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DE102017201411A1 - Schaltaktuatorik, Differentialsperre, Verteilergetriebe, Schaltgetriebe und Achszuschaltung - Google Patents

Schaltaktuatorik, Differentialsperre, Verteilergetriebe, Schaltgetriebe und Achszuschaltung Download PDF

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DE102017201411A1
DE102017201411A1 DE102017201411.3A DE102017201411A DE102017201411A1 DE 102017201411 A1 DE102017201411 A1 DE 102017201411A1 DE 102017201411 A DE102017201411 A DE 102017201411A DE 102017201411 A1 DE102017201411 A1 DE 102017201411A1
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DE
Germany
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switching module
piston
switching
differential lock
control piston
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DE102017201411.3A
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Andreas Pfeffer
Franz Reitinger
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ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Priority to EP18700521.0A priority patent/EP3574236A1/de
Priority to US16/480,694 priority patent/US11408497B2/en
Priority to CN201880008946.9A priority patent/CN110234911A/zh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltmodul (1) für eine Differentialsperre (7), für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung, umfassend eine Schaltmuffe (2) und einen Schaltkolben (4). Das erfindungsgemäße Schaltmodul (20) zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltkolben (4) als Ringkolben (4) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Differentialsperre, ein entsprechendes Verteilergetriebe, ein entsprechendes Schaltgetriebe und eine entsprechende Achszuschaltung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltaktuatorik für eine Differentialsperre, für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Differentialsperre, ein entsprechendes Verteilergetriebe, ein entsprechendes Schaltgetriebe und eine entsprechende Achszuschaltung.
  • Im Stand der Technik sind Differentialsperren bekannt, welche insbesondere auch in den Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Diese Differentialsperren ermöglichen durch ein Blockieren einer Verteilerfunktion der entsprechenden Differentialgetriebe eine gleichmäßige Verteilung des Antriebsmoments auf die angetriebenen Achsen bzw. die angetriebenen Fahrzeugräder, was insbesondere in unwegsamem Gelände eine Fortbewegung erleichtern kann. Ebenso sind auch Achszuschaltungen bekannt, welche es ermöglichen, eine Fahrzeugachse wahlweise anzutreiben oder mitzuschleppen. Im angetriebenen Zustand der Fahrzeugachse erhöhen sich die Geländegängigkeit sowie die Traktionsfähigkeit des Fahrzeugs, wohingegen im mitgeschleppten Zustand der Fahrzeugachse der Treibstoffverbrauch reduziert wird. Weiterhin sind im Stand der Technik die unterschiedlichsten Ausbildungsformen von Schaltgetrieben bekannt, wobei derartige Schaltgetriebe in der Regel eine Vielzahl unterschiedlicher Gangstufen aufweisen. Jede dieser Gangstufen definiert ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis von Getriebeeingangsdrehzahl zu Getriebeausgangsdrehzahl. Somit kann je nach gewünschter Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs die passende Gangstufe gewählt werden. Das Einrücken bzw. Ausrücken der Differentialsperren bzw. das Ein- oder Ausrücken der Achszuschaltung ebenso wie das Schalten der Gangstufen erfolgt dabei über eine hierfür geeignete Schaltaktuatorik, welche in der Regel eine Schaltgabel, eine Schaltmuffe, eine Schaltstange sowie einen Schaltkolben und einen Schaltzylinder umfassen.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt EP 0 510 457 B1 eine formschlüssige Kupplung für ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zu deren Betätigung. Die als Klauenkupplung ausgebildete Kupplungsanordnung besteht einerseits aus einem treibenden Kupplungsteil, welcher mit dem Antriebsstrang und einem Radantriebsstrang in Verbindung steht, und andererseits aus einem getriebenen Kupplungsteil, welcher mit einem zu aktivierenden Radantriebsstrang verbunden ist und als Schiebemuffe ausgebildet ist, um über ein Einrückglied mittels einer Schaltgabel bewegt zu werden. Das Einrückglied umfasst einen Kolben mit einer Kolbenstange und einen Fluidzylinder. Am vorderen Ende der Kolbenstange ist die Schaltgabel befestigt. Der Kolben wird auf einer Seite mit Fluid beaufschlagt während sich auf einer anderen Seite eine Druckfeder abstützt. In der Ruhestellung wird die Schaltgabel durch die Druckfeder in eine erste Richtung gedrückt und bringt die Kupplung in einen ausgerückten Zustand. Der eingerückte Zustand der Kupplung wird dadurch erreicht, dass durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung die Kolbenstange in eine zweite Richtung bewegt wird, bis die Kupplungsteile formschlüssig miteinander verbunden sind.
  • Die bekannten Schaltaktuatoriken sind jedoch aus verschiedenen Gründen nachteilbehaftet. Sie bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von Einzelteilen, was vergleichsweise aufwändig in der Herstellung wie auch in der Montage ist. Zudem ergeben sich hieraus vergleichsweise hohe Gewichte bzw. Massen für die Schaltaktuatoriken, welche bei jedem Schaltvorgang beschleunigt und gebremst werden müssen. Schließlich ist es bei den bekannten Schaltaktuatoriken notwendig, diese hinsichtlich des Zahnkopf-Zahnkopf-Abstands im deaktivierten Zustand sowie hinsichtlich des Zahnkopf-Zahngrund-Abstands im aktivierten Zustand aufwändig zu kalibrieren. Andernfalls kann im aktivierten Zustand eine unerwünscht hohe Reibung zwischen dem Schaltkolben und der Schaltgabel auftreten, wohingegen im deaktivierten Zustand Ratschgeräusche oder zu lange Schaltzeiten auftreten können.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schaltaktuatorik für eine Differentialsperre, für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaltaktuatorik für eine Differentialsperre, für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Die Erfindung betrifft eine Schaltaktuatorik für eine Differentialsperre, für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung, umfassend eine Schaltmuffe und einen Schaltkolben. Die erfindungsgemäße Schaltaktuatorik zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltkolben als Ringkolben ausgebildet ist.
  • Durch die Ausbildung des Schaltkolbens als Ringkolben kann dieser vorteilhaft unmittelbar auf einer Getriebewelle angeordnet werden, auf welcher auch die Schaltmuffe selbst angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der Schaltkolben dabei koaxial auf der Getriebewelle angeordnet. Indem der Schaltkolben und die Schaltmuffe gemeinsam auf der Welle angeordnet sind, kann auf eine Schaltstange, welche üblicherweise parallel zur Getriebewelle mit der Schaltmuffe angeordnet ist und auf welcher üblicherweise der Schaltkolben zusammen mit der Schaltgabel angeordnet ist, vorteilhaft verzichtet werden. Dies spart Bauraum, Gewicht und Kosten.
  • Durch die solcherart ermöglichte Anordnung des Kolbens auf der Getriebewelle, insbesondere die koaxiale Anordnung auf der Getriebewelle, ergibt sich zudem der weitere Vorteil, dass auch auf eine Schaltgabel vollständig verzichtet werden kann. Dies führt in Folge dazu, dass sowohl Gewicht als auch Herstellungskosten des Schaltmoduls eingespart sowie Schaltzeiten minimiert und die Teilevielfalt des Schaltmoduls reduziert werden können.
  • Das erfindungsgemäße Schaltmodul eignet sich gleichermaßen zum Schalten einer Differentialsperre wie auch zum Schalten eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs oder zum Betätigen einer Achszuschaltung eines Fahrzeuggetriebes.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Schaltkolben einseitig mit Druck beaufschlagbar ist. Bei Erreichen eines Ausrückdrucks erfolgt eine Betätigung des Schaltmoduls dahingehend, dass die Differentialsperre ausgerückt, eine zu schaltende Gangstufe eines Schaltgetriebes ausgerückt oder eine Achszuschaltung ausgerückt wird. Im drucklosen Zustand hingegen ist die Differentialsperre bzw. die zu schaltende Gangstufe des Schaltgetriebes bzw. die Achszuschaltung bevorzugt eingerückt.
  • Alternativ bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Differentialsperre bzw. die zu schaltende Gangstufe des Schaltgetriebes bzw. die Achszuschaltung im drucklosen Zustand ausgerückt sind. Das Einrücken erfolgt in diesem Fall durch eine Druckbeaufschlagung des Schaltkolbens mit dem Einrückdruck.
  • Weiterhin alternativ bevorzugt teilt der Schaltkolben einen Schaltzylinder der Schaltaktuatorik in einen Ausrückraum und einen Einrückraum, wobei der Ausrückraum den Ausrückdruck aufnimmt und der Einrückraum den Einrückdruck aufnimmt. In diesem Fall handelt es sich also um einen doppelwirkenden Schaltzylinder.
  • Bei einer Betätigung des Schaltmoduls wird der Schaltkolben auf der Getriebewelle axial verschoben.
  • Die Schaltmuffe und der Schaltkolben bestehen vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Dies gewährleistet eine vergleichsweise große Robustheit und damit Langlebigkeit der Bauteile auch unter regelmäßigen und hohen Belastungen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe axial im Schaltkolben drehbar gelagert ist. Aus der dieser Anordnung der Schaltmuffe im Schaltkolben ergibt sich der Vorteil, dass der Schaltkolben bei einer Druckbeaufschlagung, die zu einer axialen Verschiebung des Schaltkolbens auf der Schaltstange führt, die Schaltmuffe mitnehmen und ebenfalls verschieben kann. Indem die Schaltmuffe weiterhin drehbar im Schaltkolben gelagert ist, wird also eine Verdrehbarkeit der Schaltmuffe gegen den Schaltkolben gewährleistet. Da die Schaltmuffe im eingerückten Zustand einer Rotationsbewegung des mit der Schaltmuffe in Eingriff stehenden Zahnrads bzw. der zugeordneten Welle folgt, kann der Schaltkolben aufgrund der Verdrehbarkeit jedoch in Ruhe bleiben. Dies vereinfacht u.a. das Herstellen einer zuverlässigen Druckdichtigkeit des Schaltkolbens gegenüber dem Schaltzylinder, da der Schaltkolben nicht gegen den Schaltzylinder verdreht.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe koaxial im Schaltkolben gelagert ist. Somit werden bei einer Druckbeaufschlagung des Schaltkolbens bzw. bei einer Betätigung der Schaltmuffe keine Kippmomente zwischen Schaltkolben und Schaltmuffe erzeugt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe mittels einer Gleitlagerung im Schaltkolben gelagert ist. Dies stellt eine kostengünstige und technisch zuverlässige Möglichkeit dar, die Verdrehbarkeit der Schaltmuffe gegen den Schaltkolben zu gewährleisten.
  • Gemäß einer alternativ besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe mittels einer Wälzlagerung im Schaltkolben gelagert ist. Die Wälzlagerung ist im Vergleich zur Gleitlagerung aufwändiger, ermöglicht jedoch das Erzielen vergleichsweise geringerer Reibwerte und damit einer besseren Effizienz. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die genaue Position des Schaltkolbens zur Schaltmuffe über die Wälzlagerung vorgegeben wird, so dass zeitaufwändige Arbeiten zur Einstellung des Zahnkopf-Zahnkopf-Abstands sowie des Zahnkopf-Zahngrund-Abstands entfallen können. Eine für die Wälzlagerung notwendige Vorspannung wird bevorzugt durch ein elastisches Rückstellelement erzeugt, welche den Schaltkolben im drucklosen Zustand in den Ruhezustand drängt.
  • Bevorzugt ist die Wälzlagerung als Schrägkugellagerung, als Rillenkugellagerung oder als Axiallagerung ausgeführt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin einen Schaltzylinder umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben mit einem Druck zu beaufschlagen. Schaltzylinder zur Druckbeaufschlagung und damit zur Betätigung von Schaltkolben sind weit verbreitet und technisch ausgereift. Sie stellen z.B. gegenüber Servomotoren zudem eine kostengünstige Lösung dar. Der Schaltzylinder kann z.B. zur Betätigung des Schaltkolbens mittels Öl oder mittels Luft ausgebildet sein. Der Schaltzylinder kann außerdem einfach- oder doppelwirkend ausgebildet sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin ein elastisches Rückstellelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben mit einer dem Druck entgegenwirkenden Kraft zu beaufschlagen. Somit wird der Schaltkolben bei Wegfallen der Druckbeaufschlagung ohne weiteres Zutun in eine definierte Ruheposition verschoben.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Rückstellelement als Schraubenfeder oder als Tellerfeder ausgebildet ist. Schraubenfedern und Tellerfedern sind kostengünstig in nahezu beliebigen Ausbildungsformen beschaffbar.
  • Besonders bevorzugt ist die Schraubenfeder bzw. Tellerfeder auf Druck vorgespannt.
  • Bevorzugt stützt sich das Rückstellelement an der Schaltmuffe ab. Da die Schaltmuffe radial innerhalb des Schaltkolbens angeordnet ist, kann das Rückstellelement, insbesondere bei einer Ausbildung als Schraubenfeder bzw. Tellerfeder, gewichts- und materialsparend mit vergleichsweise geringem Radialumfang ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin einen vorderen Kolbenanschlag und einen hinteren Kolbenanschlag umfasst. Der vordere Kolbenanschlag begrenzt dabei die Verschiebbarkeit des Schaltkolbens in eine erste Axialrichtung und der hintere Kolbenanschlag begrenzt die Verschiebbarkeit des Schaltkolbens in eine zweite Axialrichtung. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die genaue Position des Schaltkolbens zur Schaltmuffe über den vorderen und den hinteren Kolbenanschlag vorgegeben wird, so dass auch in diesem Fall zeitaufwändige Arbeiten zur Einstellung des Zahnkopf-Zahnkopf-Abstands sowie des Zahnkopf-Zahngrund-Abstands entfallen können.
  • Bei einer Verwendung einer Wälzlagerung ist das Zurückgreifen auf den vorderen Kolbenanschlag bzw. den hinteren Kolbenanschlag vorteilhaft nicht notwendig, da die Wälzlagerung, wie bereits beschrieben, ohnehin die genaue Position des Schaltkolbens zur Schaltmuffe definiert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Schaltkolben zwei unterschiedliche, gestufte radiale Außenumfänge aufweist. Dies vereinfacht eine Anordnung des Schaltkolbens im Verteilergetriebe, im Schaltgetriebe oder in der Achszuschaltung, da der Schaltkolben bei der Montage soweit in eine zu seiner Aufnahme vorgesehene Öffnung eingeführt werden kann, bis er mit dem größeren seiner beiden radialen Außenumfänge an einem anderen Bauteil anschlägt, was das Erreichen seiner Sollposition anzeigt.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass an jedem der zwei unterschiedlichen Außenumfänge des Schaltkolbens jeweils ein Dichtelement, insbesondere ein O-Ring, angeordnet ist. Da der Schaltkolben bevorzugt fluidbetätigbar ist, kann somit auf einfache Weise ein Abdichten gegen das Fluid bewerkstelligt werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verteilergetriebe mit einer Differentialsperre zum Sperren einer Verteilerfunktion des Verteilergetriebes, wobei die Differentialsperre mittels eines Schaltmoduls einrückbar und ausrückbar ist. Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Schaltmodul ein erfindungsgemäßes Schaltmodul ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Schaltgetriebe mit schaltbaren Gangstufen, wobei die Gangstufen mittels mindestens eines Schaltmoduls schaltbar sind. Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Schaltmodul ein erfindungsgemäßes Schaltmodul ist.
  • Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Achszuschaltung, wobei die Achszuschaltung mittels eines Schaltmoduls zuschaltbar und abschaltbar ist. Die erfindungsgemäße Achszuschaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Schaltmodul ein erfindungsgemäßes Schaltmodul ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 beispielhaft und schematisch ein bekanntes Schaltmodul,
    • 2 beispielhaft und schematisch ein bekanntes Schaltmodul in einer Differentialsperre,
    • 3 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls,
    • 4 beispielhaft und schematisch ein erfindungsgemäßes Schaltmodul in einer Differentialsperre,
    • 5 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls und
    • 6 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls in einer Differentialsperre.
  • Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
  • 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein bekanntes Schaltmodul 1, bestehend aus einer Schaltmuffe 2, einer Schaltgabel 3, einem Schaltkolben 4, einer Schaltstange 5 sowie einem Rückstellelement 6. Der Schaltkolben 4 ist in einem nicht dargestellten Schaltzylinder angeordnet, der mittels pneumatischen Drucks eine Betätigung des Schaltkolbens 4, also eine Axialverschiebung des Schaltkolbens 4 auf der Schaltstange 5, ermöglicht. Die Druckbeaufschlagung erfolgt dabei gegen eine Rückstellkraft des Rückstellelements 6, welches beispielsgemäß als Schraubenfeder 6 ausgebildet ist. Da der Schaltkolben 4 und die Schaltgabel 3 mechanisch fest verbunden sind, folgt die Schaltgabel 3 der Axialverschiebung des Schaltkolbens 4. Weil außerdem die Schaltgabel 3 axialfest, aber drehbar, mit der Schaltmuffe 2 verbunden ist, überträgt die Schaltgabel 3 die Axialverschiebung des Schaltkolbens 4 auf die Schaltmuffe 2. Somit kann die Schaltmuffe 2 über eine Betätigung des Schaltkolbens 4 ein- bzw. ausgerückt werden. Der Aufbau des bekannten Schaltmoduls 3 ist jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass vergleichsweise viele Einzelteile benötigt werden, was wiederum zu vergleichsweise hohen Herstellungskosten und zu vergleichswiese großen, zu bewegenden Massen führt.
  • 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein bekanntes, wie in 1 dargestelltes Schaltmodul 1 in einer Differentialsperre 7. Wie zu sehen ist, beansprucht das Schaltmodul 1 aufgrund seiner bekannten Ausbildung vergleichsweise viel Bauraum im Verteilergetriebe 7. Dies liegt im Wesentlichen auch an der Parallelanordnung der Schaltgabel 5 zu einer Getriebewelle 8, auf welcher die Schaltmuffe 2 angeordnet ist. Weiterhin ist es bei dem in 2 gezeigten, bekannten Verteilergetriebe 7 notwendig, den Abstand der Zahnköpfe der Verzahnung der Schaltmuffe 2 zu den Zahnköpfen der Verzahnung eines Zahnrads 9 im deaktivierten Zustand zu kalibrieren sowie den Abstand der Zahnköpfe der Verzahnung der Schaltmuffe 2 zum Zahngrund der Verzahnung eines Zahnrads 9 im aktivierten Zustand zu kalibrieren. Andernfalls kann im aktivierten Zustand eine unerwünscht hohe Reibung zwischen dem Schaltkolben und der Schaltgabel auftreten, wohingegen im deaktivierten Zustand Ratschgeräusche oder zu lange Schaltzeiten auftreten können. Derartige Kalibriervorgänge sind zeitaufwändig und damit kostenintensiv.
  • 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls 1, welches gleichermaßen zur Verwendung in einer Differentialsperre, einem Schaltgetriebe oder einer Achszuschaltung geeignet ist. Das Schaltmodul 1 umfasst eine Schaltmuffe 2, ein Rückstellelement 6 und einen Schaltkolben 4, wobei der Schaltkolben 4 als Ringkolben 4 ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als Ringkolben 4 kann der Schaltkolben 4 unmittelbar auf einer Getriebewelle 10 angeordnet werden. Die Verwendung einer Schaltstange 6 und einer Schaltgabel 3 ist somit vorteilhaft nicht notwendig, wodurch sich Material, Herstellungskosten und Gewicht einsparen lassen. Die Schaltmuffe 2 ist beispielsgemäß mittels einer Gleitlagerung drehbar im Schaltkolben 4 gelagert. Eine Gleitlagerung ist vergleichsweise kostengünstig herstellbar. Das Rückstellelement 6 ist als Schraubenfeder 6 ausgebildet und beaufschlagt den Schaltkolben 4 dauerhaft mit einer Kraft, welche einem zur Betätigung des Schaltkolbens 4 aufgebrachten Druck entgegenwirkt. Wie weiterhin zu sehen ist, weist der Schaltkolben 4 zwei unterschiedliche, gestufte radiale Außenumfänge 4', 4" auf, welche eine einfache Anordnung bzw. Montage des Schaltkolbens 4 in einer Differentialsperre, einer Gangschaltung oder einer Achszuschaltung ermöglichen. Außerdem weist der Schaltkolben 4 an jedem Außenumfang 4', 4" jeweils ein als O-Ring 11 ausgebildetes Dichtelement 11 auf, um bei einer mittels Fluiddruck erfolgten Betätigung des Schaltkolbens 4 keine Druckverluste durch Leckagen zu ermöglichen.
  • 4 zeigt beispielhaft und schematisch das in 3 beschriebene Schaltmodul 1 in einer Differentialsperre 7. Wie zu sehen ist, ist das Schaltmodul 1 raumsparend auf der Getriebewelle 10 angeordnet. Um die Kalibrierung des Zahnkopf-Zahnkopf-Abstands im deaktivierten Zustand sowie des Zahnkopf-Zahngrund-Abstands im aktivierten Zustand wesentlich zu vereinfachen, sind ein vorderer Kolbenanschlag 12 und ein hinterer Kolbenanschlag 13 vorgesehen, welche eine Verschiebung des Schaltkolbens 4 bzw. der Schaltmuffe 2 mechanisch begrenzen.
  • 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls 1, welches sich vom Schaltmodul 1 der 3 nur dadurch unterscheidet, dass es anstelle einer Gleitlagerung eine Wälzlagerung 14 aufweist, welche beispielsgemäß als Rillenkugellagerung 14 ausgebildet ist. Das Rückstellelement 6 spannt die Rillenkugellagerung 14 sowohl im eingerückten als auch im ausgerückten Zustand des Schaltmoduls 1 vor.
  • 6 zeigt beispielhaft und schematisch das in 5 beschriebene Schaltmodul 1 in einer Differentialsperre 7. Da das Schaltmodul 1 in diesem Fall eine Wälzlagerung 14 anstelle einer Gleitlagerung aufweist, können der in 4 vorgesehene vordere Kolbenanschlag 12 und der hintere Kolbenanschlag 13 vorteilhaft entfallen. Stattdessen ergibt sich die notwendige Kalibrierung durch die Wälzlagerung 14.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schaltmodul
    2
    Schaltmuffe
    3
    Schaltgabel
    4
    Schaltkolben
    4', 4"
    Außenumfänge des Schaltkolbens
    5
    Schaltgabel
    6
    Rückstellelement, Schraubenfeder
    7
    Differentialsperre
    8
    Getriebewelle
    9
    Zahnrad
    10
    Getriebewelle
    11
    Dichtelement, O-Ring
    12
    vorderer Kolbenanschlag
    13
    hinterer Kolbenanschlag
    14
    Wälzlagerung, Rillenkugellagerung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0510457 B1 [0003]

Claims (12)

  1. Schaltmodul (1) für eine Differentialsperre (7), für ein Schaltgetriebe oder für eine Achszuschaltung, umfassend eine Schaltmuffe (2) und einen Schaltkolben (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (4) als Ringkolben (4) ausgebildet ist.
  2. Schaltmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (2) axial im Schaltkolben (4) drehbar gelagert ist.
  3. Schaltmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (2) mittels einer Gleitlagerung im Schaltkolben (4) gelagert ist.
  4. Schaltmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (2) mittels einer Wälzlagerung (14) im Schaltkolben (4) gelagert ist.
  5. Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (1) weiterhin einen Schaltzylinder umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben (4) mit einem Druck zu beaufschlagen.
  6. Schaltmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul weiterhin ein elastisches Rückstellelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben mit einer dem Druck entgegenwirkenden Kraft zu beaufschlagen.
  7. Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (1) weiterhin einen vorderen Kolbenanschlag (12) und einen hinteren Kolbenanschlag (13) umfasst.
  8. Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (4) zwei unterschiedliche, gestufte radiale Außenumfänge (4', 4") aufweist.
  9. Differentialsperre (7) zum Sperren einer Verteilerfunktion des Verteilergetriebes, wobei die Differentialsperre (7) mittels eines Schaltmoduls (1) einrückbar und ausrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (1) ein Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
  10. Verteilergetriebe mit einer Differentialsperre (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialsperre (7) eine Differentialsperre (7) nach Anspruch 9 ist.
  11. Schaltgetriebe mit schaltbaren Gangstufen, wobei die Gangstufen mittels mindestens eines Schaltmoduls (1) schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schaltmodul (1) ein Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
  12. Achszuschaltung, wobei die Achszuschaltung mittels eines Schaltmoduls (1) zuschaltbar und abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (1) ein Schaltmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
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