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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Aktuatorkopplungsmechanismus.
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HINTERGRUND
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In der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2012/0058855 ist ein Multimoden-Antriebsmodul offenbart, das selektiv in einem Antriebsmodus zur Lieferung von Antriebsleistung zu einem Satz Fahrzeugräder und in einem Torque-vectoring-Modus, bei dem eine Drehmomentdifferenz zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität an den Satz Fahrzeugräder angelegt wird, eingesetzt werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Linear-Aktuator zum Schalten einer Hülse mittels einer Schaltgabel zwischen einer ersten Stellung (zum Betrieb des Antriebsmoduls im Antriebsmodus) und einer zweiten Stellung (zum Betrieb des Antriebsmoduls im Torque-vectoring-Modus) eingesetzt. Es hat sich herausgestellt, dass herkömmliche Verfahren zur Kopplung des Linear-Aktuators mit der Schaltgabel ein hohes Maß an Demontage des Antriebsmoduls, um die Schaltgabel zu entfernen, erfordern können. Obwohl derartige Konfigurationen für ihren vorgesehenen Zweck funktionieren, besteht dennoch ein Bedarf im Stand der Technik an einem verbesserten Aktuatorkopplungsmechanismus.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
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Bei einer Ausführung stellen die vorliegenden Lehren ein Antriebsmodul bereit, das einen Motor, eine Getriebe- und Differenzialanordnung und einen Modus-Aktuator aufweist. Die Getriebe- und Differenzialanordnung wird durch die Ausgangswelle angetrieben und umfasst eine Getriebeanordnung und eine Differenzialanordnung. Die Differenzialanordnung weist einen Differenzialgehäuse, einen ersten Differenzialausgang und einen zweiten Differenzialausgang auf. Der Modus-Aktuator weist ein Schaltelement, einen Linearmotor und einen Aktuatorkopplungsmechanismus auf. Das Schaltelement ist zwischen einer ersten Stellung, die einen Betrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung in einem ersten Modus bewirkt, bei dem wenigstens eines von dem ersten Ausgangsglied, dem zweiten Ausgangsglied und dem Differenzialgehäuse durch den Motor angetrieben wird/werden, und einer zweiten Stellung, die einen Betrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung in einem zweiten, anderen Modus bewirkt, translatorisch bewegbar. Der Aktuatorkopplungsmechanismus ist in einem Gestänge zwischen dem Schaltelement und dem Linearmotor angeordnet und umfasst eine Antriebsnase, die sich in eine U-förmige Ausnehmung erstreckt, die in einem Ende einer ersten Stange ausgebildet ist, und eine zweite Stange, in der eine sich über den Umfang erstreckende Nut ausgebildet ist. Die zweite Stange wird in der U-förmigen Ausnehmung aufgenommen, so dass die Antriebsnase in der sich über den Umfang erstreckenden Nut aufgenommen wird, um die zweite Stange mit der ersten Stange für eine gemeinsame Axialbewegung zu koppeln.
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Bei einer anderen Ausführung stellen die vorliegenden Lehren ein Antriebsmodul bereit, das einen Motor, eine Getriebe- und Differenzialanordnung und einen Modus-Aktuator umfasst. Die Getriebe- und Differenzialanordnung wird durch den Motor angetrieben und umfasst eine Getriebeanordnung und eine Differenzialanordnung. Die Differenzialanordnung weist ein Differenzialgehäuse, einen ersten Differenzialausgang und einen zweiten Differenzialausgang auf. Der Modus-Aktuator weist ein Schaltelement, einen Linearmotor und einen Aktuatorkopplungsmechanismus auf. Das Schaltelement ist zwischen einer ersten Stellung, die einen Betrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung in einem ersten Modus bewirkt, bei dem wenigstens eines von dem ersten Ausgangsglied, dem zweiten Ausgangsglied und dem Differenzialgehäuse durch den Motor angetrieben wird/werden, und einer zweiten Stellung, die einen Betrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung in einem zweiten, anderen Modus bewirkt, translatorisch bewegbar. Der Aktuatorkopplungsmechanismus weist einen ersten Teil, der mit dem Schaltelement zur translatorischen Bewegung damit gekoppelt ist, und einen zweiten Teil, der mit einem Ausgang des Linearmotors zur translatorischen Bewegung damit gekoppelt ist, auf. Einer von dem ersten und dem zweiten Teil definiert eine Nut, in der der andere von dem ersten und dem zweiten Teil aufgenommen wird. Der Aktuatorkopplungsmechanismus umfasst ferner ein Paar zusammenpassender Antriebsnasen, das gestattet, dass der andere von dem ersten und dem zweiten Teil in den einen von dem ersten und dem zweiten Teil gesenkt wird, um das Schaltelement mit dem Ausgang des Linearmotors werkzeuglos zu koppeln.
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Bei einer weiteren Ausführung stellen die vorliegenden Lehren einen Modus-Aktuator bereit, der ein Schaltelement, einen Linearmotor und einen Aktuatorkopplungsmechanismus umfasst. Das Schaltelement kann entlang einer Translationsachse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung translatorisch bewegt werden. Der Linearmotor weist einen Ausgang auf. Der Aktuatorkopplungsmechanismus weist einen ersten Teil, der mit dem Schaltelement zur translatorischen Bewegung damit gekoppelt ist, und einen zweiten Teil, der mit einem Ausgang des Linearmotors zur translatorischen Bewegung damit gekoppelt ist, auf. Einer von dem ersten und dem zweiten Teil definiert eine Nut, in der der andere von dem ersten und dem zweiten Teil aufgenommen wird. Die Ausnehmung erstreckt sich entlang der Translationsachse. Der Aktuatorkopplungsmechanismus umfasst des Weiteren ein Paar zusammenpassender Antriebsnasen, das gestattet, dass der andere von dem ersten und dem zweiten Teil in den einen von dem ersten und dem zweiten Teil gesenkt wird, um das Schaltelement mit dem Ausgang des Linearmotors werkzeuglos zu koppeln.
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Bei einer weiteren Ausführung stellen die vorliegenden Lehren ein Gestänge mit einem Kopplungsmechanismus bereit. Das Gestänge umfasst eine erste und eine zweite Stange. Der Kopplungsmechanismus umfasst eine U-förmige Ausnehmung, die in einem Ende der ersten Stange ausgebildet ist. Eine Antriebsnase kann mit der ersten Stange gekoppelt sein und sich in die U-förmige Ausnehmung erstrecken. Eine sich über den Umfang erstreckende Nut kann in einem Ende der zweiten Stange ausgebildet sein. Das Ende der zweiten Stange kann in der U-förmigen Ausnehmung im Ende der ersten Stange aufgenommen werden, so dass die Antriebsnase in der sich über den Umfang erstreckenden Nut aufgenommen wird, um die zweite Stange mit der ersten Stange für eine gemeinsame Axialbewegung zu koppeln. Bei einer alternativen Ausführungsform könnte die Nut in dem Ende der ersten Stange ausgebildet sein, und die Antriebsnase könnte mit der zweiten Stange gekoppelt sein und sich davon radial nach außen erstrecken.
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Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der hier bereitgestellten Beschreibung hervor. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser vorliegenden Kurzfassung dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung keineswegs einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Implementierungen, und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung keineswegs einschränken.
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1 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs mit einem Antriebsmodul, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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2 ist eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Antriebsmoduls;
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3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Teils des in 1 gezeigten Antriebsmoduls, wobei die Ansicht einen Teil eines Modus-Aktuators darstellt;
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4 ist eine Schnittansicht eines Teils des Modus-Aktuators in Längsrichtung durch ein Ende einer Gabelstange;
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5 ist eine Schnittansicht eines Teils des Modus-Aktuators in Längsrichtung durch eine Ende einer Solenoidstange, und
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6 ist eine Schnittansicht eines Teils des Modus-Aktuators in Längsrichtung durch die Gabelstange und die Solenoidstange.
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Einander entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in allen der mehreren Ansichten der Zeichnungen einander entsprechende Teile.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen weist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 in der Darstellung ein Antriebsmodul 12 auf, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist. Das Antriebsmodul 12 kann zum Antrieb eines Paars Fahrzeugräder 14a und 14b eingesetzt werden. In dem speziellen bereitgestellten Beispiel wird das Antriebsmodul 12 zum selektiven Antrieb der Fahrzeughinterräder 14a und 14b eingesetzt (d.h. das Antriebsmodul kann Teil eines Sekundärtriebstrangs sein, der zeitweise betrieben wird), während ein herkömmlicher Verbrennungsmotor 16 und ein Getriebe 18 zum durchgängigen Antrieb eines Satzes Fahrzeugvorderräder 20 eingesetzt werden. Es versteht sich jedoch, dass die Lehren der vorliegenden Offenbarung bei verschiedensten Fahrzeugkonfigurationen Anwendung finden können, und somit versteht sich, dass das hier erörterte und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte spezielle Beispiel lediglich beispielhaft ist.
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In 2 kann das Antriebsmodul 12 ein Gehäuse 30, einen Motor 32, eine Getriebe- und Differenzialanordnung 34, ein Untersetzungsgetriebe 36, einen Modus-Aktuator 38, ein erstes und ein zweites Ausgangsglied 40 und 42, und eine Parksperre 44 umfassen. Das Gehäuse 30 kann zur Unterbringung des Motors 32 und der Getriebe- und Differenzialanordnung 34 konfiguriert sein.
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Bei dem Motor 32 kann es sich um eine beliebige Art einer Drehkraft bereitstellenden Vorrichtung, wie z. B. einen Elektromotor oder einen Hydraulikmotor, handeln. Der Motor 32 kann zum Antrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung 34 in einem Modus oder mehreren Modi, wie z. B. einem Antriebsmodus und/oder einem Torque-vectoring-Modus, konfiguriert sein.
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Die Getriebe- und Differenzialanordnung 34 kann zur Ausgabe von Drehkraft an das erste und das zweite Ausgangsglied 40 und 42 konfiguriert sein und kann eine Getriebeanordnung 50 und eine Differenzialanordnung 52 umfassen. Das erste und das zweite Ausgangsglied 14a und 14b können Drehkraft von der Getriebe- und Differenzialanordnung 34 auf die Fahrzeughinterräder 14a bzw. 14b übertragen.
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Die Getriebeanordnung 50 kann bezüglich des ersten und des zweiten Ausgangsglieds 40 und 42 und/oder einer Differenzialanordnung 52 koaxial angebracht sein. Die Getriebeanordnung 50 kann einen ersten Planetenradsatz 56 und einen zweiten Planetenradsatz 58 umfassen. Der erste und der zweite Planetenradsatz 56 und 58 können identische Übersetzungen aufweisen und derart konfiguriert sein, dass eine oder mehrere der Komponenten des ersten Planetenradsatzes 56 mit einer zugehörigen Komponente oder zugehörigen Komponenten des zweiten Planetenradsatzes 58 austauschbar ist/sind.
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Der erste Planetenradsatz 56 kann ein erstes Sonnenrad 60, mehrere erste Planetenräder 62, ein erstes Hohlrad 64 und einen ersten Planetenträger 66 umfassen. Das erste Sonnenrad 60 kann eine allgemein hohle Struktur sein, die konzentrisch um das erste Ausgangsglied 40 herum befestigt werden kann. Die ersten Planetenräder 62 können derart über den Umfang um das erste Sonnenrad 60 herum beabstandet sein, dass Zähne der ersten Planetenräder 62 Zähne des ersten Sonnenrads 60 kämmend in Eingriff nehmen. Das erste Hohlrad 64 kann gleichermaßen derart konzentrisch um die ersten Planetenräder 62 herum angeordnet sein, dass die Zähne der ersten Planetenräder 62 Zähne am ersten Hohlrad 64 kämmend in Eingriff nehmen. Das erste Hohlrad 64 kann in dem Getriebegehäuse 30 drehbar angeordnet sein. Das Getriebegehäuse 30 kann mit dem Differenzialgehäuse 30, in dem die Differenzialanordnung 52 untergebracht ist, drehfest gekoppelt sein. Der erste Planetenträger 66 kann einen ersten Trägerkörper 72 und mehrere erste Stifte 74, die mit dem ersten Trägerkörper 72 fest gekoppelt sein können, umfassen. Der erste Trägerkörper 72 kann mit dem ersten Ausgangsglied 40 gekoppelt sein, so dass sich der erste Trägerkörper 72 und das erste Ausgangsglied 40 gemeinsam drehen. Ein beliebiges geeignetes Mittel kann zum Koppeln des ersten Trägerkörpers 72 mit dem ersten Ausgangsglied 40 eingesetzt werden, einschließlich Schweißverbindungen und Gegenverzahnungen oder Keilverzahnungen. Jeder der ersten Stifte 74 kann in einem zugehörigen der ersten Planetenräder 62 aufgenommen werden und kann das zugehörige der ersten Planetenräder 62 zur Drehung um eine Längsachse des ersten Stifts 74 stützen.
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Der zweite Planetenradsatz 58 kann ein zweites Sonnenrad 80, mehrere zweite Planetenräder 82, ein zweites Hohlrad 84 und einen zweiten Planetenträger 86 umfassen. Das zweite Sonnenrad 80 kann eine allgemein hohle Struktur sein, die konzentrisch um das erste Ausgangsglied 40 herum befestigt werden kann. Das zweite Sonnenrad 80 kann mit dem ersten Sonnenrad 60 drehfest gekoppelt sein (z. B. können das erste und zweite Sonnenrad 60 und 80 integral und einstückig ausgebildet sein). Die zweiten Planetenräder 82 können derart über den Umfang um das zweite Sonnenrad 80 herum beabstandet sein, dass die Zähne der zweiten Planetenräder 82 Zähne des zweiten Sonnenrads 80 kämmend in Eingriff nehmen. Das zweite Hohlrad 84 kann derart konzentrisch um die zweiten Planetenräder 82 herum angeordnet sein, dass die Zähne der zweiten Planetenräder 82 Zähne am zweiten Hohlrad 84 kämmend in Eingriff nehmen. Das zweite Hohlrad 84 kann mit dem Getriebegehäuse 30 drehfest gekoppelt sein. Der zweite Planetenträger 86 kann einen zweiten Trägerkörper 92 und mehrere zweite Stifte 94, die mit dem zweiten Trägerkörper 92 fest gekoppelt sein können, umfassen. Der zweite Trägerkörper 92 kann mit einer/m Differenzialaufnahme oder -gehäuse 96 der Differenzialanordnung 52 gekoppelt sein, so dass sich der zweite Trägerkörper 92 und das Differenzialgehäuse 96 gemeinsam drehen. Jeder der zweiten Stifte 94 kann in einem zugehörigen der zweiten Planetenräder 82 aufgenommen werden und kann das zugehörige der zweiten Planetenräder 82 zur Drehung um eine Längsachse des zweiten Stifts 94 stützen.
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Der erste und zweite Planetenradsatz 56 und 58 können beide um eine gemeinsame Längsachse 98 (d.h. eine Achse, die sich durch das erste und zweite Sonnenrad 60 und 80 erstrecken kann) ausgerichtet sein und können entlang der gemeinsamen Längsachse 98 axial voneinander beabstandet sein.
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Zusätzlich zu dem Differenzialgehäuse 96 kann die Differenzialanordnung 52 ein Mittel zur Übertragung von Drehkraft von dem Differenzialgehäuse 96 auf das erste und zweite Ausgangsglied 40 und 42 umfassen. Das Drehkraft übertragende Mittel kann einen ersten Differenzialausgang 100 und einen zweiten Differenzialausgang 102 umfassen. In dem speziellen bereitgestellten Beispiel umfasst das Drehkraft übertragende Mittel einen Differenzialzahnradsatz 104, der in dem Differenzialgehäuse 96 untergebracht ist und der ein erstes Seitenrad 106, ein zweites Seitenrad 108, einen Querstift 110 und mehrere Ritzel 112 aufweist. Das erste und das zweite Seitenrad 106 und 108 können um eine Drehachse 98 des Differenzialgehäuses 96 drehbar angeordnet sein und können den ersten bzw. zweiten Differenzialausgang 100 bzw. 102 umfassen. Das erste Ausgangsglied 40 kann zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Seitenrad 106 gekoppelt sein, während das zweite Ausgangsglied 42 zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Seitenrad 108 gekoppelt sein kann. Der Querstift 110 kann an dem Differenzialgehäuse 96 allgemein senkrecht zur Drehachse 98 des Differenzialgehäuses 96 befestigt sein. Die Ritzel 112 können an dem Querstift 110 drehbar befestigt sein und mit dem ersten und zweiten Seitenrad 106 und 108 in Kämmeingriff stehen.
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Obwohl die Differenzialanordnung 52 in der Darstellung Kegelräder und Seitenräder einsetzt, versteht sich, dass andere Arten von Differenzialmechanismen eingesetzt werden können, einschließlich Differenzialmechanismen, die schrägverzahnte und Seitenritzel oder Planetenradsätze einsetzen. Des Weiteren versteht sich, dass andere Mittel zur Übertragung von Drehkraft von dem Differenzialgehäuse 96 auf das erste und zweite Ausgangsglied 40 und 42 alternativ eingesetzt werden können. Beispielsweise können eine oder mehrere Kupplungen (z. B. Reibkupplungen) zur Steuerung der Übertragung von Drehkraft auf das erste und zweite Ausgangsglied 40 und 42 eingesetzt werden. Als ein weiteres Beispiel kann anstatt eines Mechanismus, der eine Drehzahldifferenzierung zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsglied 40 und 42 gestattet, eine Vollwelle eingesetzt werden.
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Das Untersetzungsgetriebe 36 kann zur Übertragung von Drehkraft zwischen dem Motor 32 und dem ersten Planetenradsatz 56 konfiguriert sein. Das Untersetzungsgetriebe 36 kann ein Untersetzungsgetriebeeingangsglied 120 und ein Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 umfassen. Falls gewünscht, können diverse Zahnräder zwischen dem Untersetzungsgetriebeeingangsglied und dem Untersetzungsgetriebeausgangsglied 120 und 122 angeordnet sein; in dem bereitgestellten Beispiel jedoch steht das Untersetzungsgetriebeeingangsglied 120 mit dem Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 in Kämmeingriff (und treibt es direkt an). Bei dem Untersetzungsgetriebeeingangsglied 120 kann es sich um ein Ritzel handeln, das mit einer Ausgangswelle 126 des Motors 32 zur Drehung damit gekoppelt sein kann. Bei dem Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 kann es sich um ein Hohlrad handeln, das um das erste Ausgangsglied 40 und den ersten Planetenradsatz 56 herum drehbar befestigt sein kann.
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Der Modus-Aktuator 38 kann ein Schaltelement 152 umfassen, das der Getriebeanordnung 50 Drehkraft zuführen kann. Bei dem Schaltelement 152 kann es sich um eine Hülse mit einer verzahnten Außenfläche 154, die drehfest, aber axial verschiebbar mit einer passend verzahnten Innenfläche 156 des Untersetzungsgetriebeausgangsglieds 122 in Eingriff stehen kann, mit einem Satz von ersten inneren Zähnen 160, die mit den entsprechenden Zähnen 162, die an dem ersten Hohlrad 64 ausgebildet sind, gezielt in Eingriff gebracht werden können, und mit einem Satz von zweiten inneren Zähnen 164, die mit den entsprechenden Zähnen 166, die an dem zweiten Planetenträger 86 ausgebildet sind, gezielt in Eingriff gebracht werden können, handeln.
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Der Modus-Aktuator 38 kann ferner einen Linearmotor 180, eine Kupplungsgabel 182, eine Gabelstange 184 und einen Aktuatorkopplungsmechanismus 186 umfassen. Bei dem Linearmotor 180 kann es sich um einen beliebigen Linearmotor, wie z. B. einen pneumatischen Zylinder, einen hydraulischen Zylinder, eine Kugelspindel oder Schraubspindel, handeln. In dem speziellen bereitgestellten Beispiel umfasst der Linearmotor 180 einen Solenoid mit einem Solenoidkörper 192 und einer Solenoidstange 194. Der Solenoidkörper 192 kann mit dem Gehäuse 30 fest gekoppelt sein. Die Solenoidstange 194 ist in Axialrichtung bewegbar. Die Kupplungsgabel 182 ist an dem Schaltelement 152 auf herkömmliche Weise befestigt, so dass die Axialbewegung der Kupplungsgabel 182 eine entsprechende Axialbewegung des Schaltelements 152 bewirkt.
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Mit weiterem Bezug auf die 3–6 kann der Aktuatorkopplungsmechanismus 186 ein Gestänge zwischen dem Schaltelement 152 und einem Ausgang des Linearmotors 180, wie z. B. die Solenoidstange 194, sein. Beispielsweise kann der Aktuatorkopplungsmechanismus 186 die Solenoidstange 194 mit der Gabelstange 184 koppeln und kann einen ersten Teil 200 und einen zweiten Teil 202 umfassen. Der erste Teil 200 kann mit einer ersten der Gabelstange 184 und der Solenoidstange 194 gekoppelt sein, während der zweite Teil 202 mit der anderen der Gabelstange 184 und der Solenoidstange 194 gekoppelt sein kann. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Teil 200 mit der Gabelstange 184 gekoppelt, und der zweite Teil 202 ist mit der Solenoidstange 194 gekoppelt.
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Der erste Teil 200 kann eine Ausnehmung 206, die sich entlang der Längsachse der Gabelstange 184 (d.h. einer Achse, entlang der sich die Gabelstange 184 translatorisch bewegt) erstrecken kann, und eine Antriebsnase 208, die an der Gabelstange 184 fixiert sein kann und sich in die Ausnehmung 206 erstrecken kann, umfassen. Die Ausnehmung 206 kann dahingehend dimensioniert sein, ein Ende 210 der Solenoidstange 194 aufzunehmen. Der zweite Teil 202 kann eine passende Antriebsnase 212 umfassen, die mit dem Ende 210 der Solenoidstange 194 fest gekoppelt sein und zum Passeingriff mit der Antriebsnase 208 konfiguriert sein kann. Insbesondere ist die passende Antriebsnase 212 dazu konfiguriert, die Antriebsnase 208 werkzeuglos und sicher in Eingriff zu nehmen, so dass die Gabelstange 184 mit der Solenoidstange 194 zur Axialbewegung damit gekoppelt ist. Bei dem speziellen bereitgestellten Beispiel umfasst die Antriebsnase 208 eine Rippe 220, die ein Paar erster Wandglieder 222 definiert, während die passende Antriebsnase 212 ein Paar zweiter Wandglieder 224 umfasst, die durch eine Nut 226 definiert sind. Die Rippe 220 kann sich über den Umfang um einen Teil der Ausnehmung 206 herum erstrecken und kann allgemein senkrecht zur Längsachse der Gabelstange 184 ausgerichtet sein. Die Nut 226 kann sich um den Umfang der Solenoidstange 194 erstrecken und kann dazu konfiguriert sein, die Rippe 220 aufzunehmen, so dass jedes der ersten Wandglieder 222 an einem zugehörigen der zweiten Wandglieder 224 anliegt.
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Die für die Antriebsnase 208 und die passende Antriebsnase 212 dargestellte spezielle Konfiguration wurde aufgrund ihrer relativen Einfachheit der mechanischen Bearbeitung und zum Gestatten einer Drehung der Solenoidstange 194 bezüglich der Gabelstange 184 gewählt. Es versteht sich jedoch, dass die Antriebsnase 208 und die passende Antriebsnase 212 anderweitig konfiguriert sein könnten. Beispielsweise könnte eine der Antriebsnase 208 und der passenden Antriebsnase 212 eine (nicht gezeigte) Öffnung umfassen, und die andere der Antriebsnase 208 und der passenden Antriebsnase 212 könnte einen (nicht gezeigten) Zapfen, der in der Öffnung aufgenommen werden kann, umfassen. Eine derartige Konfiguration würde eine axiale Kopplung der Gabelstange 184 mit der Solenoidstange 194, jedoch keine Relativdrehung dazwischen, gestatten.
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Es versteht sich, dass der Linearmotor 180 nach der Aufnahme des zweiten Kopplungsteils in dem ersten Kopplungsteil (so dass die Antriebsnase 208 mit der passenden Antriebsnase 212 in Eingriff steht) fest an dem Gehäuse 30 befestigt sein kann, so dass die Längsachse der Solenoidstange 194 auf die Längsachse der Gabelstange 184 ausgerichtet ist. Eine derartige Konfiguration gestattet eine "Drop-in-Montage" des Linearmotors 80 und gestattet nicht, dass die Gabelstange 184 mit der Solenoidstange 194 außer Eingriff gelangt, während die Schaltgabelstange 84 und die Solenoidstange 194 am Gehäuse 30 befestigt sind.
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Das Antriebsmodul 12 kann in einem Torque-vectoring-Modus betrieben werden, bei dem das Schaltelement 152 in einer ersten Stellung positioniert ist, um das Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 mit dem ersten Hohlrad 64 zu koppeln (über den Eingriff des ersten Satzes von inneren Zähnen 160 mit den Zähnen 162 des ersten Hohlrads 64), so dass sich das Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122, das Schaltelement 152 und das erste Hohlrad 64 gemeinsam drehen. Es versteht sich, dass sich der Satz von zweiten inneren Zähnen 164 außer Eingriff mit den Zähnen 166 auf dem zweiten Planetenträger 86 befindet, wenn sich das Schaltelement 152 in der ersten Stellung befindet.
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Bei aktiviertem Motor 32 (d.h. wenn sich die Ausgangswelle 126 des Motors 32 in dem bereitgestellten Beispiel dreht) können der Motor 32, das Untersetzungsgetriebe 36 und das Schaltelement 152 dahingehend zusammenwirken, Drehkraft an das erste Hohlrad 64 des ersten Planetenradsatzes 56 anzulegen. Die vom ersten Hohlrad 64 empfangene Drehkraft wird über die ersten Planetenräder 62 und den ersten Planetenträger 66 auf das erste Ausgangsglied 40 übertragen, während eine Gegenkraft an das erste Sonnenrad 60 angelegt wird, so dass sich das erste Sonnenrad 60 in einer Richtung dreht, die dem ersten Planetenträger 66 entgegengesetzt ist. Die Drehung des ersten Sonnenrads 60 bewirkt eine entsprechende Drehung des zweiten Sonnenrads 80, um dadurch die zweiten Planetenräder 82 anzutreiben. Da das zweite Hohlrad 84 mit dem Getriebegehäuse 30 drehfest ist, bewirkt eine Drehung der zweiten Planetenräder 82 eine Drehung des zweiten Planetenträgers 86 in eine Richtung, die der Drehrichtung des ersten Planetenträgers 66 entgegengesetzt ist. Dementsprechend ist die Höhe der Drehkraft (d.h. Drehmoment), die von dem zweiten Planetenträger 86 auf das Differenzialgehäuse 96 (und durch die Differenzialanordnung 52 auf das Ausgangsglied 42) übertragen wird, gleich der Höhe der Drehkraft (d.h. Drehmoment), die von dem ersten Planetenträger 66 auf das erste Ausgangsglied 40 übertragen wird, jedoch dieser entgegengesetzt.
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Somit ist das dem ersten und zweiten Ausgangsglied 40 bzw. 42 durch den Motor 32 zugeführte Drehmoment im Ergebnis entgegen gerichtet. Des Weiteren ist die Höhe des an dem ersten und zweiten Ausgangsglied 40 und 42 erzeugten Drehmoments im Wesentlichen gleich, da der erste und zweite Planetenradsatz 56 und 58 über die Differenzialanordnung 52 wirkgekoppelt sind. Wenn beispielsweise ein positiv gerichtetes Drehmoment auf das erste Ausgangsglied 40 (durch Drehung der Ausgangswelle 126 des Motors 32 in einer ersten Drehrichtung) übertragen wird, wird ein negatives Drehmoment gleicher Höhe auf das zweite Ausgangsglied 42 übertragen. Gleichermaßen wird, wenn ein negativ gerichtetes Drehmoment auf das erste Ausgangsglied 40 (durch Drehung der Ausgangswelle 126 des Motors 32 in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung) übertragen wird, ein positives Drehmoment gleicher Höhe auf das zweite Ausgangsglied 42 übertragen. Mit anderen Worten kann die Getriebe- und Differenzialanordnung 34 zur Erzeugung einer Drehmomentdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Differenzialausgang 100 und 102, die durch das erste und zweite Ausgangsglied 40 bzw. 42 auf die Fahrzeughinterräder 14a bzw. 14b übertragen wird, eingesetzt werden.
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Das Antriebsmodul 12 kann in einem Antriebsmodus betrieben werden, bei dem das Schaltelement 152 in einer zweiten Stellung positioniert ist, um das Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 mit dem zweiten Planetenträger 86 zu koppeln (durch Eingriff des Satzes von zweiten inneren Zähnen 164 mit den Zähnen 166 auf dem zweiten Planetenträger 86), so dass durch den Motor 32 bereitgestellte Drehkraft dem Differenzialgehäuse 96 zugeführt und durch die Differenzialanordnung 52 an das erste und zweite Ausgangsglied 40 und 42 angelegt wird. Es versteht sich, dass der Satz von ersten inneren Zähnen 160 am Schaltelement 152 mit den Zähnen 162 auf dem ersten Hohlrad 64 außer Eingriff gebracht werden kann, wenn sich das Schaltelement 152 in der zweiten Stellung befindet. Es versteht sich auch, dass die Drehkraft, die bei Betrieb der Getriebe- und Differenzialanordnung 34 im Antriebsmodus durch den Motor 32 bereitgestellt wird, als Antriebsleistung zum Antrieb (oder zur Unterstützung des Antriebs) des Fahrzeugs 10 (1) eingesetzt wird.
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Das Antriebsmodul 12 kann auch in einen Neutralmodus versetzt werden, bei dem das Schaltelement 152 das Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 sowohl von dem ersten Hohlrad 64 als auch dem zweiten Planetenträger 86 entkoppeln kann, so dass das Untersetzungsgetriebeausgangsglied 122 von dem ersten Planetenradsatz 56, dem zweiten Planetenradsatz 58 und dem Differenzialgehäuse 96 entkoppelt wird. In dem bereitgestellten Beispiel kann das Schaltelement 152 in einer dritten Stellung zwischen der ersten und zweiten Stellung positioniert werden, so dass die Sätze von ersten und zweiten inneren Zähnen 160 und 164 axial zwischen den Zähnen 162 auf dem ersten Hohlrad 64 und den Zähnen 166 des zweiten Planetenträgers 86 angeordnet sind und sich damit außer Eingriff mit diesen befinden. Dementsprechend entkoppelt ein Versetzen des Schaltelements 152 in die dritte Stellung den Motor 32 von dem ersten Planetenradsatz 56, dem zweiten Planetenradsatz 58 und dem Differenzialgehäuse 96.
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Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist zur Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie soll nicht abschließend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind im Allgemeinen nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weise geändert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzbereich der Offenbarung mit enthalten sein.
