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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Axialeinstellung wenigstens
eines Lamellenschaltelementes nach der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher
definierten Art.
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Eine
derartige Einrichtung zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes
ist beispielsweise aus der
EP
0 340 451 A2 bekannt. Darin ist eine Einrichtung zur Axialeinstellung
beschrieben, welche mittels eines selektiv betätigbaren Drehantriebs über einen
Druckring eine Reibanordnung betätigt.
Hierzu ist ein von einem Elektromotor über ein Ritzel antreibbarer
Stellring vorgesehen, welcher eine Axialverstellung des Druckrings
bewirkt.
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Der
Druckring ist selbst undrehbar gegenüber einem Gehäuse angeordnet.
An den einander zugewandten Stirnflächen des Druckrings und des Stellrings
sind Steuerkurven bzw. Steuerprofile vorgesehen, welche eine nichtlineare Änderungsrate der
auf den Druckring wirksamen Axialkomponente über den Verdrehwinkel des Stellrings
aufweisen, und welche zwischen dem Druckring und dem Stellring in
abstützender,
den Druckring bei Verdrehung des Stellrings verschiebender Wirkverbindung
stehen. Dabei wird u. a. vorgeschlagen, die Steuerkurven als sich
in dem Stellring und dem Druckring befindliche Nuten auszuführen, wobei
der Stellring mit dem Druckring mittels Kugeln zusammenwirkt, welche
sich in den korrespondierend zueinander angeordneten Nuten des Stellrings
und des Druckrings befinden.
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Die
Steuerkurve weist dabei eine nicht-lineare Änderungsrate auf, wodurch in
einer ersten Phase der Betätigung
der Reibanordnung ein steiler Anstieg der wirksamen Axialkomponenten
zur Überwindung des
Spiels von Lamellen der Reibanordnung eine starke Spreizungsrate
zwischen dem Stellring und dem Druckring bewirkt. Der Anstieg der
Axialkomponente fällt
danach progres siv ab, bis der gewünschte Anstieg für den Arbeitsbereich
der Sperrwirkung erreicht wird und dann bis zum Ende der Bahn konstant bleibt.
Für die Änderungsrate
wird bei Kugelrillen ein Anfangswinkelbereich von 6° bis 9° und ein
Auslaufwinkel von 1° bis
1,5° als
angemessen vorgeschlagen, wobei der Auslaufwinkel bis zum Ende der
Bahn konstant bleibt.
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Bei
einer derartig gewählten Änderungsrate ist
die Dauer zur Überwindung
des Lüftspiels
klein. Da die Steigungen der vorgesehenen Kugelrillen sehr geringe
Werte annehmen, ist der axiale Einstellweg zur Betätigung der
Lamellen der Reibanordnung nachteilhafterweise gering.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes der eingangs
genannten Art derart zu gestalten, dass eine schnelle und sichere
Betätigung
des Lamellenschaltelementes sichergestellt ist und auf einfache
Weise zu steuern ist.
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Erfndungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Es
ist mithin eine Einrichtung zur Axialeinstellung wenigstens eines
Lamellenschaltelementes mit einem Schwenkrad und einer hieran angrenzenden
Kugelrampenscheibe vorgesehen, wobei das Schwenkrad axialfest und
drehbar und die Kugelrampenscheibe drehfest und axial verschiebbar
gelagert ist, und wobei das Schwenkrad mit der Kugelrampenscheibe
mittels Wälzkörpern zusammenwirkt,
welche in tiefenvariierenden Nuten des Schwenkrades und in damit
korrespondierenden Nuten der Kugelrampenscheibe angeordnet sind,
wobei die Nuten über ihrem
Verlauf eine variable Steigung aufweisen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Nuten ausgehend von einer Anfangsposition der Wälzkörper bei
geöffnetem
Zustand des Lamellenschaltelementes in einer ersten Bewegungsrichtung
des Schwenkrades eine Anfangssteigung zwischen 10° und 25° in einem
Lüftspielbereich
des Lamellenschaltelements und eine Steigung von wenigstens 1,3° bis 1,7°, in einem
Arbeitsbereich des Lamellenschaltelements aufweisen.
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Mittels
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Einrichtung zur Axialeinstellung kann bereits durch eine geringe
Verdrehung des Schwenkrades das Lüftspiel des Lamellenschaltelementes,
welches eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse sein kann, überwunden
werden, wodurch vorteilhafterweise sehr kurze Betätigungszeiten
des Lamellenschaltelements erzielt werden können und eine optimale Kombination
aus Stellkraft und Stellzeit erreicht wird.
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Werden
die Steigung im Lüftspielbereich
und die Steigung im Arbeitsbereich als konstante Steigungen, d.
h. als kontinuierliche Steigungen ohne Krümmungsradius, ausgebildet,
welche mittels eines Radius ineinander übergehen, so ist eine sehr
einfache Steuerkurve des Ansteuermechanismus des Lamellenschaltelementes
ausgebildet.
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Abweichend
hiervon kann es aber ebenfalls vorgesehen sein, dass die Steigung
des Arbeitsbereichs und des Lüftspielbereichs
als eine kontinuierlich veränderliche
Steigung realisiert ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die
Nuten in einem an den Lüftspielbereich
in einer zweiten Bewegungsrichtung des Schwenkrades, welche der
ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, angrenzenden Bereich eine
Steigung von wenigstens annähernd
Null aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Einrichtung
zur Axialeinstellung zur Betätigung
zweier Lamellenschaltelemente vorgesehen sein, wobei die erste Bewegungsrichtung
eine ein erstes Lamellenschaltelement schließende und eine ein zweites Lamellenschaltelement öffnende
Drehbewegungsrichtung des Schwenkrades und die zweite Bewegungsrichtung
eine das erste Lamellenschaltelement öffnende und eine das zweite
Lamellenschaltelement schließende
Drehbewegungsrichtung des Schwenkrades darstellt.
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Es
bietet sich dabei die Verwendung eines einzigen Motors zur Ansteuerung
von zwei Kugelrampenscheiben an, wobei bei einem Schließen des einen
Lamellenschaltelementes das andere Lamellenschaltelement nicht noch
weiter geöffnet
wird, wenn die Kugelrampenscheibe des anderen, nicht betätigten Lamellenschaltelementes
mit einem Bereich mit einer Steigung von 0 mm pro Umdrehung ausgebildet
wird. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise Stellweg und Bauraum
eingespart.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugelrampenscheibe
und/oder eine andererseits die Verschiebbarkeit der Lamellen begrenzende Abstützscheibe
an ihrer den Lamellen zugewandten Fläche mit einem mit den Lamellen
zusammenwirkenden Reibbelag ausgebildet. Damit können gegenüber herkömmlichen Lösungen Bauteile der Einrichtung
zur Axialeinstellung eingespart werden, wodurch zum einen Kosten
eingespart werden, zum anderen aber auch der quer zur Betätigungsrichtung der
Lamellenbremse verlaufende Bauraum verkürzt wird und somit das Package
optimiert wird.
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Insbesondere
vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Kugelrampenscheibe mit einem
Sinterwerkstoff, womit die Bearbeitung der Kugelrampenscheibe auf
bestimmte lokale Bereiche beschränkt
werden kann. Die Herstellungskosten für die Kugelrampenscheibe fallen
dabei in vorteilhafter Weise gering aus.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und zwei unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigt:
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1 eine
bereichsweise schematische Schnittdarstellung einer Hinterachsgetriebeeinheit
eines Kraftfahrzeugs mit einer von einem Elektro-Motor betätigbaren
Einrichtung zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes;
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2 eine
ausschnittsweise schematische Querschnittsskizze einer Nut einer
Kugelrampenscheibe der Einrichtung zur Axialeinstellung und einer
Nut eines Schwenkrades der Einrichtung zur Axialeinstellung der 1,
wobei eine an der Kugelrampenscheibe geführte Kugel in einer Ausgangsstellung
bei geöffnetem
Zustand des Lamellenschaltelementes gezeigt ist;
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3 eine
der 2 entsprechende Darstellung der Einrichtung zur
Axialeinstellung, wobei die Kugel in einem Übergangszustand zwischen einem
Ende eines Lüftspieles
und einem Anfang eines Arbeitsbereiches des Lamellenschaltelementes
gezeigt ist;
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4 eine
der 2 und 3 entsprechende Darstellung
der Einrichtung zur Axialeinstellung, wobei die Kugel in einem Zustand
des Lamellenschaltelementes in dem Arbeitsbereich gezeigt ist;
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5 eine
bereichsweise schematische Schnittdarstellung einer alternativen
Hinterachsgetriebeeinheit mit zwei von einem Elektro-Motor betätigbaren
Einrichtungen zur Axialeinstellung; und
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6 eine
ausschnittsweise schematische Querschnittsskizze der Nut einer Kugelrampenscheibe
und der Nut des Schwenkrades der Einrichtungen zur Axialeinstellung
der 5, wobei die Kugel in einer Neutralposition dargestellt
ist.
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In 1 ist
ein Bereich einer Getriebeeinheit 1 gezeigt, welche ein
von einer nur schematisch dargestellten Antriebsmaschine bzw. Brennkraftmaschine 10 bereitgestelltes, über eine
Antriebswelle 2 übertragenes
Antriebsmoment auf eine erste Abtriebswelle 3 und eine
hierzu koaxial und bezüglich der
Antriebswelle 2 symmetrisch angeordnete zweite Abtriebswelle 5 verteilt.
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Die
Getriebeeinheit 1 ist zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen
und ist in der gezeigten Ausführung
als Hinterachsgetriebeeinheit ausgebildet, wobei jedoch auch denkbar
ist, dass eine im Wesentlichen analog aufgebaute Getriebeeinheit
als Vorderachsgetriebeeinheit eingesetzt wird. Ebenfalls denkbar
ist ein Einsatz der vorliegenden Getriebeeinheit sowohl als Vorderachsgetriebeeinheit
als auch als Hinterachsgetriebeeinheit, beispielsweise bei einem
allradgetriebenen Kraftfahrzeug.
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Die
Abtriebswellen 3 bzw. 5, welche um eine gemeinsame
Längsachse
X drehbar gelagert sind, sind an ihren freien Enden jeweils mit
einem nicht näher
dargestellten Fahrzeugrad verbunden, wobei sich im Einbauzustand
der Hinterachsgetriebeeinheit 1 ein Fahrzeugrad bezüglich der
ersten Abtriebswelle 3 auf einer in Fahrzeugfrontrichtung
betrachtet linken Getriebeseite 7 und ein Fahrzeugrad bezüglich der zweiten
Abtriebswelle 5 auf einer rechten Getriebeseite 9 befindet.
Die Hinterachsgetriebeeinheit 1 beinhaltet ein Getriebegehäuse 11,
welches mit einem im Wesentlichen die Antriebswelle 2 umgebenden vorderen
Getriebegehäuseteil 12 mit
einem der linken Getriebeseite 7 zugeordneten seitlichen
Getriebegehäuseteil 13,
aus dem die erste Abtriebswelle 3 seitlich herausragt,
und mit einem nicht näher
dargestellten der rechten Getriebeseite 9 zugeordneten seitlichen
Getriebegehäuseteil,
aus dem die zweite Abtriebswelle 5 seitlich herausragt,
ausgebildet ist.
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Die
Hinterachsgetriebeeinheit 1 verteilt das von der Antriebswelle 2 übertragene
Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen 3 und 5 und
kann dabei auch eine ungleiche Momentenverteilung auf die beiden
Abtriebswellen 3 und 5 bewirken und somit aktiv
die Fahreigenschaften verbessern. Dabei wird das Antriebsmoment
von der Antriebswelle 2 in eine Differenzialeinheit 15 eingeleitet,
welche mit einem Differenzial 17 und einem Differenzialkorb 19 ausgebildet
und mit einer Vorrichtung 14 zur Beeinflussung des Antriebsmoments
auf die Abtriebswellen 3 und 5 verbunden ist.
Zur Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle 2 und dem
Differentialkorb 19 steht ein fest mit der Antriebswelle 2 verbundenes Antriebsritzel 21 mit
einem fest mit dem Differenzialkorb 19 verbundenen Tellerrad 23 in
Eingriff, wobei der Differenzialkorb 19 drehbar um die
Längsachse
X gelagert ist und sich in dem Getriebegehäuse 11 abstützt.
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Das
Differenzial 17 ist in an sich bekannter Bauweise mit zwei
mit der jeweiligen Abtriebswelle 3 bzw. 5 verbundenen
abtriebsseitigen Kegelrädern 25 und 27 und
mit zwei mit den beiden Kegelrädern 25 und 27 kämmenden
antriebsseitigen Kegelrädern 29 und 31 ausgebildet.
Die beiden antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 sind
verdrehbar auf einem Bolzen 33 angeordnet, welcher in dem
Differenzialkorb 19 bezüglich
einer Drehung um die Längsachse
X festgelegt ist.
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Die 1 zeigt
zwei Ausführungsbeispiele der
antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 und
der damit zusammenwirkenden abtriebsseitigen Kegelräder 25 und 27,
welche jeweils miteinander in Eingriff stehen, wobei der Fachmann
entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall eine Alternative auswählen kann.
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Wird
von der Brennkraftmaschine 10 ein Antriebsmoment über die
Antriebswelle 2 übertragen, so
wird dieses über
das Antriebsritzel 21 auf das Tellerrad 23 und
den fest damit verbundenen Differenzialkorb 19 übertragen.
Mittels des mit dem Differenzialkorb 19 verbundenen Bolzens 33 des
Differenzials 17 wird das Antriebsmoment auf die antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 des
Differenzials 17 übertragen,
welche das Antriebsmoment wiederum auf die abtriebsseitigen Kegelräder 25 und 27 des
Differenzials 17 leiten und somit die Abtriebswellen 3 und 5 antreiben.
Liegt keine Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 3 und 5 vor,
so drehen sich die antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 mit
dem Bolzen 33 ausschließlich um die Längsachse
X. Sollte eine Abtriebswelle im Einbauzustand beispielsweise aufgrund
der sich bei einer Kurvenfahrt unterschiedlich schnell drehenden
Fahrzeugräder
schneller rotieren als die andere, dann drehen sich die antriebsseitigen
Kegel räder 29 und 31 zum
Ausgleich der Drehzahldifferenz um den Bolzen 33, wobei
der Bolzen 33 weiterhin das Antriebsmoment über seine Drehung
um die Längsachse
X auf die beiden Abtriebswellen 3, 5 weiterleitet.
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Neben
einem Ausgleich einer unterschiedlichen Drehzahl der beiden Abtriebswellen 3 und 5 kann
mit der Hinterachsgetriebeeinheit 1 eine unterschiedliche
Momentenaufteilung auf die beiden Abtriebswellen 3 und 5 erreicht
werden. Dazu ist die Vorrichtung 14 zur Beeinflussung des
Antriebsmoments auf die Abtriebswellen 3 bzw. 5 mit
zwei symmetrisch zu der Getriebemittelachse Y angeordneten baugleichen
Torque-Vectoring-Einheiten ausgebildet, wobei von den zwei Torque-Vectoring-Einheiten in 1 nur
die der linken Getriebeseite 7 zugeordnete Torque-Vectoring-Einheit 35 dargestellt
ist, welche im Folgenden beschrieben wird. Die Torque-Vectoring-Einheiten
sind in dem Getriebegehäuse 11 angeordnet
und werden vorliegend von jeweils einem zugeordneten, zuschaltbaren
Elektro-Motor 37 stufenlos eingestellt und betätigt.
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Wie
bei der dargestellten Torque-Vectoring-Einheit 35 zu sehen
ist, weist diese einen als Übersetzungsstufe 39 ausgebildeten
Planetensatz ohne Hohlrad und eine von dem Elektro-Motor 37 betätigbare
Bremsvorrichtung 51 auf, wobei die Übersetzungsstufe 39 mit
zwei Sonnenrädern 61 und 63 ausgebildet
ist, wovon ein erstes Sonnenrad 61 fest mit dem Differenzialkorb 19 und
wovon ein zweites Sonnenrad 63 fest mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist.
Die Sonnenräder 61 und 63 wirken
mit vorliegend drei drehend auf einem Planetenträger 65 gelagerten Planeten
zusammen, von denen zwei Planeten 69 und 71 ersichtlich
sind, und welche eine durchgängige
Verzahnung 73 aufweisen.
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Die
Bremsvorrichtung 51 weist ein als Lamellenbremse 77 ausgebildetes
Lamellenschaltelement auf. Die bezüglich ihrer Übertragungsfähigkeit
stufenlos einstellbare Lamellenbremse 77 weist als Lamellen
an dem Planetenträger 65 angeordnete
Innenlamellen 75 auf, welche mit in dem Getriebegehäuse 11 festgelegten
Außenlamellen 79 durch
ihre axiale Verstellbarkeit derart zusam menwirken, dass sie in einen
Reibkontakt oder aus einem Reibkontakt bringbar sind. Der Elektro-Motor 37 betätigt die Bremsvorrichtung 51 vorliegend über ein
von seiner Antriebswelle 83 angetriebenes, getriebegehäusefest
gelagertes Zwischenrad 85, welches mit der Antriebswelle 83 des
Elektro-Motors 37 in Eingriff steht und eine Einrichtung 87 zur
Axialeinstellung der Lamellenbremse 77 betätigt. Die
Einrichtung 87 zur Axialeinstellung der Lamellenbremse 77 ist
mit einem Schwenkrad 89, welches mit dem Zwischenrad 85 in Eingriff
steht und wie das Zwischenrad 85 auf der der Getriebemittelachse
Y abgewandten Seite der Lamellenbremse 77 angeordnet ist,
und einer zwischen dem Schwenkrad 89 und der Lamellenbremse 77 angeordneten
Kugelrampenscheibe 91 aufgebaut.
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In
einem offenen Zustand der Lamellenbremse 77 läuft die Übersetzungsstufe 39 ohne
Momentenübertragung
um die Längsachse
X um. Wird über den
Elektro-Motor 37 eine Reibverbindung in der Lamellenbremse 77 ausgelöst, so wird
aus dem Antriebsmoment ein auf die jeweilige Abtriebswelle 3 bzw. 5 wirkendes
Torque-Vectoring-Moment erzeugt. Dies geschieht durch eine Abstützung des
Planetenträgers 65 über die
Bremsvorrichtung 51 in dem Getriebegehäuse 11. Es wird somit
eine Momentenübertragung
von der Antriebswelle 2 über den Differenzialkorb 19 und
von dort mittels des Planetenträgers 65 von
dem ersten Sonnenrad 61 auf das jeweilige mit der Abtriebswelle 3 bzw. 5 verbundene
zweite Sonnenrad 63 erzeugt, mittels welcher eine unterschiedliche
Momentenverteilung auf die erste Abtriebswelle 3 und die
zweite Abtriebswelle 5 erreicht werden kann.
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Zur
Betätigung
der Lamellenbremse 77 weisen die drehfest und axialverschieblich
in dem Getriebegehäuse 11 gelagerte
Kugelrampenscheibe 91 und das Schwenkrad 89 um
die erste Abtriebswelle 3 der Einrichtung 87 zur
Axialeinstellung über
ihren Radius verteilt drei in ihrer Tiefe variierende Nuten 93 auf.
In mit den Nuten 93 der Kugelrampenscheibe 91 korrespondierenden,
ebenfalls in ihrer Tiefe variierende Nuten 95 des Schwenkrades 89 befin den
sich drei als Kugeln 97 ausgebildete Wälzkörper, über welche bei einem durch
den Elektro-Motor 37 gesteuerten Verdrehen des Schwenkrades 89 eine
Axialbewegung der Kugelrampenscheibe 91 resultiert, so dass
die gehäusefesten
Außenlamellen 79 nach Überwindung
eines Lüftspieles
der Lamellenbremse 77 mit den Innenlamellen 75 der
Lamellenbremse 77 eine Reibverbindung eingehen.
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Da
bei Verwendung einer Kugelrampenscheibe 91 mit konstantem
Teilkreisdurchmesser der Kugelbahn der maximale verfügbare Verdrehwinkel bei
360° dividiert
durch die Anzahl der Kugeln 97 liegt, kann bei einer Ausführung mit
drei Kugeln 97 der maximale Verdrehwinkel der Kugelrampenscheibe 91 realisiert
werden. Weiterhin ist durch die Verwendung von nur drei Kugeln 97 der
Traganteil pro Kugel maximal, wobei die Traglast im Verhältnis zur Kugelanzahl
aufgrund von Fertigungstoleranzen durch weitere Kugeln nicht erhöht werden
kann. Ein maximaler Verdrehwinkel des Schwenkrades 89 weist
somit aufgrund der vorliegend mit drei Kugeln 97 ausgebildeten
Einrichtung 87 zur Axialeinstellung einen Wert von etwa
120° auf.
Es besteht aber auch die Möglichkeit,
mehr Kugeln zu verwenden.
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Die
Nuten 93 der Kugelrampenscheibe 91, welche vorliegend
ein Bauteil aus Sinterwerkstoff darstellt, sowie die Nuten 95 des
Schwenkrades 89 sind in der 2 in einem
Querschnitt gezeigt und weisen ausgehend von einer in dieser Figur
gezeigten Startposition, in welcher die Kugelrampenscheibe 91 und
das Schwenkrad 89 einen minimalen axialen Abstand zueinander
aufweisen, über
einen Umfangbereich, welcher einem axialen, einem Lüftspielbereich 130 des
Lamellenschaltelementes 77 zugeordneten Stellweg S1 zugeordnet
ist, eine konstante große
Steigung und über
einen anschließenden
Umfangsbereich, welcher einem Stellweg S2 eines Arbeitsbereichs 132 mit
einem Aufbau eines Kupplungsmomentes zugeordnet ist, eine konstante
kleine Steigung auf. Die Kugelbahnabschnitte des Lüftspielbereichs 130 und
des Arbeitsbereichs 132 sind dabei über einen Radius 134 miteinander
verbunden.
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Wie
auch den 3 und 4 zu entnehmen
ist, welche die Kugel 97 in weiteren Stadien bei einer
Verdrehung des Schwenkrades 89 in eine erste Bewegungsrichtung
I, welche einer die Lamellenbremse 77 schließende Drehbewegung
darstellt, zeigt, nimmt in dem Lüftspielbereich 130 die
Steigung einen Wert zwischen 10° und
25° ein.
Dadurch kann vorteilhafterweise bereits durch eine sehr kleine Verdrehung
des Schwenkrades 89 das Lüftspiel der Lamellenbremse 77 überwunden
werden. Der Arbeitsbereich 132 weist dagegen eine relativ
geringe Steigung mit 1,4° bis
1,7° auf,
wodurch die axiale Einstellung der Lamellenbremse 77 sehr
genau vorgenommen werden kann und an dem Elektro-Motor 37 nur ein
geringes Moment zum Aufbau eines Kupplungsmomentes anliegt. Zudem
kann das Lüftspiel
der Lamellenbremse 77 bei einer gegebenen maximalen Drehzahl
des Elektro-Motors 37 schnell durchlaufen werden und im
Arbeitsbereich 132 eine hohe Stellgenauigkeit bei einer
hohen Anzahl von Umdrehungen des Elektro-Motors erzielt werden.
Eine hohe Anzahl von Umdrehungen des Elektro-Motors 37 resultiert
dabei in einer guten Positionsregelung, welche zweckmäßigerweise
mit einem nicht näher
dargestellten Sensor ausgebildet ist.
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Die
Steigung in den verschiedenen Bereichen 130, 132 kann
je nach der geforderten Auflösung
derart gewählt
werden, dass eine optimale Wegauflösung am Elektro-Motor 37 erreicht
wird und dass die Nichtlinearität
von Reibbelägen
der Lamellen 75, 79 der Lamellenbremse 77 kompensiert
wird, wobei die Steigung bei steiferem Reibbelag flacher ausgebildet
wird.
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In
besonders Bauraum sparender Weise sind vorliegend die Kugelrampenscheibe 91 und
eine gegenüberliegende
Abstützscheibe
des Lamellenschaltelementes 77 mit einem Reibbelag versehen, womit
diese Elemente als Endlamellen des Lamellenschaltelementes 77 dienen.
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In 5 ist
eine weitestgehend der Hinterachsgetriebeeinheit der 1 entsprechende
Hinterachsgetriebeeinheit 1 gezeigt, welche im Unterschied
zu der Hinterachsgetriebeeinheit der 1 nur einen
einzigen Elektro-Motor 37' zur
Ansteuerung der sowohl der Torque-Vectoring-Einheit 35' der in Fahrzeugfrontrichtung
linken Getriebeseite 7 als auch der Torque-Vectoring-Einheit 36 der
in Fahrzeugfrontrichtung rechten Getriebeseite 9 zugeordneten
Einrichtung 87' zur
Axialeinstellung aufweist.
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Der
Elektro-Motor 37' steht
mit einer Verbindungswelle 105 in Eingriff, welche wiederum
mittels jeweils eines Zwischenrades 85', 86 mit jeweils einem
einer Abtriebswelle 3 bzw. 5 zugeordneten Schwenkrad 89' bzw. 90 der
Einrichtung 87' zur
Axialeinstellung zusammenwirkt.
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Die 6 zeigt
exemplarisch die Ausbildung der Nuten 93' der Kugelrampenscheibe 91' und des Schwenkrades 89' an der ersten
Abtriebswelle 3, wobei die Kugelrampenscheibe 92 und
das Schwenkrad 90 an der zweiten Abtriebswelle 5 im
Wesentlichen baugleich ausgebildet sind. Gegenüber der Ausführung nach
den 2 bis 4 weisen die Nuten 93', 95' ausgehend von
einer Anfangsposition der Kugeln 97 bei geöffneter
Lamellenbremse 77' einen
Bereich ohne Steigung auf, welcher sich bezüglich der Kugeln 97 in
einem dem Lüftspielbereich 130' gegenüberliegendem
Bereich befindet.
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Der
Elektro-Motor 37' betätigt bei
einer Drehung seiner Antriebswelle 83' in eine Richtung beispielsweise
die der linken Getriebeseite 7 zugeordnete Lamellenbremse 77' in die erste
Bewegungsrichtung I und bei einer Drehung seiner Antriebswelle 83' in die andere
Richtung die der rechten Getriebeseite 9 zugeordnete Lamellenbremse 77B durch
Verdrehung des Schwenkrades 90 in eine entgegengesetzte
Bewegungsrichtung II.
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Durch
eine solche Ausbildung der Nuten 93', 95' der Kugelrampenscheibe 91' und des Schwenkrades 89' wird bei einem
Schließen
der der jeweiligen anderen Getriebeseite 7 bzw. 9 zugeordneten
Lamellenbremse 77' bzw. 77B die
Kugelrampenscheibe 91' und
das Schwenkrad 89' nur
gegeneinander verdreht, ohne dass daraus ein Stellweg an der Lamellenbremse 77' bzw. 77B resultiert.
Dadurch kann in vorteilhafter Weise Bauraum eingespart werden.
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- 1
- Hinterachsgetriebeeinheit
- 2
- Antriebswelle
- 3
- erste
Abtriebswelle
- 5
- zweite
Abtriebswelle
- 7
- linke
Getriebeseite
- 9
- rechte
Getriebeseite
- 10
- Brennkraftmaschine
- 11
- Getriebegehäuse
- 12
- vorderer
Getriebegehäuseteil
- 13
- seitlicher
Getriebegehäuseteil
- 14
- Vorrichtung
zur Beeinflussung des Antriebsmoments auf die Abtriebswellen
- 15
- Differenzialeinheit
- 17
- Differenzial
- 19
- Differenzialkorb
- 21
- Antriebsritzel
- 23
- Tellerrad
- 25
- abtriebsseitiges
Kegelrad
- 27
- abtriebsseitiges
Kegelrad
- 29
- antriebsseitiges
Kegelrad
- 31
- antriebsseitiges
Kegelrad
- 33
- Bolzen
- 35
- Torque-Vectoring-Einheit
- 35'
- Torque-Vectoring-Einheit
- 36
- Torque-Vectoring-Einheit
- 37
- Elektro-Motor
- 37'
- Elektro-Motor
- 39
- Übersetzungsstufe
- 51
- Bremsvorrichtung
- 61
- erstes
Sonnenrad
- 63
- zweites
Sonnenrad
- 65
- Planetenträger
- 69
- Planet
- 71
- Planet
- 73
- Verzahnung
Planet
- 75
- Innenlamellen
- 77
- Lamellenbremse
der Torque-Vectoring-Einheit
- 77'
- Lamellenbremse
der Torque-Vectoring-Einheit
- 77B
- Lamellenbremse
der Torque-Vectoring-Einheit
- 79
- Außenlamellen
- 83
- Antriebswelle
Elektro-Motor
- 83'
- Antriebswelle
Elektro-Motor
- 85
- Zwischenrad
- 85'
- Zwischenrad
- 86
- Zwischenrad
- 87
- Einrichtung
zur Axialeinstellung
- 87'
- Einrichtung
zur Axialeinstellung
- 88
- Einrichtung
zur Axialeinstellung
- 89
- Schwenkrad
- 89'
- linkes
Schwenkrad
- 90
- rechtes
Schwenkrad
- 91
- Kugelrampenscheibe
- 91'
- Kugelrampenscheibe
- 92
- Kugelrampenscheibe
- 93
- Nuten
der Kugelrampenscheibe
- 93'
- Nuten
der Kugelrampenscheibe
- 95
- Nuten
des Schwenkrades
- 95'
- Nuten
des Schwenkrades
- 97
- Kugeln
- 105
- Verbindungswelle
- 130
- Lüftspielbereich
- 132
- Arbeitsbereich
- 134
- Radius
- 136
- Bereich
ohne Steigung
- I
- erste
Bewegungsrichtung
- II
- zweite
Bewegungsrichtung
- S1
- Stellweg
- S2
- Stellweg
- X
- Längsachse
- Y
- Getriebemittelachse