DE102005021095B4

DE102005021095B4 - Partitionsstruktur einer Kraftübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005021095B4
Application number: DE102005021095A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Asahi; Kazuhiro Ohzeki; Hiroaki Kashiwazaki; Noboru Higano; Manabu Endo; Naoyuki Matsumoto; Takuo Kimura; Masahiro Kasahara; Kenichi Shigekura
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2025-05-07
Also published as: JP4610227B2; DE102005021095A1; US20060100053A1; JP2005321008A; DE102005021095B9; US7326142B2

Abstract

Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) einer Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) aufweist:
ein zweites Differential (13, 305, 413), welches mit einem externen, ersten Differential, welches ein Schmierfluid aufweist, derart gekuppelt ist, dass es eine von dem ersten Differential zugeführte Eingangsantriebskraft aufnimmt,
ein Gehäuse (5, 405) mit einem ersten Ende, welches dem ersten Differential zugewandt ist, einem zweiten Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, und einer Wandung, welche das Gehäuse (5, 405) ausbildet, wobei das Gehäuse (5, 405) das zweite Differential (13, 305, 413) drehbar aufnimmt und ein Öl zum Schmieren des zweiten Differentials (13, 305, 413) aufnimmt,
ein erstes Drehelement (11, 313, 411), welches mit einem externen, ersten Ausgangszahnrad des ersten Differentials gekuppelt ist,
ein zweites Drehelement (25, 307, 425), welches ein externes, zweites Ausgangszahnrad des ersten Differentials mit einem Eingangselement des zweiten Differentials (13, 305, 413) kuppelt, wobei das zweite Drehelement...

Description

Die Erfindung betrifft eine Partitionsstruktur einer auf Kraftfahrzeuge angewandten Kraftübertragungsvorrichtung.
Es gibt eine Vielfalt von vorgeschlagenen Fahrzeugantriebsarten, und jede dieser Antriebsarten ist durch geeignete Auswahl und Kombination von Kraftübertragungselementen wie z.B. verschiedene Differentiale, Zahnräder, Kupplungen und Transfervorrichtungen ausgeführt.
Ein Fahrzeug mit Vierradantrieb ist z.B. im Wesentlichen mit einer Kombination aus einem Getriebe, einem zentralen Differential, einer Transfervorrichtung mit einem vorderen (oder hinteren) Differential und einem Ritzel, welches mit einer Gelenkwelle gekuppelt ist, und einem mit der Gelenkwelle gekuppelten hinteren (oder vorderen) Differential ausgestattet. Das Getriebe nimmt eine durch einen Motor erzeugte Leistung auf und überträgt sie auf das zentrale Differential. Das zentrale Differential verteilt die Leistung differentiell auf das vordere Differential und die mit dem hinteren Differential gekuppelte Gelenkwelle. Das vordere und das hintere Differential sind über jeweilige Achsen mit den vorderen bzw. den hinteren Rädern gekuppelt. Dadurch überträgt und verteilt die Kombination die Leistung differentiell auf die vier Antriebsräder.

In bestimmten Fällen sind das zentrale Differential, das vordere Differential und die Transfervorrichtung zum Erleichtern der Installation in das Fahrzeug in einer Einheit zusammengefasst, wie im Stand der Technik in der japanischen Patentanmeldung JP 06 107 010 A offenbart. Die kombinierte Einheit des Standes der Technik kann oftmals ein Problem der Schmierung zur Folge haben. Der Grund ist, dass das zentrale Differential im Allgemeinen räumlich sowohl mit dem Getriebe als auch mit der Transfervorrichtung verbunden ist. Eine derartige räumlich verbundene Struktur führt zum Mischen der Öle, die für das Getriebe bzw. die Transfervorrichtung verwendet werden, obgleich sich die für das Getriebe und die Transfervorrichtung optimalen Öle in einigen Eigenschaften voneinander unterscheiden, insbesondere in der Viskosität. Eine Lösung würde sein, ein herkömmliches Öl mit niedriger Viskosität anzuwenden, und das Öl von dem Getriebe zu der Transfervorrichtung zu zwangszirkulieren. Jedoch erfordert die Lösung sowohl für das Getriebe als auch für die kombinierte Einheit eine Berücksichtung im Design, was einschließt wie Ölzirkulationspfade und eine Ölpumpe für die beiden vorgesehen werden und wie derart konstituierte Vorrichtungen verbunden werden. Dies kann eine Abnahme in der Gestaltungsfreiheit und Installationsfreundlichkeit zur Folge haben.

Die EP 1 361 101 A1 beschreibt ein Getriebesystem für Kraftfahrzeuge, aufweisend ein vorderes Differential und ein zentrales Differential, wobei das vordere Differential und das zentrale Differential in jeweils einem separaten Gehäuse aufgenommen sind, und wobei das Innere der beiden Gehäuse durch eine Öldichtung voneinander getrennt ist.

Die Erfindung beabsichtigt das Bereitstellen einer Partitionsstruktur einer Kraftübertragungsvorrichtung, welche die Räume von einem ersten Differential und einem zweiten Differential derart aufteilt bzw. partitioniert, dass eine Anwendung des jeweiligen Schmieröls auf das erste und zweite Differential ermöglicht wird.

Dies wird durch eine Partitionsstruktur mit den Merkmalen im Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß der Erfindung ist eine Partitionsstruktur einer Kraftübertragungsvorrichtung bereitgestellt mit: einem zweiten Differential, welches mit einem externen, ersten Differential, welches ein Schmierfluid aufweist, derart gekuppelt ist, dass es eine von dem ersten Differential zugeführte Eingangsantriebskraft aufnimmt, einem Gehäuse aufweisend ein erstes Ende, welches dem ersten Differential zugewandt ist, ein zweites Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, und eine Wandung, welche das Gehäuse ausbildet, wobei das Gehäuse das zweite Differential drehbar aufnimmt und ein Öl zum Schmieren des zweiten Differentials aufnimmt, einem ersten Drehelement, welches mit einem externen, ersten Ausgangszahnrad des ersten Differentials gekuppelt ist, einem zweiten Drehelement, welches ein externes, zweites Ausgangszahnrad des ersten Differentials mit einem Eingangselement des zweiten Differentials kuppelt, wobei das zweite Drehelement koaxial im Innern des ersten Drehelements angeordnet ist, einem Ausgangselement für die Ausgabe des zweiten Differentials, wobei das Ausgangselement koaxial im Innern des zweiten Drehelements angeordnet ist, und Dichtelementen, welche an dem ersten Ende des Gehäuses angebracht sind, wobei die Dichtelemente eine erste Dichtung, welche zwischen dem Gehäuse und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Dichtung, welche zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, und eine dritte Dichtung, welche zwischen dem zweiten Drehelement und dem Ausgangselement angeordnet ist, aufweisen, wodurch ein Mischen des Öls in dem Gehäuse mit dem Schmierfluid des ersten Differentials verhindert wird.

1 ist eine Schnittansicht einer Transfervorrichtung mit einer Partitionsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 ist eine Schnittansicht einer Transfervorrichtung mit einer Partitionsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 ist eine Schnittansicht einer Transfervorrichtung mit einer Partitionsstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
4 ist eine Schnittansicht einer Transfervorrichtung mit einer Partitionsstruktur gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung und
5 ist eine Seitenansicht des rechten Endteils der Transfervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung vom Innern der Transfervorrichtung aus betrachtet.
Durch die Beschreibung und die Ansprüche hindurch ist die axiale Richtung sofern nicht anderweitige Hinweise gegeben sind bezüglich der Achse des Differentials und der Achsen (Radachsen) definiert.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 1 beschrieben.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine Partitionsstruktur 1 auf eine Transfervorrichtung 3 (als eine Kraftübertragungsvorrichtung) angewandt. Die Transfervorrichtung 3 nimmt eine durch einen Motor erzeugte Antriebsleistung über ein zentrales Differential (als ein erstes Differential) auf und überträgt die Leistung auf die vier Antriebsräder.
Die Transfervorrichtung 3 ist mit einem Transfergehäuse 5, einem äußeren Gehäuse 11 (als ein erstes Drehelement), welches drehbar in dem Transfergehäuse 5 untergebracht ist, und einem vorderen Differential 13 (als ein zweites Differential), welches drehbar in dem äußeren Gehäuse 11 untergebracht ist, versehen und weist Dichtelemente einer Dichtung 65, einer Dichtung 67 und eines X-Rings 69 zum Einschließen von Öl in dem Transfergehäuse 5, bzw. zum Abdichten des Transfergehäuses 5 auf. Das Transfergehäuse 5 ist durch eine Wandung, welche aus einem im Wesentlichen zylindrischen Körper besteht, ein erstes Ende (in 1 als linkes Ende gezeigt) und ein zweites Ende (in 1 als rechtes Ende gezeigt) definiert. Das erste und das zweite Ende weisen eine erste bzw. eine zweite Öffnung auf, durch welche hindurch sich Ausgangselemente und Eingangselemente erstrecken. Das äußere Gehäuse 11 und das vordere Differential 13 sind durch die erste Öffnung des ersten Endes mit dem zentralen Differential gekuppelt. Die Dichtung 65, die Dichtung 67 und der X-Ring 69 sind um die erste Öffnung des ersten Endes des Transfergehäuses 5 herum angeordnet.
Das vordere Differential 13 ist koaxial und drehbar in dem äußeren Gehäuse 11 untergebracht. Das vordere Differential 13 ist mit einem Differentialgehäuse 25 (als ein zweites Drehelement) und linken und rechten Seitenzahnrädern 27 und 29 für einen differentiellen Ausgang an die linke und rechte Achse bereitgestellt. Das äußere Gehäuse 11 und das Differentialgehäuse 25 sind mit einem Kupplungsabschnitt 12 bzw. einem Kupplungsabschnitt 26 zum Kuppeln mit Seitenzahnrädern des zentralen Differentials vorgesehen und nehmen dadurch jeweils eine differentielle Ausgangsleistung von dem zentralen Differential auf.
Die Dichtung 65 ist zwischen dem Transfergehäuse 5 und dem äußeren Gehäuse 11 angeordnet, insbesondere um den Kupplungsabschnitt 12 herum. Die Dichtung 67 ist zwischen dem äußeren Gehäuse 11 und dem Differentialgehäuse 25 angeordnet, insbesondere um den Kupplungsabschnitt 26 herum. Der X-Ring 69 ist zwischen dem Differentialgehäuse 25 und dem linken Seitenzahnrad 27 angeordnet. Als Dichtungen 65 und 67 werden bevorzugt so genannte Öl-Dichtungen mit in sich geschlossenen ringförmigen Schraubenfedern verwendet, welche im Allgemeinen für das Abdichten von Öl von Wellen verwendet werden, jedoch kann jede andere Art von Abdichtelement verwendet werden. Demgegenüber wird bevorzugt ein gewöhnlicher X-Ring, eine Art von Pressabdichtung, als X-Ring 69 verwendet, da das Differentialgehäuse 25 nicht stark relativ zu dem Seitenzahnrad 27 rotieren darf, jedoch können natürlich auch die Öl-Dichtungen oder irgendeine geeignete Pressabdichtung verwendet werden.
Das Seitenzahnrad 27 ist rohrförmig gestaltet und weist folglich einen Hohlraum 73 darin auf. Der Hohlraum 73 ist mit einer Kappe 71 als Abdichtmittel abgedichtet. Die Kappe 71 ist direkt und fest mit dem Innenumfang des Hohlraums 73 in Kontakt, jedoch kann irgendeine Dichtung oder ein Gummi-Bindeglied dazwischen eingefügt werden. Alternativ kann das Seitenzahnrad 27 eine Partition aufweisen, welche derart in einen einheitlichen Körper gestaltet ist, dass der Hohlraum verschlossen ist.
Das linke und rechte Zahnrad 27 und 29 sind jeweils mit einem Kupplungsabschnitt zum Kuppeln mit der linken bzw. rechten Vorderachse 7 und 9 innerhalb bezüglich der Dichtungen 65 und 67 und dem X-Ring 69 vorgesehen.
Die Dichtung 65, die Dichtung 67 und der X-Ring 69 sind mit Abweichungen voneinander in axialer Richtung angeordnet, d.h. sie sind gegeneinander versetzt positioniert. Die Dichtung 65 ist im Wesentlichen an dem ersten Ende von dem Transfergehäuse 5 angeordnet, und die Dichtung 67 weicht bezüglich der Dichtung 65 in Richtung des Innern des Transfergehäuses 5 zurück. Der X-Ring 69 weicht bezüglich der Dichtung 67 in Richtung des Innern zurück, und die Kappe 71 weicht noch weiter zurück. Darüber hinaus sind die Kupplungsabschnitte 12 und 26 und der Kupplungsabschnitt des linken Seitenzahnrads 27 an dem Innenumfang der Dichtung 65, der Dichtung 67 bzw. des X-Rings 69 angeordnet. Dadurch können die Kupplungsabschnitte 12 und 26 und der Kupplungsabschnitt des linken Seitenzahnrads 27 in einer teleskopischen Anordnung angeordnet sein und in dieser Folge in Richtung des Innern von dem Transfergehäuse 25 zurückweichen. Da die Abdichtelemente und die Kupplungsabschnitte radial und axial wie oben beschrieben angeordnet sind, können die Durchmesser der Kupplungsabschnitte 12 und 26 (insbesondere der Kupplungsabschnitt 26) gegenüber dem Fall, wenn die Dichtelemente und die Kupplungsabschnitte im Wesentlichen in axialer Richtung ausgerichtet sind, reduziert werden. Dies führt zur Reduktion der Umfangsgeschwindigkeiten der Kupplungsabschnitte und zum Anstieg der Dicke der Kupplungsabschnitte, und stellt folglich einen Anstieg der Lebensdauer der Dichtelemente und einen Anstieg der Stabilität der Kupplungsabschnitte bereit.
Die Partitionsstruktur 1 ist mit Ölzirkulationspfaden zum Zirkulieren des Öls innerhalb des Transfergehäuses 5 und des vorderen Differentials 13 vorgesehen. Die Ölzirkulationspfade weisen Ölrinnen auf, welche an dem Innenumfang des Transfergehäuses 5 gestaltet sind, welche derart konfiguriert sind, dass sie das durch die Zentrifugalkraft des vorderen Differentials 13 verspritzte Öl sammeln, und folglich wirken die Ölzirkulationspfade kombiniert mit dem vorderen Differential 13 als eine Zentrifugalpumpe.
Das zweite Ende von dem Transfergehäuse 5 ist in Kontakt mit dem Außenumfang und dem axialen Ende eines Lagers 56. Ein Ölflusspfad 89 ist derart zwischen das zweite Ende von dem Transfergehäuse 5 und dem Lager 56 gestaltet, dass der Ölflusspfad 89 teilweise diese Grenzen durchdringt. Ein Raum 76 ist von dem Transfergehäuse 5, einer Dichtung 75, dem Außenumfang von einem Anschlussstück bzw. Gelenk 31, dem axialen Ende von einem Kupplungsgehäuse 55 und dem Lager 56 umgeben und verbindet den Ölflusspfad 89 mit einem an das axiale Ende von dem Kupplungsgehäuse 55 gestalteten Ölflusspfad 87. Der Ölflusspfad 87 ist mit einem Zwischenraum zwischen dem Kupplungsgehäuse 55 und der rechten Vorderachse 9 verbunden und ferner mit einem Zwischenraum zwischen dem Differentialgehäuse 25 und der Achse 9 verbunden. Der Innenumfang des Differentialgehäuses 25 weist spiralförmige Nuten zum Gestalten eines Ölflusspfades 85 auf. Der Innenumfang der Seitenzahnräder 29 und der Außenumfang der Achse 9 sind keilwellenverbunden und dadurch miteinander verbunden, aber weisen einen gewissen Zwischenraum zum Ermöglichen eines Ölflusses auf. Der Zwischenraum ist mit einem Innenraum 73 verbunden, welcher durch die Seitenzahnräder 27 und 29 und die Kappe 71 definiert ist. Das Differentialgehäuse 25 ist mit einem Ölflusspfad 103 an dem Außenumfang und einem Ölflusspfad 107 an dem axialen Ende, welches auf das zweite Ende des Transfergehäuses 5 gerichtet ist, vorgesehen, welche beide mit dem Innenraum 73 verbunden sind. Das äußere Gehäuse 11 ist mit einem Ölflusspfad 105 und einem Ölflusspfad 109 entsprechend den Ölflusspfaden 103 bzw. 107 von dem Differentialgehäuse 25 vorgesehen.
Die Zwischenräume und die Räume, welche in dem letzten Absatz beschriebenen werden, bilden einen ersten Ölzirkulationspfad von den Ölzirkulationspfaden. Das zu einem vorbestimmten Betrag in dem Transfergehäuse 5 eingeschlossene Öl fließt nach der folgenden Art und Weise durch den ersten Ölzirkulationspfad hindurch. Vorausgesetzt, dass das Öl zuerst in einem Raum 91 vorliegt, fließt das Öl durch den Ölflusspfad 89 hindurch zu dem Raum 76 und erreicht den Ölflusspfad 87. Von dem Ölflusspfad 87 aus fließt das Öl weiter durch die Zwischenräume um die Achse 9 herum und den Ölflusspfad 85 hindurch in das Innere des Differentialgehäuses 25 und erreicht den Innenraum 73. Verbunden mit der Rotation des Differentialgehäuses 25 wird das Öl in dem Innenraum 73 verbreitet, und die Zahnradzähne und die Gleitflächen von den Seitenzahnrädern 27 und 29 und die Ritzel 61 und 63 werden geschmiert. Das Öl fließt auf Grund der Zentrifugalkraft des Differentialgehäuses 25 aus den Ölflusspfaden 103 und 107 heraus und fließt weiter aus den Ölflusspfaden 105 und 109 heraus. Dann fließt das Öl in den Raum 91 zurück.
Das Kupplungsgehäuse 55 (als ein drittes Drehelement) weist einen zylindrischen nach rechts vorstehenden Abschnitt, einen Innenumfang, welcher gleitend mit dem Außenumfang des Differentialgehäuses 25 derart im Eingriff steht, dass ein innerer Zwischenraum zurückbleibt, und einen Außenumfang welcher gleitend mit dem Innendurchmesser des äußeren Gehäuses 11 derart im Eingriff steht, dass ein äußerer Zwischenraum zurückbleibt. Der innere und der äußere Zwischenraum bilden einen Teil von einem zweiten Ölzirkulationspfad. Der innere Zwischenraum ist mit Zwischenräumen um die Gleitlager 51 und 53 herum verbunden, und der äußere Zwischenraum ist mit einem Ölflusspfad 95 verbunden. Die Gleitlager 51 und 53 sind räumlich mit dem Ölflusspfad 109 des Außengehäuses 11 verbunden. Der Ölflusspfad 95 ist über einen Ölflusspfad 97, welcher die Kupplungsnabe 57 durchdringt, mit einem Ölreservoir 99 verbunden. Sowohl der Ölflusspfad 109 als auch das Ölreservoir 99 sind mit dem Raum 91 verbunden. Die Zwischenräume, der Ölflusspfad 95, der Ölflusspfad 109, der Ölflusspfad 97 und das Ölreservoir 99 bilden den zweiten Ölzirkulationspfad zum Zirkulieren von Öl zu dem Raum 91 hin. Das Öl, welches in den inneren Zwischenraum des Kupplungsgehäuses 55 hinein fließt, fließt zum einen Teil durch den äußeren Zwischenraum, den Ölflusspfad 95 und den Ölflusspfad 97 hindurch und erreicht das Ölreservoir 99, so dass es in den Raum 91 zurückfließt. Der andere Teil des Öls fließt durch den Zwischenraum um die Gleitlager 51 und 53 herum hindurch und erreicht den Ölflusspfad 109, so dass er zu dem Raum 91 zurückfließt.
Ein dritter Ölzirkulationsflusspfad zweigt von dem Innenraum 73 ab, welcher einen Teil des ersten Ölzirkulationspfads bildet, und geht durch einen Ölflusspfad 104 hindurch. Der dritte Ölzirkulationsflusspfad weist ferner einen Raum 101 und einen Zwischenraum zwischen dem Differentialgehäuse 25 und dem äußeren Gehäuse 11 auf, welcher den Ölflusspfad 104 und den Raum 101 verbindet. Das von dem Innenraum 73 abgezweigende Öl fließt durch den Raum 101, den Zwischenraum und den Ölflusspfad 104 hindurch und erreicht dann den Raum 91.
Um ein Lager 33 herum, welches den Vorsprungsabschnitt 14 des äußeren Gehäuses 11 stützt, ist ein Ölflusspfad ähnlich dem Ölflusspfad 89 um das Lager 56 herum gestaltet. Ein Raum 66 ist von der Dichtung 65, dem Lager 33, dem Transfergehäuse 5 und dem äußeren Gehäuse 11 umgeben und ist mit dem Ölflusspfad verbunden, welcher mit dem Raum 91 verbunden ist. Das Öl fließt durch den Ölflusspfad hindurch zu dem Raum 66 und fließt dadurch ferner auf Grund der Zentrifugalkraft der Rollen des Lagers 33 zu dem Raum 91 zurück.
Darüber hinaus ist das Öl bis zu dem vorbestimmten Betrag in dem Transfergehäuse 5 eingeschlossen, d.h. genügend Öl, damit die Rollen oder Kugeln der Lager 33, 35 und 56 ausreichend in dem Öl eingetaucht sind. Dadurch kann eine wirksame Schmierung sichergestellt werden.
Ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, in welchem die Transfervorrichtung 3 angewandt ist, ist mit dem Motor, einem Getriebe, einem zentralen Differential zum differentiellen Verteilen der Antriebskraft des Motors auf die Vorderräder und die Hinterräder, welches in einem Getriebegehäuse untergebracht ist, der Transfervorrichtung 3, dem vorderen Differential 13 zum differentiellen Verteilen der (durch das zentrale Differential) verteilten Antriebskraft auf das linke und rechte Vorderrad, welches in dem Transfergehäuse 5 untergebracht ist, der linken und rechten Vorderachse 7 und 9, dem linken und rechten Vorderrad, einer mit den Hinterrädern gekuppelten Gelenkwelle bzw. Antriebswelle, einem hinteren Differential zum differentiellen Verteilen der (durch das zentrale Differential) verteilten Antriebsleistung auf das linke und rechte Hinterrad, der linken und rechten Achse und dem linken und rechten Hinterrad vorgesehen.
Das Getriebeöl ist in dem Getriebegehäuse eingeschlossen, wohingegen das Transferöl, welches sich in den Eigenschaften von dem Getriebeöl unterscheidet, in dem Transfergehäuse 5 eingeschlossen ist.
Die Transfervorrichtung 3 ist mit dem äußeren Gehäuse 11, dem Differentialgehäuse 25, der Mehrscheibenkupplung 15 zum Begrenzen der Differentialbewegung, einer Getriebevorrichtung 17 mit gekreuzten Wellen und einer Antriebsritzelwelle 19 vorgesehen. Die Antriebsritzelwelle 19 ist mit der Gelenkwelle gekuppelt.
Das Getriebe nimmt die durch den Motor erzeugte Antriebskraft auf und wandelt die Drehzahl davon und überträgt ferner die Antriebskraft auf das zentrale Differential. Das zentrale Differential verteilt die Leistung differentiell auf ein Element 21 und ein Element 23, welche koaxial und drehbar angeordnet sind. Das Element 21 weist Keile an dem Außenumfang zum Kuppeln mit dem äußeren Gehäuse 11 auf, wodurch die (durch das zentrale Differenzial) verteilte Antriebskraft auf die Antriebsritzelwelle 19 und folglich weiter auf das hintere Differential übertragen wird. Das hintere Differential verteilt die Antriebskraft differentiell auf das linke und rechte Hinterrad. Das Element 23 weist ebenfalls Keile an dem Außenumfang zum Kuppeln mit dem Differentialgehäuse 25 auf, wodurch die (durch das zentrale Differenzial) verteilte Antriebskraft über das Differentialgehäuse 25 auf das vordere Differential 13 übertragen wird. Das vordere Differential 13 verteilt die (durch das zentrale Differenzial) verteilte Antriebskraft differentiell auf das linke und das rechte Seitenzahnrad 27 und 29. Das linke Seitenzahnrad 27, welches Keile aufweist, ist mit der linken Vorderachse 7 gekuppelt. Die Achse 7 ist mit einem Gleichlauf-Universalgelenk gekuppelt, welches mit dem linken Vorderrad verbunden ist. Das rechte Seitenzahnrad 29 ist in ähnlicher Weise über die rechte Frontachse 9 und das rechte Verbindungsstück bzw. Gelenk 31 mit dem rechten Vorderrad gekuppelt. Dadurch wird die (durch das zentrale Differenzial) verteilte Antriebskraft jeweils auf das linke und rechte Vorderrad übertragen.
Das äußere Gehäuse 11 ist über die Lager 33 und 35 von dem Transfergehäuse 5 gestützt. Die Getriebevorrichtung 17 mit gekreuzten Wellen besteht aus einem Paar aus Kegelrädern 37 und 39. Das Kegelrad 37 ist mittels Bolzen 41 an dem Außenumfang des äußeren Gehäuses 11 befestigt, so dass es mit dem äußeren Gehäuse 11 mitgedreht wird. Das Kegelrad 39 ist an der Stirnseite von der Antriebsritzelwelle 19 gestaltet. Die Antriebsritzelwelle 19 ist über die Axiallager 43 und 45 von dem Transfergehäuse 5 gestützt und über einen Kuppler, die Gelenkwelle und einen weiteren Kuppler mit dem hinteren Differential gekuppelt.
Das Differentialgehäuse 25 ist über die Gleitlager 47 und 49 und die Gleitlager 51 und 53 drehbar an dem Innenumfang des äußeren Gehäuses 11 abgestützt. Das Gleitlager 47 ist um den Vorsprungsabschnitt 28 des Differentialgehäuses 25 herum angeordnet, und das Gleitlager 49 ist rechts von dem Lager 47 angeordnet. Die Gleitlager 47 und 53 regulieren die radiale Anordnung des äußeren Gehäuses 11 und des Differentialgehäuses 25 bezüglich des Transfergehäuses 5. Die Gleitlager 49 und 51 regulieren die axiale Anordnung des äußeren Gehäuses 11 und des Differentialgehäuses 25 bezüglich des Transfergehäuses 5. Das Gleitlager 47 überlappt das Gleitlager 49 weder in axialer Richtung noch in radialer Richtung. Gleichermaßen überlappt das Gleitlager 51 das Gleitlager 53 weder in axialer Richtung noch in radialer Richtung. Da das Differentialgehäuse 25 mittels der Gleitlager derart in axialer und radialer Richtung angeordnet ist, kann das Differentialgehäuse 25 in einer kompakten Anordnung gestaltet sein, und ein Stützen des äußeren Gehäuses 11 und des vorderen Differentials 13 an dem Differentialgehäuse 25 ist sichergestellt.
Die Mehrscheibenkupplung 15 ist zwischen dem Kupplungsgehäuse 55 und der Kupplungsnabe 57 angeordnet.
Das Kupplungsgehäuse 55 und das Differentialgehäuse 25 sind derart keilwellenverbunden, dass sie miteinander verbunden sind und integral rotieren. Das Kupplungsgehäuse 55 und das Differentialgehäuse 25 sind über das Kugellager 56 von dem Transfergehäuse 5 gestützt. Die Kupplungsnabe weist andere Keile zum Verbinden mit dem äußeren Gehäuse 11 auf. Die über ein hydraulisches Stellglied 59 angesteuerte Mehrscheibenkupplung 15 begrenzt die Differentialbewegung zwischen dem äußeren Gehäuse 11 und dem Differentialgehäuse 25. Das hydraulische Stellglied 59 wird durch eine Ölpumpe angetrieben, welche an einer durch den Motor angetriebenen Welle installiert ist.
Das vordere Differential 13 ist mit dem Differentialgehäuse 25, den Seitenzahnrädern 27 und 29 und einem längeren und einem kürzeren Ritzel 61 und 63 vorgesehen. Das Differentialgehäuse 25 weist Gehäuse zum drehbaren Unterbringen der Ritzel 61 und 63 auf. Das längere und das kürzere Ritzel 61 und 63 kämmen mit einander. Ferner kämmt das längere Ritzel 61 mit dem linken Seitenzahnrad 27, und das kürzere Ritzel 63 kämmt mit dem rechten Seitenzahnrad 29. Der Eingriff zwischen den Ritzeln 61 und 63 und den Seitenzahnrädern 27 und 29 verursacht eine Kraft, welche auf die Ritzel 61 und 63 in Richtung des jeweiligen Gehäuses wirkt und führt folglich zu einer Reibkraft zwischen den Ritzeln 61 und 63 und dem jeweiligen Gehäuse. Das vordere Differential 13 nutzt die Reibkraft zum Ausführen einer Drehmoment-sensitiven begrenzten Differentialbewegung.
Wie oben beschrieben, sind die Dichtung 65, die Dichtung 67 und der X-Ring 69 an dem ersten Ende von dem Transfergehäuse 5 angeordnet, so dass verhindert wird, dass das Transferöl mit dem auf der Seite des zentralen Differentials befindlichen Getriebeöls vermischt wird. Außerdem sind die Dichtung 65, die Dichtung 67 und der X-Ring 69 mit Abweichungen von einander in axialer Richtung angeordnet, d.h. sie sind mit Axialabstand von einander angeordnet. Eine Dichtung 75 ist zwischen dem Transfergehäuse 5 und dem Gelenk 31 an dem rechten Ende von dem Transfergehäuse 5 angeordnet. Eine Dichtung 77 ist zwischen der Antriebsritzelwelle 19 und dem Kuppler angeordnet. Die Dichtungen 75 und 77 verhindern das Auslaufen von Öl aus dem Transfergehäuse 5 heraus und das Eindringen von Fremdstoffen in das Transfergehäuse 5 hinein.
Das Transferöl wird durch eine an dem Transfergehäuse 5 gestalteten Einfüllöffnung hindurch eingefüllt. Das Transfergehäuse 5 ist ferner mit einem Ölflusspfad 79 entlang der Antriebsritzelwelle 19 vorgesehen, welcher derart gestaltet ist, dass er das Öl in bzw. von dem Raum 91 zu einem Raum um die Ritzelwelle 19 herum in der Nähe der Dichtung 77 hin leitet. Der Ölflusspfad 79 weist ein nach außen zu offenes Durchgangsloch auf, welches während der Bearbeitung geformt wird, und das Durchgangsloch ist mit einer Kugel 81 abgedichtet. Ölrinnen sind zum Aufnehmen und Leiten des Öls um das vordere Differential 13 herum geformt.
Gemäß der Partitionsstruktur 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Dichtelemente der Dichtungen 65 und 67 und des X-Rings 69 verhindert, dass das Öl in dem Gehäuse 5 mit dem auf der Seite des zentralen Differenzials vorhandenen Getriebeöl vermischt wird, wobei die Dichtungen 65 und 67 und der X-Ring 69 derart angeordnet sind, dass sie zusammen um das erste Ende von dem Transfergehäuse 5 herum kommen bzw. dieses abdichten. Dadurch kann ein großer Innenraum in dem Transfergehäuse 5 sichergestellt werden, und infolgedessen kann ein ausreichender Betrag von Spezialöl dort hinein gefüllt werden. Dies führt zu einem Anstieg der Lebensdauer und realisiert ein geschlossenes Ölzirkulationssystem in dem Transfergehäuse 5.
Darüber hinaus stellt die Partitionsstruktur 1 eine räumliche Trennbarkeit der Kraftübertragungsvorrichtung bereit, so dass die Transfervorrichtung 3 einschließlich des vorderen Differentials separat und unabhängig von dem Getriebe einschließlich des zentralen Differentials ausgelegt werden kann.
Die miteinander im Eingriff stehenden Abschnitte der Zahnräder, welche in der Transfervorrichtung 3 enthalten sind, können wirksam durch das zirkulierende Öl geschmiert werden, da die Ölzirkulationspfade derart gesichert sind, dass sie alle kämmenden Abschnitte aufweisen bzw. mit Öl versorgen.
Darüber hinaus kann das Seitenzahnrad 27 als Leichtkörper mit einem Hohlraum darin geformt sein und kann betriebssicher mittels des Abdichtelements (der Kappe 71) abgedichtet werden.
Ferner weisen die Ölzirkulationspfade gemäß der Partitionsstruktur 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung jeweils eine Zentrifugalpumpfunktion auf, wodurch das Öl gesammelt und durch die Ölrinnen hindurch zu den erforderlichen Punkten geleitet wird.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Elemente, die im Wesentlichen den zuvor genannten Elementen gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung wird für diese Elemente ausgelassen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine Partitionsstruktur 201 auf eine Transfervorrichtung 203 (als eine Kraftübertragungsvorrichtung) angewandt. Die Transfervorrichtung 203 nimmt über ein zentrales Differential (als ein erstes Differential) eine durch einen Motor erzeugte Antriebsleistung auf und überträgt die Leistung auf die vier Antriebsräder.
Die Transfervorrichtung 203 ist mit einem Transfergehäuse 5, einem äußeren Gehäuse 11 (als ein erstes Drehelement), welches drehbar in dem Transfergehäuse 5 untergebracht ist, einem vorderen Differential 13 (als ein zweites Differential), welches drehbar in dem äußeren Gehäuse 11 untergebracht ist, und Dichtelementen von einer Dichtung 65, einer Dichtung 67 und einem X-Ring 69 zum Einschließen des Öls in dem Transfergehäuse 5 bzw. zum Abdichten des Transfergehäuses 5 bereitgestellt.
Das linke und rechte Seitenzahnrad 27 und 29 sind rohrförmig gestaltet und weisen folglich jeweils einen Hohlraum 73 bzw. 83 darin auf. Der Hohlraum 73 des Seitenzahnrads 27 ist mit einer Kappe 71 als Dichtmittel abgedichtet. Alternativ kann das Seitenzahnrad 27 eine Partition aufweisen, welche derart in einen einheitlichen Körper gestaltet ist, dass der Hohlraum verschlossen ist.
Die Partitionsstruktur 201 ist ähnlich der zuvor genannten Partitionsstruktur 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung mit Ölzirkulationspfaden konfiguriert. Die Ölzirkulationspfade weisen eine Ölrinne auf, welche derart konfiguriert ist, dass sie das Öl sammelt, welches auf Grund der Zentrifugalkraft verbreitet bzw. verspritzt wird. Als einer von den Punkten, welche sich gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung unterscheiden, weisen die Ölzirkulationspfade der Partitionsstruktur 201 ferner einen Ölflusspfad 207 auf, welcher in dem Differentialgehäuse 25 geformt ist. Der Ölflusspfad 207 verbindet das Innere von dem Differentialgehäuse 25 mit einem Raum, welcher im Wesentlichen von dem äußeren Gehäuse 11, dem Differentialgehäuse 25 und der Dichtung 67 umgeben ist, und verläuft entlang der axialen Richtung des Differentialgehäuses 25.
Die Partitionsstruktur 201 ist ferner mit einer Trochoidal-Pumpe 209, einem Ölfilter 211, welcher an dem Boden des Transfergehäuses 5 angeordnet ist, und einem Ölflusspfad 213 vorgesehen. Der Ölflusspfad 213 ist eine Rohrleitung, welche in der Wandung des Transfergehäuses 5 an dem zweiten Ende gestaltet ist und den Ölfilter 211 mit der näheren Umgebung des axialen Mittelpunkts des Transfergehäuses 5 verbindet, und welche mit dem Ölflusspfad 87 verbunden ist. Das Öl um den Ölfilter 211 herum wird mittels der Trochoidal-Pumpe 209 durch den Ölflusspfad 213 hindurch in Richtung des Ölflusspfads 87 geschickt bzw. gepumpt. Der Ölflusspfad 87 ist ferner mit einem Ölflusspfad 205 verbunden, welcher in der näheren Umgebung des Innenumfangs des Kupplungsgehäuses 55 gestaltet ist.
Das durch die Kappe 71 eingeschlossene Transferöl in den Hohlräumen 73 und 83 der linken und rechten Seitenzahnräder 27 und 29 wird mittels der Pumpfunktion der spiralförmigen Nuten des Ölflusspfades 85 nach rechts durch den Ölflusspfad 205 hindurch bewegt. Das Öl nimmt die Zentrifugalkraft auf, so dass es durch die Ölflusspfade 87, 93, 95, 97 und 99 hindurch zu der Ölrinne hin bewegt wird. Das Öl tropft von einer Vielzahl von Tropföffnungen der Ölrinne auf die jeweils zu schmierenden Teile herab. Insbesondere fließt das Öl in dem Fall, in dem das vordere Differential 13 in einem statischen Zustand ist, von dem Raum 101 durch den Ölflusspfad 207, die Ölflusspfade 103 und 105 in das vordere Differential 13 hinein. Dann werden die jeweiligen Elemente mit dem Öl geschmiert.
Verbunden mit der Rotation des Differentialgehäuses 25, wird das Transferöl in den Hohlräumen 73 und 83 zu dem kämmenden Abschnitt zwischen den Seitenzahnrädern 27 und 29 und den Ritzeln 61 und 63 und zu den Gleitabschnitten zwischen den Ritzeln 61 und 63 und den jeweiligen Gehäusen hin verbreitet bzw. gespritzt, und die Elemente sind dann geschmiert. Das Öl fließt auf Grund der Zentrifugalkraft des Differentialgehäuses 25 aus den Ölflusspfaden 103 und 107 heraus und fließt ferner aus den Ölflusspfaden 105 und 109 heraus. Dann fließt das Öl zu der Ölrinne zurück.
Gemäß der Partitionsstruktur 201 der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Dichtelemente der Dichtungen 65 und 67, des X-Rings 69 und der Kappe 71 ein Mischen des Öls in bzw. von dem Gehäuse 5 mit dem auf der Seite des zentralen Differentials vorliegenden Getriebeöl verhindert. Ferner weisen die Ölzirkulationspfade durch Nutzen der Zentrifugalkraft davon eine Pumpfunktion auf, wodurch die jeweiligen Elemente wirksam geschmiert werden können.
Darüber hinaus stellt die Partitionsstruktur 201 eine räumliche Trennbarkeit der Kraftübertragungsvorrichtung bereit, so dass die Transfervorrichtung 203 einschließlich des vorderen Differentials separat und unabhängig von dem Getriebe einschließlich des zentralen Differentials ausgelegt werden kann.
Die kämmenden Abschnitte der Zahnräder, welche in der Transfervorrichtung 203 enthalten sind, können mittels des zirkulierenden Öls wirksam geschmiert werden, da die Ölzirkulationspfade derart gesichert sind, dass sie all die kämmenden Abschnitte aufweisen, bzw. diese schmieren. Dies führt zu einem Anstieg der Lebensdauer.
Darüber hinaus ist die oben genannte Ölzirkulation ferner gesichert, da in der Partitionsstruktur 201 die Trochoidal-Pumpe 209 angewandt ist.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Elemente, die im Wesentlichen den zuvor genannten Elementen gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung wird für diese Elemente ausgelassen.
Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist eine Partitionsstruktur 301 auf eine Transfervorrichtung 303 (als eine Kraftübertragungsvorrichtung) angewandt. Die Transfervorrichtung 303 nimmt über ein zentrales Differential (als ein erstes Differential) eine durch einen Motor erzeugte Antriebsleistung auf und überträgt die Leistung auf die vier Antriebsräder.
Die Transfervorrichtung 303 ist mit einem Transfergehäuse 5, einem äußeren Gehäuse 313 (als ein erstes Drehelement), welches drehbar in dem Transfergehäuse 5 untergebracht ist, einem vorderen Differential 305 (als ein zweites Differential), welches drehbar in dem äußeren Gehäuse 313 untergebracht ist, und Abdichtelementen von einer Dichtung 65, einer Dichtung 67 und einem X-Ring 69 zum Einschließen des Öls in dem Transfergehäuse 5 bzw. zum Abdichten des Transfergehäuses 5 bereitgestellt. Das äußere Gehäuse 313 und das vordere Differential 305 sind mit dem zentralen Differential durch die erste Öffnung des ersten Endes des Transfergehäuses 5 gekuppelt. Die Dichtung 65, die Dichtung 67 und der X-Ring 69 sind um die erste Öffnung des ersten Endes von dem Transfergehäuse 5 herum angeordnet.
Die Partitionsstruktur 301 ist mit einer Ölrinne, welche derart konfiguriert ist, dass sie das auf Grund der Zentrifugalkraft des vorderen Differentials 305 verspritzte Öl sammelt, und Ölflusspfaden 315, 329, 331, 333, 335, 337, 339 und 341 mit der Funktion einer Zentrifugalpumpe bereitgestellt.
Das vordere Differential 305 ist koaxial und drehbar in dem äußeren Gehäuse 313 untergebracht. Das vordere Differential 305 ist mit einem Differentialgehäuse 307 (als ein zweites Drehelement) und einem linken und rechten rohrförmigen Seitenzahnrad 309 und 311 für eine differentielle Ausgabe an die linke und rechte Achse vorgesehen.
Die Dichtung 65 ist zwischen dem Transfergehäuse 5 und dem äußeren Gehäuse 313 angeordnet. Die Dichtung 67 ist zwischen dem äußeren Gehäuse 313 und dem Differentialgehäuse 307 angeordnet. Der X-Ring 69 ist zwischen dem Differentialgehäuse 307 und dem linken Seitenzahnrad 309 vorgesehen. Ein Hohlraum 315 von dem Seitenzahnrad 309 ist mit einer Kappe 71 als Dichtmittel abgedichtet.
Die Transfervorrichtung 303 ist mit dem äußeren Gehäuse 313, dem vorderen Differential 305, einer Kupplung 317 zur Drehzahl-empfindlichen Begrenzung der Differentialbewegung davon, einer Getriebevorrichtung 17 mit gekreuzten Wellen und einer Antriebsritzelwelle 19 bereitgestellt.
Das Getriebe nimmt die durch den Motor erzeugte Antriebskraft auf und wandelt die Drehzahl davon und überträgt ferner die Antriebskraft auf das zentrale Differential. Das zentrale Differenzial verteilt die Leistung differentiell auf ein Element 21 und ein Element 23, welche koaxial und drehbar angeordnet sind. Das Element 21 weist Keile an dem Außenumfang zum Kuppeln mit dem äußeren Gehäuse 313 auf, wodurch die durch das zentrale Getriebe verteilte Antriebskraft auf die Antriebsritzelwelle 19 und folglich weiter auf das hintere Differential übertragen wird. Das hintere Differential verteilt die Antriebskraft differentiell auf das linke und rechte Hinterrad. Das Element 23 weist ebenfalls Keile auf und ist mit dem Differentialgehäuse 307 gekuppelt, wodurch die durch das zentrale Getriebe verteilte Antriebskraft über das Differentialgehäuse 307 auf das vordere Differential 305 übertragen wird. Das vordere Differential 305 verteilt die durch das zentrale Differential verteilte Antriebskraft differentiell auf das linke und rechte Seitenzahnrad 309 und 311. Das linke Seitenzahnrad 309, welches Keile aufweist, ist mit der linken Vorderachse 7 gekuppelt. Die Achse 7 ist mit einem Gleichlauf- Universalgelenk gekuppelt, welches mit dem linken Vorderrad verbunden ist. Das rechte Seitenzahnrad 311 ist in ähnlicher Weise über die rechte Vorderachse 9 und das rechte Gelenk 31 mit dem rechten Vorderrad gekuppelt. Dadurch wird die durch das zentrale Differential verteilte Antriebskraft jeweils auf das linke und rechte Vorderrad übertragen.
Das äußere Gehäuse 313 ist über die Lager 33 und 35 von dem Transfergehäuse 5 gestützt. Das Differentialgehäuse 307 ist über die Gleitlager 47 und 49 und die Gleitlager 51 und 53 drehbar an dem Innenumfang des äußeren Gehäuses 313 gestützt. Die Gleitlager 47 und 51 regulieren die radiale Anordnung des äußeren Gehäuses 313 und des Differentialgehäuses 307 bezüglich des Transfergehäuses 5. Die Gleitlager 49 und 53 regulieren die axiale Anordnung des äußeren Gehäuses 313 und des Differentialgehäuses 307 bezüglich des Transfergehäuses 5. Das Gleitlager 47 überlappt das Gleitlager 49 weder in axialer Richtung noch in radialer Richtung. Gleichermaßen überlappt das Gleitlager 51 das Gleitlager 53 weder in axialer Richtung noch in radialer Richtung.
Die Drehzahl-sensitive Kupplung 317 ist zwischen dem äußeren Gehäuse 313 und dem Differentialgehäuse 307 angeordnet. Die Drehzahl-sensitive Kupplung 317 gebraucht die Scherfestigkeit eines in die Drehzahl-sensitive Kupplung 317 hinein gefüllten viskosen Fluids zum Begrenzen der Differentialbewegung zwischen dem äußeren Gehäuse 313 und dem Differentialgehäuse 307.
Das vordere Differential 305 ist mit dem Differentialgehäuse 307, den Seitenzahnrädern 309 und 311, Ritzeln 319, welche mit den Seitenzahnrädern 309 und 311 kämmen, Ritzelwellen 321, welche an dem Differentialgehäuse 307 fixiert sind und welche die Ritzel 319 drehbar stützen, einem Paar aus Konuskupplungen 323 und 325, welche zwischen dem Differentialgehäuse 307 und den Seitenzahnrädern 309 und 311 gestaltet sind, bereitgestellt. Die Konuskupplungen 323 und 325 nehmen eine Eingriffskraft auf, welche durch den Eingriff zwischen den Ritzeln 319 und den Seitenzahnrädern 309 und 311 erzeugt wird, und begrenzen folglich reibend die Differentialbewegung des vorderen Differentials 305. Dadurch ist die Drehmoment-sensitive Differential-Begrenzungs-Funktion ausgeführt.
Das Transferöl ist in einem Raum aufgenommen, welcher im Wesentlichen von der Kappe 71, dem Hohlraum 315 und dem Hohlraum 327 umgeben ist. Mit Rotation des Differentialgehäuses 307, fließt das Transferöl darin durch die Ölflusspfade 329, 331, 333 hindurch, welche an dem Innenumfängen von dem rechten Seitenzahnrad 311, dem Differentialgehäuse 307 und dem äußeren Gehäuse 313 gestaltet sind. Das Öl nimmt die Zentrifugalkraft auf, so dass es durch den Ölflusspfad 335 an dem rechten Ende in dem Transfergehäuse 5 und das Axiallager 35 hindurch zu der Ölrinne fließt. Das Öl tropft von einer Vielzahl von Tropföffnungen der Ölrinne auf die jeweils zu schmierenden Teile herab. Insbesondere fließt das Öl in dem Fall, in dem das vordere Differential 305 in einem statischen Zustand ist, durch einen Ölflusspfad 337, welcher in und durch das äußere Gehäuse 313 hindurch geformt ist, die Ölflusspfade 339 und 341, welche in dem Differentialgehäuse 307 geformt sind, hindurch in das vordere Differential 305 hinein. Dann sind die kämmenden Abschnitte der Zahnräder 309, 311, 319 und der Konuskupplungen 323 und 325 mit dem Öl geschmiert.
Gemäß der Partitionsstruktur 301 der dritten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Dichtelemente der Dichtungen 65 und 67, des X-Rings 69 und der Kappe 71 verhindert, dass das Öl in dem Gehäuse 5 mit dem auf der Seite des zentralen Differentials vorliegenden Getriebeöl vermischt wird. Ferner weisen die Ölzirkulationspfade durch gebrauchen der Zentrifugalkraft davon eine Pumpfunktion auf, wodurch die jeweiligen Elemente wirksam geschmiert werden können.
Darüber hinaus stellt die Partitionsstruktur 301 eine räumliche Trennbarkeit der Kraftübertragungsvorrichtung bereit, so dass die Transfervorrichtung 303 einschließlich des vorderen Differentials 305 getrennt und unabhängig von dem Getriebe einschließlich des zentralen Differentials ausgelegt werden kann.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Elemente, die im Wesentlichen den zuvor genannten Elementen gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung wird für diese Elemente ausgelassen.
Gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung ist eine Partitionsstruktur 401 auf eine Transfervorrichtung 403 (als eine Kraftübertragungsvorrichtung) angewandt. Die Transfervorrichtung 403 nimmt über ein zentrales Differential (als ein erstes Differential) eine durch einen Motor erzeugte Antriebsleistung auf und überträgt die Leistung auf die vier Antriebsräder.
Die Transfervorrichtung 403 ist mit einem Transfergehäuse 405, einem äußeren Gehäuse 411 (als ein erstes Drehelement), welches drehbar in dem Transfergehäuse 405 untergebracht ist, einem vorderen Differential 413 (als ein zweites Differential), welches drehbar in dem äußeren Gehäuse 411 untergebracht ist, und Abdichtelementen von einer Dichtung 65, einer Dichtung 431 und einem X-Ring 69 zum Einschließen des Öls in dem Transfergehäuse 405 bzw. zum Abdichten des Transfergehäuses 405 bereitgestellt. Das äußere Gehäuse 411 und das vordere Differential 413 sind durch die erste Öffnung des ersten Endes mit dem zentralen Differential gekuppelt. Die Dichtung 65, die Dichtung 431 und der X-Ring 69 sind um die erste Öffnung des ersten Endes von dem Transfergehäuse 405 herum angeordnet.
Das vordere Differential 413 ist koaxial und drehbar in dem äußeren Gehäuse 411 untergebracht. Das vordere Differential 413 ist mit einem Differentialgehäuse 425 (als ein zweites Drehelement) und einem linken und rechten Seitenzahnrad 27 und 29 für eine differentielle Ausgabe an die linke und rechte Achse bereitgestellt. Das äußere Gehäuse 411 und das Differentialgehäuse 425 sind mit einem Kupplungsabschnitt 12 bzw. einem Kupplungsabschnitt 26 (d.h. beide weisen einen verkeilten Innenumfang auf) zum Kuppeln mit den Elementen 21 und 23 vorgesehen, wodurch sie jeweils eine differentielle Ausgangsleistung des zentralen Differentials aufnehmen. Das Differentialgehäuse 425 ist über die Gleitlager 447, 449, 453 und 51 drehbar an dem Innenumfang des äußeren Gehäuses 411 abgestützt. Die Gleitlager 447 und 449 sind jeweils an dem linken Ende und dem Außenumfang des Vorsprungsabschnitts 428 des Differentialgehäuses 425 angeordnet. Das Gleitlager 453 ist um den Außenumfang des Differentialgehäuses 425 herum angeordnet. Angrenzend an das Gleitlager 453 ist der Zwischenraum zwischen dem äußeren Gehäuse 411 und dem Differentialgehäuse 425 zum Formen eines Fremdkörperbehälters 451 breiter angefertigt, in welchem ein in dem Öl enthaltener Fremdkörper zurückgehalten wird, und wodurch verhindert wird, dass sich dieser in dem Gleitlager 453 verfängt.
Die Dichtung 65 ist zwischen dem Transfergehäuse 405 und dem äußeren Gehäuse 411 angeordnet, insbesondere um den Kupplungsabschnitt 12 herum. Die Dichtung 431 ist zwischen dem äußeren Gehäuse 411 und dem Differentialgehäuse 425 angeordnet, insbesondere um den Kupplungsabschnitt 26 herum. Der X-Ring 69 ist zwischen dem Differentialgehäuse 425 und dem linken Seitenzahnrad 27 angeordnet. Für die Dichtungen 65 und 431 werden bevorzugt so genannte Öl-Dichtungen mit in sich geschlossenen ringförmigen Schraubenfedern verwendet. Demgegenüber wird bevorzugt ein gewöhnlicher X-Ring, eine Art von Pressabdichtung, als X-Ring 69 eingesetzt, da das Differentialgehäuse 425 nicht stark relativ zu dem Seitenzahnrad 27 rotieren darf. Der Hohlraum 73 des Seitenzahnrads 27 ist mit einer Kappe 71 als Dichtmittel abgedichtet. Alternativ kann das Seitenzahnrad 27 eine Partition aufweisen, welche in einen einheitlichen Körper gestaltet ist, so dass der Hohlraum geschlossen ist.
Die Dichtung 65, die Dichtung 431 und der X-Ring 69 sind mit Abweichungen voneinander in axialer Richtung angeordnet, d.h. sie sind in axialer Richtung gegeneinander versetzt. Die Dichtung 65 ist im Wesentlichen an dem ersten Ende des Transfergehäuses 405 angeordnet, und die Dichtung 931 ist gegen die Dichtung 65 in Richtung des Innern des Transfergehäuses 405 versetzt. Der X-Ring 69 ist gegen die Dichtung 431 in Richtung des Inneren versetzt, und die Kappe 71 ist gegen den X-Ring 69 nach Innen versetzt. Darüber hinaus sind die Kupplungsabschnitte 12 und 26 und der Kupplungsabschnitt des linken Seitenzahnrads 27 an dem Innenumfang der Dichtung 65, der Dichtung 431 bzw. des X-Rings 69 angeordnet. Dadurch können die Kupplungsabschnitte 12 und 26 und der Kupplungsabschnitt des linken Seitenzahnrads 27 in einer teleskopischen Anordnung angeordnet sein und in dieser Folge in Richtung des Inneren von dem Transfergehäuse 25 zurückweichen.
Die Partitionsstruktur 401 ist mit Ölzirkulationspfaden zum Zirkulieren des Öls innerhalb des Transfergehäuses 405 und des vorderen Differentials 413 bereitgestellt.
Eine Zirkulationsrohrleitung ist in der Wandung von dem Transfergehäuse 405 geformt. Die Zirkulationsrohrleitung ist mit einer Ölauslauföffnung 461, Ölzirkulationsrohren 463, 465, 466 und 467, wobei das eine Ende der Ölzirkulationsröhre 467 mit einer Dichtung 435 abgedichtet ist, und einer Öleinlauföffnung 468 bereitgestellt. Die Ölauslauföffnung 461 ist dem Außenumfang des Kegelrades 37 des äußeren Gehäuses 411 zugewandt, so dass das durch das Kegelrad 37 verspritzte Öl gesammelt wird. Die Öleinlauföffnung 468 ist der näheren Umgebung von der inneren Peripherie des Transfergehäuses 405 zugewandt. Die Ölzirkulationsrohre 463, 465, 466 und 467 durchdringen die Wandung des Transfergehäuses 405 und verbinden die Ölauslauföffnung 461 mit der Öleinlauföffnung 468.
Die Öleinlauföffnung 468 ist mit einem ringförmigen Ölreservoir 470 verbunden, welcher an dem zweiten Ende des Gehäuses 405 gestaltet ist. Das Ölreservoir 470 ist von dem Transfergehäuse 405, der Dichtung 75, dem Außendurchmesser des Gelenks 31, dem axialen Ende des Kupplungsgehäuses 455 und dem Lager 56 umgeben.
Das Ölreservoir 470 ist ferner mit einem Ölflusspfad 469 verbunden, welcher das Kupplungsgehäuse 455 (als ein drittes Drehelement) der Mehrscheibenkupplung 415 durchdringt, und welcher ferner mit einem Zwischenraum zwischen dem Differentialgehäuse 425 und der Achse 9 verbunden ist. Der Innenumfang des Differentialgehäuses 425 weist zum Formen eines Ölflusspfades 481 spiralförmige Nuten auf, und angrenzend dazu ist der Zwischenraum zum Formen eines Ölflusspfades 479 breiter gefertigt. Ein anderer Zwischenraum ist zwischen dem rechten Seitenzahnrad 29 und dem Differentialgehäuse 425 gehalten und formt einen Ölflusspfad 475, welcher den Ölflusspfad 479 und die Gehäuse zum Unterbringen der Ritzel 61 und 63 verbindet.
Die Gehäuse sind räumlich über die Ölflusspfade 105, 107 und 109 mit der Außenseite des äußeren Gehäuses 411 verbunden, ähnlich dem zuvor genannten äußeren Gehäuse 11 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Außenseite des äußeren Gehäuses 411 ist räumlich über einen Ölflusspfad 471 mit dem Raum 91 verbunden.
Die oben beschriebene Zirkulationsrohrleitung, aufweisend die Ölauslauföffnung 461, die Ölzirkulationsrohre 463, 465, 466 und 467, die Öleinlauföffnung 468, das Ölreservoir 470, die Ölflusspfade 469, 481, 479, 475, 105, 107, 109 und 471 bildet einen der Ölzirkulationspfade. Mit Rotation des Kegelrades 37 fließt das in dem Transfergehäuse 405 eingeschlossene Öl auf Grund der Schwerkraft durch die Ölauslauföffnung 461 hindurch in die Ölzirkulationsrohre 463, 465, 466 und 467 hinein und fließt ferner durch die Öleinlauföffnung 468 zu dem Ölreservoir 470.
Die Ölzirkulationspfade weisen ferner Ölgitter 474 und 476 und eine Ölnut 478 auf, welche derart an dem Innenumfang des Transfergehäuses 405 geformt sind, dass sie die nähere Umgebung des Außenumfangs des Kupplungsgehäuses 455 mit dem Ölreservoir 470 verbinden. Bei Rotation des Kupplungsgehäuses 455 wird Öl zu der Ölrinne 474 hin gespritzt. Das Öl wird durch die Ölrinne 474 gesammelt und durch die Ölrinnen 474 und 476 und die Ölnut 478 hindurch zu dem Ölreservoir 470 geleitet.
Dadurch sind die Ölflusspfade derart konfiguriert, dass das durch jedes Element des vorderen Differentials 413 und des Kupplungsgehäuses 455 verspritzte Öl durch sie gesammelt wird und zu dem Ölreservoir 470 hin geleitet wird.
Das durch die obigen Ölzirkulationspfade geschickte bzw. gepumpte Öl fließt in den Ölflusspfad 469 hinein. Von dem Ölflusspfad 469 aus fließt das Öl weiter durch die Ölflusspfade 481 und 479 hindurch und fließt teilweise in das Innere des Differentialgehäuses 425 hinein und erreicht den Innenraum 73 der Seitenzahnräder 27 und 29. Der andere Teil des Öls fließt durch den Ölflusspfad 475 hindurch in die Gehäuse der Ritzel 61 und 63 hinein. Folglich fließt das Öl auf Grund der Zentrifugalkraft von dem Differentialgehäuse 425 aus den Ölflusspfaden 103 und 107 heraus und fließt weiter aus den Ölflusspfaden 105 und 109 heraus. Das Öl fließt teilweise durch den Ölflusspfad 471 hindurch zu dem Raum 91 und fließt teilweise wieder durch die Auslauföffnung 461 hindurch.
Das Transfergehäuse 405 ist ferner mit einem Ölflusspfad 79 entlang der Antriebsritzelwelle 19 bereitgestellt, welcher derart konfiguriert ist, dass er das Öl in bzw. von dem Raum 91 zu einem Raum um die Ritzelwelle 19 herum in der näheren Umgebung der Dichtung 77 hin leitet. Der Ölflusspfad 79 weist ein nach außen hin offenes Durchgangsloch auf, welches während der Bearbeitung gestaltet wird, und das Durchgangsloch ist mit einer Dichtung 433 abgedichtet.
Gemäß der Partitionsstruktur 401 der vierten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Dichtelemente der Dichtungen 65 und 431 und des X-Rings 69 verhindert, dass das Öl in bzw. aus dem Gehäuse 405 mit dem auf der Seite des zentralen Differentials vorhandenen Getriebeöl vermischt wird, und sind die Dichtelemente derart angeordnet, dass sie zusammen um das erste Ende des Transfergehäuses 405 herumkommen, d.h. dieses abdichten. Dadurch kann ein großer Innenraum in dem Transfergehäuse 405 sichergestellt werden und folglich ein ausreichender Betrag von Spezialöl dort hinein gefüllt werden. Dies führt zu einem Anstieg der Lebensdauer und realisiert ein geschlossenes Ölzirkulationssystem in dem Transfergehäuse 405.
Darüber hinaus stellt die Partitionsstruktur 401 eine räumliche Trennbarkeit der Kraftübertragungsvorrichtung bereit, so dass die Transfervorrichtung 403 einschließlich des vorderen Differentials getrennt und unabhängig von dem Getriebe einschließlich des zentralen Differentials ausgelegt werden kann.
Die in der Transfervorrichtung 403 enthaltenen kämmenden Abschnitte der Zahnräder können wirksam durch das zirkulierende Öl geschmiert werden, da die Ölzirkulationspfade derart gesichert. sind, dass sie all die kämmenden Abschnitte enthalten, bzw. diese mit Öl versorgen.
Ferner weisen die Ölzirkulationspfade gemäß der Partitionsstruktur 401 der vierten Ausführungsform der Erfindung jeweils eine Zentrifugalpumpfunktion auf, wodurch das Öl gesammelt und zu den erforderlichen Punkten hin geleitet wird.
Der Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2004-138469 (eingereicht am 7 Mai 2004) ist unter Bezug auf ihre Gesamtheit hierin aufgenommen.

Claims

Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) einer Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) aufweist: ein zweites Differential (13, 305, 413), welches mit einem externen, ersten Differential, welches ein Schmierfluid aufweist, derart gekuppelt ist, dass es eine von dem ersten Differential zugeführte Eingangsantriebskraft aufnimmt, ein Gehäuse (5, 405) mit einem ersten Ende, welches dem ersten Differential zugewandt ist, einem zweiten Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, und einer Wandung, welche das Gehäuse (5, 405) ausbildet, wobei das Gehäuse (5, 405) das zweite Differential (13, 305, 413) drehbar aufnimmt und ein Öl zum Schmieren des zweiten Differentials (13, 305, 413) aufnimmt, ein erstes Drehelement (11, 313, 411), welches mit einem externen, ersten Ausgangszahnrad des ersten Differentials gekuppelt ist, ein zweites Drehelement (25, 307, 425), welches ein externes, zweites Ausgangszahnrad des ersten Differentials mit einem Eingangselement des zweiten Differentials (13, 305, 413) kuppelt, wobei das zweite Drehelement (25, 307, 425) koaxial im Innern des ersten Drehelements (11, 313, 411) angeordnet ist, ein Ausgangselement (27, 29, 309, 311) für die Ausgabe des zweiten Differentials (13, 305, 413), wobei das Ausgangselement (27, 29, 309, 311) koaxial im Innern des zweiten Drehelements (25, 307, 425) angeordnet ist, und Dichtelemente (65, 67, 69), welche an dem ersten Ende des Gehäuses (5, 405) angebracht sind, wobei die Dichtelemente (65, 67, 69) eine erste Dichtung (65), welche zwischen dem Gehäuse (5, 405) und dem ersten Drehelement (11, 313, 411) angeordnet ist, eine zweite Dichtung (67), welche zwischen dem ersten Drehelement (11, 313, 411) und dem zweiten Drehelement (25, 307,425) angeordnet ist, und eine dritte Dichtung (69), welche zwischen dem zweiten Drehelement (25, 307, 425) und dem Ausgangselement (27, 309) angeordnet ist, aufweisen, wodurch ein Mischen des Öls in dem Gehäuse (5, 405) mit dem Schmierfluid des ersten Differentials verhindert wird.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei das Ausgangselement (27, 309) einen Hohlraum (73, 315) und eine Kappe (71), welche den Hohlraum (73, 315) abdichtet, aufweist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei das erste Drehelement (11, 313, 411), das zweite Drehelement (25, 307, 425) und das Ausgangselement (27, 309) einen ersten Kupplungsabschnitt (12), einen zweiten Kupplungsabschnitt (26) bzw. einen dritten Kupplungsabschnitt aufweisen, und wobei der erste Kupplungsabschnitt (12), der zweite Kupplungsabschnitt (26) und der dritte Kupplungsabschnitt an dem Innenumfang der ersten Dichtung (65), der zweiten Dichtung (67) bzw. der dritten Dichtung (69) angeordnet sind.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei die erste Dichtung (65), die zweite Dichtung (67) und die dritte Dichtung (69) in einem Axialabstand voneinander angeordnet sind.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei dies zweite Dichtung (67) gegen die erste Dichtung (65) in Dichtung des Inneren von dem Gehäuse (5, 405) versetzt angeordnet ist, und wobei die dritte Dichtung (69) gegen die zweite Dichtung (67) in Richtung des Inneren von dem Gehäuse (5, 405) versetzt angeordnet ist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei die erste Dichtung (65) und die zweite Dichtung (67) Öl-Dichtungen sind und die dritte Dichtung (69) eine Pressdichtung ist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 6, wobei die Pressdichtung ein X-Ring (69) ist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Ölzirkulationspfad zum Zirkulieren des Öls innerhalb des Gehäuses (5, 405) und des zweiten Differentials (13, 305, 413).
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 8, wobei der Ölzirkulationspfad einen Raum innerhalb des Gehäuses (5, 405), einen Zwischenraum, welcher radial innerhalb des zweiten Differentials (13, 305, 413) gehalten ist, und einen Öldurchgang, welcher das zweite Differential (13, 305, 413) und den Raum verbindet, aufweist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 8, wobei der Ölzirkulationspfad ferner eine Ölrinne aufweist, welche an dem Innenumfang des Gehäuses (5, 405) gestaltet ist, wobei die Ölrinne derart konfiguriert ist, dass sie das durch das erste Drehelement (11, 313, 411) oder das zweite Drehelement (25, 307, 425) verspritzte Öl sammelt.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 8, wobei der Ölzirkulationspfad ferner eine Zirkulationsrohrleitung aufweist, welche in der Wandung des Gehäuses (5, 405) geformt ist, wobei die Zirkulationsrohrleitung derart konfiguriert ist, dass sie das durch das erste Drehelement (11, 313, 411) oder das zweite Drehelement (25, 307, 425) verspritzte Öl sammelt und mit der inneren Peripherie des zweiten Endes des Gehäuses (5, 405) verbunden ist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 8, ferner aufweisend ein drittes Drehelement (55, 455), wobei der Ölzirkulationspfad eine Ölrinne aufweist, welche an dem Innenumfang des Gehäuses (5, 405) geformt ist, wobei die Ölrinne derart konfiguriert ist, dass sie das durch jedes des ersten Drehelements (11, 313, 411), des zweiten Drehelements (25, 307, 425) und des dritten Drehelements (55, 455) verspritzte Öl sammelt.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 12, wobei der Ölzirkulationspfad ferner eine Zirkulationsrohrleitung aufweist, welche in der Wandung des Gehäuses (5, 405) geformt ist, wobei die Zirkulationsrohrleitung derart konfiguriert ist, dass sie das durch jedes des ersten Drehelements (11, 313, 411), des zweiten Drehelements (25, 307, 425) und des dritten Drehelements (55, 455) verspritzte Öl sammelt, und mit der inneren Peripherie des zweiten Endes des Gehäuses (5, 405) verbunden ist.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Ölzirkulationspfad zum Zirkulieren des Öls innerhalb des Gehäuses (5, 405) und des zweiten Differentials (13, 305, 413).
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Ölrinne, welche an dem Innenumfang des Gehäuses (5, 405) geformt ist, wobei die Ölrinne derart konfiguriert ist, dass sie das von dem zweiten Differential (13, 305, 413) verspritzte Öl sammelt.
Partitionsstruktur (1, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Zirkulationsrohrleitung, welche in der Wandung des Gehäuses (5, 405) geformt ist, wobei die Zirkulationsrohrleitung derart konfiguriert ist, dass sie das von dem zweiten Differential (13, 305, 413) verspritzte Öl sammelt.