DE102012022636B4 - Cross differential with electromechanical friction clutch for locking - Google Patents

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Abstract

Querdifferential (24) für ein Kraftfahrzeug, das eine Antriebseinheit (16) zum Antreiben von zwei Antriebsrädern (14) aufweist, wobei das Querdifferential (24) aufweist:- ein Eingangsglied (26), das mit einem Ausgang (30) der Antriebseinheit (16) koppelbar ist,- ein erstes und ein zweites Ausgangsglied (32, 34), die mit jeweils einem der Antriebsräder (14) koppelbar sind,- eine Reibkupplung (40), die mit den Ausgangsgliedern (32, 34) verbunden ist, und- einen Aktuator (42), der dazu ausgebildet ist, die Reibkupplung (40) zu betätigen, um eine Quersperre zwischen den Antriebsrädern (14) einzurichten oder aufzuheben,wobei der Aktuator (42) ein elektromechanischer Aktuator (42) ist und der Aktuator (42) einen elektrischen Motor (48) und eine Kurvenscheibenanordnung (56) aufweist, die mittels einer Steuerwelle (52) mit dem elektrischen Motor (48) gekoppelt istund wobei die Kurvenscheibenanordnung (56) eine mittels des elektrischen Motors (48) antreibbare Kurvenscheibeneinheit (60) und eine Andruckeinheit (62) aufweist, die mit der Reibkupplung (40) gekoppelt ist und die derart zu der Kurvenscheibeneinheit (60) angeordnet ist, dass in Abhängigkeit einer rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit (60) eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit (62) zum Betätigen der Reibkupplung (40) ausgeführt wird,dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibeneinheit (60) wenigstens ein Übertragungselement (64) als Blechbiegeteil aufweist, das auf einer der Andruckeinheit (62) zugewandten Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit (60) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit (60) eine Kraft auf die Andruckeinheit (62) auszuüben,und wobei das Übertragungselement (64) einen keilförmigen Abschnitt (74) aufweist.Transverse differential (24) for a motor vehicle, which has a drive unit (16) for driving two drive wheels (14), the transverse differential (24) having: - an input member (26) which is connected to an output (30) of the drive unit (16 ) can be coupled, - a first and a second output member (32, 34), each of which can be coupled to one of the drive wheels (14), - a friction clutch (40) which is connected to the output members (32, 34), and an actuator (42) which is designed to operate the friction clutch (40) in order to set up or cancel a transverse lock between the drive wheels (14), the actuator (42) being an electromechanical actuator (42) and the actuator (42 ) has an electric motor (48) and a cam plate arrangement (56) which is coupled to the electric motor (48) by means of a control shaft (52) and wherein the cam plate arrangement (56) comprises a cam plate unit (60) which can be driven by means of the electric motor (48) and a Has pressure unit (62) which is coupled to the friction clutch (40) and which is arranged in relation to the cam disk unit (60) in such a way that, depending on a rotational movement of the cam disk unit (60), a translational movement of the pressure unit (62) to actuate the friction clutch (40), characterized in that the cam disk unit (60) has at least one transmission element (64) as a bent sheet metal part, which is arranged on a surface of the cam disk unit (60) facing the pressure unit (62) and which is designed to be dependent exerting a force on the pressure unit (62) during the rotational movement of the cam disk unit (60), and wherein the transmission element (64) has a wedge-shaped section (74).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Querdifferential für ein Kraftfahrzeug, das eine Antriebseinheit zum Antreiben von zwei Antriebsrädern aufweist.The present invention relates to a transverse differential for a motor vehicle, which has a drive unit for driving two drive wheels.

Zum Verteilen eines von der Antriebseinheit bereitgestellten Antriebsmomentes ist ein Eingangsglied des Querdifferentials mit einem Ausgang der Antriebseinheit koppelbar.To distribute a drive torque provided by the drive unit, an input element of the transverse differential can be coupled to an output of the drive unit.

Eine derartige Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs weist wenigstens einen Motor auf. Bei dem Motor kann es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor oder einen Hybridmotor handeln. Der Ausgang des Antriebsmotors ist in der Regel mit einem Getriebe verbunden. Das Getriebe kann ein Stufengetriebe, wie ein Handschaltgetriebe, ein Wandlerautomat-Getriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder auch ein stufenloses Getriebe, wie ein CVT, ein Toroidgetriebe oder Ähnliches sein.Such a drive unit of a motor vehicle has at least one engine. The motor can be, for example, an internal combustion engine, an electric motor or a hybrid motor. The output of the drive motor is usually connected to a gearbox. The transmission can be a multi-step transmission, such as a manual transmission, an automatic converter transmission, a dual clutch transmission or also a continuously variable transmission, such as a CVT, a toroidal transmission or the like.

Die Antriebseinheit kann als Frontantriebseinheit oder als Heckantriebseinheit ausgebildet sein.The drive unit can be designed as a front drive unit or as a rear drive unit.

Das Querdifferential ist in der Regel in unmittelbarer räumlicher Zuordnung zu der Antriebseinheit eingebaut, bei einer Frontantriebseinheit also im Bereich der Vorderachse, bei einer Heckantriebseinheit im Bereich der Hinterachse. Dabei kann beispielsweise das Querdifferential auch in ein Gehäuse des vorgeschalteten Getriebes integriert sein.The transverse differential is usually installed in direct spatial association with the drive unit, i.e. in the area of the front axle in the case of a front-wheel drive unit and in the area of the rear axle in the case of a rear-wheel drive unit. For example, the transverse differential can also be integrated into a housing of the upstream transmission.

Alternativ kann die Antriebseinheit auch in einer sog. Transaxle-Bauweise ausgeführt sein. Dabei ist der Motor im Bereich der Vorderachse, das Getriebe jedoch an der angetriebenen Hinterachse angeordnet. Bei dieser Form des Hinterradantriebes ist das Getriebe, das Querdifferential und der Achsantrieb üblicherweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und mit dem Motor durch eine Welle, der sog. Transaxlewelle, verbunden.Alternatively, the drive unit can also be designed in what is known as a transaxle design. The engine is located in the area of the front axle, but the transmission is located on the driven rear axle. In this form of rear-wheel drive, the transmission, the transverse differential and the axle drive are usually accommodated in a common housing and connected to the motor by a shaft, the so-called transaxle shaft.

Das Querdifferential bzw. das Ausgleichsgetriebe dient zum Ausgleich unterschiedlicher Drehbewegungen von Rädern des Kraftfahrzeugs. Ein solches Differential ist daher zumindest an jeder angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, um insbesondere in Kurvenfahrten unterschiedliche Drehzahlen des kurveninneren und des kurvenäußeren Rades auszugleichen. Querdifferentiale, die einer angetriebenen Achse zugeordnet sind, sind herkömmlicherweise als sog. offene Differentiale ausgebildet. Sie haben die Funktion einer Drehmomentwaage und stellen generell ein Drehmomentgleichgewicht zwischen dem linken und dem rechten Antriebsrad her. Liegen an den Antriebsrädern Fahrbahnverhältnisse mit unterschiedlichen Reibwerten vor, so ist die übertragbare Vortriebskraft des Fahrzeugs wegen des Waageneffektes begrenzt durch den doppelten Wert der Vortriebskraft des Rades mit dem niedrigeren Reibwert. Bei einem Antriebsmomentüberschuss dreht dieses Rad durch.The transverse differential or the differential gear serves to compensate for different rotational movements of the wheels of the motor vehicle. Such a differential is therefore provided at least on each driven axle of a motor vehicle in order to compensate for different rotational speeds of the wheel on the inside and outside of the curve, particularly when cornering. Cross differentials that are assigned to a driven axle are conventionally designed as so-called open differentials. They have the function of a torque balance and generally establish a torque balance between the left and right drive wheels. If there are road conditions with different coefficients of friction on the drive wheels, the transferable propulsive force of the vehicle is limited due to the balance effect by twice the propulsive force of the wheel with the lower coefficient of friction. This wheel spins when there is excess drive torque.

Es ist bekannt, den oben genannten unerwünschten Effekt durch form- oder kraftschlüssiges Sperren des Querdifferentials zu vermeiden bzw. zu verringern. Formschlüssige Sperren werden vom Fahrer zugeschaltet. Wegen der hierbei auftretenden Verspannung des Antriebsstranges werden formschlüssige Sperren in der Regel nur bei Allradfahrzeugen im Gelände zugeschaltet.It is known that the above-mentioned undesirable effect can be avoided or reduced by locking the transverse differential with positive or non-positive locking. Positive locks are activated by the driver. Because of the tension in the drive train that occurs here, positive locks are usually only switched on in off-road vehicles.

Bei den kraftschlüssigen Sperrdifferentialen sind Differentiale mit festem Sperrgrad, Drehmoment-fühlende Sperrdifferentiale (z. B. Torsen-Differential) und Drehzahl-fühlende Sperrdifferentiale (z. B. Viskokupplungen) bekannt. Derartige Differentiale werden auch als passive Sperrdifferentiale bezeichnet.In the case of non-positive locking differentials, differentials with a fixed degree of locking, torque-sensing locking differentials (e.g. Torsen differential) and speed-sensing locking differentials (e.g. viscous clutches) are known. Such differentials are also referred to as passive limited slip differentials.

Bekannt sind auch elektronisch gesteuerte Sperrdifferentiale (sog. aktive Sperrdifferentiale), bei denen der Sperrgrad von einem Fahrdynamikregler im Fahrzeug gesteuert wird.Also known are electronically controlled locking differentials (so-called active locking differentials), in which the degree of locking is controlled by a driving dynamics controller in the vehicle.

Bei dem Querdifferential kann es sich beispielsweise um ein Kegelraddifferential oder ein Planetenraddifferential handeln.The transverse differential can be, for example, a bevel gear differential or a planetary gear differential.

Dabei erfolgt das form- oder kraftschlüssige Sperren des Differentials beispielsweise mit Hilfe einer parallel geschalteten Klauenkupplung bzw. einer parallel geschalteten regelbaren Reibkupplung.In this case, the positive or non-positive locking of the differential takes place, for example, with the aid of a parallel-connected claw clutch or a parallel-connected controllable friction clutch.

Die regelbare Reibkupplung kann als Lamellenkupplung ausgeführt sein, die beispielsweise von einer hydraulischen Kolben/Zylinderanordnung beaufschlagt wird. Dabei können ein Reibglied der Lamellenkupplung z. B. mit einem Sonnenrad des Planetenraddifferentials und das andere Reibglied der Lamellenkupplung mit einer Planetenträgerwelle des Planetenraddifferentials gekoppelt sein. Somit erfolgt die Einstellung des Sperrgrades des Querdifferentials mit Hilfe der hydraulischen Kolben/Zylinderanordnung, die die Reibkupplung entsprechend betätigt.The controllable friction clutch can be designed as a multi-plate clutch, which is acted upon by a hydraulic piston / cylinder arrangement, for example. A friction member of the multi-plate clutch can, for. B. be coupled to a sun gear of the planetary gear differential and the other friction member of the multi-plate clutch with a planet carrier shaft of the planetary gear differential. Thus, the setting of the locking degree of the transverse differential takes place with the aid of the hydraulic piston / cylinder arrangement, which actuates the friction clutch accordingly.

Nachteilig bei den bekannten Anordnungen ist, dass ein hydraulischer Regelkreis mit einem Pumpenmotor, geeigneten hydraulischen Ventilen und einem speziellen hydraulischen Aktuator zur Betätigung der Reibkupplung vorgesehen werden muss. Ferner ist ein separates Steuergerät erforderlich, das dazu ausgebildet ist, den hydraulischen Regelkreis anzusteuern.The disadvantage of the known arrangements is that a hydraulic control circuit with a pump motor, suitable hydraulic valves and a special hydraulic actuator must be provided for actuating the friction clutch. Furthermore, a separate control device is required which is designed to control the hydraulic control circuit.

DE 39 15 959 C2 zeigt ein Ausgleichsgetriebe mit extern veränderlich steuerbarer Sperrkupplung mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten und antreibbaren Differentialkorb, mit diesem koaxial angeordneten und drehbar gekoppelten, jeweils mit einer Abtriebswelle drehfest verbundenen Abtriebselementen - zwei Abtriebsrädern oder einem Abtriebsrad und einem Planetenträger -, mit diesen gleichzeitig in Eingriff befindlichen im Differentialkorb drehbar gehaltenen Ausgleichsrädern und einer Reibanordnung, die abwechselnd drehfest mit einem ersten der koaxial liegenden Teile - Differentialkorb oder Abtriebsräder bzw. Planetenträger - verbundene Au-ßenlamellen und drehfest mit einem anderen der koaxial liegenden Teile - Differentialkorb oder Abtriebsräder bzw. Planetenträger - verbundene Innenlamellen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung frei drehender Zwischenscheiben umfasst. Ein Stellring mit Kugelrillen wird mit einem Motor über eine Welle betätigt. DE 39 15 959 C2 shows a differential gear with externally variably controllable locking clutch with a rotatably mounted and in a housing drivable differential cage, with this coaxially arranged and rotatably coupled, each with an output shaft non-rotatably connected output elements - two output gears or one output gear and a planet carrier - with these simultaneously in engagement in the differential cage rotatably held differential gears and a friction arrangement that alternately rotates with a first of the coaxial parts - differential cage or output gears or planet carrier - connected outer disks and non-rotatably with another of the coaxial parts - differential cage or output gears or planet carrier - connected inner disks, optionally with the interposition of freely rotating intermediate disks. An adjusting ring with ball grooves is actuated by a motor via a shaft.

DE 100 65 356 C1 betrifft ein Verfahren zum Rückstellen einer elektromechanischen Axialverstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, wobei die Axialverstellvorrichtung folgendes umfasst: zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe, von denen einer axial abgestützt und der andere axial verschiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesichert in einem Gehäuse gehalten und der andere drehend antreibbar ist, die beiden Stellringe weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen auf, die Rillen haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tiefe, jeweils Paare von Rillen in den beiden Stellringen nehmen eine Kugel auf, der drehend antreibbare Stellring ist mit einem Elektromotor antriebsmäßig gekoppelt, der axial verstellbare Stellring wird von Druckfedern in Richtung auf den axial abgestützten Stellring beaufschlagt, beim Anlegen einer positiven Spannung an den Elektromotor fährt die Axialverstellvorrichtung in eine Vorschubstellung, beim Trennen der Spannung vom Elektromotor läuft die Axialverstellvorrichtung in eine Ausgangsstellung zurück. DE 100 65 356 C1 relates to a method for resetting an electromechanical axial adjustment device, in particular for friction clutches, the axial adjustment device comprising: two adjusting rings centered on a common axis, one of which is axially supported and the other is axially displaceable and one of which is held in a housing and secured against rotation the other can be driven in rotation, the two adjusting rings each have on their facing end faces an equally large number of circumferential grooves, the grooves each have an increasing depth in the same circumferential direction when viewed from above, each taking pairs of grooves in the two adjusting rings a ball on, the rotating adjusting ring is drivingly coupled to an electric motor, the axially adjustable adjusting ring is acted upon by compression springs in the direction of the axially supported adjusting ring, when a positive voltage is applied to d In the electric motor, the axial adjustment device moves into a feed position; when the voltage is disconnected from the electric motor, the axial adjustment device returns to an initial position.

DE 103 13 351 A1 zeigt ein Stellglied mit einem Nockenmechanismus oder einem Zahnradmechanismus, der einen Elektromotor als eine Antriebsquelle nutzt und in einem Differential verbaut ist. Der Nockenmechanismus dieser Ausführungsform weist zusätzlich zu einem ersten Nockenmechanismus, der eine erste Schubkraft erzeugen kann, um zu bewirken, dass sich die Klauenkupplung um die Drehachse zwischen einer Kupplungseingriffsposition und einer Kupplungstrennposition infolge der Drehung einer drehbaren Platte bewegt, einen zweiten Nockenmechanismus auf, der eine zweite Schubkraft erzeugen kann, um zu bewirken, dass die Kupplung in Verzahnungseingriff gehalten wird und das Drehmoment aufnimmt, das von der Klauenkupplung erzeugt wird, die in Verzahnungseingriff bleibt. DE 103 13 351 A1 Fig. 13 shows an actuator with a cam mechanism or a gear mechanism using an electric motor as a drive source and built into a differential. The cam mechanism of this embodiment has, in addition to a first cam mechanism that can generate a first thrust force to cause the dog clutch to move about the axis of rotation between a clutch engaged position and a clutch disengaged position due to the rotation of a rotatable plate, a second cam mechanism that has a may generate a second thrust force to cause the clutch to be kept in meshing engagement and to receive the torque generated by the dog clutch that remains in meshing engagement.

Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Querdifferential für ein Kraftfahrzeug anzugeben.Against the above background, it is the object of the present invention to specify an improved transverse differential for a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Querdifferential für ein Kraftfahrzeug, das eine Antriebseinheit zum Antreiben von zwei Antriebsrädern aufweist, gelöst, wobei das Querdifferential ein Eingangsglied, das mit einem Ausgang der Antriebseinheit koppelbar ist, ein erstes und ein zweites Ausgangsglied, die mit jeweils einem der Antriebsräder koppelbar sind, eine Reibkupplung, die mit den Ausgangsgliedern verbunden ist, und einen Aktuator aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Reibkupplung zu betätigen, um eine Quersperre zwischen den Antriebsrädern einzurichten oder aufzuheben, wobei der Aktuator ein elektromechanischer Aktuator ist.According to the present invention, this object is achieved by a transverse differential for a motor vehicle, which has a drive unit for driving two drive wheels, the transverse differential having an input element which can be coupled to an output of the drive unit, a first and a second output element which can be coupled with can each be coupled to one of the drive wheels, a friction clutch that is connected to the output members, and an actuator that is designed to operate the friction clutch to set up or cancel a transverse lock between the drive wheels, the actuator being an electromechanical actuator.

Der elektromechanische Aktuator ermöglicht einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau des Querdifferentials. So ist beispielsweise kein hydraulischer Kreis mehr erforderlich, um die Reibkupplung zu betätigen. Hydraulische Aktuatoren, Hydraulikpumpen und entsprechende Steuerungsmodule zur Ansteuerung der Hydraulikpumpen werden daher nicht mehr benötigt.The electromechanical actuator enables a very simple and inexpensive construction of the transverse differential. For example, a hydraulic circuit is no longer required to operate the friction clutch. Hydraulic actuators, hydraulic pumps and corresponding control modules for controlling the hydraulic pumps are therefore no longer required.

Erfindungsgemäß kann ein bereits vorhandenes hydraulisch betätigbares Querdifferential im Wesentlichen ohne Änderungen übernommen werden, wobei lediglich der hydraulische Aktuator durch einen elektromechanischen Aktuator ersetzt wird.According to the invention, an already existing hydraulically operable transverse differential can be adopted essentially without changes, with only the hydraulic actuator being replaced by an electromechanical actuator.

In einer Ausführungsform weist die Reibkupplung zwei Reibglieder auf, wobei eines der Reibglieder mit dem ersten Ausgangsglied verbunden ist und wobei das andere Reibglied mit dem zweiten Ausgangsglied verbunden ist.In one embodiment, the friction clutch has two friction members, one of the friction members being connected to the first output member and the other friction member being connected to the second output member.

Die Reibkupplung kann beispielsweise eine Trockenreibkupplung sein. Besonders bevorzugt ist die Reibkupplung jedoch eine Nasslamellenkupplung. Bei einer geöffneten Reibkupplung wird ein sog. offenes Differential ausgebildet. Somit übernimmt das Querdifferential die Funktion einer Drehmomentwaage und stellt ein Drehmomentgleichgewicht zwischen dem linken und dem rechten Antriebsrad her. Wird die Reibkupplung geschlossen, so werden die beiden Ausgangsglieder, an die die Antriebsräder gekoppelt sind, miteinander verblockt. Folglich ist das Querdifferential gesperrt und die beiden Antriebsräder drehen mit der gleichen Drehzahl. Dadurch wird beispielsweise ein Anfahren des Fahrzeugs auf Fahrbahnoberflächen mit stark unterschiedlichen Reibwerten („µ-Split“) ermöglicht.The friction clutch can be a dry friction clutch, for example. However, the friction clutch is particularly preferably a wet multi-disc clutch. When the friction clutch is open, what is known as an open differential is formed. The transverse differential thus takes on the function of a torque balance and establishes a torque balance between the left and right drive wheels. If the friction clutch is closed, the two output members to which the drive wheels are coupled are locked to one another. As a result, the transverse differential is locked and the two drive wheels rotate at the same speed. This enables the vehicle to start up on road surfaces with widely different coefficients of friction (“µ-split”), for example.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Aktuator einen elektrischen Motor und eine Kurvenscheibenanordnung aufweist, die mittels einer Steuerwelle mit dem elektrischen Motor gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, eine von dem elektrischen Motor bewirkte rotatorische Bewegung der Steuerwelle in eine translatorische Bewegung zum Betätigen der Reibkupplung umzusetzen.It is particularly preferred if the actuator has an electric motor and a cam disk arrangement, which by means of a Control shaft is coupled to the electric motor and which is designed to convert a rotational movement of the control shaft caused by the electric motor into a translational movement for actuating the friction clutch.

Mit Hilfe des Elektromotors wird eine Antriebsenergie zur Verfügung gestellt, um die Reibkupplung zu betätigen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Kurvenscheibenanordnung kann der Elektromotor senkrecht zu einer Axialachse der Reibkupplung montiert werden. Dadurch wird insbesondere eine sehr kompakte axiale Bauform des Querdifferentials erreicht.With the help of the electric motor, drive energy is made available in order to operate the friction clutch. Due to the cam disk arrangement according to the invention, the electric motor can be mounted perpendicular to an axial axis of the friction clutch. As a result, a very compact axial design of the transverse differential is achieved in particular.

Außerdem kann der Elektromotor unabhängig von einem Getriebe des Fahrzeugs angesteuert werden. Dies vereinfacht die Programmierung eines zugeordneten Steuermoduls.In addition, the electric motor can be controlled independently of a transmission in the vehicle. This simplifies the programming of an assigned control module.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der elektrische Motor mittels einer Getriebeeinheit mit der Kurvenscheibenanordnung gekoppelt.In the embodiment according to the invention, the electric motor is coupled to the cam disk arrangement by means of a gear unit.

Durch die Getriebeeinheit und die damit verbundene Übersetzung kann der Elektromotor sehr genau auf die Anforderungen zur Betätigung der Kurvenscheibenanordnung, insbesondere in Bezug auf das bereitzustellende Drehmoment, abgestimmt werden.The electric motor can be matched very precisely to the requirements for actuating the cam disk arrangement, in particular with regard to the torque to be provided, by means of the gear unit and the associated translation.

Gemäß der Ausführungsform sind der elektrische Motor und/oder die Steuerwelle kreissehnenartig in einem zu einer Axialachse der Reibkupplung konzentrischen Kreis angeordnet.According to the embodiment, the electric motor and / or the control shaft are arranged in the manner of a circular chord in a circle which is concentric to an axial axis of the friction clutch.

Aufgrund der Kurvenscheibenanordnung können der Elektromotor und/oder die Steuerwelle senkrecht zu der Axialachse der Reibkupplung verbaut werden. Durch die kreissehnenartige Anordnung kann außerdem eine radial sehr kompakte Bauform des Querdifferentials erzielt werden, so dass wesentliche Anteile des Aktuators innerhalb eines definierten Durchmessers eines bereits bestehenden Differentialgehäuses installiert werden können.Due to the cam disk arrangement, the electric motor and / or the control shaft can be installed perpendicular to the axial axis of the friction clutch. As a result of the circular chord-like arrangement, a radially very compact design of the transverse differential can also be achieved, so that essential parts of the actuator can be installed within a defined diameter of an existing differential housing.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerwelle mittels eines Zwischenrads mit der Kurvenscheibenanordnung gekoppelt.In a further embodiment, the control shaft is coupled to the cam disk arrangement by means of an intermediate gear.

Mit Hilfe des Zwischenrads kann auf einfache Art und Weise die Drehrichtung der Kurvenscheibenanordnung relativ zu der Steuerwelle umgekehrt werden. Außerdem ermöglicht das Zwischenrad die Überbrückung eines beispielsweise konstruktiv erforderlichen Abstands zwischen der Steuerwelle und der Kurvenscheibenanordnung. Damit wird die Flexibilität bei der konstruktiven Ausbildung des Aktuators erhöht.With the help of the intermediate gear, the direction of rotation of the cam disk arrangement relative to the control shaft can be reversed in a simple manner. In addition, the intermediate wheel enables the bridging of a distance between the control shaft and the cam disk arrangement that is required, for example, in terms of construction. This increases the flexibility in the design of the actuator.

Gemäß der Ausführungsform weist die Kurvenscheibenanordnung eine mittels des elektrischen Motors antreibbare Kurvenscheibeneinheit und eine Andruckeinheit auf, die mit der Reibkupplung gekoppelt ist und die derart zu der Kurvenscheibeneinheit angeordnet ist, dass in Abhängigkeit einer rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit zum Betätigen der Reibkupplung ausgeführt wird.According to the embodiment, the cam disk arrangement has a cam disk unit that can be driven by means of the electric motor and a pressure unit which is coupled to the friction clutch and which is arranged in relation to the cam disk unit in such a way that, depending on a rotational movement of the cam disk unit, a translational movement of the pressure unit for actuating the friction clutch is performed.

Die Kurvenscheibeneinheit wird beispielsweise durch eine gleichförmige Drehung des elektrischen Motors, die über die Steuerwelle und die optionale Getriebeeinheit übertragen wird, angetrieben. Diese Drehbewegung wird in eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit entlang der Axialachse der Reibkupplung umgesetzt, die in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Kurvenscheibeneinheit gleichmäßig oder auch ungleichmäßig ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine sehr präzise Umsetzung einer für die Reibkupplung definierten Betätigungscharakteristik.The cam disk unit is driven, for example, by a uniform rotation of the electric motor, which is transmitted via the control shaft and the optional gear unit. This rotary movement is converted into a translatory movement of the pressure unit along the axial axis of the friction clutch, which can be carried out uniformly or also unevenly depending on the design of the cam disk unit. This enables a very precise implementation of an actuation characteristic defined for the friction clutch.

Ferner bewirken die Kurvenscheibeneinheit und die Andruckeinheit einen einfachen Aufbau der Kurvenscheibenanordnung. Die Kurvenscheibenanordnung ist zudem sehr robust, da die Umsetzung der Drehbewegung in eine translatorische Bewegung lediglich auf einer mechanischen Kopplung zwischen der Kurvenscheibeneinheit und der Andruckeinheit basiert. Daraus ergibt sich eine sehr geringe Störanfälligkeit der Kurvenscheibenanordnung.Furthermore, the cam disk unit and the pressure unit bring about a simple construction of the cam disk arrangement. The cam disk arrangement is also very robust, since the conversion of the rotary movement into a translational movement is based solely on a mechanical coupling between the cam disk unit and the pressure unit. This results in a very low susceptibility to failure of the cam disk arrangement.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kurvenscheibeneinheit wenigstens ein Übertragungselement aufweist, das auf einer der Andruckeinheit zugewandten Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit eine Kraft auf die Andruckeinheit auszuüben.It is advantageous if the cam unit has at least one transmission element which is arranged on a surface of the cam unit facing the pressure unit and which is designed to exert a force on the pressure unit as a function of the rotational movement of the cam unit.

Mit Hilfe des Übertragungselements kann die Drehbewegung der Kurvenscheibeneinheit in eine Längsbewegung der Andruckeinheit entlang der Axialachse der Reibkupplung umgesetzt werden. Durch die Wahl der Oberflächencharakteristik des Übertragungselements (z. B. einen Neigungswinkel der Oberfläche) kann eine beliebige Funktionsbeziehung zwischen einer Eingangsbewegung (rotatorische Bewegung der Kurvenscheibeneinheit) und einer Ausgangsbewegung (translatorische Bewegung der Andruckeinheit) realisiert werden. Somit können auch sehr komplexe Funktionsbeziehungen, die z. B. lediglich auf Messwerten basieren, umgesetzt werden.With the aid of the transmission element, the rotary movement of the cam disk unit can be converted into a longitudinal movement of the pressure unit along the axial axis of the friction clutch. By choosing the surface characteristics of the transmission element (e.g. an angle of inclination of the surface), any functional relationship between an input movement (rotary movement of the cam disk unit) and an output movement (translational movement of the pressure unit) can be implemented. Thus, very complex functional relationships, which z. B. only based on measured values can be implemented.

Darüber hinaus ergibt sich aus dem einfachen Aufbau der Kurvenscheibenanordnung eine sehr hohe Zuverlässigkeit des elektromechanischen Aktuators. Das Übertragungselement kann beispielsweise als Blechbiegeteil hergestellt werden und ist damit sehr kostengünstig.In addition, the simple structure of the cam disk arrangement results in a very high reliability of the electromechanical actuator. The transmission element can for example, be produced as a bent sheet metal part and is therefore very inexpensive.

Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Übertragungselement einen keilförmigen Abschnitt auf.According to the embodiment according to the invention, the transmission element has a wedge-shaped section.

Durch den keilförmigen Abschnitt wird eine gleichförmige Drehbewegung der Steuerwelle bzw. der Kurvenscheibeneinheit in eine gleichförmige translatorische Bewegung der Andruckeinheit umgewandelt. Mit Hilfe des Steigungswinkels des keilförmigen Abschnitts kann die Andruckgeschwindigkeit der Andruckeinheit eingestellt werden.The wedge-shaped section converts a uniform rotary movement of the control shaft or the cam disk unit into a uniform translational movement of the pressure unit. The pressure speed of the pressure unit can be adjusted with the aid of the angle of inclination of the wedge-shaped section.

Das Übertragungselement kann beispielsweise in der Grundform eines einfachen Keils ausgebildet sein. Alternativ kann das Übertragungselement auch ringförmig ausgebildet sein, wobei das Übertragungselement zumindest in einem Abschnitt seines Umfangs eine Abschrägung aufweist.The transmission element can, for example, have the basic shape of a simple wedge. Alternatively, the transmission element can also be designed in the form of a ring, the transmission element having a bevel at least in a section of its circumference.

Alternativ kann das Übertragungselement auch einen ungleichmäßig geformten Abschnitt aufweisen, um eine bestimmte Andruckcharakteristik zur Betätigung der Reibkupplung zu realisieren.Alternatively, the transmission element can also have an irregularly shaped section in order to implement a specific pressure characteristic for actuating the friction clutch.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind zumindest in einem Teilbereich des keilförmigen Abschnitts Kugeln und/oder Rollen angeordnet.According to a further embodiment, balls and / or rollers are arranged at least in a partial area of the wedge-shaped section.

Durch die Kugeln bzw. Rollen können Reibungsverluste zwischen dem Übertragungselement und der Andruckeinheit im Wesentlichen vermieden werden. Dies ermöglicht eine effiziente Ansteuerung der Reibkupplung.The balls or rollers can essentially avoid friction losses between the transmission element and the pressure unit. This enables efficient control of the friction clutch.

Alternativ kann das Übertragungselement beispielsweise aus einem Polyamid-Kunststoff gefertigt werden. In dieser Ausführungsform besteht beispielsweise die Möglichkeit, auf die Kugeln bzw. Rollen zu verzichten. Bei Betrieb des elektromechanischen Aktuators führt dies zu einer Gleitreibung zwischen dem Übertragungselement und der Andruckeinheit, die lediglich geringe Verluste innerhalb des Aktuators bewirkt.Alternatively, the transmission element can be made of a polyamide plastic, for example. In this embodiment it is possible, for example, to dispense with the balls or rollers. When the electromechanical actuator is in operation, this leads to sliding friction between the transmission element and the pressure unit, which causes only minor losses within the actuator.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Übertragungselement einen abgeflachten Abschnitt auf, der sich an ein der Keilspitze gegenüberliegendes Ende des keilförmigen Abschnitts anschließt.In a further embodiment, the transmission element has a flattened section which connects to an end of the wedge-shaped section opposite the wedge tip.

Durch den abgeflachten Abschnitt kann die entsprechende Positionierung der Andruckeinheit beibehalten werden, ohne dass zusätzliche Antriebsenergie durch den elektrischen Motor bereitgestellt werden muss. Damit kann ein selbsthemmender Mechanismus realisiert werden, der zu einer erhöhten Effizienz des elektromechanischen Aktuators führt. Beispielsweise kann die Reibkupplung durch diesen Mechanismus in der geschlossenen Position gehalten bzw. die Sperrung des Querdifferentials aufrechterhalten werden, ohne dass Antriebsenergie mittels des elektrischen Motors zugeführt werden muss. Die Aufhebung der Quersperrfunktion muss dann aktiv durch Rückwärtsdrehen des elektrischen Motors eingeleitet werden.Due to the flattened section, the corresponding positioning of the pressure unit can be maintained without additional drive energy having to be provided by the electric motor. A self-locking mechanism can thus be implemented, which leads to an increased efficiency of the electromechanical actuator. For example, the friction clutch can be kept in the closed position by this mechanism or the locking of the transverse differential can be maintained without drive energy having to be supplied by means of the electric motor. The cancellation of the cross lock function must then be actively initiated by turning the electric motor backwards.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Reibkupplung als „normally open“-Kupplung zu realisieren, d. h. die Reibkupplung ist geöffnet, sofern keine aktive Ansteuerung mittels des elektromechanischen Aktuators erfolgt. Dazu kann beispielsweise die Andruckeinheit mittels eines Federelements mit einer axialen Kraft beaufschlagt werden, die der durch den elektrischen Motor aufgebrachten Kraft entgegenwirkt. Dadurch wird die Andruckeinheit (inklusive der Steuerwelle und des elektrischen Motors) zurückbewegt, sofern der elektrische Motor nicht elektrisch angesteuert wird. Die Reibkupplung wird somit automatisch wieder geöffnet und das Differential entsperrt.Alternatively, there is the possibility of realizing the friction clutch as a “normally open” clutch, i. H. the friction clutch is open if there is no active activation by means of the electromechanical actuator. For this purpose, for example, the pressure unit can be acted upon with an axial force by means of a spring element, which counteracts the force applied by the electric motor. This moves the pressure unit (including the control shaft and the electric motor) back if the electric motor is not electrically controlled. The friction clutch is thus automatically opened again and the differential unlocked.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein Segment eines Außenumfangs der Kurvenscheibeneinheit eine Verzahnung auf, mittels der die Kurvenscheibeneinheit von dem elektrischen Motor antreibbar ist.According to a further embodiment, a segment of an outer circumference of the cam disk unit has a toothing, by means of which the cam disk unit can be driven by the electric motor.

Durch diese Maßnahme wird das Drehmoment des elektrischen Motors zuverlässig auf die Kurvenscheibenanordnung übertragen. Verluste durch einen möglichen Schlupf zwischen der Steuerwelle und der Kurvenscheibeneinheit werden vermieden. As a result of this measure, the torque of the electric motor is reliably transmitted to the cam disk arrangement. Losses due to possible slip between the control shaft and the cam disk unit are avoided.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerwelle mittels einer Schneckenverzahnung mit der Kurvenscheibeneinheit gekoppelt, wobei die Steuerwelle eine Schneckenwelle ist und wobei die Kurvenscheibeneinheit ein Schneckenrad ist.In a further embodiment, the control shaft is coupled to the cam disk unit by means of worm gearing, the control shaft being a worm shaft and the cam disk unit being a worm wheel.

Aufgrund des gleichzeitig mehrfachen Zahneingriffs weist die Schneckenverzahnung eine sehr hohe Belastbarkeit auf. Dies führt zu einer sehr hohen Zuverlässigkeit des elektromechanischen Aktuators.Due to the simultaneous multiple meshing, the worm gear has a very high load capacity. This leads to a very high reliability of the electromechanical actuator.

Außerdem kann mit Hilfe der Schneckenverzahnung die Drehbewegung der Steuerwelle um 90° versetzt werden. Dies ermöglicht einen radialen Einbau der Steuerwelle und/oder des elektrischen Motors und einen axialen Einbau des Schneckenrads. Dadurch wird sowohl radial als auch axial eine sehr kompakte Bauform des Querdifferentials erzielt.In addition, the worm gear can be used to offset the rotary movement of the control shaft by 90 °. This enables a radial installation of the control shaft and / or the electric motor and an axial installation of the worm wheel. As a result, a very compact design of the transverse differential is achieved both radially and axially.

Ferner kann mittels der Schneckenverzahnung auf einfache Art und Weise eine hohe Untersetzung und/oder ein selbsthemmender Mechanismus realisiert werden, bei dem das Schneckengetriebe bestehend aus der Steuerwelle und der Kurvenscheibeneinheit nur durch die Steuerwelle antreibbar ist.Furthermore, a high reduction ratio and / or a self-locking mechanism can be implemented in a simple manner by means of the worm gearing, in which the worm gear consisting of the control shaft and the The cam unit can only be driven by the control shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerwelle, die Kurvenscheibenanordnung und/oder zumindest ein Teil des elektrischen Motors innerhalb eines durch ein Gehäuse des Differentials vorgegebenen maximalen Abstands von einer Axialachse des Querdifferentials angeordnet.According to a further embodiment, the control shaft, the cam disk arrangement and / or at least a part of the electric motor are arranged within a maximum distance, predetermined by a housing of the differential, from an axial axis of the transverse differential.

Durch diese Maßnahme wird eine sehr kompakte radiale Bauform des Aktuators erreicht. Damit sind gegenüber einem hydraulisch betätigten Querdifferential im Wesentlichen keine konstruktiven Änderungen für den Einbau des elektromechanisch betätigten Querdifferentials an dem betreffenden Fahrzeug erforderlich.A very compact radial design of the actuator is achieved by this measure. Thus, compared to a hydraulically operated transverse differential, essentially no structural changes are required for the installation of the electromechanically operated transverse differential on the vehicle in question.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Aktuator in einem Axialdeckel des Gehäuses des Querdifferentials integriert.In a further embodiment, the actuator is integrated in an axial cover of the housing of the transverse differential.

Dies ermöglicht eine sehr kompakte axiale Bauform des Querdifferentials.This enables a very compact axial design of the transverse differential.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Querdifferential ein Planetenraddifferential.In a further embodiment, the transverse differential is a planetary gear differential.

In dieser Ausführungsform ist beispielsweise eines der Reibglieder der Reibkupplung mit einem Sonnenrad und das andere der Reibglieder mit einer Planetenträgerwelle des Planetenraddifferentials verbunden. Ist die Reibkupplung geöffnet, so wird das Antriebsmoment zu gleichen Teilen auf das Sonnenrad und die Planetenträgerwelle verteilt. Somit wird ein offenes Differential ausgebildet und eine Drehmomentwaage zwischen den beiden Antriebsrädern eingerichtet. Wird die Reibkupplung geschlossen, so wird das Sonnenrad mit der Planetenträgerwelle verblockt und damit das Differential gesperrt. Infolgedessen drehen die beiden Antriebsräder mit der gleichen Drehzahl.In this embodiment, for example, one of the friction members of the friction clutch is connected to a sun gear and the other of the friction members is connected to a planet carrier shaft of the planetary gear differential. If the friction clutch is open, the drive torque is distributed equally to the sun gear and the planet carrier shaft. An open differential is thus formed and a torque balance is set up between the two drive wheels. If the friction clutch is closed, the sun gear is locked to the planet carrier shaft and the differential is locked. As a result, the two drive wheels rotate at the same speed.

Alternativ kann das Querdifferential auch als Kegelraddifferential ausgebildet sein.Alternatively, the transverse differential can also be designed as a bevel gear differential.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Querdifferential;
  • 2 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Aktuators zum Betätigen einer Reibkupplung des Querdifferentials;
  • 3 eine schematische Ansicht des Querdifferentials zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung des elektromechanischen Aktuators;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kurvenscheibeneinheit des elektromechanischen Aktuators; und
  • 5 eine weitere Ausführungsform der Kurvenscheibeneinheit des elektromechanischen Aktuators.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
  • 1 a schematic representation of a drive train of a motor vehicle with a transverse differential according to the invention;
  • 2 a schematic representation of an electromechanical actuator for actuating a friction clutch of the transverse differential;
  • 3 a schematic view of the transverse differential to illustrate the inventive arrangement of the electromechanical actuator;
  • 4th a schematic representation of an embodiment of a cam unit of the electromechanical actuator; and
  • 5 a further embodiment of the cam unit of the electromechanical actuator.

In 1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. In dem vorliegenden Fall handelt es sich um ein einachsgetriebenes Fahrzeug mit einer nicht angetriebenen Vorderachse und einer angetriebenen Hinterachse 12. Die entsprechenden Antriebsräder der Hinterachse 12 sind mit den Bezugszeichen 14a und 14b versehen.In 1 a drive train of a motor vehicle is shown and generally designated 10. In the present case, it is a single-axle vehicle with a non-driven front axle and a driven rear axle 12 . The corresponding drive wheels on the rear axle 12 are with the reference symbols 14a and 14b Mistake.

Der Antriebsstrang 10 weist außerdem eine Antriebseinheit 16 auf, die zumindest aus einem Antriebsmotor 18 und einem Getriebe 20 gebildet wird. Wird die Antriebseinheit 16 beispielsweise in einer sog. Transaxle-Bauweise ausgeführt, so ist der Antriebsmotor 18 in einem Bereich der Vorderachse und das Getriebe 20 in der Umgebung der Hinterachse 12 angeordnet. Dabei kann der Antriebsmotor 18 beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor oder ein Hybridmotor sein. Ein Ausgang des Antriebsmotors 18 ist mit dem Getriebe 20 über eine Transaxlewelle 22 verbunden.The drive train 10 also has a drive unit 16 on which at least one drive motor 18th and a gearbox 20th is formed. Becomes the drive unit 16 For example, in what is known as a transaxle design, the drive motor is 18th in one area of the front axle and the transmission 20th around the rear axle 12 arranged. The drive motor can 18th for example an internal combustion engine, an electric motor or a hybrid motor. One output of the drive motor 18th is with the gearbox 20th via a transaxle shaft 22nd connected.

Zur Verteilung eines von der Antriebseinheit 16 bereitgestellten Antriebsmoments an die Antriebsräder 14 ist die Antriebseinheit 16 mit einem Querdifferential 24 gekoppelt.For distributing one from the drive unit 16 provided drive torque to the drive wheels 14th is the drive unit 16 with a transverse differential 24 coupled.

In dem vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Querdifferential 24 um ein Planetenraddifferential 24. Es versteht sich jedoch, dass das Querdifferential 24 auch als Kegelraddifferential ausgeführt werden kann.In the present example it is the transverse differential 24 around a planetary gear differential 24 . It is understood, however, that the transverse differential 24 can also be designed as a bevel gear differential.

Das Querdifferential 24 dient zur Verteilung der Antriebskraft des Antriebsmotors 18 auf die beiden Antriebsräder 14. Dazu weist das Querdifferential 24 ein Eingangsglied 26, im vorliegenden Fall ein Hohlrad 26, auf, das über ein Tellerrad 28 mit einem Ausgang 30 der Antriebseinheit 16 in Eingriff steht.The transverse differential 24 serves to distribute the driving force of the drive motor 18th on the two drive wheels 14th . This is what the transverse differential 24 an input link 26th , in the present case a ring gear 26th , on that via a crown wheel 28 with an exit 30th the drive unit 16 is engaged.

Bei dem Ausgang 30 kann es sich beispielsweise um einen Final-Drive-Radsatz 30 des Getriebes 20 der Antriebseinheit 16 handeln.At the exit 30th it can be a final drive wheel set, for example 30th of the transmission 20th the drive unit 16 act.

Ferner weist das Querdifferential 24 ein erstes Ausgangsglied 32, im vorliegenden Fall ein Sonnenrad 32, und ein zweites Ausgangsglied 34, im vorliegenden Fall eine Planetenträgerwelle 34, auf. Dabei ist das erste Ausgangsglied 32 über eine erste Abtriebswelle 36 mit dem Antriebsrad 14a verbunden. Das zweite Ausgangsglied 34 des Querdifferentials 24 ist mit dem Antriebsrad 14b über eine zweite Abtriebswelle 38 gekoppelt.Furthermore, the transverse differential 24 a first output member 32 , in the present case a sun gear 32 , and a second output link 34 , in the present case a planet carrier shaft 34 , on. Here is the first output link 32 via a first output shaft 36 with the drive wheel 14a connected. The second output link 34 of the transverse differential 24 is with the drive wheel 14b via a second output shaft 38 coupled.

Wird ein Antriebsmoment des Antriebsmotors 18 über das Hohlrad 26 in das Querdifferential 24 eingeführt, so wird das Antriebsmoment über die beiden Ausgangsglieder 32, 34 gleichmäßig an die Antriebsräder 14a, 14b verteilt. Damit ist jedoch die übertragbare Vortriebskraft des Kraftfahrzeugs aufgrund des Waageneffektes des Querdifferentials 24 begrenzt. Beispielsweise ist ein Anfahren des Kraftfahrzeugs problematisch, sofern an den Antriebsrädern 14 Fahrbahnverhältnisse mit unterschiedlichen Reibwerten vorliegen. Generell ist bei einem offenen Differential die Vortriebskraft durch den doppelten Wert der Vortriebskraft des Rades mit dem niedrigeren Reibwert begrenzt. Befindet sich beispielsweise eines der Antriebsräder 14 auf einer vereisten Fahrbahn, so dreht dieses Rad durch und verhindert damit ein Anfahren des Kraftfahrzeugs.Becomes a drive torque of the drive motor 18th via the ring gear 26th into the transverse differential 24 introduced, the drive torque is via the two output links 32 , 34 evenly to the drive wheels 14a , 14b distributed. This, however, is the transferable propulsive force of the motor vehicle due to the balance effect of the transverse differential 24 limited. For example, starting the motor vehicle is problematic if it is on the drive wheels 14th There are road conditions with different coefficients of friction. With an open differential, the propulsion force is generally limited by twice the propulsion force of the wheel with the lower coefficient of friction. For example, is one of the drive wheels 14th on an icy road, this wheel spins and prevents the vehicle from starting.

Zur Vermeidung dieses Effektes weist das Querdifferential 24 eine Reibkupplung 40 auf, die über einen elektromechanischen Aktuator 42 betätigt wird.To avoid this effect, the transverse differential 24 a friction clutch 40 on that via an electromechanical actuator 42 is operated.

Ein erstes Reibglied 44 der Reibkupplung 40 ist mit dem Sonnenrad 32 verbunden. Ein zweites Reibglied 46 der Reibkupplung 40 ist mit der Planetenträgerwelle 34 verbunden.A first friction link 44 the friction clutch 40 is with the sun gear 32 connected. A second friction link 46 the friction clutch 40 is with the planet carrier shaft 34 connected.

Wird die Reibkupplung 40 mittels des Aktuators 42 vollständig geöffnet, so weist das Querdifferential 24 einen Sperrgrad von 0% auf. Mit anderen Worten stellt das Querdifferential 24 damit ein offenes Differential dar.Will the friction clutch 40 by means of the actuator 42 fully open, so the transverse differential 24 has a blocking rate of 0%. In other words, the transverse differential represents 24 thus an open differential.

Ferner kann die Reibkupplung 40 mittels des elektromechanischen Aktuators 42 vollständig geschlossen werden. Damit ist das Sonnenrad 32 kraftschlüssig mit der Planetenträgerwelle 34 verbunden. Damit wird bei dem Querdifferential 24 ein Sperrgrad von 100% eingerichtet. Die Antriebsräder 14a, 14b sind dann quasi starr miteinander gekoppelt.Furthermore, the friction clutch 40 by means of the electromechanical actuator 42 be completely closed. So that is the sun gear 32 frictionally with the planet carrier shaft 34 connected. With the transverse differential 24 a blocking level of 100% is set up. The drive wheels 14a , 14b are then quasi rigidly coupled to one another.

Durch ein entsprechendes Ansteuern des elektromechanischen Aktuators 42 der Reibkupplung 40 lässt sich folglich das Antriebsmoment auf die angetriebenen Räder 14 verteilen.By activating the electromechanical actuator accordingly 42 the friction clutch 40 consequently the drive torque can be applied to the driven wheels 14th to distribute.

Darüber hinaus lässt sich durch den Aktuator 42 jeder beliebige Schlupfzustand der Reibkupplung 40 einrichten, so dass der Sperrgrad des Querdifferentials 24 generell zwischen 0% und 100% frei regelbar ist.In addition, the actuator 42 any slip state of the friction clutch 40 set up so that the locking degree of the transverse differential 24 is generally freely adjustable between 0% and 100%.

Die Reibkupplung 40 kann beispielsweise eine trockene Reibkupplung sein, eine nasse Reibkupplung, und insbesondere eine trocken- oder nasslaufende Lamellenkupplung.The friction clutch 40 can for example be a dry friction clutch, a wet friction clutch, and in particular a dry or wet-running multi-disc clutch.

Aufgrund des elektromechanischen Aktuators 42 ist kein hydraulischer Kreis zur Betätigung der Reibkupplung 40 erforderlich. Entsprechende hydraulische Aktuatoren, Hydraulikpumpen und Steuerungsmodule zur Ansteuerung der Hydraulikpumpen können eingespart werden. Ferner kann der elektromechanische Aktuator 42 beispielsweise unabhängig von dem Getriebe 20 angesteuert werden, das möglicherweise über hydraulische Aktuatoren betätigt wird.Due to the electromechanical actuator 42 is not a hydraulic circuit for actuating the friction clutch 40 required. Corresponding hydraulic actuators, hydraulic pumps and control modules for controlling the hydraulic pumps can be saved. Furthermore, the electromechanical actuator 42 for example, regardless of the transmission 20th be controlled, which is possibly operated via hydraulic actuators.

2a zeigt eine schematische Darstellung des elektromechanischen Aktuators 42 zum Betätigen der Reibkupplung 40. 2b zeigt einen Querschnitt des elektromechanischen Aktuators 42 entlang einer in 2a mit A-A' bezeichneten Querschnittsfläche. 2a shows a schematic representation of the electromechanical actuator 42 to operate the friction clutch 40 . 2 B shows a cross section of the electromechanical actuator 42 along an in 2a with AA 'designated cross-sectional area.

Der Aktuator 42 weist einen elektrischen Motor 48 auf, der über eine Getriebeeinheit 50 rotationsfest mit einer Steuerwelle 52 gekoppelt ist. Die Steuerwelle 52 wiederum steht über eine Schneckenverzahnung 54 mit einer Kurvenscheibenanordnung 56 in Eingriff, die mechanisch mit der Reibkupplung 40 gekoppelt ist.The actuator 42 has an electric motor 48 on, which has a gear unit 50 rotationally fixed with a control shaft 52 is coupled. The steering shaft 52 in turn stands over a worm gear 54 with a cam arrangement 56 engaged mechanically with the friction clutch 40 is coupled.

Eine von dem elektrischen Motor 48 initiierte Drehbewegung wird mittels der Getriebeeinheit 50 entsprechend den Anforderungen übersetzt und an die Steuerwelle 52 weitergeleitet. Abhängig von dem elektrischen Motor 48 und der einzustellenden Drehbewegung an der Kurvenscheibenanordnung 56 kann auch auf die Getriebeeinheit 50 verzichtet werden. Die Drehbewegung der Steuerwelle 52 wird mittels der Schneckenverzahnung 54 in eine Drehbewegung der Kurvenscheibenanordnung 56 umgesetzt. Dabei sind die Drehachsen der Steuerwelle 52 und der Kurvenscheibenanordnung 56 um 90° versetzt. In einer alternativen Ausführungsform können die beiden Drehachsen auch einen anderen Winkel zueinander aufweisen.One from the electric motor 48 initiated rotary movement is by means of the gear unit 50 translated according to the requirements and to the control shaft 52 forwarded. Depending on the electric motor 48 and the rotary movement to be set on the cam disk arrangement 56 can also be used on the gear unit 50 be waived. The rotation of the control shaft 52 is made by means of the worm gear 54 into a rotary movement of the cam disk arrangement 56 implemented. The axes of rotation are the control shaft 52 and the cam arrangement 56 offset by 90 °. In an alternative embodiment, the two axes of rotation can also have a different angle to one another.

In 2a bildet die Steuerwelle 52 eine Schneckenwelle und die Kurvenscheibenanordnung 56 ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes. Aufgrund der Schneckenverzahnung 54 kann das Antriebsmoment des elektrischen Motors 48 zuverlässig auf die Kurvenscheibenanordnung 56 übertragen werden. Dabei ist es in dem vorliegenden Fall ausreichend, wenn wenigstens ein Segment 58 eines Außenumfangs der Kurvenscheibenanordnung 56 eine Verzahnung aufweist, in die die Steuerwelle 52 eingreifen kann.In 2a forms the control shaft 52 a worm shaft and the cam assembly 56 a worm wheel of a worm gear. Because of the worm gear 54 can drive torque of the electric motor 48 reliable on the cam arrangement 56 be transmitted. In the present case it is sufficient if at least one segment 58 an outer circumference of the cam assembly 56 has a toothing into which the control shaft 52 can intervene.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerwelle 52 auch über ein in 2a nicht gezeigtes Zwischenrad mit der Kurvenscheibenanordnung 56 gekoppelt sein. Mit Hilfe des Zwischenrads kann beispielsweise die Drehrichtung der Kurvenscheibenanordnung 56 relativ zu der Steuerwelle 52 umgekehrt werden. Des Weiteren können eventuell konstruktiv erforderliche Abstände zwischen der Steuerwelle 52 und der Kurvenscheibenanordnung 56 überbrückt werden.In an alternative embodiment, the control shaft 52 also via an in 2a Not shown intermediate gear with the cam disk arrangement 56 be coupled. With the help of the intermediate gear, for example, the direction of rotation of the cam disk arrangement 56 relative to the control shaft 52 be reversed. Furthermore, any constructively required distances between the Control shaft 52 and the cam arrangement 56 be bridged.

Mittels der Kurvenscheibenanordnung 56 wird eine rotatorische Bewegung der Steuerwelle 52 in eine translatorische Bewegung zum Betätigen der Reibkupplung 40 umgesetzt. Zur näheren Erläuterung der Funktionsweise der Kurvenscheibenanordnung 56 ist in 2b ein Querschnitt des Aktuators 42 entlang der in 2a mit A-A' bezeichneten Querschnittsfläche gezeigt.Using the cam arrangement 56 becomes a rotary movement of the control shaft 52 into a translational movement to actuate the friction clutch 40 implemented. For a more detailed explanation of the functioning of the cam disk arrangement 56 is in 2 B a cross section of the actuator 42 along the in 2a shown with cross-sectional area labeled AA '.

Wie der 2b zu entnehmen ist, weist die Kurvenscheibenanordnung 56 eine Kurvenscheibeneinheit 60 und eine Andruckeinheit 62 auf. Die Kurvenscheibeneinheit 60 weist in dem Segment 58 des Außenumfangs der Kurvenscheibeneinheit 60 die Schneckenverzahnung 54 auf, über die die Kurvenscheibeneinheit 60 in Eingriff mit der Steuerwelle 52 steht.Again 2 B can be seen, has the cam disk arrangement 56 a cam unit 60 and a pressure unit 62 on. The cam unit 60 points in the segment 58 the outer circumference of the cam unit 60 the worm gear 54 over which the cam unit 60 in engagement with the control shaft 52 stands.

In einer alternativen Ausführungsform kann sich die Schneckenverzahnung 54 auch über den gesamten Außenumfang der Kurvenscheibeneinheit 60 erstrecken.In an alternative embodiment, the worm teeth 54 also over the entire outer circumference of the cam disk unit 60 extend.

Ferner weist die Kurvenscheibeneinheit 60 wenigstens ein Übertragungselement 64 auf, über das die Kurvenscheibeneinheit 60 mechanisch mit der Andruckeinheit 62 in Kontakt steht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Kurvenscheibeneinheit 60 mehrere Übertragungselemente 64 aufweist, die auf einer der Andruckeinheit 62 zugewandten Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit 60 ausgebildet sind.Furthermore, the cam disk unit 60 at least one transmission element 64 via which the cam disk unit 60 mechanically with the pressure unit 62 is in contact. However, it is particularly preferred if the cam disk unit 60 several transmission elements 64 having on one of the pressure unit 62 facing surface of the cam unit 60 are trained.

Die Andruckeinheit 62 ist beispielsweise über ein Axiallager 66 mit der Reibkupplung 40 gekoppelt. Damit kann der elektromechanische Aktuator 42 beispielsweise von einer rotatorischen Bewegung der Reibkupplung 40 entkoppelt werden.The pressure unit 62 is for example a thrust bearing 66 with the friction clutch 40 coupled. This enables the electromechanical actuator 42 for example, from a rotational movement of the friction clutch 40 be decoupled.

Wird die Steuerwelle 52 mittels des elektrischen Motors 48 in eine Drehbewegung versetzt, so führt diese aufgrund der Schneckenverzahnung 54 ebenfalls zu einer Drehbewegung der Kurvenscheibeneinheit 60. Aufgrund eines vordefinierten Oberflächenprofils der Übertragungselemente 64 wird die rotatorische Bewegung der Kurvenscheibeneinheit 60 in eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit 62 umgesetzt. Somit kann mit Hilfe des von dem elektrischen Motor 48 bereitgestellten Antriebsmoments eine Axialkraft auf die Reibkupplung 40 ausgeübt werden. Abhängig von der Drehrichtung der Steuerwelle 52 wird somit die Reibkupplung 40 entweder geschlossen oder geöffnet. Dies wiederum führt zu einem gesperrten oder offenen Querdifferential 24.Will the rudder shaft 52 by means of the electric motor 48 set in a rotary motion, this leads due to the worm gear 54 also to a rotary movement of the cam disk unit 60 . Based on a predefined surface profile of the transmission elements 64 becomes the rotary movement of the cam unit 60 into a translational movement of the pressure unit 62 implemented. Thus, with the help of the electric motor 48 provided drive torque an axial force on the friction clutch 40 be exercised. Depending on the direction of rotation of the control shaft 52 thus becomes the friction clutch 40 either closed or open. This in turn leads to a locked or open transverse differential 24 .

3 zeigt eine schematische Ansicht des Querdifferentials 24, aus der die prinzipielle Anordnung des elektromechanischen Aktuators 42 relativ zu einem Gehäuse des Querdifferentials 24 hervorgeht. 3 shows a schematic view of the transverse differential 24 , from which the basic arrangement of the electromechanical actuator 42 relative to a housing of the transverse differential 24 emerges.

Dazu ist in 3 ein Axialdeckel 68 des Querdifferentials 24 gezeigt, der konzentrisch zu einer Axialachse 70 des Querdifferentials 24 ausgebildet ist. Bei dem Bezugszeichen 72 ist ein Kopplungselement 72 zum Ankoppeln einer der beiden Abtriebswellen 36, 38 dargestellt.This is in 3 an axial cover 68 of the transverse differential 24 shown concentric to an axial axis 70 of the transverse differential 24 is trained. With the reference number 72 is a coupling element 72 for coupling one of the two output shafts 36 , 38 shown.

Wie der 3 zu entnehmen ist, sind der elektrische Motor 48, die Getriebeeinheit 50 und die Steuerwelle 52 kreissehnenartig in Bezug auf einen äußeren Umfang des Axialdeckels 68 angeordnet. Vorteilhafterweise wird der elektromechanische Aktuator 42 derart an dem Querdifferential 24 installiert, dass sich die Kurvenscheibenanordnung 56, die Steuerwelle 52, die Getriebeeinheit 50 und/oder zumindest ein Teil des elektrischen Motors 48 innerhalb eines durch das Gehäuse des Querdifferentials 24 vorgegebenen maximalen Abstands von der Axialachse 70 befinden. Dabei wird der maximale Abstand z. B. durch den äußeren Umfang des Axialdeckels 68 definiert. Dadurch wird eine radial sehr kompakte Bauform des Querdifferentials 24 erreicht.Again 3 can be seen are the electric motor 48 , the gear unit 50 and the steering shaft 52 like a circular chord with respect to an outer circumference of the axial cover 68 arranged. The electromechanical actuator is advantageously 42 such on the transverse differential 24 installed that the cam assembly 56 , the control shaft 52 , the gear unit 50 and / or at least part of the electric motor 48 within one through the case of the transverse differential 24 specified maximum distance from the axial axis 70 are located. The maximum distance z. B. through the outer circumference of the axial cover 68 Are defined. This results in a very compact radial design of the transverse differential 24 reached.

Außerdem wird der elektromechanische Aktuator 42 in den Axialdeckel 68 integriert, um eine axial kompakte Bauform zu erzielen. Damit müssen bei einem Ersatz eines hydraulisch betätigten Querdifferentials durch das erfindungsgemäße elektromechanisch betätigte Querdifferential 24 im Wesentlichen keine konstruktiven Änderungen an dem betreffenden Fahrzeug vorgenommen werden. Vielmehr kann zusätzlicher Bauraum hinzugewonnen werden, da auf den Einbau eines hydraulischen Steuerkreises inklusive der Hydraulikpumpe verzichtet werden kann.In addition, the electromechanical actuator 42 in the axial cover 68 integrated in order to achieve an axially compact design. This means that when a hydraulically operated transverse differential is replaced by the electromechanically operated transverse differential according to the invention 24 essentially no design changes are made to the vehicle in question. Rather, additional installation space can be gained, since the installation of a hydraulic control circuit including the hydraulic pump can be dispensed with.

In 4a ist eine Ausführungsform der Kurvenscheibeneinheit 60 des elektromechanischen Aktuators 42 dargestellt. 4b zeigt einen Querschnitt der Ausführungsform der Kurvenscheibeneinheit 60 entlang einer in 4a mit A-A' bezeichneten Querschnittsfläche.In 4a is an embodiment of the cam unit 60 of the electromechanical actuator 42 shown. 4b shows a cross section of the embodiment of the cam unit 60 along an in 4a with AA 'designated cross-sectional area.

Wie der 4a zu entnehmen ist, weist die Kurvenscheibeneinheit 60 vier Übertragungselemente 64 auf. Es versteht sich jedoch, dass in einer alternativen Ausführungsform auch eine beliebige andere Anzahl von Übertragungselementen 64 auf der Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit 60 ausgebildet sein kann.Again 4a can be seen, the cam disk unit 60 four transmission elements 64 on. It goes without saying, however, that any other number of transmission elements can also be used in an alternative embodiment 64 on the surface of the cam unit 60 can be formed.

Die Übertragungselemente 64 weisen jeweils einen keilförmigen Abschnitt 74 und einen abgeflachten Abschnitt 76 auf. Dabei sind die Übertragungselemente 64 auf der der Andruckeinheit 62 zugewandten Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit 60 angeordnet.The transmission elements 64 each have a wedge-shaped section 74 and a flattened section 76 on. Here are the transmission elements 64 on that of the pressure unit 62 facing surface of the cam unit 60 arranged.

Mit Hilfe des keilförmigen Abschnitts 74 kann eine rotatorische Bewegung der Kurvenscheibeneinheit 60 in eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit 62 umgesetzt werden, die in einem mechanischen Kontakt mit den Übertragungselementen 64 steht. Durch die Wahl des Steigungswinkels des keilförmigen Abschnitts 74, der in 4b mit α bezeichnet ist, kann die Andruckgeschwindigkeit bzw. eine maximale Auslenkung der Andruckeinheit 62 eingestellt werden. Somit kann mit Hilfe einer Drehbewegung der Kurvenscheibeneinheit 60 die Reibkupplung 40 geschlossen und wieder geöffnet werden. Abhängig davon wird ein gesperrtes oder ein offenes Querdifferential 24 eingerichtet.With the help of the wedge-shaped section 74 can cause a rotary movement of the cam disk unit 60 into a translational movement of the pressure unit 62 are implemented in mechanical contact with the transmission elements 64 stands. By choosing the angle of incline of the wedge-shaped section 74 who is in 4b is denoted by α, the pressure speed or a maximum deflection of the pressure unit 62 can be set. Thus, with the help of a rotary movement of the cam disk unit 60 the friction clutch 40 closed and reopened. A locked or an open transverse differential is dependent on this 24 furnished.

Durch den abgeflachten Abschnitt 76 des Übertragungselements 64 wird ein selbsthemmender Mechanismus realisiert. Steht die Kurvenscheibeneinheit 60 nach einer Drehung über den abgeflachten Abschnitt 76 in mechanischem Kontakt mit der Andruckeinheit 62, so muss von dem elektrischen Motor 48 keine Antriebsenergie mehr zur Verfügung gestellt werden, um die aktuelle Positionierung der Andruckeinheit 62 und damit der Reibkupplung 40 beizubehalten. Dementsprechend ist ein Rückwärtsdrehen des elektrischen Motors 48 erforderlich, um die aktuelle Auslenkung der Andruckeinheit 62 wieder rückgängig zu machen.Through the flattened section 76 of the transmission element 64 a self-locking mechanism is implemented. The cam unit is stationary 60 after turning over the flattened section 76 in mechanical contact with the pressure unit 62 so must from the electric motor 48 no more drive energy is made available to the current positioning of the pressure unit 62 and thus the friction clutch 40 to maintain. Reverse rotation of the electric motor is accordingly 48 required for the current deflection of the pressure unit 62 to undo it.

In 4c ist ein vergrößerter Querschnitt des Übertragungselements 64a entlang einer in 4a mit B-B' bezeichneten Querschnittsfläche gezeigt. Aus der 4c ist zu ersehen, dass in einem Teilbereich des keilförmigen Abschnitts 74 Rollen oder Kugeln 78 angeordnet sind. Durch die Rollen 78 können Reibungsverluste bei einer Bewegung des Übertragungselements 64 relativ zu der Andruckeinheit 62 (verursacht durch eine Drehbewegung der Kurvenscheibeneinheit 60) minimiert werden. Dies führt zu einer effizienten Ansteuerung der Reibkupplung 40 durch den elektromechanischen Aktuator 42.In 4c Fig. 3 is an enlarged cross section of the transmission member 64a along an in 4a shown with BB 'designated cross-sectional area. From the 4c it can be seen that in a part of the wedge-shaped section 74 Rollers or balls 78 are arranged. Through the roles 78 frictional losses can occur when the transmission element moves 64 relative to the pressure unit 62 (caused by a rotary movement of the cam plate unit 60 ) can be minimized. This leads to an efficient control of the friction clutch 40 by the electromechanical actuator 42 .

Das Übertragungselement 64 kann beispielsweise als Blechbiegeteil ausgeführt sein, das eine eingeprägte Laufbahn für die Rollen/Kugeln 78 aufweist. Dies erlaubt eine sehr kostengünstige Herstellung des Übertragungselements 64.The transmission element 64 can be designed, for example, as a bent sheet metal part that has an embossed track for the rollers / balls 78 having. This allows the transmission element to be manufactured very inexpensively 64 .

In 5a ist eine weitere Ausführungsform der Kurvenscheibeneinheit 60 dargestellt. 5b zeigt einen Querschnitt der weiteren Ausführungsform entlang einer in 5a mit A-A' bezeichneten Querschnittsfläche.In 5a is a further embodiment of the cam unit 60 shown. 5b FIG. 11 shows a cross section of the further embodiment along a line in FIG 5a with AA 'designated cross-sectional area.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das Übertragungselement 64 einen Axial-Lagerring 80 und ein Axial-Kurvenscheibenelement 82 auf. In dem Axial-Lagerring 80 sind die Rollen/Kugeln 78 aufgenommen. Damit dient der Axial-Lagerring 80 als Andruckring an die Andruckeinheit 62.In this exemplary embodiment, the transmission element 64 an axial bearing ring 80 and an axial cam element 82 on. In the axial bearing ring 80 are the rollers / balls 78 recorded. The axial bearing ring is thus used 80 as a pressure ring on the pressure unit 62 .

Das Axial-Kurvenscheibenelement 82 ist ringförmig ausgeführt und weist eine Rundumnut für die Fixierung des Axial-Lagerrings 80 auf.The axial cam element 82 is ring-shaped and has a circumferential groove for fixing the axial bearing ring 80 on.

Wie besser der 5b zu entnehmen ist, weisen der Axial-Lagerring 80 und das Axial-Kurvenscheibenelement 82 ebenfalls einen keilförmigen Abschnitt 74 und einen abgeflachten Abschnitt 76 auf. Durch eine Drehung der Kurvenscheibeneinheit 60 wird damit eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit 62 bewirkt. Somit kann die Reibkupplung 40 zuverlässig betätigt werden.How better that 5b can be seen, point the axial bearing ring 80 and the axial cam element 82 also a wedge-shaped section 74 and a flattened section 76 on. By turning the cam unit 60 This creates a translatory movement of the pressure unit 62 causes. Thus, the friction clutch 40 can be operated reliably.

In einer alternativen Ausführungsform kann beispielsweise auf den Axial-Lagerring 80 und die Rollen/Kugeln 78 verzichtet werden. Damit weist das Übertragungselement 64 lediglich das Axial-Kurvenscheibenelement 82 auf, das in dieser alternativen Ausführungsform beispielsweise aus einem Polyamid-Kunststoff gefertigt ist. Dabei weist das Axial-Kurvenscheibenelement 82 weiterhin den keilförmigen Abschnitt 74 und den abgeflachten Abschnitt 76 auf. Eine Drehung der Kurvenscheibeneinheit 60 führt damit zu einer Gleitreibung zwischen dem Axial-Kurvenscheibenelement 82 und der daran anliegenden Andruckeinheit 62. Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr einfache und damit kostengünstige Herstellung der Kurvenscheibeneinheit 60.In an alternative embodiment, for example, on the axial bearing ring 80 and the rollers / balls 78 be waived. So that the transmission element 64 only the axial cam element 82 on, which is made for example from a polyamide plastic in this alternative embodiment. The axial cam element has 82 continue the wedge-shaped section 74 and the flattened section 76 on. One rotation of the cam unit 60 thus leads to sliding friction between the axial cam element 82 and the pressure unit adjacent to it 62 . This embodiment enables a very simple and therefore inexpensive manufacture of the cam disk unit 60 .

Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Querdifferential 24 bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb als auch bei Fahrzeugen mit Vorderantrieb eingesetzt werden.For example, the transverse differential according to the invention 24 be used in vehicles with rear-wheel drive as well as in vehicles with front-wheel drive.

Die Kurvenscheibeneinheit 60 kann über eine Zahnradkaskade bzw. ein Getriebe angetrieben werden.The cam unit 60 can be driven via a gear cascade or a gearbox.

Des Weiteren können die Übertragungselemente 64 andere von der Keilform abweichende Oberflächenprofile aufweisen, die die Drehbewegung der Kurvenscheibeneinheit 60 in eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit 62 umsetzen.Furthermore, the transmission elements 64 have other surface profiles deviating from the wedge shape, which the rotary movement of the cam disk unit 60 into a translational movement of the pressure unit 62 implement.

Claims (12)

Querdifferential (24) für ein Kraftfahrzeug, das eine Antriebseinheit (16) zum Antreiben von zwei Antriebsrädern (14) aufweist, wobei das Querdifferential (24) aufweist: - ein Eingangsglied (26), das mit einem Ausgang (30) der Antriebseinheit (16) koppelbar ist, - ein erstes und ein zweites Ausgangsglied (32, 34), die mit jeweils einem der Antriebsräder (14) koppelbar sind, - eine Reibkupplung (40), die mit den Ausgangsgliedern (32, 34) verbunden ist, und - einen Aktuator (42), der dazu ausgebildet ist, die Reibkupplung (40) zu betätigen, um eine Quersperre zwischen den Antriebsrädern (14) einzurichten oder aufzuheben, wobei der Aktuator (42) ein elektromechanischer Aktuator (42) ist und der Aktuator (42) einen elektrischen Motor (48) und eine Kurvenscheibenanordnung (56) aufweist, die mittels einer Steuerwelle (52) mit dem elektrischen Motor (48) gekoppelt ist und wobei die Kurvenscheibenanordnung (56) eine mittels des elektrischen Motors (48) antreibbare Kurvenscheibeneinheit (60) und eine Andruckeinheit (62) aufweist, die mit der Reibkupplung (40) gekoppelt ist und die derart zu der Kurvenscheibeneinheit (60) angeordnet ist, dass in Abhängigkeit einer rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit (60) eine translatorische Bewegung der Andruckeinheit (62) zum Betätigen der Reibkupplung (40) ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibeneinheit (60) wenigstens ein Übertragungselement (64) als Blechbiegeteil aufweist, das auf einer der Andruckeinheit (62) zugewandten Oberfläche der Kurvenscheibeneinheit (60) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibeneinheit (60) eine Kraft auf die Andruckeinheit (62) auszuüben, und wobei das Übertragungselement (64) einen keilförmigen Abschnitt (74) aufweist.Transverse differential (24) for a motor vehicle, which has a drive unit (16) for driving two drive wheels (14), the transverse differential (24) having: - an input member (26) which is connected to an output (30) of the drive unit (16 ) can be coupled, - a first and a second output member (32, 34), each of which can be coupled to one of the drive wheels (14), - a friction clutch (40) which is connected to the output members (32, 34), and - an actuator (42) which is designed to actuate the friction clutch (40) in order to set up a transverse lock between the drive wheels (14) or lift, wherein the actuator (42) is an electromechanical actuator (42) and the actuator (42) has an electric motor (48) and a cam disk arrangement (56) which is coupled to the electric motor (48) by means of a control shaft (52) and wherein the cam disk arrangement (56) has a cam disk unit (60) which can be driven by means of the electric motor (48) and a pressure unit (62) which is coupled to the friction clutch (40) and which is arranged in relation to the cam disk unit (60), that a translational movement of the pressure unit (62) for actuating the friction clutch (40) is carried out as a function of a rotary movement of the cam disk unit (60), characterized in that the cam plate ben unit (60) has at least one transmission element (64) as a bent sheet metal part, which is arranged on a surface of the cam unit (60) facing the pressure unit (62) and which is designed to apply a force as a function of the rotational movement of the cam unit (60) exerting the pressure unit (62), and wherein the transmission element (64) has a wedge-shaped portion (74). Querdifferential (24) nach Anspruch 1, wobei die Reibkupplung (40) zwei Reibglieder (44, 46) aufweist, wobei eines der Reibglieder (44) mit dem ersten Ausgangsglied (32) verbunden ist und wobei das andere Reibglied (46) mit dem zweiten Ausgangsglied (34) verbunden ist.Transverse differential (24) after Claim 1 wherein the friction clutch (40) has two friction members (44, 46), one of the friction members (44) being connected to the first output member (32) and the other friction member (46) being connected to the second output member (34). Querdifferential (24) nach Anspruch 1, wobei der elektrische Motor (48) mittels einer Getriebeeinheit (50) mit der Kurvenscheibenanordnung (56) gekoppelt ist.Transverse differential (24) after Claim 1 , wherein the electric motor (48) is coupled to the cam disk arrangement (56) by means of a gear unit (50). Querdifferential (24) nach Anspruch 1 oder 3, wobei der elektrische Motor (48) und/oder die Steuerwelle (52) kreissehnenartig in einem zu einer Axialachse der Reibkupplung (40) konzentrischen Kreis angeordnet sind.Transverse differential (24) after Claim 1 or 3 wherein the electric motor (48) and / or the control shaft (52) are arranged in the manner of a circular chord in a circle which is concentric to an axial axis of the friction clutch (40). Querdifferential (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerwelle (52) mittels eines Zwischenrads mit der Kurvenscheibenanordnung (56) gekoppelt ist.Transverse differential (24) according to one of the Claims 1 to 4th wherein the control shaft (52) is coupled to the cam disk arrangement (56) by means of an intermediate gear. Querdifferential (24) nach Anspruch 1, wobei zumindest in einem Teilbereich des keilförmigen Abschnitts (74) Kugeln und/oder Rollen (78) angeordnet sind.Transverse differential (24) after Claim 1 wherein balls and / or rollers (78) are arranged at least in a partial area of the wedge-shaped section (74). Querdifferential (24) nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Übertragungselement (64) einen abgeflachten Abschnitt (76) aufweist, der sich an ein der Keilspitze gegenüberliegendes Ende des keilförmigen Abschnitts (74) anschließt.Transverse differential (24) after Claim 1 or 6th wherein the transmission element (64) has a flattened section (76) which adjoins an end of the wedge-shaped section (74) opposite the wedge tip. Querdifferential (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Segment (58) eines Außenumfangs der Kurvenscheibeneinheit (60) eine Verzahnung aufweist, mittels der die Kurvenscheibeneinheit (60) von dem elektrischen Motor (48) antreibbar ist.Transverse differential (24) according to one of the Claims 1 to 7th wherein a segment (58) of an outer circumference of the cam disk unit (60) has a toothing by means of which the cam disk unit (60) can be driven by the electric motor (48). Querdifferential (24) nach Anspruch 8, wobei die Steuerwelle (52) mittels einer Schneckenverzahnung (54) mit der Kurvenscheibeneinheit (60) gekoppelt ist, wobei die Steuerwelle (52) eine Schneckenwelle ist und wobei die Kurvenscheibeneinheit (60) ein Schneckenrad ist.Transverse differential (24) after Claim 8 wherein the control shaft (52) is coupled to the cam disk unit (60) by means of a worm gear (54), wherein the control shaft (52) is a worm shaft and wherein the cam disk unit (60) is a worm wheel. Querdifferential (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerwelle (52), die Kurvenscheibenanordnung (56) und/oder zumindest ein Teil des elektrischen Motors (48) innerhalb eines durch ein Gehäuse des Querdifferentials (24) vorgegebenen maximalen Abstands von einer Axialachse (70) des Querdifferentials (24) angeordnet sind.Transverse differential (24) according to one of the Claims 1 to 9 wherein the control shaft (52), the cam disk arrangement (56) and / or at least a part of the electric motor (48) is arranged within a maximum distance from an axial axis (70) of the transverse differential (24) predetermined by a housing of the transverse differential (24) are. Querdifferential (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Aktuator (42) in einem Axialdeckel (68) des Gehäuses des Querdifferentials (24) integriert ist.Transverse differential (24) according to one of the Claims 1 to 10 , wherein the actuator (42) is integrated in an axial cover (68) of the housing of the transverse differential (24). Querdifferential (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Querdifferential (24) ein Planetenraddifferential ist.Transverse differential (24) according to one of the Claims 1 to 11 , wherein the transverse differential (24) is a planetary gear differential.
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