DE3808066A1

DE3808066A1 - Arrangement of an electromagnetic toothed clutch

Info

Publication number: DE3808066A1
Application number: DE19883808066
Authority: DE
Inventors: Walter Keller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-03-21
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1988-09-29

Abstract

The electromagnetic toothed clutch serving for the positive connection of concentric transmission shafts is inserted with a bushing (10) externally surrounding it and concentrically with a shaft (1) into a transmission housing (2), a leakage flux-reducing free space being created outside the bushing (10) in the area of the ring magnet (16) and preassembly of the sliding sleeve (18) and armature disc (19) together with the magnet (16) and any bearing (25) provided being possible to suit the function and afford protection against damage. At the same time a roller bearing (25) for that clutch part (24) on the other shaft carrying the mating teeth (22) can be provided on the outer end of the bushing (10). Owing to the design which minimises leakage losses and the arrangement in the area of an existing sealing gap of the transmission housing (2), it is possible to work with small clutch dimensions and the same sized transmission housing (2) can be used whether clutches are inserted or not. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und geht dabei aus von der WO 86/02 981, gemäß welcher Ringmagnet, Schiebemuffe und Anker der Zahnkupplung jeweils einzeln in ein Getriebegehäuse einzupassen sind. Diese Bauweise führt zu aufwendiger Montage und platzraubenden und den magnetischen Streufluß vergrößernden Anordnungsverhältnissen. Höhere elektrische Leistungen bedingen jedoch nochmals größere Bauelemente und weiteren baulichen und materiellen Aufwand. Das Getriebegehäuse muß deshalb für die Aufnahme einer Elektromagnet-Zahnkupplung dieser Art speziell vergrößert und in besonderer Weise gestaltet sein. Die Verwendung von normal großen, beispielsweise rohrähnlichen Gehäusen, wie sie bei Achsgetrieben vorkommen, für solche Elektromagnet-Zahnkupplungen, wäre damit nicht möglich.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1 and is based on WO 86/02 981, according to which ring magnet, sliding sleeve and armature of the tooth coupling are to be individually fitted into a gearbox. These Construction leads to complex assembly and space-consuming and magnetic stray flux increasing arrangement relationships. However, higher electrical outputs require even larger ones Components and other structural and material costs. The Gearbox must therefore be used to hold a Electromagnetic tooth coupling of this type specially enlarged and in be designed in a special way. The use of normal sized, For example, tube-like housings, such as those used in axle drives would occur for such electromagnetic tooth clutches not possible.

Die Aufgabe der Erfindung besteht, hiervon ausgehend, in der Schaffung einer räumlich und elektrisch günstigeren Einbaumöglichkeit für derartige Elektromagnet-Zahnkupplungen, mit der Sondergehäuse vermieden werden und ohne Sonderkosten sich Elektromagnet-Zahnkupplungen wahlweise einbauen lassen.Based on this, the object of the invention is in the Creation of a spatially and electrically cheaper Installation option for such electromagnetic tooth clutches, with the special housing can be avoided and free of charge Have electromagnetic tooth clutches optionally installed.

Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hauptsächlich dadurch erreicht, daß Ringmagnet, Schiebemuffe und Anker in einer gemeinsamen Baugruppe funktionsrichtig vormontierbar sind und diese als Buchse gestaltete Baugruppe komplett anschlußfertig konzentrisch zur zu kuppelnden Welle in das gemeinsame Gehäuse lösbar und teleskopartig so eingeschoben wird, daß sich keine axiale Verlängerung ergibt. Eine radiale Abstützung der Buchse bei axialem Abstand vom Magneten ermöglicht eine den Magnetfluß günstig konzentrierende Anordnung und bei entsprechender Werkstoffwahl für die den Magneten umgebenden Teile gelingt es, mit nur einem einzigen und relativ kleinen Ringmagneten innerhalb der Buchse ausreichende Schalt- und Haltekräfte zu erreichen. The solution comes with the distinctive features of Claim 1 mainly achieved in that ring magnet, Sliding sleeve and anchor in a common assembly are functionally preassembled and these as a socket designed assembly completely ready for connection concentric to coupling shaft releasable in the common housing and is inserted telescopically so that there is no axial Extension results. A radial support for the bush axial distance from the magnet allows the magnetic flux conveniently concentrating arrangement and with a corresponding Material selection for the parts surrounding the magnet with only a single and relatively small ring magnet inside the socket to achieve sufficient switching and holding forces.

Für den fakultativen Einbau von auf solche Art an einem Gehäuseflansch über der Kupplungsstelle einsetzbaren Elektromagnet-Zahnkupplungen, wie z. B. an Fahrzeugachsen bzw. Differentialen, werden keine extra großen Spezialgehäuse notwendig und es kann nun der Zusammenbau der kompletten Zahnkupplung außerhalb des Gehäuses und das Einstecken in das Gehäuse an gleicher Stelle in gleicher Gehäusetrennebene erfolgen, wo auch das Kupplungszahnrad gelagert ist. Für die die Kupplung enthaltende Buchse wird dabei kein axialer Zusatzbauraum erforderlich, weil die Buchse in den auf der eingriffsabgewandten Seite des Wälzlagers ohnehin vorhandenen inneren Umgebungsbereich der Welle frei vorkragend hineingesteckt ist. Dabei ist die axiale Lagervorspannung auch für die Halterung der Buchse in ihrem Sitz mitbenutzbar.For the optional installation of such in one Insert the housing flange over the coupling point Electromagnetic tooth clutches, such as. B. on vehicle axles or Differentials, do not become extra large special housings necessary and it can now assemble the complete Tooth coupling outside the housing and plugging into it Housing in the same place in the same housing separation level take place where the clutch gear is also stored. For those who The bushing containing the coupling does not become an additional axial space required because the socket is in the on the opposite side Side of the rolling bearing already existing inner surrounding area the shaft is freely cantilevered. Here is the axial bearing preload also for holding the bush in their seat can be used.

Mittels einer versteifend wirkenden Innenringschulter der Buchse sind dabei sowohl der Magnet als auch der Außenring des Wälzlagers zueinander lagefixiert und der Magnetfluß begünstigt. Ein Axialluftspalt zwischen Innenringbund und Magnet garantiert einen günstigen magnetischen Fluß.By means of a stiffening inner ring shoulder of the socket are both the magnet and the outer ring of the Rolling bearing fixed to each other and the magnetic flux favored. An axial air gap between the inner ring collar and the magnet is guaranteed a favorable magnetic flux.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.

- The joint arrangement of bushing and rolling bearing in the area the housing flange connection facilitates the adjustment of the Rolling bearing. The axial support of the magnet on one inner collar of the socket facilitates the inclusion of Thermal expansion and avoids tension during the Operation.
- The design of a collar as a contact surface on the inside flange of the gear housing on the engagement side an exactly reproducible axial position of the coupling and enables one made of particularly high-strength material producible reinforcement of the rolling bearing support without axial offset between bushing and bearing within one tubular housing area.
- With direct guidance of the sliding sleeve on one External toothing of the shaft and attachment of the counter toothing on the end face of the engagement on its part as External disk carrier of a friction connection device serving further hub collar, the sliding sleeve on the the same external toothing of the shaft be rotatably supported like the inner disk carrier of the friction connection device.
- When the sliding sleeve is rotatably guided in one Internal toothing of a hub collar and attachment of the Counter toothing on the engagement face of a in turn as an inner disk carrier Friction connecting device serving further hub collar can the sliding sleeve prevent any sliding movements of the shaft, such as with driven vehicle steering axles, be kept free. The spur gear is then also on smaller hub collar and is cheaper to manufacture.
- An axial between the magnet and the bearing from the sliding sleeve radially projecting ring collar offers both Possibility to use this as a stop and one for it End plate for the socket outside the armature disk save as well as with appropriate magnet design to use this as a counter anchor for the provision or return springs or Attach stop bolts.
- By means of the magnetic side with their heads in the ring collar inserting but not push-through bolts in the hub collar is without a bottom of the socket finely adjustable end stop of the sliding sleeve in Opening direction accessible.
- If a bottom of the socket is provided and as Stop of the sliding sleeve used in the opening direction stands the place of the aforementioned bolts z. B. for the Attachment of return springs available.
- When arranging a base that is detachably fastened in the socket it is easy to use this made of non-magnetic material To manufacture magnetic flux increase.
- By providing a certain air gap, axially between Ring magnet and ring collar when the Sliding sleeve, not only improve the magnetic flux in her, but it also ensures that not at the ring magnet for more run-in rolling bearings Stop surface will.
- Using return springs between the ring collar Sliding sleeve and the opposite hub collar it is ensured that there is no power supply accidental engagement of the drive teeth there.
- By a correspondingly large radial recess in the Face, it is possible to the collar of the socket in the Inner flange of the gearbox housing is particularly stiff radially to support without extending the Total gear housing caused.
- When attaching the drive teeth, radially outside the Return springs, e.g. B. on the ring collar of the sliding sleeve the installation option for a concentric to the shaft Single spring created and it can with a special short sliding sleeve can be worked.
- When executing the armature plate with a in the direction Ring magnet tapered diameter and assignment of a of which with an air gap radially separated pole ring about the same angle in the direction of the ring magnet Inner diameter of the tapered pole ring on the inside of the The socket, axially between the cover and the ring magnet, becomes the Magnetic flux improved and safe switching on Closing direction reached.
- By arranged parallel to the shaft in the main direction Oil channels that surround the socket within the flange it is achieved that an axial lubricant exchange not axially through the coupling area is impaired, which is particularly the case with axle drives is significant.
- If the ring magnet is arranged in the socket, approximately radially under the outer flange, it is possible to use one Provide cable entry in the protection area of the flange and weakening of the gear housing on exposed Avoid places.
- The combination of the electromagnetic tooth clutch arranged according to the invention with a differential gear driving the shaft known per se can have an advantageous effect in various ways:
In any case, the tooth coupling can optionally be accommodated in the axle housing in a cheap, reliable manner.
If it is only a non-self-locking differential, the single differential can be turned into a fully lockable differential.
If, on the other hand, it is a limited-slip differential, the toothed clutch would not be actuated at all the smallest speed differences and would therefore have a long service life, since its teeth are relieved. Thanks to the fact that full locks can be activated by means of the toothed clutches depending on certain sensors, there is also the possibility of lowering the differential locking value and thus reducing tire wear and steering forces while maintaining full braking safety thanks to the immediate engagement of all wheels via the electromagnetic toothed clutches.
- Thanks to the arrangement according to the invention, the structural Precautions to use an electromagnetic tooth clutch only on an inner contact surface or screwing restrict in the relevant housing inner flange and it do not need different housings for axes with and to be provided without a locking clutch.
- However, it is also possible, for example for axes, both tubular housing halves for the axle shafts Installation of such sockets and either both to let the differential work together or into one Half an electric brake analogous to the same design as to use the electromagnetic tooth clutch.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combination of features Claims limited. There are more for the person skilled in the art reasonable combinations of claims and individual Claim characteristics from the task.

Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Beispiele gemäß der schematischen Zeichnungen näher erläutert:The invention is illustrated below with three examples explained in more detail according to the schematic drawings:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Anordnung der Elektromagnet-Zahnkupplung in einer Vormontage- Buchse, bei welcher sich die ausgekuppelte Schiebemuffe in direktem Formschluß mit der von ihr angetriebenen Welle befindet. Fig. 1 shows a cross section of the arrangement of the electromagnetic tooth clutch in a pre-assembly socket, in which the disengaged sliding sleeve is in direct positive engagement with the shaft driven by it.

Fig. 1A zeigt ein Detail dazu mit zwecks Starterleichterung konisch ausgeführter Ankerscheibe. Fig. 1A shows a detail of this with the purpose of facilitating start conically executed armature disc.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Anordnung, bei welcher die Schiebemuffe über die Nabe des Kupplungsteiles, unabhängig von der angetriebenen Welle mitgedreht wird, bevor ihre Stirnverzahnung mit der Nabe der anzutreibenden Welle gekuppelt wird. Dabei ist ein axial verstellbarer Anschlag in Offenstellung mittels Bolzenschrauben vorgesehen. Fig. 2 shows a variant of the arrangement in which the sliding sleeve is rotated via the hub of the coupling part, regardless of the driven shaft, before its spur gear is coupled to the hub of the shaft to be driven. An axially adjustable stop in the open position is provided by means of stud bolts.

Fig. 3 zeigt eine Variante hierzu, bei der der Axialanschlag zwischen der Schiebemuffe und einem Boden der Buchse liegt und die Schiebemuffe entgegen einer Rückstellfeder schließt. Fig. 3 shows a variant of this, in which the axial stop lies between the sliding sleeve and a bottom of the socket and closes the sliding sleeve against a return spring.

In Fig. 1 ist eine Welle 1 vom rohrförmigen Ende eines Getriebegehäuses 2 umgeben, an welchem ein rohrseitiger Außenflansch 3 zur Verbindung mit dem Gegenflansch 4 einer weiteren Gehäusehälfte einen Dichtspalt 5 aufweist. Radial unterhalb des Flansches 3 befindet sich ein Innenflansch 6, in welchem am Umfang verteilt einige Ölkanäle 7, etwa parallel zur Welle 1, vorgesehen sein können. Im Flansch 3 befindet sich mindestens ein zur Welle bevorzugt radial angeordneter Kabelkanal 8 für den Anschluß des Magneten. In die Öffnung des Innenflansches 6 läßt sich konzentrisch zur Welle 1 eine Buchse 10 teleskopartig einsetzen und auf beliebige Weise axial fixieren. Im gezeigten Beispiel hat die Buchse 10 einen äußeren Ringbund 11, der in eine radiale Eindrehung 9 paßt, so daß die Buchse 10 axial keinen Zusatzbauraum benötigt. Etwa auf einem Drittel der Länge der Buchse 10 befindet sich eine Innenringschulter 12 aus dem gleichen ferromagnetischen Material der Buchse 10. Das eingriffsabgewandte innere Ende der Buchse 10 wird durch einen ringförmigen Boden 13, welcher hier mittels Sicherungsringen 14 und 15 in der Buchse axial arretiert ist, gebildet. Axial zwischen dem Boden 13 und der Innenringschulter 12 liegt ein Ringmagnet 16 an der Innenringschulter 12 an. Dabei bleibt ein axialer Luftspalt 17 gegenüber einer in einer Keilverzahnung der Welle 1 drehfesten, aber axial verschieblichen und gegenüber dem Ringmagneten 16 drehbaren Schiebemuffe 18, deren eingriffsabgewandtes Ende bei geöffneter Zahnkupplung gegen den Boden 13 anliegt. An diesem Ende trägt die Schiebemuffe 18 auch eine bei offener Kupplung vom Magneten 16 beabstandete ringförmige Ankerscheibe 19 aus ferromagnetischem Material, welche im Beispiel auf der Schiebemuffe 18 durch einen Sicherungsring 20 und eine magnetseitige Radialeindrehung axial fixiert ist. Am eingriffsseitigen Ende der Schiebemuffe 18 ist eine radiale Mitnahmeverzahnung 21 vorgesehen, welche bei Erregung des Magneten 16 in eine passende Gegenverzahnung 22 auf der magnetseitigen Frontseite der Nabe 23 eines an sich beliebigen Kupplungsrades 24 in Eingriff gebracht wird. Gemäß dem Beispiel wird durch die Nabe 23, kurz vor der Gegenverzahnung 22, ein Wälzlager 25 konzentrisch zur Welle 1 geführt. Dabei ist der Außenring des Wälzlagers in der Buchse 10 innerhalb des Innenflansches 6 abgestützt. Zwischen Welle 1 und Nabe 23 befindet sich im Beispiel ein Ringraum 27, in welchem eine die Welle umgreifende Rückstellfeder 26 axial zwischen der eingriffsseitigen Stirnseite der Schiebemuffe 18 und einem angetriebenen Bund bzw. Zahnrad 28 bei geschlossener Kupplung axial vorgespannt ist. Der Elektro-Anschluß des Magneten 16 erfolgt über Kabel 29, 30 im Kabelkanal 8.In Fig. 1, a shaft 1 is surrounded by the tubular end of a gear housing 2 , on which a tube-side outer flange 3 for connection to the counter flange 4 of a further housing half has a sealing gap 5 . Radially below the flange 3 there is an inner flange 6 , in which some oil channels 7 can be provided distributed around the circumference, approximately parallel to the shaft 1 . In the flange 3 there is at least one cable duct 8, which is preferably arranged radially to the shaft, for the connection of the magnet. A bushing 10 can be telescopically inserted into the opening of the inner flange 6 concentrically with the shaft 1 and axially fixed in any way. In the example shown, the bushing 10 has an outer collar 11 which fits into a radial recess 9 , so that the bushing 10 does not require any additional installation space axially. An inner ring shoulder 12 made of the same ferromagnetic material of the socket 10 is located approximately on a third of the length of the socket 10 . The inner end of the socket 10 facing away from the engagement is formed by an annular base 13 , which is axially locked in the socket here by means of retaining rings 14 and 15 . A ring magnet 16 bears axially between the bottom 13 and the inner ring shoulder 12 on the inner ring shoulder 12 . In this case, an axial air gap 17 remains with respect to a sliding sleeve 18 which is fixed in a spline of the shaft 1 but is axially displaceable and rotatable with respect to the ring magnet 16 , the end of which facing away from the engagement rests against the bottom 13 when the tooth coupling is open. At this end, the sliding sleeve 18 also carries an annular armature disk 19 made of ferromagnetic material, which is spaced apart from the magnet 16 when the clutch is open, which is axially fixed in the example on the sliding sleeve 18 by a locking ring 20 and a radial radial rotation on the magnet side. At the engagement-side end of the sliding sleeve 18 , a radial driving toothing 21 is provided which, when the magnet 16 is excited, is brought into engagement in a matching counter-toothing 22 on the magnet-side front side of the hub 23 of a clutch wheel 24 of any kind. According to the example, a roller bearing 25 is guided concentrically to the shaft 1 through the hub 23 , shortly before the counter toothing 22 . The outer ring of the rolling bearing is supported in the bush 10 within the inner flange 6 . In the example, an annular space 27 is located between shaft 1 and hub 23 , in which a return spring 26 encompassing the shaft is axially prestressed axially between the engagement-side end face of the sliding sleeve 18 and a driven collar or gearwheel 28 when the clutch is closed. The magnet 16 is electrically connected via cables 29 , 30 in the cable duct 8 .

Fig. 1A zeigt eine alternative Beeinflussungsmöglichkeit der Anzugskräfte des Elektro-Magneten 16, indem der Anker 19 A mittels sich in Richtung des Magneten 16 verjüngendem Außendurchmesser und radial darüber mit einem entsprechend in Richtung des Magneten 16 einen erweiterten Durchmesser aufweisenden Polring 31 in der Buchse 10 axial festgelegt wird. Auf diese Weise kann ein bei gleichem Stellhub kleinerer Luftspalt 32 für den Anker 19 A sowie eine Starterleichterung bzw. Stromersparnis erreicht werden. Die geschilderte Konstruktion erlaubt es, wahlweise bei entsprechendem Bedarf die funktionsgerecht vormontierten Elemente der Elektromagnet-Zahnkupplung beschädigungssicher, als einheitliches Ganzes, von der offenen Seite der Gehäuseflanschverbindung 3, 4 her auf die Welle 1 aufzuschieben, ohne daß es spezieller Gestaltungsvorkehrungen an Welle 1 oder Getriebegehäuse 2 bedürfte. Fig. 1A shows an alternative way of influencing the attractive forces of the electric magnet 16 by the armature 19 A means in the direction of the magnet 16 tapered outer diameter and radially above with an appropriately an extended-diameter in the direction of the magnet 16 pole ring 31 in the socket 10 is fixed axially. In this way, a smaller air gap 32 for the armature 19 A with the same actuating stroke as well as easier starting and energy savings can be achieved. The construction described allows, if necessary, the functionally preassembled elements of the electromagnetic tooth coupling to be protected against damage, as a unitary whole, from the open side of the housing flange connection 3 , 4 pushed onto the shaft 1 without special design measures being taken on the shaft 1 or the gear housing 2 needed.

In Fig. 2 ist die Schiebemuffe 18 mittels einer eingriffsseitigen Außenverzahnung, die in eine Innenverzahnung der antreibenden Nabe 23 eingeschoben ist, gegenüber der Welle 1 außer Formschluß. Die Nabe 23 gehört hier indessen zu einem antreibenden Außenlamellenträger einer Reibverbindung 28 A, durch deren Aktivierung über einen mit der Welle 1 über eine Keilverzahnung formschlüssigen Innenlamellenträger (28) die Drehzahlen von antreibendem Kupplungsteil und anzutreibender Welle möglichst weitgehend aneinander angeglichen werden, ehe die Zahnkupplung 21, 22 in Eingriff gelangt. Hierzu greift die Nabe 23 deutlich axial über die Verzahnungen 21, 22 hinweg. Zwischen der Zahnkupplung 21, 22 und dem Magneten 16 ist eine Keilverzahnung der Schiebemuffe 18 und der Nabe 23, überwiegend noch axial innerhalb der Buchse 10, vorgesehen. Die Drehmitnahme der Schiebemuffe 18 könnte indessen auch unmittelbar über axial in die Nabe 23 eingesetzte Bolzenschrauben 33 vorgesehen werden, indem diese durch Bohrungen in einen außen überstehenden Ringkragen 18 A der Schiebemuffe 18, axial zwischen Magnet 16 und Nabe 23, eingreifen. Mittels entsprechend bemessener Köpfe und Länge der Bolzenschrauben 33 ist deren Verwendung als verstellbare Hubbegrenzung für die Schiebemuffe 18 ausführbar. Damit wird erreicht, daß der Ringkragen 18 A gegenüber dem Ringmagneten 16 auch bei geöffneter Kupplung noch einen Restluftspalt 17 aufweist. Bei Aktivierung des Magneten 16 wird die hier als Bodenabschluß der Buchse 10 dienende Ankerscheibe 19 auf der sie tragenden Schiebemuffe 18 an den Magneten 16 herangezogen, bis die Zahnverbindung 21, 22 greift. Die Schiebemuffe 18 ist bei dieser Ausführung zusammen mit dem Kupplungsrad 24, welches z. B. das Tellerrad eines Differentials sein kann, gegenüber der Welle 1 drehbar und läuft erst mit ihr synchron, wenn die Zahnverbindung 21, 22 in Eingriff ist. Dabei kann die beim Ringbund 11 der Buchse 10 entstehende Reibung mittels einer am Innenflansch 6 des Gehäuses vorgesehenen Anlaufscheibe verringert werden. Diese Ausgestaltung hat gegenüber Fig. 1 auch den Vorteil, daß die elektromagnetischen Streuflüsse zur Welle 1 noch stärker reduziert werden, weil die Schiebemuffe 18 bis zum Zahneingriff ohne engere magnetische Verbindung zur Welle 1 bleibt. Zur weiteren Intensivierung der elektromagnetischen Wirkungen können die Bolzenschrauben 33 sowie mit ihnen eingesetzte Distanzhülsen (ohne Nummer) aus nichtmagnetischem Material gefertigt sein. Die Schiebemuffe 18 bleibt durch diese Anordnung unbeeinflußt von Axialbewegungen der Welle 1, wie sie bei Lenkachsen meistens auftreten. In Fig. 2, the sliding sleeve 18 by means of an engagement-side external toothing, which is inserted into an internal toothing of the driving hub 23 , with respect to the shaft 1 out of positive engagement. The hub 23 here, however, belongs to a driving outer disk carrier of a friction connection 28 A , by activating it via an inner disk carrier ( 28 ) which is form-fitting with the shaft 1 via a spline toothing, the speeds of the driving clutch part and the shaft to be driven are matched to one another as far as possible before the toothed clutch 21 , 22 comes into engagement. For this purpose, the hub 23 engages clearly axially over the toothings 21 , 22 . Between the tooth coupling 21 , 22 and the magnet 16 , a spline of the sliding sleeve 18 and the hub 23 is provided , mostly axially within the bush 10 . The rotational drive of the sliding sleeve 18 could also be provided directly via axially inserted into the hub 23 bolts 33, however, by these through holes in an outwardly protruding annular collar 18 A of the sliding sleeve 18, axially between the magnet 16 and hub 23 engage. By means of appropriately dimensioned heads and length of the bolt screws 33 , their use can be carried out as an adjustable stroke limitation for the sliding sleeve 18 . This ensures that the annular collar 18 A has a residual air gap 17 with respect to the ring magnet 16 even when the clutch is open. When the magnet 16 is activated, the armature disk 19 , which serves here as the bottom closure of the socket 10 , is pulled onto the magnet 16 on the sliding sleeve 18 which supports it, until the toothed connection 21 , 22 engages. The sliding sleeve 18 is in this embodiment together with the clutch wheel 24 , which, for. B. the ring gear of a differential can be rotated relative to the shaft 1 and only runs synchronously with it when the toothed connection 21 , 22 is engaged. The friction occurring in the collar 11 of the bushing 10 can be reduced by means of a thrust washer provided on the inner flange 6 of the housing. Compared to FIG. 1, this embodiment also has the advantage that the electromagnetic stray fluxes to the shaft 1 are reduced even more because the sliding sleeve 18 remains without a closer magnetic connection to the shaft 1 until it meshes with the teeth. To further intensify the electromagnetic effects, the stud bolts 33 and the spacer sleeves used with them (without number) can be made of non-magnetic material. The sliding sleeve 18 remains unaffected by axial movements of the shaft 1 , as they usually occur with steering axles by this arrangement.

In Fig. 3 ist in gleicher Weise wie bei Fig. 2 ebenfalls die Schiebemuffe 18 mit dem Kupplungsrad 24 durch die Keilverzahnung der Nabe 23 formschlüssig. Indessen sind hier Möglichkeiten gezeigt, axial zwischen Nabe 23 und Ringkragen 18 A noch Rückstellfedern 26 innerhalb der Buchse 10 mit unterzubringen, die nach Fig. 1 noch separat direkt auf die Welle 1 aufgeschoben werden mußten. Außerdem ist hier zur Verstärkung der Anzugskraft des Magneten 16 ein ankerscheibenseitiger Polring 31 in der Innenwand der Buchse 10 vorgesehen, welcher über parallel konische Flächen zusammenwirkt mit der das eingriffsabgewandte Ende der Schiebemuffe 18 bildenden Ankerscheibe 19. Sofern nicht im Wechsel mit einzelnen Rückstellfedern 26 A, ähnlich Fig. 2, Bolzenschrauben 33 als öffnungsseitige Anschläge vorgesehen werden, kann der hier gezeigte Boden 13 der Buchse 10 als Anschlag dienen und das Kupplungsinnere auch vor möglichem Schmutzeintrag aus dem Achsgetriebe schützen.In FIG. 3, in the same way as in FIG. 2, the sliding sleeve 18 with the clutch wheel 24 is also form-fitting due to the spline toothing of the hub 23 . In the meantime, possibilities are shown here to also accommodate return springs 26 axially between the hub 23 and the annular collar 18 A within the socket 10 , which according to FIG. 1 had to be pushed directly onto the shaft 1 separately. In addition, the magnet 16 is provided an armature disc side pole ring 31 in the inner wall of the bush 10 here to reinforce the attraction force, which via parallel conical surfaces cooperating with the engaging opposite end of the sliding sleeve 18 forming the armature disk 19th Unless, alternately with individual return springs 26 A , similar to FIG. 2, stud bolts 33 are provided as stops on the opening side, the bottom 13 of the socket 10 shown here can serve as a stop and also protect the inside of the clutch from possible dirt from the axle gear.

Durch Verwendung von Buntmetall für den Boden 13 und durch den Abstand der Buchse 10 gegenüber dem Getriebegehäuse 2 sowie dank der über dem Magneten 16 einen Luftspalt um die frei vorkragend vorab abgestützte Buchse 10 ergebenden Anordnung werden magnetische Streuverluste weitestgehend reduziert und es reichen bereits kleine elektrische Leistungen für alle vorkommenden Schaltkräfte. Die Öffnungen vor den Ölkanälen 7 und der Lichtraumabstand zwischen Buchse 10 und Getriebegehäuse 2 erlauben es zudem, die Kabel 29, 30 beschädigungssicher zu montieren und ohne Beeinträchtigung des Getriebe-Schmiersystems geschützt unterzubringen. Die zuvor beschriebene Einbaulösung ist nicht nur auf Elektromagnet-Zahnkupplungen anwendbar, sondern z. B. auch auf entsprechend gestaltete Lamellenbremsen. Beispielsweise kann es bei Fahrzeuggetrieben günstig sein, zu den Rädern abzweigende Achsgehäuse für die fakultative Anbringung einer Buchse der erfindungsgemäßen Art vorzusehen, so daß sich beispielsweise auf der einen Steckwelle eine Elektro- Sperrkupplung der gezeigten Art und auf der gegenüberliegenden eine nasse Elektro-Bremse unterbringen läßt. Dabei ergäbe sich als besonderer Vorteil, daß beim Bremsen radial durch die Bremsscheiben-Zwischenspalte in Richtung Gehäuse 2 hindurchtretendes Schmieröl im Umgebungsringspalt der Buchse 10 und in den Ölkanälen 7 des Innenflansches 6 auf eine kühlungsintensivierende Weise am luftgekühlten Außenmantel des Gehäuses 2 entlanggeführt wird. Magnetic leakage losses are largely reduced by using non-ferrous metal for the base 13 and by the spacing of the bush 10 from the gear housing 2, and thanks to the arrangement resulting in an air gap above the magnet 16 around the freely projecting jack 10 , and even small electrical outputs are sufficient for all occurring switching forces. The openings in front of the oil channels 7 and the clearance between the bushing 10 and the transmission housing 2 also allow the cables 29 , 30 to be mounted in a damage-proof manner and to be accommodated in a protected manner without impairing the transmission lubrication system. The installation solution described above is not only applicable to electromagnetic tooth clutches, but z. B. also on appropriately designed multi-disc brakes. For example, in vehicle transmissions, it may be favorable to provide axle housings branching off from the wheels for the optional attachment of a bushing of the type according to the invention, so that, for example, an electric locking clutch of the type shown and a wet electric brake can be accommodated on the one stub shaft . There would be a particular advantage that when braking radially through the brake disc gaps in the direction of housing 2 lubricating oil in the surrounding annular gap of the bushing 10 and in the oil channels 7 of the inner flange 6 is guided along the air-cooled outer jacket of the housing 2 in a cooling-intensifying manner.

Reference number 1 shaft
2 gear housings
3 flange of 2
4 counter flange of 3
5 sealing gap of 3, 4
6 inner flange of 2
7 oil channel in 2
8 cable duct in 2
9 screwing in 6
10 socket
11 bundle of 10
12 inner ring shoulder on 10
13 bottom of 10 , thrust washer
14 outer circlip of 13
15 inner circlip of 13
16 ring magnet
17 air gap at 16
18 sliding sleeve
18 A ring collar on 18
19 armature disk
20 circlip of 20
21 drive teeth on 18
22 counter toothing
23 hub
24 coupling part
25 roller bearings
26 return spring
27 annulus in 24
28 fret, gear
28 A friction connection of 24 and 1
29 cables to 16
30 cables of 16
31 pole ring in 10
32 air gap between 19 and 31
33 bolts in 28

Claims

1. arrangement of an electromagnetic tooth coupling,

with a ring magnet ( 16 ) comprising a gear housing ( 2 ) through which a radially displaceable sliding sleeve ( 18 ) between it and a shaft ( 1 ) can be actuated,
- For which purpose the end face of the sliding sleeve ( 18 ) protruding from a housing flange ( 3 ) on the drive side has a driving toothing ( 21 ) which, when the ring magnet ( 16 ) is activated, with counter toothing ( 22 ) of a corresponding end face of a hub comprising the shaft ( 1 ) on the drive side ( 23 ) of a clutch wheel ( 24 ) can be coupled, characterized in that
- That in one half of the housing ( 2 ) through the housing separating flange ( 3 ) through an installation socket ( 10 ) is inserted axially releasably,
- In which the sliding sleeve ( 18 ) with an armature disk ( 19 ) fastened to it and the associated ring magnet ( 16 ) and the outer ring of a hub ( 23 ) in the housing ( 2 ) leading roller bearing ( 25 ) are pre-assembled.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the flange ( 3 ) held bushing ( 10 ) over the outer ring of the rolling bearing ( 25 ) against its seat on the hub ( 23 ) has an inner clearance leaving this movement play, which over the housing flange connection ( 3 , 4 ) is variable.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ring magnet ( 16 ) rests in the bush ( 10 ) on the bearing side against an annular collar ( 12 ) keeping it at a distance from the rolling bearing ( 25 ).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the bushing ( 10 ) to an approximately radially above the roller bearing ( 25 ) coming to lie ring collar ( 11 ) is axially adapted against an engagement-side inner flange ( 6 ) of the gear housing ( 2 ) .

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sliding sleeve ( 18 ) by an external toothing of the shaft ( 1 ) pushed internal toothing on the shaft ( 1 ) is rotatably guided and the hub ( 23 ) has an activated friction connection before engagement ( 28 A ) with a further collar ( 28 ) which is non-rotatable on the shaft ( 1 ).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the sliding sleeve ( 18 ) has an external toothing which engages in an internal toothing of the hub ( 23 ).

7. Arrangement according to claim 5, characterized in that the sliding sleeve ( 18 ) on an axially axially between the ring magnet ( 16 ) and the bearing ( 25 ) projecting radially molded ring collar ( 18 A ) opposite a stop in the opening direction of the coupling teeth ( 21 , 22 ) has an end of the hub ( 23 ) projecting on the engagement side or an inner ring of the bearing ( 25 ) fastened thereon.

8. Arrangement according to claim 5, characterized in that the stop consists of the annular collar ( 18 A ) in the closing direction of the sliding sleeve ( 18 ) loosely penetrating and in the engagement end of the hub ( 23 ) axially screwed bolts ( 33 ).

9. Arrangement according to claim 5, characterized in that the sliding sleeve ( 18 ) at its end facing away from the engagement has a sleeve ( 10 ) axially covering, annular disc-shaped bottom ( 13 ) against which the sliding sleeve ( 18 ) with open teeth ( 21 , 22nd ) axially.

10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the bottom ( 13 ) in the socket ( 10 ) is releasably attached and consists of non-magnetic material.

11. The arrangement according to claim 5, characterized in that between the ring magnet ( 16 ) and the annular collar ( 18 A ) of the sliding sleeve ( 18 ) in its end position in the open position still an axial air gap ( 17 ).

12. The arrangement according to claim 1, characterized in that axially between the ring collar ( 18 A ) of the sliding sleeve ( 18 ) and a tooth-free end face of one of the hubs ( 23 , 28 ) at least one return spring ( 26 ) is supported.

13. Arrangement according to claim 4, characterized in that the inner flange ( 6 ) has a radial recess ( 9 ) for the annular collar ( 11 ) of the socket ( 10 ) so that it is axially flush with the engagement-side end face of the inner flange ( 6 ) of the housing ( 2 ) is arranged.

14. Arrangement according to claim 5, characterized in that the driving toothing ( 21 ) is arranged radially outside the return spring ( 26 ) on the annular collar ( 18 A ) of the sliding sleeve ( 18 ) on its engagement-side end face.

15. The arrangement according to claim 1, characterized in that the armature disk ( 19 ) consists of a ring disk ( 19 A ) tapering in diameter in the direction of the ring magnet ( 16 ), which in the de-energized state while maintaining a conical air gap ( 32 ) radially outside one with approximately the same angle in the direction of the ring magnet ( 16 ) with a diameter tapering pole ring ( 31 ) which is clamped axially between the ring magnet ( 16 ) and the cover ( 13 ) on the inside of the bushing ( 10 ).

16. The arrangement according to claim 1, characterized in that between the socket ( 10 ) and the inner wall of the gear housing ( 2 ) oil channels ( 7 ) are provided in the main direction coparallel to the shaft ( 1 ) which the inner flange ( 6 ) outside the socket ( 10 ) penetrate.

17. The arrangement according to claim 1, characterized in that in the socket ( 10 ) of the ring magnet ( 16 ) is arranged approximately radially below the housing separating flange ( 3 ) of the gear housing ( 2 ), in which a cable channel ( 8 ) for connecting cables ( 29 , 30 ) of the ring magnet ( 16 ) is incorporated.

18. Arrangement according to claim 1, characterized in that the gear housing ( 2 ) is an axle housing and the hub ( 23 ) carrying the counter toothing ( 22 ) or the gear ( 28 ) is mounted in a differential gear concentric with the shaft ( 1 ), the hub ( 23 ) acts as a ring gear or the gear ( 28 ) as an axle bevel gear and carries the inner ring of the roller bearing ( 25 ).