drive axle can be used. By the deflection gear is a, e.g. by an electric motor or by an electromagnet, externally generated actuating torque continuously with high translation in an axial contact force for actuation, so at least partial closing, implemented an associated multi-plate clutch.

Ein Differenzialgetriebe mit einer mittels eines Elektromotors über ein derartiges Umlenkgetriebe betätigbaren Lamellensperre ist in der EP 0 368 140 B1 in zwei Ausführungsformen beschrieben. In einer ersten Ausführung nach der dortigen 1 ist das Differenzialgetriebe in Kegelradbauweise ausgeführt. Ein Stützring steht über ein Kegelrad eines Untersetzungsgetriebes mit einem gehäusefest montierten Elektromotor in Triebverbindung. Ein Stellring ist ge häuseseitig drehfest und axial verschiebbar gelagert und steht über Nockenbahnen unmittelbar mit dem Stützring in Verbindung. Eine Drehung des Stützrings wird somit in eine Axialbewegung des Stellrings umgesetzt, der über ein Axialdrucklager, eine mit dem Differenzialkorb umlaufende äußere Druckplatte, mehrere den Differenzialkorb durchdringende Stößel und eine innere Druckplatte mit der Lamellenkupplung in Verbindung steht, deren Lamellen zwischen dem Differenzialkorb und einem der beiden Abtriebskegelräder wirksam angeordnet sind. A differential gear with an actuatable by means of an electric motor via such a deflection plate is in the EP 0 368 140 B1 described in two embodiments. In a first version after the local 1 is the differential gear in bevel gear design executed. A support ring is connected via a bevel gear of a reduction gear with a fixed housing mounted electric motor in drive connection. A collar is ge housing side rotatably mounted and axially displaceable and is directly connected via cam tracks with the support ring in combination. A rotation of the support ring is thus converted into an axial movement of the adjusting ring, which is connected via an axial thrust bearing, a differential with the outer cage pressure plate, a plurality of differential cage penetrating plunger and an inner pressure plate with the multi-plate clutch, whose fins between the differential cage and one of the two output bevel gears are effectively arranged.

In einer zweiten Variante nach der dortigen 2 ist das Differenzialgetriebe in Planetenbauweise ausgeführt. Der Stützring ist hierbei gehäuseseitig drehfest und axial unverschiebbar gelagert. Der Stellring ist dagegen drehbar sowie axial verschiebbar gelagert und steht einerseits über das Ritzel eines Untersetzungsgetriebes mit einem gehäusefest montierten Elektromotor in Triebverbindung, und andererseits über mehrere umfangsseitig ansteigende Kugelrillen und darin angeordnete Wälzkörper mit dem Stützring in Verbindung. Eine Drehung des Stellrings wird somit durch eine Wälzbewegung der Wälzkörper zwischen den gegensinnig axial ansteigenden Kugelrillen in eine Axialbewegung des Stellrings umgesetzt, der über ein äußeres Axialdrucklager, eine mit dem Differenzialkorb umlaufende äußere Druckplatte, mehrere den Differenzialkorb durchdringende erste Stößel, eine erste innere Druckplatte, ein inneres Axialdrucklager, eine Druckscheibe, mehrere die Drehzapfen des Planetenträgers durchdringende zweite Stößel und eine zweite innere Druckplatte mit der Lamellenkupplung in Verbindung steht, deren Lamellen zwischen dem Differenzialkorb und dem Sonnenrad des Differenzialgetriebes wirksam angeordnet sind.In a second variant after the local 2 is the differential gear in planetary design executed. The support ring is in this case the housing side rotatably and axially non-displaceably mounted. The adjusting ring, however, is rotatably mounted and axially displaceable and is on the one hand via the pinion of a reduction gear with a fixed housing mounted electric motor in drive connection, and on the other hand via a plurality of circumferentially rising ball grooves and arranged therein rolling elements with the support ring in connection. A rotation of the adjusting ring is thus converted by a rolling movement of the rolling elements between the oppositely axially rising ball grooves in an axial movement of the adjusting ring, via an outer thrust bearing, with the differential cage outer circumferential pressure plate, a plurality of differential cage penetrating the first plunger, a first inner pressure plate, an inner thrust bearing, a thrust washer, a plurality of the pivot pin of the planet carrier penetrating second plunger and a second inner pressure plate with the multi-plate clutch is in communication, the fins between the differential cage and the sun gear of the differential gear are effectively arranged.

Ein weiteres Differenzialgetriebe mit einer mittels eines Elektromotors über ein ähnliches Umlenkgetriebe betätigbaren Lamellensperre ist aus der US 4,805,486 A bekannt. Bei diesem Differenzialgetriebe ist ein Stützring gehäuseseitig drehfest und axial unverschiebbar gelagert. Ein Stellring ist drehbar sowie axial verschiebbar gelagert und steht einerseits über das Ritzel eines Untersetzungsgetriebes mit einem gehäusefest montierten Elektromotor in Triebverbindung, und andererseits entweder über umfangsseitig ansteigende Nockenflächen (siehe dortige 2) oder über umfangsseitig ansteigende Rampenflächen und darin angeordnete Wälzkörper (siehe dortige 3) mit dem Stützring in Verbindung. Eine Drehung des Stellrings wird somit durch eine Gleitbewegung der gegensinnig axial ansteigenden Nockenflächen oder durch eine Wälzbewegung der Wälzkörper zwischen den gegensinnig axial ansteigenden Rampenflächen in eine Axialbewegung des Stellrings umgesetzt, der über ein äußeres Axialdrucklager, eine äußere Druckplatte, mehrere den Differenzialkorb durchdringende Kolben und einen inneren Druckring mit der Lamellenkupplung in Verbindung steht, deren Lamellen zwischen dem Differenzialkorb und einem der beiden Abtriebskegelräder des Differenzialgetriebes wirksam angeordnet sind.Another differential gear with an actuatable by means of an electric motor via a similar deflection gear slat lock is out of US 4,805,486 A known. In this differential gear a support ring on the housing side is rotatably and axially immovable. A collar is rotatably mounted and axially displaceable and is on the one hand via the pinion of a reduction gear with a fixed housing mounted electric motor in drive connection, and on the other hand, either over circumferentially rising cam surfaces (see there 2 ) or on circumferentially rising ramp surfaces and arranged therein rolling elements (see there 3 ) in connection with the support ring. A rotation of the adjusting ring is thus converted by a sliding movement of the oppositely axially rising cam surfaces or by a rolling movement of the rolling elements between the oppositely axially rising ramp surfaces in an axial movement of the adjusting ring, via an outer thrust bearing, an outer pressure plate, a plurality of differential piston penetrating piston and a inner pressure ring with the multi-plate clutch is in communication, the fins between the differential cage and one of the two output bevel gears of the differential gear are effectively arranged.

Ein Differenzialgetriebe mit einer mittels eines Elektromagneten über ein gattungsgemäßes Umlenkgetriebe betätigbaren Lamellensperre ist in der DE 41 18 326 A1 beschrieben. Das Differenzialgetriebe ist in Planetenbauweise ausgeführt. Auf einem vorspringenden Abschnitt des Planetenträgers ist ein Nockenring drehbar und axial verschiebbar gelagert. Zwischen dem Nockenring und dem Differenzialkorb sind die Lamellen einer ersten Lamellenkupplung angeordnet, die über einen magnetisierbaren Druckring mittels des Elektromagneten betätigbar, also schließbar ist.A differential gear with an actuatable by means of an electromagnet on a generic deflection gear slat lock is in the DE 41 18 326 A1 described. The differential gear is designed in planetary design. On a projecting portion of the planet carrier, a cam ring is rotatably and axially displaceably mounted. Between the cam ring and the differential cage, the lamellae of a first multi-disc clutch are arranged, which actuate via a magnetizable pressure ring by means of the electromagnet bar, so is closable.

Der Nockenring steht axialseitig über mehrere umfangsseitig in axialer Richtung ansteigende Nockenflächen und darin angeordnete Wälzkörper mit einer entsprechend ausgebildeten Stirnwand des Planetenträgers in Verbindung. Ein Schließen der ersten Lamellenkupplung mittels des Elektromagneten führt somit zu einer Drehung des Nockenrings relativ zu dem Planetenträger und infolgedessen zu einer Axialverschiebung des Planetenträgers, wodurch eine axial gegenüberliegend angeordnete zweite Lamellenkupplung geschlos sen wird, deren Lamellen zwischen einer mit den Drehwellen des Planetenträgers verbundenen Kupplungstrommel und dem Sonnenrad wirksam angeordnet sind. Eine im Aufbau ähnliche Lamellenkupplung, die mittels eines Elektromagneten über ein entsprechendes Umlenkgetriebe betätigbar ist und zur bedarfsweisen Zuschaltung einer Antriebsachse dient, ist der US 5,398,792 A zu entnehmen.The cam ring is on the axial side via a plurality of circumferentially increasing in the axial direction cam surfaces and rolling elements arranged therein with a correspondingly formed end wall of the planet carrier in combination. Closing the first multi-plate clutch by means of the electromagnet thus leads to a rotation of the cam ring relative to the planet carrier and consequently to an axial displacement of the planet carrier, whereby an axially oppositely disposed second multi-plate clutch is CLOSED sen, the fins between a connected to the rotating shafts of the planet carrier clutch drum and the sun gear are arranged effectively. A similar in construction multi-plate clutch, which is actuated by means of an electromagnet via a corresponding deflection gear and is used for on-demand connection of a drive axle, is the US 5,398,792 A refer to.

Ein weiteres Differenzialgetriebe mit einer mittels eines Elektromagneten über ein gattungsgemäßes Umlenkgetriebe betätigbaren Lamellensperre ist aus der US 5,911,643 A bekannt. Das Differenzialgetriebe ist in Kegelradbauweise ausgeführt. Eine Stellplatte ist drehbar sowie axial unverschiebbar auf einem Abschnitt des Differenzialkorbs gelagert und weist an ihrer axialen Außenseite mehrere Lagerbolzen auf, die einen Stellring axial verschiebbar führen. Durch die Betätigung des gehäusefest montierten Elektromagneten wird der Stellring axial gegen einen gehäusefesten Reibbelag gezogen und somit die Stellplatte gegenüber dem Differenzialkorb abgebremst sowie relativ zu diesem verdreht. Die Stellplatte steht auf ihrer axialen Innenseite über mehrere umfangsseitig in axialer Richtung ansteigende Nockenflächen und darin angeordnete, den Differenzialkorb durchdringende Wälzkörper mit einer entsprechend ausgebildeten Druckplatte einer Lamellenkupplung in Verbindung, deren Lamellen zwischen dem Differenzialkorb und einem der beiden Abtriebskegelräder wirksam angeordnet sind. Demzufolge führt ein durch den Elektromagneten erzeugtes Bremsmoment auf die Stellplatte zu einer Axialverschiebung der Druckplatte sowie zu einer axialen Anpresskraft auf die Druckplatte, und damit zu einem durch das Schließen der Lamellenkupplung bedingten Sperrmoment auf das Differenzialgetriebe.Another differential gear with an actuated by means of an electromagnet on a generic deflection gear slat lock is out of US 5,911,643 A known. The differential gear is designed in bevel gear. An adjusting plate is rotatably and axially non-displaceably mounted on a portion of the differential cage and has on its axial outer side a plurality of bearing bolts which guide an adjusting ring axially displaceable. By operating the housing fixedly mounted electromagnet, the adjusting ring is pulled axially against a housing-fixed friction lining and thus braked the adjusting plate relative to the differential cage and rotated relative to this. The control plate is on its axial inner side over a plurality of circumferentially increasing in the axial direction cam surfaces and disposed therein, the differential cage penetrating rolling elements with a correspondingly shaped pressure plate of a multi-plate clutch in connection, the fins between the differential cage and one of the two driven bevel gears are effectively arranged. Consequently, a braking torque generated by the electromagnet leads to the adjusting plate to an axial displacement of the pressure plate and to an axial contact pressure on the pressure plate, and thus to a caused by the closing of the multi-plate clutch locking torque to the differential gear.

Allen diesen bekannten Umlenkgetrieben ist gemeinsam, dass die axial ansteigenden Rampen- und Nockenflächen umfangsseitig ausgerichtet sind. Dies hat zur Folge, dass die entsprechenden Wirkkonturen jeweils auf einen relativ kleinen Drehwinkelsektor des Eingangselementes beschränkt sind, wo durch sich nachteilig eine relativ kleine Übersetzung zwischen der Drehbewegung und dem Drehmoment des Eingangselementes sowie der Axialbewegung und der axialen Anpresskraft des jeweils zugeordneten Ausgangselementes ergibt. Eine exakte Einstellung eines gewünschten Sperr- oder Schließmomentes über die auf die betreffende Lamellenkupplung wirksame axiale Anpresskraft ist daher kaum möglich und erfordert zudem eine weitgehende Spielfreiheit auf dem Übertragungsweg zwischen dem Stellantrieb (Elektromotor oder Elektromagnet) und dem Eingangselement. Des Weiteren ist eine sehr genaue Herstellung der Nocken- oder Rampenflächen des Eingangs- und Ausgangselementes erforderlich, wodurch die Herstellung dieser Bauteile aufwendig und entsprechend teuer ist.all These known Umlenkgetrieben is common that the axially rising Ramp and cam surfaces are aligned circumferentially. As a result, the corresponding Active contours each on a relatively small rotation angle sector limited to the input element are where by adversely affecting a relatively small translation between the rotational movement and the torque of the input element as well the axial movement and the axial contact pressure of each associated Output element results. An exact setting of a desired Locking or closing torque on the on the relevant multi-plate clutch effective axial contact pressure is therefore hardly possible and also requires extensive freedom of movement on the transmission path between the actuator (electric motor or solenoid) and the input element. Furthermore, a very accurate production the cam or ramp surfaces the input and output element required, thereby reducing the production these components is expensive and expensive.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Umlenkgetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei einfachem und kostengünstig herstellbarem Aufbau eine erhöhte Übersetzung aufweist.In front In this background, the present invention has the object based, to propose a reversing gear of the type mentioned, the at simple and inexpensive producible construction an increased translation having.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs. Demnach geht die Erfindung zunächst aus von einem Umlenkgetriebe zur Betätigung einer Lamellenkupplung, mit einem um eine Mittelachse drehbaren und axial unverschiebbaren kreisscheibenförmigen Eingangselement, einem drehfesten und entlang der Mittelachse axial verschiebbaren kreisscheibenförmigen Ausgangselement, und mehreren zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement angeordneten Wälzkörpern, mit dem eine Drehung und ein Drehmoment des Eingangselementes durch eine Wälzbewegung der Wälzkörper zwischen einer ersten Wirkkontur des Eingangselementes und einer zweiten Wirkkontur des Ausgangselementes in eine Axialbewegung und eine axiale Anpresskraft des Ausgangselementes umsetzbar sind.The solution the task results from the features of the main claim. Therefore the invention goes first from a deflection gear for actuating a multi-plate clutch, with a rotatable about a central axis and axially immovable circular disc Input element, a rotationally fixed and along the central axis axially slidable circular-shaped Output element, and several between the input element and the Output element arranged rolling elements, with the rotation and a torque of the input element through a rolling motion the rolling elements between a first active contour of the input element and a second Active contour of the output element in an axial movement and a axial contact pressure of the output element can be implemented.

Gemäß der Erfindung ist dieses Umlenkgetriebe so weitergebildet, dass die erste Wirkkontur aus mehreren geometrisch identischen Führungsbahnen besteht, die umfangsseitig gleichverteilt in dem Eingangselement angeordnet sind, jeweils diagonal von radial innen nach radial außen verlaufen, und jeweils einen als Kugel ausgebildeten Wälzkörper aufnehmen und führen, und dass die zweite Wirkkontur als eine den Führungsbahnen des Eingangselementes axial gegenüberliegende Ringkegelfläche des Ausgangselementes ausgebildet ist.According to the invention This deflection gear is developed so that the first effective contour of consists of several geometrically identical guideways, the circumference equally distributed in the input element are arranged, each diagonally from radially inward to radially outward run, and each record a trained as a ball rolling elements and lead and that the second active contour as one of the guideways of the input element axially opposite one another Ring taper surface of the Output element is formed.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Umlenkgetriebes wird eine Drehung und ein Drehmoment des Eingangselementes durch eine Wälzbewegung der Wälzkörper innerhalb der Führungsbahnen des Eingangselementes auf der Ringkegelfläche des Ausgangselementes in eine Axialbewegung und in eine axiale Anpresskraft des Ausgangselementes umgesetzt. Dabei werden die Wälzkörper bei einer Drehung des Eingangselementes durch die Führungsbahnen radial verschoben und bewegen sich dadurch auf der radial ansteigenden oder abfallenden Kontur der Ringkegelfläche des Ausgangselementes hoch oder hinunter, wodurch das Ausgangselement axial von dem Eingangselement weggedrückt oder, unterstützt von der Rückstellkraft eines Federelementes, auf das Eingangselement hinbewegt wird.Due to the inventive design of the reversing gear rotation and torque of the input element is converted by a rolling movement of the rolling elements within the guideways of the input element on the ring taper surface of the output element in an axial movement and in an axial contact force of the output element. This will be the Wälz body radially displaced upon rotation of the input element by the guideways and thereby move up or down on the radially rising or falling contour of the ring taper surface of the output member, whereby the output member axially pushed away from the input member or, supported by the restoring force of a spring element, on the input member is moved.

Die Übersetzung zwischen der Drehbewegung des Eingangselementes und der Axialbewegung des Ausgangselementes wird von dem überspannten Winkelsektor und der entsprechenden Radialdistanz der einzelnen Führungsbahnen sowie von dem Neigungswinkel der Ringkegelfläche in der Axialprojektion der Führungsbahnen und/oder von der Steigung der Laufbahnen in axialer Richtung bestimmt. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ergeben sich hieraus Ausgestaltungsmöglichkeiten, die zu einer erhöhten Übersetzung des Umlenkgetriebes und damit zu einer verbesserten Steuerbarkeit der zugeordneten Lamellenkupplung führen.The translation between the rotational movement of the input element and the axial movement of the output element is from the spanned angle sector and the corresponding radial distance of the individual guideways and of the Inclination angle of the ring taper surface in the axial projection of the guideways and / or determined by the slope of the raceways in the axial direction. As more closely below explained This results in design options that lead to an increased translation the deflecting gear and thus to improved controllability lead the associated multi-plate clutch.

Die Wirkkonturen des Eingangselementes und des Ausgangselementes weisen bauartbedingt relativ einfache geometrische Formen auf und sind ent sprechend kostengünstig mit hoher Präzision herstellbar, so dass der Herstellungsaufwand des erfindungsgemäßen Umlenkgetriebes gegenüber den bekannten Umlenkgetrieben deutlich reduziert ist. So können die Führungsbahnen des Eingangselementes mit ihrer konstanten axialen Tiefe ohne Axialvorschub mit einem entsprechenden Formfräser hergestellt werden, und die Ringkegelfläche des Ausgangselementes kann einfach durch Abdrehen erzeugt werden. Somit ist also nur ein Element aufwändig in der Herstellung.The Show active contours of the input element and the output element Due to the design relatively simple geometric shapes and are accordingly economical with high precision produced, so that the production cost of the reversing gear according to the invention across from the known Umlenkgetrieben is significantly reduced. So can the guideways the input element with its constant axial depth without axial feed with a corresponding form cutter can be prepared, and the ring taper surface of the output element can can be generated simply by twisting. So that's just one element costly in production.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Umlenkgetriebes sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the deflection gear according to the invention are the subject of Dependent claims.

In einer ersten bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Umlenkgetriebes sind die Führungsbahnen des Eingangselementes als axial in Richtung des Ausgangselementes offene und endseitig geschlossene Kugelrillen ausgebildet. Die Wälzkörper sind somit sowohl axial als auch umfangsseitig und radial in den Führungsbahnen des Eingangselementes geführt und abgestützt.In a first preferred embodiment a deflection gear according to the invention are the guideways of the input element as axially in the direction of the output element open and closed end ball grooves formed. The rolling elements are thus both axially and circumferentially and radially in the guideways led the input element and supported.

Die Kugelrillen können einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen, der zur Erzielung einer größtmöglichen Kontaktfläche zwischen den Wälzkörpern und der Innenwand der jeweiligen Kugelrille bei gleichzeitiger Vermeidung einer Verklemmung der Wälzkörper zweckmäßig einen Krümmungsradius aufweist, der geringfügig größer ist als der Radius der Wälzkörper.The Ball grooves can a circular arc Have cross-section, to achieve the greatest possible contact area between the rolling elements and the inner wall of the respective ball groove while avoiding a jamming of the rolling elements expedient one radius of curvature that slightly is larger as the radius of the rolling elements.

Die Kugelrillen können jedoch auch einen keilförmigen Querschnitt aufweisen, wobei dieser einen Öffnungswinkel aufweist, der bevorzugt zwischen 60° und 120° liegt.The Ball grooves can but also a wedge-shaped Have cross-section, wherein this has an opening angle, the preferably between 60 ° and 120 °.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvarinate eines erfindungsgemäßen Umlenkgetriebes sind die Führungsbahnen des Eingangselementes als axial durchgängig offene und endseitig geschlossene Führungsschlitze ausge bildet. In diesem Fall ist zusätzlich eine Stützscheibe erforderlich, die auf der dem Ausgangselement axial abgewandten Seite des Eingangselementes angeordnet ist. Das Eingangselement stellt bei dieser Ausführung eine Art Käfig dar, in dessen Führungsbahnen die Wälzkörper nur umfangsseitig und radial geführt werden, wogegen die axiale Führung und Abstützung der Wälzkörper durch die dem Eingangselement zugewandte Stirnfläche der Stützscheibe erfolgt.In a second preferred embodiment a deflection gear according to the invention are the guideways the input element as axially continuously open and closed at the end guide slots educated. In this case, in addition, a support disk required, which on the output member facing away axially Side of the input element is arranged. The input element represents in this design a kind of cage in whose guideways the rolling elements only circumferentially and radially guided be, whereas the axial guidance and support the rolling elements through the input element facing end surface of the support disk takes place.

Die Ringkegelfläche des Ausgangselementes kann wahlweise als eine nach radial außen abfallende Außenkegelfläche oder als eine nach radial außen ansteigende Innenkegelfläche ausgebildet sein. Hieraus ergibt sich in Verbindung mit der Ausrichtung der Führungsbahnen die Belastungs- und Entlastungsdrehrichtung des Eingangselementes.The Ring conical surface the output element may optionally be designed as a sloping radially outward Outer cone surface or as a radially outward rising inner cone surface be educated. This results in connection with the orientation of the guideways the loading and unloading direction of rotation of the input element.

Zur Erzielung eines größtmöglichen wirksamen Drehwinkelsektors der einzelnen Führungsbahnen und damit einer größtmöglichen Übersetzung des Umlenkgetriebes sind die Führungsbahnen vorteilhaft umfangsseitig und radial überlappend zueinander angeordnet.to Achieving the greatest possible effective rotation angle sector of the individual guideways and thus one highest possible translation of the Deflection gear are the guideways advantageously arranged circumferentially and radially overlapping each other.

Die Charakteristik der Übersetzung des Umlenkgetriebes kann auf einfache Weise durch den geometrischen Verlauf der Führungsbahnen festgelegt werden. So führt ein geradliniger Verlauf der Führungsbahnen zu einer linearen Abhängigkeit der Axialbewegung und der axialen Stellkraft des Ausgangselementes von der Drehbewegung und dem Drehmoment des Eingangselementes. Durch eine nach radial außen gerichtete Wölbung der Führungsbahnen kann dagegen in Verbindung mit einer als Außenkegel ausgebildeten Ringkegelfläche eine progressive Abhängigkeit sowie in Verbindung mit einer als Innenkegel ausgebildeten Ringkegelfläche eine degressive Abhängigkeit der Axialbewegung und der axialen Stellkraft des Ausgangselementes von der Drehbewegung und dem Drehmoment des Eingangselementes erzielt werden. Sind die Führungsbahnen dagegen nach radial innen gewölbt, ist diese Abhängigkeit entsprechend umgekehrt. Weitere geometrische Verläufe der Führungsbahnen oder Kombinationen davon, wie zum Beispiel ein S-Schlag-artiger Verlauf, sind zur Erzielung einer bestimmten Übersetzungscharakteristik möglich und vergleichsweise einfach herstellbar.The Characteristic of the translation The deflection can easily by the geometric Course of the guideways be determined. So leads a straight course of the guideways to a linear dependence the axial movement and the axial force of the output element from the rotational movement and the torque of the input element. By one radially outward directed vaulting the guideways in contrast, in conjunction with a trained as an outer cone ring cone surface a progressive dependence as well as in conjunction with a trained as an inner cone ring cone surface a degressive dependence the axial movement and the axial force of the output element achieved by the rotational movement and the torque of the input element become. Are the guideways but arched radially inward, is this dependence accordingly vice versa. Further geometric courses of the guideways or combinations of them, such as an S-dash-like course, are to achieve a certain translation characteristic possible and comparatively easy to produce.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In dieser zeigtto Clarification of the invention, the description is a drawing accompanied in the two embodiments are shown. In this shows

1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umlenkgetriebes in einer ersten Funktionsstellung, und 1 a preferred embodiment of a deflection gear according to the invention in a first functional position, and

2 das Umlenkgetriebe gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung. 2 the reversing gear according to 1 in a second functional position.

Ein Umlenkgetriebe 1 gemäß 1 und 2 umfasst ein kreisscheibenförmiges Eingangselement 2, ein kreisscheibenförmiges Ausgangselement 3 und mehrere jeweils als Kugel ausgebildete Wälzkörper 4. Das Eingangselement 2 ist um eine Mittelachse 5 drehbar sowie axial unverschiebbar gelagert, und weist auf seiner dem Ausgangselement zugewandten Stirnseite mehrere geometrisch identische Führungsbahnen 6 mit konstanter axialer Tiefe auf. Die vorliegend als Kugelrillen 7 ausgebildeten Führungsbahnen 6 sind umfangsseitig gleichverteilt in dem Eingangselement 2 angeordnet und verlaufen jeweils diagonal, nach radial außen gewölbt, von radial innen nach radial außen. Die Kugelrillen 7 sind endseitig geschlossen und nehmen jeweils einen Wälzkörper 4 auf, der sich somit jeweils innerhalb der zugeordneten Kugelrille 7 in einer äußeren Endposition 8, einer inneren Endposition 9 und dazwischen befinden kann.A reversing gear 1 according to 1 and 2 comprises a circular disk-shaped input element 2 , a circular disk-shaped output element 3 and a plurality of rolling elements each formed as a ball 4 , The input element 2 is about a central axis 5 mounted rotatably and axially non-displaceable, and has on its end facing the output element a plurality of geometrically identical guideways 6 with constant axial depth. The present as ball grooves 7 trained guideways 6 are circumferentially equally distributed in the input element 2 arranged and each extend diagonally, curved radially outward, from radially inward to radially outward. The ball grooves 7 are closed at the end and each take a rolling element 4 on, thus each within the associated ball groove 7 in an outer end position 8th , an inner end position 9 and can be in between.

Das Ausgangselement 3 ist drehfest sowie entlang der Mittelachse 5 axial verschiebbar gelagert, und weist auf seiner dem Eingangselement 2 zugewandten Stirnseite eine Ringkegelfläche 10 auf. Die vorliegend als Außenkegelfläche 11 ausgebildete Ringkegelfläche 10 überspannt in einer Axialprojekti on den Kreisringsektor des Eingangselementes 2, in dem sich die Führungsbahnen 6 befinden und steht mit den Wälzkörpern 4 in Kontakt.The starting element 3 is rotatable and along the central axis 5 mounted axially displaceable, and has on its input element 2 facing end face a Ringkegelfläche 10 on. The present as outer cone surface 11 trained ring cone surface 10 spans in a Axialprojekti on the circular ring sector of the input element 2 in which are the guideways 6 are located and stands with the rolling elements 4 in contact.

Ausgehend von der in 1 dargestellten Ausgangs- oder Ruheposition, in der sich die Wälzkörper 4 in ihren äußeren Endpositionen 8 befinden, führt eine Drehung 12 des Eingangselementes 2 in eine Belastungsrichtung 13 zu einer Wälzbewegung der Wälzkörper 4 innerhalb der Kugelrillen 7 in Richtung der inneren Endpositionen 9. Da die Wälzkörper 4 dabei zwangsläufig nach radial innen geführt werden, erfolgt aufgrund des Kontaktes der Wälzkörper 4 mit der Ringkegelfläche 10 des Ausgangselementes 3 eine Axialverschiebung 15 des Ausgangselementes 3 entlang der Mittelachse 5 in eine von dem Eingangselement 2 weggerichteten Belastungsrichtung 16.Starting from the in 1 illustrated home or rest position in which the rolling elements 4 in their outer end positions 8th are, performs a rotation 12 of the input element 2 in a loading direction 13 to a rolling movement of the rolling elements 4 inside the ball grooves 7 towards the inner end positions 9 , Because the rolling elements 4 inevitably be guided radially inward, takes place due to the contact of the rolling elements 4 with the ring cone surface 10 of the starting element 3 an axial displacement 15 of the starting element 3 along the central axis 5 in one of the input element 2 directed load direction 16 ,

Diese Umsetzung der Drehung 12 des Eingangselementes 2 in eine Axialbewegung 15 des Ausgangselementes 3 erfolgt kontinuierlich und maximal soweit, bis die Wälzkörper 4 ihre inneren Endpositionen 9 erreicht haben, welches in 2 dargestellt ist. Mit einer Drehung 12 des Eingangselementes 2 in die der Belastungsrichtung 13 entgegengesetzte Entlastungsrichtung 14 wird dieser Vorgang umgekehrt. Demnach werden die Wälzkörper 4 dabei in einer Wälzbewegung innerhalb der Kugelrillen 7 in Richtung der äußeren Endpositionen 8 geführt, und damit das Ausgangselement 3 durch den Kontakt der Ringkegelfläche 10 mit den Wälzkörpern 4 entlastet und, unterstützt durch die Rückstellkraft eines nicht abgebildeten Federelementes, axial in die auf das Eingangselement 2 hin gerichtete Entlastungsrichtung 17 verschoben.This implementation of the rotation 12 of the input element 2 in an axial movement 15 of the starting element 3 occurs continuously and at most until the rolling elements 4 their inner end positions 9 have achieved which in 2 is shown. With a turn 12 of the input element 2 in the direction of loading 13 opposite direction of relief 14 this process is reversed. Accordingly, the rolling elements 4 doing so in a rolling motion within the ball grooves 7 towards the outer end positions 8th guided, and thus the starting element 3 by the contact of the ring cone surface 10 with the rolling elements 4 relieved and, supported by the restoring force of a spring element, not shown, axially in the on the input element 2 directed discharge direction 17 postponed.

Das erfindungsgemäße Umlenkgetriebe 1 weist eine große Übersetzung zwischen der Drehbewegung 12 des Eingangselementes 2 sowie der Axialbewegung 15 des Ausgangselementes 3 auf und ist aufgrund der geometrisch einfachen Konturen der Führungsbahnen 6 des Eingangselementes 2 sowie der Ringkegelfläche 10 des Ausgangselementes 3 mit hoher Präzision kostengünstig herstellbar. Das Umlenkgetriebe 1 ist daher besonders für die Betäti gung aktiv steuerbarer Lamellenkupplungen geeignet, die im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen als Differenzialsperren und als Schaltkupplungen von zuschaltbaren Antriebsachsen verwendet werden.The deflection gear according to the invention 1 has a large ratio between the rotational movement 12 of the input element 2 as well as the axial movement 15 of the starting element 3 on and is due to the geometrically simple contours of the guideways 6 of the input element 2 as well as the ring cone surface 10 of the starting element 3 inexpensive to produce with high precision. The reversing gear 1 is therefore particularly suitable for the Actuate actively controllable multi-plate clutches, which are used in the powertrain of motor vehicles as differential locks and as clutches of shiftable drive axles.

Bei der Anwendung des Umschaltgetriebes 1 zur Betätigung einer Lamellensperre eines Differenzialgetriebes (Achsdifferenzial oder Mitteldifferenzial) oder einer Lamellenkupplung zur Zuschaltung einer Antriebsachse sind das Eingangselement 2 und das Ausgangselement 3 jeweils koaxial zu einer Abtriebswelle des Differenzialgetriebes beziehungsweise der Antriebs- oder der Abtriebswelle der Zuschaltkupplung angeordnet. Daher weisen das Eingangselement 2 und das Ausgangselement 3 zur mittigen Durchführung der betreffenden Triebwelle jeweils eine in 1 und 2 zur Vereinfachung der Darstellung nicht eingezeichnete Zentralbohrung auf.When using the change gear 1 for actuating a disk lock of a differential gear (axle differential or center differential) or a multi-plate clutch for connecting a drive axle are the input element 2 and the starting element 3 arranged coaxially to an output shaft of the differential gear or the drive or the output shaft of the connection clutch. Therefore, the input element 2 and the starting element 3 for the central implementation of the respective drive shaft in each case one in 1 and 2 to simplify the presentation not shown central bore.

11: Umlenkgetriebedeflecting
22: Eingangselementinput element
33: Ausgangselementoutput element
44: Wälzkörperrolling elements
55: Mittelachsecentral axis
66: Führungsbahnguideway
77: Kugelrilleball groove
88th: Äußere EndpositionOuter final position
99: Innere EndpositionInner end position
1010: RingkegelflächeRing conical surface
1111: AußenkegelflächeOuter conical surface
1212: Drehung, DrehbewegungRotation, rotary motion
1313: Belastungsrichtung (von 2)Loading direction (from 2 )
1414: Entlastungsrichtung (von 2)Relief direction (from 2 )
1515: Axialverschiebung, Axialbewegungaxial displacement, axial movement
1616: Belastungsrichtung (von 3)Loading direction (from 3 )
1717: Entlastungsrichtung (von 3)Relief direction (from 3 )

Claims

Reversing gear ( 1 ) for actuating a multi-plate clutch, with one about a central axis ( 5 ) rotatable and axially non-displaceable circular disk-shaped input element ( 2 ), a rotationally fixed and along the central axis axially displaceable circular disk-shaped output element ( 3 ), and a plurality of rolling elements arranged between the input element and the output element (US Pat. 4 ), with which a rotation and a torque of the input element ( 2 ) by a rolling movement of the rolling elements ( 4 ) between a first active contour of the input element ( 2 ) and a second active contour of the output element ( 3 ) in an axial movement and an axial contact pressure of the output element can be implemented, characterized in that the first active contour of a plurality of geometrically identical guideways ( 6 ) with a constant axial depth which is circumferentially equally distributed in the input element ( 2 ) are arranged, each extending diagonally from radially inward to radially outwardly, and in each case a rolling element designed as a ball ( 4 ) and that the second active contour as one of the guideways ( 6 ) of the input element ( 2 ) axially opposite annular cone surface ( 10 ) of the output element ( 3 ) is trained.

Steering gear according to claim 1, characterized that the guideways the first active contour have constant axial depth.

Steering gear according to claim 1 or 2, characterized in that the guideways ( 6 ) of the input element as axially in the direction of the output element ( 3 ) open and closed end ball grooves ( 7 ) are formed.

Steering gear according to claim 3, characterized in that the ball grooves ( 7 ) have a circular arc-shaped cross-section.

Steering gear according to claim 4, characterized in that the cross section of the ball grooves ( 7 ) has a radius of curvature which is slightly larger than the radius of the rolling bodies ( 4 ).

Steering gear according to claim 3, characterized in that the ball grooves ( 7 ) have a wedge-shaped cross-section.

Steering gear according to claim 4, characterized in that the cross section of the ball grooves ( 7 ) has an opening angle which is between 60 ° and 120 °.

Steering gear according to claim 1 or 2, characterized in that the guideways ( 6 ) of the input element ( 2 ) are formed as axially continuously open and closed at the end guide slots, and that on the of the output element ( 3 ) axially facing away from the input element ( 2 ) a flat support disc for the axial support of the rolling elements ( 4 ) is arranged.

Steering gear according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ring taper surface ( 10 ) as a radially outwardly sloping outer cone surface ( 11 ) is trained.

Steering gear according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ring taper surface ( 10 ) is formed as a radially outwardly rising inner cone surface.

Steering gear according to one of claims 1 to 9, characterized in that the guideways ( 6 ) are arranged circumferentially and radially overlapping each other.

Steering gear according to one of claims 1 to 8, characterized in that the guideways ( 6 ) run straight.

Reversing gear according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guideways ( 6 ) are curved radially outward.

Reversing gear according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guideways ( 6 ) are curved radially inward.