-
GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine gekuppelte Komponente.
-
HINTERGRUND
-
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bezogen auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise dem Stand der Technik entsprechen.
-
Es ist in der Technik bekannt, eine Kupplung zu benutzen, um selektiv Drehkraft durch eine Antriebsstrangkomponente zu übertragen oder Antriebsstrangkomponenten miteinander zu verriegeln, um eine relative Drehung zu verhindern. Im Kontext einer Differentialbaugruppe ist es gängige Praxis, für solche Kupplungen eine Sperrklaue zu verwenden, die entlang einer Drehachse eines Differentialgehäuses axial beweglich ist. Obwohl Antriebsstrangkomponenten mit einer in der oben beschriebenen Weise konfigurierten Kupplung für ihren beabsichtigten Zweck geeignet sind, sind solche Antriebsstrangkomponenten dennoch verbesserungsfähig.
-
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrangkomponenten mit einer wie zuvor beschrieben konfigurierten Kupplung zu verbessern und so eine Alternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrangkomponenten bereitzustellen.
-
Die genannte Aufgabe wird durch eine Antriebsstrangkomponente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die vorliegende Lehre stellt eine Antriebsstrangkomponente bereit, die ein Differential und eine Sperre aufweist. Das Differential kann ein äußeres Differentialgehäuse, ein Seitenrad und ein erstes drehendes Element aufweisen. Das äußere Differentialgehäuse kann zur Drehung um eine erste Achse konfiguriert werden und kann eine Vielzahl von umlaufenden, voneinander beabstandeten ersten Durchgängen definieren. Das erste drehende Element kann an das Seitenrad zur gemeinsamen Drehung um die erste Achse gekuppelt werden. Das erste drehende Element kann eine Vielzahl erster Hohlräume radial nach innen von den ersten Durchgängen definieren. Die Sperre kann eine Vielzahl von ersten Sperrelementen und eine Hülse haben. Die Vielzahl der ersten Sperrelemente kann in der Vielzahl der ersten Durchgänge aufgenommen werden. Die Hülse kann um das äußere Differentialgehäuse angeordnet sein und kann entlang der ersten Achse zwischen einer ersten Hülsenstellung und einer zweiten Hülsenstellung verschiebbar sein. Wenn die Hülse in der ersten Hülsenstellung ist, hält die Hülse die Vielzahl erster Sperrelemente mit der Vielzahl erster Hohlräume in Eingriff, um das äußere Differentialgehäuse mit dem ersten drehenden Element nicht-drehbar zu kuppeln. Wenn die Hülse in der zweiten Hülsenstellung ist, erlaubt die Hülse der Vielzahl erster Sperrelemente, mit der Vielzahl erster Hohlräume außer Eingriff zu kommen, um eine relative Drehung des äußeren Differentialgehäuses und ersten drehenden Elements zu erlauben. Des Weiteren umfasst die Antriebsstrangkomponente ein inneres Differentialgehäuse und eine Vielzahl von zweiten Sperrelementen. Das äußere Differentialgehäuse definiert eine Vielzahl von umlaufenden, voneinander beabstandeten zweiten Durchgängen. Das innere Differentialgehäuse ist innerhalb des äußeren Differentialgehäuses angeordnet und drehbar mit dem äußeren Differentialgehäuse zur Drehung um die erste Achse gekuppelt. Das innere Differentialgehäuse definiert eine Vielzahl von zweiten Hohlräumen radial nach innen von den zweiten Durchgängen. Das Seitenrad ist drehbar mit dem inneren Differentialgehäuse gekuppelt. Die zweiten Sperrelemente sind in den zweiten Durchgängen aufgenommen. Die Hülse ist in eine dritte Hülsenstellung beweglich. Wenn die Hülse in der ersten Hülsenstellung und in der zweiten Hülsenstellung ist, hält die Hülse die zweiten Sperrelemente in Eingriff mit den zweiten Hohlräumen, um das äußere Differentialgehäuse mit dem inneren Differentialgehäuse nicht-drehbar zu kuppeln. Wenn die Hülse in der dritten Hülsenstellung ist, die Hülse den zweiten Sperrelementen, erlaubt, mit den zweiten Hohlräumen außer Eingriff zu kommen, um eine relative Drehung des inneren Differentialgehäuses und des äußeren Differentialgehäuses zu erlauben.
-
Die vorliegende Lehre stellt des Weiteren eine Antriebsstrangkomponente bereit, die ein erstes Differentialgehäuse, ein Paar von Ausgangselementen, ein Differentialgetriebe und eine Kupplung aufweist. Das erste Differentialgehäuse kann einen Ausgangsteil und einen Eingangsteil haben. Das Differentialgetriebe kann konfiguriert sein, um Drehkraft zwischen dem ersten Differentialgehäuse und den Ausgangselementen zu übertragen. Die Kupplung kann eine Vielzahl erster Sperrelemente und ein Steuerelement zum Koordinieren einer radialen Einwärtsbewegung der ersten Sperrelemente aufweisen, um den Ausgangsteil mit einem Paar der Ausgangselemente nicht-drehbar zu kuppeln.
-
Die vorliegende Lehre stellt des Weiteren eine gekuppelte Komponente bereit, die ein erstes Element, ein zweites Element und eine Kupplung aufweist. Das erste Element kann einen Ausgangsteil haben. Das zweite Element kann einen Eingangsteil haben, der innerhalb des Ausgangsteils angeordnet ist. Die Kupplung kann eine Vielzahl erster Sperrelemente und ein Steuerelement zum Koordinieren einer radialen Einwärtsbewegung der ersten Sperrelemente aufweisen, um den Ausgangsteil und den Eingangsteil antriebsmäßig zu kuppeln.
-
Des Weiteren bilden die folgenden Ausführungsformen Teil der vorliegende Lehre:
- 1. Eine Antriebsstrangkomponente, umfassend:
- ein erstes Differentialgehäuse mit einem Ausgangsteil und einem Eingangsteil;
- ein Paar Ausgangselemente;
- ein Differentialgetriebe, konfiguriert, um Drehkraft zwischen dem ersten Differentialgehäuse und den Ausgangselementen zu übertragen. und
- eine Kupplung, umfassend eine Vielzahl erster Sperrelemente und ein Steuerelement zum Koordinieren einer radialen Einwärtsbewegung der ersten Sperrelemente, um den Ausgangsteil mit einem Paar der Ausgangselemente nicht-drehbar zu kuppeln.
- 2. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei das erste Differentialgehäuse eine Vielzahl umlaufender, voneinander beabstandeter erster Durchgänge definiert, wobei jedes der ersten Sperrelemente innerhalb einer der ersten Durchgänge angeordnet ist.
- 3. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei das Differentialgetriebe ein mit dem einen des Paars von Ausgangselementen nicht-drehbar gekuppeltes Seitenrad aufweist, und eines der Seitenkräder und das eine des Paars von Ausgangselementen eine Vielzahl von umlaufenden, voneinander beabstandeten ersten Hohlräumen definiert, wobei die Kupplung Bewegung der Vielzahl der ersten Sperrelemente in die ersten Hohlräume koordiniert, um den Ausgangsteil mit dem einen des Paars von Ausgangselementen nicht-drehbar zu kuppeln.
- 4. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 3, wobei jeder der Vielzahl erster Hohlräume eine erste Nockenfläche aufweist, und jedes der Vielzahl erster Sperrelemente eine erste Anlagefläche aufweist, konfiguriert, um mit der ersten Nockenfläche einzugreifen, wobei, wenn ein Drehmoment über einem vorbestimmten Drehmoment auf das erste Differentialgehäuse ausgeübt wird, die erste Nockenfläche und die erste Anlagefläche zusammenwirken, um die Vielzahl der ersten Sperrelemente radial nach außen zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem Ausgangsteil und dem einen des Paars der Ausgangselemente zu erlauben.
- 5. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 3, wobei jeder der ersten Hohlräume in einer Umfangsrichtung um das eine des Paars der Ausgangselemente gestreckt ist.
- 6. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 3, wobei jeder der ersten Hohlräume eine kegelstumpfförmige Seitenwand hat.
- 7. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 6, wobei die Hülse eine erste Nockenfläche aufweist, die mit den ersten Sperrelementen in einem ersten Winkel eingreift, und die kegelstumpfförmige Seitenwand, die mit den ersten Sperrelementen in einem zweiten Winkel eingreift, der dem ersten Winkel entspricht.
- 8. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei, wenn das erste Differentialgehäuse eine Winkelgeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Winkelgeschwindigkeit hat, eine Fliehkraft auf die Vielzahl der ersten Sperrelemente wirkt, um die Vielzahl der ersten Sperrelemente radial nach außen zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem ersten Differentialgehäuse und dem einem der Ausgangselemente zu erlauben.
- 9. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei die ersten Sperrelemente einen allgemein zylindrischen Körper haben.
- 10. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei die ersten Sperrelemente einen allgemein kugelförmigen Körper haben.
- 11. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei das Steuerelement um das erste Differentialgehäuse angeordnet und verschiebbar entlang einer ersten Achse parallel zu dem Paar der Ausgangselemente ist, und verschiebbar zwischen einer ersten Steuerstellung und einer zweiten Steuerstellung ist.
- 12. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, wobei das Steuerelement eine erste Nockenfläche aufweist und jedes der ersten Sperrelemente eine erste Anlagefläche aufweist und das Steuerelement beweglich zwischen einer ersten Steuerstellung und einer zweiten Steuerstellung ist, wobei die erste Nockenfläche und die erste Anlagefläche zusammenwirken, um die ersten Sperrelemente radial nach innen zu bewegen, um den Ausgangsteil mit dem einen des Paars der Ausgangselemente nicht-drehbar zu kuppeln, wenn das Steuerelement von der zweiten Steuerstellung zu der ersten Steuerstellung bewegt wird.
- 13. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 1, des Weiteren ein zweites Differentialgehäuse umfassend, das innerhalb des ersten Differentialgehäuses angeordnet und drehbar mit dem ersten Differentialgehäuse gekuppelt ist, wobei das Differentialgetriebe innerhalb des zweiten Differentialgehäuses angeordnet ist, wobei die Kupplung des Weiteren eine Vielzahl zweiter Sperrelemente umfasst, wobei das Steuerelement eine radiale Einwärtsbewegung der zweiten Sperrelemente koordiniert, um das erste Differentialgehäuse und das zweite Differentialgehäuse antriebsmäßig zu kuppeln.
- 14. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 13, wobei das Steuerelement zwischen ersten, zweiten und dritten Steuerstellungen beweglich ist, wobei in der ersten Steuerstellung die ersten Sperrelemente in einer radialen Innenstellung gehalten werden, um das erste Differentialgehäuse und das eine der Ausgangselemente nicht-drehbar zu kuppeln, und die zweiten Sperrelemente in einer radialen Innenstellung gehalten werden, um das erste Differentialgehäuse und das zweite Differentialgehäuse nicht-drehbar zu kuppeln, wobei in der zweiten Steuerstellung die ersten Sperrelemente frei sind, um sich in eine radiale Aussenstellung zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem ersten Differentialgehäuse und dem einen der Ausgangselemente zu erlauben, und die zweiten Sperrelemente in der radialen Innenstellung gehalten werden, und wobei in der dritten Steuerstellung die ersten Sperrelemente frei sind, um sich in eine radiale Aussenstellung zu bewegen, und die zweiten Sperrelemente sind frei, um sich zu einer radialen Aussenstellung zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem ersten Differentialgehäuse und dem zweiten Differentialgehäuse zu erlauben.
- 15. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 13, wobei, wenn das erste Differentialgehäuse eine Winkelgeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Winkelgeschwindigkeit hat, eine Fliehkraft auf die Vielzahl der zweiten Sperrelemente wirkt, um die Vielzahl der zweiten Sperrelemente in die radiale Aussenstellung zu bewegen.
- 16. Die Antriebsstrangkomponente des Ausführungsbeispiels 13, wobei das zweite Differentialgehäuse eine Vielzahl von umlaufend beabstandeten zweiten Hohlräumen definiert, und jeder der Vielzahl der zweiten Hohlräume eine zweite Nockenfläche aufweist, und jedes der Vielzahl der zweiten Sperrelemente eine zweite Anlagefläche aufweist, konfiguriert, um mit der zweiten Nockenfläche einzugreifen, wobei, wenn ein Drehmoment über einem vorbestimmten Drehmoment auf das erste Differentialgehäuse ausgeübt wird, die zweite Nockenfläche und zweite Anlagefläche zusammenwirken, um die Vielzahl der zweiten Sperrelemente radial nach außen zu bewegen, um eine Drehung zwischen den ersten und zweiten Differentialgehäusen zu erlauben.
- 17. Eine gekuppelte Komponente, umfassend:
- ein erstes Element mit einem Ausgangsteil;
- ein zweites Element mit einem Eingangsteil, der innerhalb des Ausgangsteils angeordnet ist; und
- eine Kupplung, umfassend eine Vielzahl erster Sperrelemente und ein Steuerelement zum Koordinieren einer radialen Einwärtsbewegung der ersten Sperrelemente, um den Ausgangsteil und den Eingangsteil antriebsmäßig zu kuppeln.
- 18. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei das erste Element eine Vielzahl von umlaufend voneinander beabstandeten ersten Durchgängen definiert, wobei jedes der ersten Sperrelemente innerhalb eines der ersten Durchgänge angeordnet ist.
- 19. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei das zweite Element eine Vielzahl umlaufender, voneinander beabstandeter erster Hohlräume definiert, wobei die Kupplung eine Bewegung der Vielzahl erster Sperrelemente in die ersten Hohlräume koordiniert, um den Ausgangsteil und den Eingangsteil nicht-drehbar zu kuppeln.
- 20. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 19, wobei jeder der Vielzahl erster Hohlräume eine erste Nockenfläche aufweist und jedes von der Vielzahl erster Sperrelemente eine erste Anlagefläche aufweist, konfiguriert, um mit der ersten Nockenfläche einzugreifen, wobei, wenn ein Drehmoment über einem vorbestimmten Drehmoment auf das erste Element ausgeübt wird, die erste Nockenfläche und die erste Anlagefläche zusammenwirken, um die Vielzahl erster Sperrelemente radial nach außen zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem Ausgangsteil und dem Eingangsteil zu erlauben.
- 21. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei, wenn das erste Element eine Winkelgeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Winkelgeschwindigkeit hat, eine Fliehkraft auf die Vielzahl erster Sperrelemente wirkt, um die Vielzahl erster Sperrelemente radial nach außen zu bewegen, um eine Drehung zwischen dem Ausgangsteil und dem Eingangsteil zu erlauben.
- 22. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei die ersten Sperrelemente einen allgemein zylindrischen Körper haben.
- 23. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei die ersten Sperrelemente einen allgemein kugelförmigen Körper haben.
- 24. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei das Steuerelement um das erste Element und verschiebbar entlang einer ersten Achse parallel zu einer Drehachse der ersten und zweiten Elemente angeordnet ist und verschiebbar zwischen einer ersten Steuerstellung und einer zweiten Steuerstellung ist.
- 25. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, wobei das Steuerelement eine erste Nockenfläche aufweist und jedes der ersten Sperrelemente eine erste Anlagefläche aufweist und das Steuerelement beweglich zwischen einer ersten Steuerstellung und einer zweiten Steuerstellung ist, wobei die erste Nockenfläche und die erste Anlagefläche zusammenwirken, um die ersten Sperrelemente radial nach innen zu bewegen, um den Ausgangsteil und den Eingangsteil nicht-drehbar zu kuppeln, wenn das Steuerelement von der zweiten Steuerstellung in die erste Steuerstellung bewegt wird.
- 26. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 17, des Weiteren umfassend:
- ein Paar Ausgangselemente; und
- ein Differentialgetriebe, konfiguriert, um Drehkraft zwischen dem zweiten Element und den Ausgangselementen zu übertragen.
- 27. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 26, wobei das Steuerelement eine radiale Bewegung der ersten Sperrelemente zwischen einer ersten radialen Stellung und einer zweiten radialen Stellung koordiniert, radial nach innen von der ersten radialen Stellung, wobei in der ersten radialen Stellung die ersten Sperrelemente antriebsmäßig den Ausgangsteil und den Eingangsteil kuppeln und in der zweiten radialen Stellung die ersten Sperrelemente antriebsmäßig den Ausgangsteil und den Eingangsteil kuppeln und den Ausgangsteil mit einem von dem Paar der Ausgangselemente nicht-drehbar kuppeln.
- 28. Die gekuppelte Komponente des Ausführungsbeispiels 26, wobei die Kupplung des Weiteren eine Vielzahl zweiter Sperrelemente umfasst, wobei das Steuerelement eine radiale Einwärtsbewegung der zweiten Sperrelemente koordiniert, um den Ausgangsteil mit einem von dem Paar der Ausgangselemente nicht-drehbar zu kuppeln.
-
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung sollen nur Illustrationszwecken dienen .
-
Figurenliste
-
Die hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur zu Illustrationszwecken ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Umsetzungen vorgesehen
- 1 ist eine schematische Ansicht eines Teils eines Antriebsstrangs mit einer Antriebsstrangkomponente mit einer Differentialbaugruppe und einer Sperrvorrichtung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre aufgebaut sind;
- 2 ist eine Schnittansicht eines Teils der Antriebsstrangkomponente von 1, die die Differentialbaugruppe und die Sperrvorrichtung im Einzelnen veranschaulicht;
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Antriebsstrangkomponente von 2;
- 4 ist eine Ansicht ähnlich der von 3, veranschaulicht aber eine alternativ aufgebaute Sperrvorrichtung;
- 5 ist eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren Antriebsstrangkomponente mit einer Differentialbaugruppe und einer Sperrvorrichtung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre aufgebaut sind;
- 6 ist ein vergrößerter Teil eines weiteren Aufbaus der Sperrvorrichtung von 5;
- 7 ist eine Seitenansicht eines Teils einer alternativ aufgebauten Sperrvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre;
- 8 ist eine Schnittansicht eines Teils der Sperrvorrichtung von 7, entlang der in 7 dargestellten Linie 8-8; und
- 9 ist eine Schnittansicht ähnlich 8, die einen Teil einer Sperrvorrichtung eines weiteren Aufbaus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre veranschaulicht.
-
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Nun werden beispielhafte Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
-
Die vorliegende Offenbarung zielt auf eine Antriebsstrangkomponente zur Benutzung in einem Kraftfahrzeug ab. Insbesondere eine Kraftübertragungsvorrichtung, wie z. B. ein Differential mit einem Sperrmechanismus zum Verriegeln relativer Drehung von Abtriebswellen des Differentials.
-
Mit Bezug auf 1 und 2 wird eine Antriebsstrangkomponente, die in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, allgemein durch ein Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Antriebsstrangkomponente 10 kann eine Eingangswelle 14, ein Differential 18, eine Kupplung oder Sperrvorrichtung 22, eine erste Abtriebswelle 26 und eine zweite Abtriebswelle 30 aufweisen. Die Eingangswelle 14 kann Drehkraft von jedem geeigneten Mittel aufnehmen, wie z. B. einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs (nicht dargestellt). Drehkraft kann zwischen der Eingangswelle 14 und dem Differential 18 in jeder gewünschten Weise übertragen werden. Die Eingangswelle 14 kann zum Beispiel ein Antriebsritzel 34 aufweisen, das in kämmendem Eingriff mit einem Hohlrad 36 stehen kann, das so mit einem Teil 38 des Differentials 18 gekuppelt sein kann, dass eine Drehung der Eingangswelle 14 eine entsprechende Drehung des Differentials 18 erzeugt.
-
Das Differential 18 kann ein Differentialgehäuse 42, jeweils erste bzw. zweite Ausgangselemente 26 bzw. 30, und ein Mittel zum Übertragen von Drehkraft zwischen dem Differentialgehäuse 42 und den ersten und zweiten Ausgangselementen 26 und 30 aufweisen. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel umfasst das Kraftübertragungsmittel ein Differentialgetriebe 44 mit einer Vielzahl von Ausgleichsrädern 46, einem Querstift 48, einem ersten Seitenrad 50 und einem zweiten Seitenrad 54. Fachleute verstehen jedoch, dass andere Arten von Kraftübertragungsmitteln verwendet werden können, einschließlich einer oder mehrerer Kupplungen und/oder Visko-Kupplungen.
-
Das Ausgleichsrad 46 kann innerhalb eines inneren Hohlraums 58 des Differentialgehäuses 42 angeordnet sein und kann drehbar an das Differentialgehäuse 42 montiert werden. Die Ausgleichsräder 46 können drehbar mit dem Querstift 48 gekuppelt sein, der mit dem Differentialgehäuse 42 gekuppelt sein kann. Die Ausgleichsräder 46 können mit den ersten und zweiten Seitenrädern 50, 54 in kämmendem Eingriff stehen. Das erste Seitenrad 50 kann innerhalb des Differentialgehäuses 42 angeordnet sein und kann zur Drehung mit der ersten Abtriebswelle 26 befestigt sein. Die erste Abtriebswelle 26 kann drehbar durch das Differentialgehäuse 42 gelagert sein und kann sich davon nach außen erstrecken. Die erste Abtriebswelle 26 kann konfiguriert sein, um Drehmoment für zusätzliche Antriebsstrangkomponenten bereitzustellen, wie zum Beispiel ein erstes Fahrzeugrad (nicht dargestellt).
-
Das zweite Seitenrad 54 kann innerhalb des Differentialgehäuses 42 angeordnet sein und kann zur Drehung mit der zweiten Abtriebswelle 30 befestigt sein. Die zweite Abtriebswelle 30 kann durch das Differentialgehäuse 42 drehbar gelagert sein und kann sich davon nach außen von einer gegenüberliegenden Seite des Differentialgehäuses 42 als die erste Abtriebswelle 26 erstrecken. Die zweite Abtriebswelle 30 kann konfiguriert sein, um Drehmoment für zusätzliche Antriebsstrangkomponenten bereitzustellen, wie zum Beispiel ein zweites Fahrzeugrad (nicht dargestellt).
-
Die Sperrvorrichtung 22 kann einen Betätigungsmechanismus 62, eine Hülse 66, einen ersten Sperrteil 60, einen zweiten Sperrteil 64 und eine Vielzahl von Sperrelementen 242 aufweisen. Der Betätigungsmechanismus 62 kann jede Art von Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um eine lineare Bewegung der Hülse 66 zu erzeugen. In dem bereitgestellten Beispiel weist der Betätigungsmechanismus 62 einen Aktuator 70 und eine Schaltgabel 74 auf. Der Aktuator 70 kann jede Art von Linearmotor sein, wie zum Beispiel ein fluidangetriebener Zylinder, ein Spindelantrieb oder zum Beispiel ein Magnet, und kann ein Aktuatorausgangselement 76 aufweisen, das beweglich entlang einer Achse ist, die parallel zu der Drehachse des Differentialgehäuses 42 ist.
-
Die Schaltgabel 74 kann einen Bund 78 und einen Schenkel 80 haben. Der Schenkel 80 kann zur axialen Verschiebung mit dem Aktuatorausgangselement 76 gekuppelt sein. Der Bund 78 kann sich erstrecken in eine und im Eingriff stehen mit einer in der Hülse 66 ausgebildeten Schaltnut 266, um die Hülse 66 zur axialen Verschiebung mit der Schaltgabel 74 zu kuppeln. Die Schaltnut 266 kann sich in Umfangsrichtung um die Hülse 66 erstrecken und kann sich um den vollständigen Umfang der Hülse 66 erstrecken. Der Bund 78 kann allgemein ein Ring oder „C“-förmiger Körper sein, konfiguriert, um in der Schaltnut 266 um zumindest einen Teil des Umfangs der Schaltnut 266 aufgenommen zu werden.
-
Mit Bezug auf 2 und 3 werden das Differential 18 und die Sperrvorrichtung 22 im Einzelnen dargestellt. Das Differential 18 und die Sperrvorrichtung 22 sind im Wesentlichen symmetrisch um eine Achse 210, und als solches ist nur die obere Hälfte veranschaulicht. Die Ausgleichsräder 46 können sich um eine Achse 212 drehen, die senkrecht zu der Achse 210 sein kann. Der erste Sperrteil 60 kann eine Außenfläche 214 und eine Innenfläche 218 haben und kann eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Bohrungen 222 definieren. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Sperrteil 60 integral mit dem Differentialgehäuse 42 ausgebildet, und die Innenfläche 218 definiert den inneren Hohlraum 58. Die Bohrungen 222 können die Innenfläche 218 durchdringen und können die Außenfläche 214 durchdringen, um sich zwischen dem inneren Hohlraum 58 und der Außenfläche 214 zu erstrecken. Die Vielzahl von Bohrungen 222 kann um den Umfang des ersten Sperrteils 60 verteilt sein.
-
Der zweite Sperrteil 64 kann eine Vielzahl von Hohlräumen oder Aussparungen 230 definieren, die in einer Außenfläche 234 des zweiten Sperrteils 64 ausgebildet sind. Die Aussparungen 230 können sich radial nach innen von der Außenfläche 234 erstrecken und können um den Umfang des zweiten Sperrteils 64 verteilt sein. Die Aussparungen 230 können eine eckige oder gerundete Innenfläche 238 haben. Es versteht sich, dass die Aussparungen 230 alternativ Bohrungen oder Löcher in dem oder durch den zweiten Sperrteil 64 sein können. In dem bereitgestellten Beispiel ist der zweite Sperrteil 64 integral mit einem drehenden Element 240 ausgebildet, mit dem ersten Seitenrad 50 nicht-drehbar gekuppelt. Es versteht sich, dass das drehende Element 240 mit dem ersten Seitenrad 50 integral ausgebildet sein kann. Alternativ versteht es sich, dass das drehende Element 240 mit der ersten Abtriebswelle 26 integral ausgebildet sein kann, da die erste Abtriebswelle 26 mit dem ersten Seitenrad 50 nicht-drehbar gekuppelt ist.
-
Die Anzahl der Sperrelemente 242 kann allgemein gleich der Anzahl der Bohrungen 222 sein, und jedes der Sperrelemente 242 kann verschiebbar innerhalb einer entsprechenden der Bohrungen 222 aufgenommen sein. Die Sperrelemente 242 können einen allgemein zylindrisch geformten Körper 246 haben und können eckige oder gerundete innere und äußere Enden 250, 254 haben. Das innere Ende 250 kann konfiguriert sein, um in einer entsprechenden der Aussparungen 230 aufgenommen zu werden. Die Bohrungen 222 können ebenso konfiguriert sein, um die Sperrelemente 242 innerhalb der Bohrungen 222 zu halten, ungeachtet der Stellung der Hülse 66 entlang dem Differentialgehäuse 42, was nachstehend beschrieben werden wird.
-
Die Hülse 66 kann eine Nockenfläche 258 und eine Gleitfläche 262 aufweisen und kann die Schaltnut 266 definieren. Die Schaltnut 266 kann auf einer äußeren Radialoberfläche 270 der Hülse 66 ausgebildet sein und kann konfiguriert sein, um die Hülse 66 mit der Schaltgabel 74 zu kuppeln. Die Hülse 66 kann so mit dem Differentialgehäuse 42 gekuppelt sein, dass eine lineare Bewegung der Schaltgabel 74 in der axialen Richtung die Gleitfläche 262 der Hülse 66 veranlasst, entlang der Außenfläche 214 des Differentialgehäuses 42 zu gleiten. Die Hülse 66 kann zwischen einer ersten oder gesperrten Stellung (2) und einer zweiten oder entsperrten Stellung (3) gleiten.
-
In der gesperrten Stellung kann die Hülse 66 die Bohrungen 222 abdecken, um die Sperrelemente 242 daran zu hindern, sich radial nach außen zu bewegen. In der gesperrten Stellung ist das innere Ende 250 jedes Sperrelements 242 in einer entsprechenden der Aussparungen 230 aufgenommen, und die Hülse 66 hält die Sperrelemente 242 mit den Aussparungen 230 im Eingriff. In der gesperrten Stellung verhindern die Sperrelemente 242 eine relative Drehung des Differentialgehäuses 42 und des ersten Seitenrads 50. Somit ist in der gesperrten Stellung das Differential 18 gesperrt, und die ersten und zweiten Abtriebswellen 26, 30 drehen mit derselben Drehzahl.
-
Es versteht sich, dass die Anzahl der Aussparungen 230 gleich der oder größer als die Anzahl der Bohrungen 222 sein kann, um den Sperrelementen 242 zu erlauben, das erste Seitenrad 50 bei verschiedenen Drehwinkeln zu sperren. Es versteht sich ebenso, dass der Aktuator 70 federbelastet sein kann, oder kompatibel, um eine Situation zu berücksichtigen, in der die Sperrelemente 242 nicht mit den Aussparungen 230 ausgerichtet sind.
-
In der entsperrten Stellung (3) wird die Hülse 66 so bewegt, dass die Sperrelemente 242 in die radiale Auswärtsrichtung gleiten können, um mit der Vielzahl der Aussparungen 230 außer Eingriff zu kommen. Die durch die Drehung verursachte Fliehkraft des Differentialgehäuses 42, und somit die Drehung der Sperrelemente 242, kann die Sperrelemente 242 veranlassen, sich radial nach außen zu bewegen, um mit den Aussparungen 230 außer Eingriff zu kommen.
-
Zusätzlich oder alternativ können die Innenflächen 238 der Aussparungen 230 konfiguriert sein, um Nockenflächen zu sein und die inneren Enden 250 der Sperrelemente 242 können konfiguriert sein, um Anlageflächen zu sein, die mit den Innenflächen 238 der Aussparungen 230 zusammenwirken, um eine radial nach außen gerichtete Kraft auf den Sperrelementen 242 bereitzustellen. Diese radial nach außen gerichtete Kraft kann die Sperrelemente 242 veranlassen, radial nach außen zu gleiten, um mit den Aussparungen 230 außer Eingriff zu kommen, wenn Drehmoment auf das Differentialgehäuse 42 ausgeübt wird. Die Sperrelemente 242 können alternativ in die radiale Auswärtsrichtung durch ein Vorspannelement (nicht dargestellt) vorgespannt sein.
-
Die Nockenfläche 258 der Hülse 66 kann glatt sein, um mit dem äußeren Ende 254 der Sperrelemente 242 einzugreifen, die als Anlageelemente wirken können. Die Nockenfläche 258 und das äußere Ende 254 können gerundet oder eckig sein. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Nockenfläche 258 eckig und hat einen ersten Teil 274 und einen zweiten Teil 278. Der erste Teil 274 ist konfiguriert, um einen ersten Winkel 282 relativ zu dem Differentialgehäuse 42 zu bilden, und der zweite Teil 278 ist konfiguriert, um einen zweiten Winkel 286 relativ zu dem Differentialgehäuse 42 zu bilden. Der erste Winkel 282 kann konfiguriert sein, um eine optimale radial nach innen gerichtete Kraft auf den Sperrelementen 242 bereitzustellen, um eine minimale lineare Kraft auf der Hülse 66 zu benötigen, wenn die Hülse 66 von der entsperrten Stellung in die gesperrte Stellung bewegt wird.
-
Der zweite Winkel 286 kann konfiguriert sein, um bei Belastung den Übergang von der gesperrten Stellung in die entsperrte Stellung zu erleichtern. In dem bereitgestellten Beispiel deckt die Gleitfläche 262 der Hülse 66 in der gesperrten Stellung die Bohrungen 222 ab. In dieser Konfiguration benötigt die Hülse wenig oder keine Kraft, um in der gesperrten Stellung zu bleiben.
-
Alternativ kann der zweite Teil 278 die Bohrungen 222 in der gesperrten Stellung abdecken. In dieser Konfiguration diktieren der zweite Winkel 286 und das für das Differentialgehäuse 42 bereitgestellte Drehmoment den Betrag an Kraft, der notwendig ist, um die gesperrte Stellung beizubehalten. Somit kann eine vorbestimmte Drehmomentlast die Innenflächen 238 der Aussparungen 230 veranlassen, die Sperrelemente 242 zu unterstützen, sich radial nach außen zu bewegen, wobei die Hülse 66 veranlasst wird, sich in die entsperrte Stellung zu bewegen, wenn der zweite Teil 278 die Bohrungen 222 abdeckt. Es versteht sich ebenso, dass der erste Winkel 282 und zweite Winkel 286, um gleich zu sein, so konfiguriert werden können, dass die Nockenfläche 258 eine einzige Ebene bildet.
-
Mit Bezug auf 4 ist eine weitere Konfiguration des Differentials 18 und der Sperrvorrichtung 22 in der gesperrten Stellung dargestellt und mit Bezug auf das Differential 18a und die Sperrvorrichtung 22a gezeigt. In dieser Konfiguration kann die Struktur des Differentials 18a und der Sperrvorrichtung 22a allgemein ähnlich dem Differential 18 und der Sperrvorrichtung 22 sein, dargestellt und beschrieben mit Bezug auf 2, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen. Als solche werden nur die Unterschiede in Einzelheiten beschrieben.
-
In dieser Konfiguration können Sperrelemente 242a einen kugelförmig gestalteten Körper 410 haben, und Aussparungen 230a können konfiguriert sein, um einen Teil des kugelförmig gestalteten Körpers 410 aufzunehmen. In der gesperrten Stellung kann eine Gleitfläche 262a der Hülse 66a Bohrungen 222a blockieren, um die Sperrelemente 242a im Eingriff mit dem zweiten Sperrteil 64a zu halten, um eine relative Drehung zwischen dem zweiten Sperrteil 64a und dem ersten Sperrteil 60a zu verhindern.
-
Die Hülse 66a kann ebenso eine Tasche 414 entlang der Gleitfläche 262a definieren, die sich davon radial nach außen erstreckt, die in der entsperrten Stellung mit den Bohrungen 222a fluchtet. Die Tasche 414 kann konfiguriert sein, um einen Teil des kugelförmig gestalteten Körpers 410 aufzunehmen, um den Sperrelementen 242a zu erlauben, mit den Aussparungen 230a außer Eingriff zu kommen, wenn die Hülse 66a in der entsperrten Stellung ist. Auf diese Weise kann die Tasche 414 die Sperrelemente 242a in der entsperrten Stellung halten oder einschließen. Die Tasche 414 kann eine Nockenfläche 258a aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich der Nockenfläche 258 sein kann, wie vorhergehend beschrieben. Es versteht sich, dass die Tasche 414 eine einzelne Tasche sein kann, die sich umlaufend um die Hülse 66a erstreckt, innerhalb der alle der Vielzahl von Sperrelementen 242a aufgenommen sein können, oder die Tasche 414 kann aus einer Vielzahl von individuellen Taschen bestehen, jede mit einer entsprechenden der Bohrungen 222a ausgerichtet, um ein entsprechendes der Sperrelemente 242a aufzunehmen. Es versteht sich ebenso, dass in der entsperrten Stellung eine Tasche ähnlich der Tasche 414 verwendet werden kann, um die zylindrischen Sperrelemente 242 der Konfiguration, dargestellt und beschrieben mit Bezug auf 2, zu halten oder einzuschließen.
-
Mit Bezug auf 5 ist eine weitere Konfiguration eines Differentials 510 mit einer Sperrvorrichtung 514, einer ersten Abtriebswelle 518 und einer zweiten Abtriebswelle 522 dargestellt. Das Differential 510 kann ein „freies Differential“ mit einem äußeren Differentialgehäuse 526, einem inneren Differentialgehäuse 530 und einem Mittel zum Übertragen von Drehkraft zwischen dem inneren Differentialgehäuse 530 und den ersten und zweiten Abtriebswellen 518 und 522 sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel umfasst das Kraftübertragungsmittel ein Differentialgetriebe 532 mit einer Vielzahl von Ausgleichsrädern 534, einem Querstift 536, einem ersten Seitenrad 538 und einem zweiten Seitenrad 542. Fachleute verstehen jedoch, dass andere Arten von Kraftübertragungsmitteln verwendet werden können, einschließlich einer oder mehrerer Kupplungen und/oder Visko-Kupplungen.
-
Das äußere Differentialgehäuse 526 kann Drehantrieb ähnlich dem Differentialgehäuse 42 aufnehmen und kann einen Eingangsteil 544 und einen Ausgangsteil 548 aufweisen. Der Eingangsteil 544 kann nicht-drehbar mit einem Hohlrad (nicht dargestellt) ähnlich dem Hohlrad 36 gekuppelt sein, das nicht-drehbar mit dem äußeren Differentialgehäuse 526 gekuppelt sein kann. Das innere Differentialgehäuse 530 kann innerhalb eines inneren Hohlraums 546 des äußeren Differentialgehäuses 526 angeordnet sein und kann drehbar mit dem Ausgangsteil 548 des äußeren Differentialgehäuses 526 zur Drehung um eine Achse 550 gekuppelt sein. Das innere Differentialgehäuse 530 kann einen Eingangsteil 552 haben, der innerhalb des Ausgangsteils 548 des äußeren Differentialgehäuses 526 angeordnet ist.
-
Die Ausgleichsräder 534 können innerhalb des inneren Differentialgehäuses 530 zur Drehung mit dem Eingangsteil 552 um eine Achse 556 drehbar montiert sein. Die Achse 556 kann senkrecht zu der Achse 550 sein. Die Ausgleichsräder 534 können drehbar mit dem Querstift 536 gekuppelt sein, der mit dem inneren Differentialgehäuse 530 gekuppelt sein kann. Die Ausgleichsräder 534 können mit den ersten und zweiten Seitenrädern 538, 542 in kämmenden Eingriff gebracht sein.
-
Das erste Seitenrad 538 kann innerhalb des inneren Differentialgehäuses 530 angeordnet sein und kann zur Drehung mit der ersten Abtriebswelle 518 befestigt sein. Die erste Abtriebswelle 518 kann entweder durch das äußere oder innere Differentialgehäuse 526, 530 drehbar gelagert sein, oder durch beide, und kann sich von dem äußeren Differentialgehäuse 526 nach außen erstrecken. Die erste Abtriebswelle 518 kann konfiguriert sein, um Drehmoment für zusätzliche Antriebsstrangkomponenten bereitzustellen, wie zum Beispiel ein erstes Fahrzeugrad (nicht dargestellt).
-
Das zweite Seitenrad 542 kann innerhalb des inneren Differentialgehäuses 530 angeordnet sein und kann zur Drehung mit der zweiten Abtriebswelle 522 befestigt sein. Die zweite Abtriebswelle 522 kann entweder durch das äußere oder innere Differentialgehäuse 526, 530 drehbar gelagert sein, oder durch beide, und kann sich von dem äußeren Differentialgehäuse 526 nach außen von einer gegenüberliegenden Seite des äußeren Differentialgehäuses 526 als die erste Abtriebswelle 518 erstrecken. Die zweite Abtriebswelle 522 kann konfiguriert sein, um Drehmoment für zusätzliche Antriebsstrangkomponenten bereitzustellen, wie zum Beispiel ein zweites Fahrzeugrad (nicht dargestellt).
-
Die Sperrvorrichtung 514 kann im Wesentlichen ähnlich der Sperrvorrichtung 22 sein und kann einen Betätigungsmechanismus (nicht dargestellt) aufweisen, eine Hülse 598, einen ersten Sperrteil 600, einen zweiten Sperrteil 604, einen dritten Sperrteil 608, eine Vielzahl erster Sperrelemente 602 und eine Vielzahl zweiter Sperrelemente 606.
-
Der erste Sperrteil 600 kann eine Außenfläche 554 und eine Innenfläche 558 haben und kann eine Vielzahl von sich radial erstreckenden ersten Bohrungen 562 und eine Vielzahl von sich radial erstreckenden zweiten Bohrungen 566 definieren. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Sperrteil 600 integral mit dem äußeren Differentialgehäuse 526 ausgebildet, und die Innenfläche 558 kann den inneren Hohlraum 546 definieren. Die ersten Bohrungen 562 können die Innenfläche 558 durchdringen und können die Außenfläche 554 durchdringen, um sich zwischen dem inneren Hohlraum 546 und der Außenfläche 554 zu erstrecken. Die Vielzahl von ersten Bohrungen 562 kann um den Umfang des ersten Sperrteils 600 verteilt sein.
-
Das zweite Sperrelement 604 kann eine Vielzahl von ersten Hohlräumen oder Aussparungen 574 definieren, die in einer Außenfläche 578 des zweiten Sperrelements 604 ausgebildet sind. Die ersten Aussparungen 574 können sich radial nach innen von der Außenfläche 578 erstrecken und können um den Umfang des zweiten Sperrteils 604 verteilt sein. Die ersten Aussparungen 574 können eine eckige oder gerundete Innenfläche 582 haben. Es versteht sich, dass die ersten Aussparungen 574 alternativ Bohrungen oder Löcher in dem oder durch den zweiten Sperrteil 604 sein können. In dem bereitgestellten Beispiel ist der zweite Sperrteil 604 integral mit einem drehenden Element 570 ausgebildet, nicht-drehbar mit dem ersten Seitenrad 538 gekuppelt. Es versteht sich, dass das drehende Element 570 integral mit dem ersten Seitenrad 538 ausgebildet sein kann.
-
Alternativ versteht es sich, dass das drehende Element 570 integral mit der ersten Abtriebswelle 518 ausgebildet sein kann, da die erste Abtriebswelle 518 nicht-drehbar mit dem ersten Seitenrad 538 gekuppelt ist. Es versteht sich ebenso, dass die Anzahl erster Aussparungen 574 gleich der oder größer als die Anzahl erster Bohrungen 562 sein kann, um dem ersten Seitenrad 538 zu erlauben, bei verschiedenen Drehstellungen zu sperren.
-
Die zweiten Bohrungen 566 können die Innenfläche 558 durchdringen und können die Außenfläche 554 durchdringen, um sich zwischen dem inneren Hohlraum 546 und der Außenfläche 554 des ersten Sperrteils 600 zu erstrecken. Die Vielzahl der zweiten Bohrungen 566 kann um den Umfang des ersten Sperrteils 600 verteilt sein.
-
Der dritte Sperrteil 608 kann eine Vielzahl von zweiten Hohlräumen oder Aussparungen 586 definieren, ausgebildet in einer Außenfläche 590 des dritten Sperrteils 608. Die zweiten Aussparungen 586 können sich radial nach innen von der Außenfläche 590 erstrecken und können um den Umfang des dritten Sperrteils 608 verteilt sein. Die zweiten Aussparungen 586 können eine eckige oder gerundete Innenfläche 594 haben. Es versteht sich, dass die zweiten Aussparungen 586 alternativ Bohrungen oder Löcher in dem oder durch den dritten Sperrteil 608 sein können. Es versteht sich, dass die Anzahl zweiter Aussparungen 586 gleich der oder größer als die Anzahl zweiter Bohrungen 566 sein kann, um dem dritten Sperrteil 608 zu erlauben, bei verschiedenen Drehstellungen zu sperren. In dem bereitgestellten Beispiel ist der dritte Sperrteil 608 integral mit dem inneren Differentialgehäuse 530 ausgebildet.
-
Die Anzahl erster Sperrelemente 602 kann allgemein der Anzahl erster Bohrungen 562 gleichen, und jedes der ersten Sperrelemente 602 kann verschiebbar innerhalb einer entsprechenden der ersten Bohrungen 562 aufgenommen sein. Die ersten Sperrelemente 602 können einen allgemein zylindrisch geformten Körper 610 haben und können eckige oder gerundete innere und äußere Enden 614, 618 haben. Das innere Ende 614 kann konfiguriert sein, um in einer entsprechenden der ersten Aussparungen 574 aufgenommen zu sein. Die ersten Bohrungen 562 können ebenso konfiguriert sein, um die ersten Sperrelemente 602 innerhalb der ersten Bohrungen 562 zu halten.
-
Die Anzahl zweiter Sperrelemente 606 kann allgemein der Anzahl zweiter Bohrungen 566 gleichen, und jedes der zweiten Sperrelemente 606 kann verschiebbar innerhalb einer entsprechenden der zweiten Bohrungen 566 aufgenommen sein. Die zweiten Sperrelemente 606 können einen allgemein zylindrischen geformten Körper 622 haben und können eckige oder gerundete innere und äußere Enden 626, 630 haben. Das innere Ende 626 kann konfiguriert sein, um in einer entsprechenden der zweiten Aussparungen 586 aufgenommen zu sein. Die zweiten Bohrungen 566 können ebenso konfiguriert sein, um die zweiten Sperrelemente 606 innerhalb der zweiten Bohrungen 566 zu halten. Es versteht sich, dass entweder das erste oder das zweite Sperrelement 602, 606 oder beide alternativ kugelförmig sein kann, ähnlich den Sperrelementen 242a, dargestellt und beschrieben mit Bezug auf 4.
-
Die Hülse 598 kann im Wesentlichen ähnlich der Hülse 66 sein. Die Hülse 598 kann durch den Betätigungsmechanismus (nicht dargestellt) axial verschoben werden, ähnlich dem Betätigungsmechanismus 62, mit einer Schaltgabel 628 ähnlich der Schaltgabel 74. Die Hülse 598 kann um das äußere Differentialgehäuse 526 angeordnet und mit dem äußeren Differentialgehäuse 526 verschiebbar gekuppelt sein. Im Betrieb kann die Hülse 598 in einer Weise ähnlich der Hülse 66 betätigt werden, um sich entlang dem äußeren Differentialgehäuse 526 zu bewegen.
-
Die Hülse 598 kann eine Nockenfläche 634 und eine Gleitfläche 638 aufweisen und kann eine Schaltnut 642 definieren. Die Schaltnut 642 kann auf einer äußeren Radialoberfläche 646 der Hülse 598 ausgebildet sein, ähnlich der Schaltnut 266, und kann konfiguriert sein, um die Hülse 598 mit der Schaltgabel 628 zur axialen Verschiebung mit der Schaltgabel 628 zu kuppeln. Die Hülse 598 kann so mit dem äußeren Differentialgehäuse 526 gekuppelt sein, dass von dem Betätigungsmechanismus in der axialen Richtung aufgenommene lineare Kraft die Gleitfläche 638 der Hülse 598 veranlasst, entlang der Außenfläche 554 des äußeren Differentialgehäuses 526 zu gleiten.
-
Die Hülse 598 kann zwischen einer ersten oder gesperrten Stellung (5), einer zweiten oder entsperrten Stellung und einer dritten oder abgeschalteten Stellung gleiten. In der gesperrten Stellung kann die Hülse 598 die ersten und zweiten Bohrungen 562, 566 abdecken, um die ersten und zweiten Sperrelemente 602, 606 daran zu hindern, sich radial nach außen zu bewegen. In der gesperrten Stellung ist das innere Ende 614 jedes ersten Sperrelements 602 in einer entsprechenden der ersten Aussparungen 574 aufgenommen, und das innere Ende 626 jedes zweiten Sperrelements 606 ist in einer entsprechenden der zweiten Aussparungen 586 aufgenommen. Die Hülse 598 hält die ersten Sperrelemente 602 mit den ersten Aussparungen 574 in Eingriff und die zweiten Sperrelemente 606 mit den zweiten Aussparungen 586 in Eingriff. In der gesperrten Stellung verhindern die zweiten Sperrelemente 606 eine relative Drehung der äußeren und inneren Differentialgehäuse 526, 530, während die ersten Sperrelemente 602 eine relative Drehung des äußeren Differentialgehäuses 526 und des ersten Seitenrads 538 verhindern. Somit ist in der gesperrten Stellung das Differential 510 gesperrt, und die ersten und zweiten Abtriebswellen 518, 522 drehen sich mit derselben Drehzahl.
-
In der entsperrten Stellung wird die Hülse 598 so bewegt, dass die ersten Sperrelemente 602 in die radiale Auswärtsrichtung gleiten können, um mit der Vielzahl von ersten Aussparungen 574 außer Eingriff zu kommen. Die durch die Drehung des äußeren Differentialgehäuses 526 verursachte Fliehkraft, und somit die Drehung der ersten Sperrelemente 602, kann die ersten Sperrelemente 602 veranlassen, sich radial nach außen zu bewegen, um mit den ersten Aussparungen 574 außer Eingriff zu kommen.
-
Zusätzlich oder alternativ können die Innenflächen 582 der ersten Aussparungen 574 konfiguriert sein, um mit den inneren Enden 614 der ersten Sperrelemente 602 zusammenzuwirken, um eine radial nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Sperrelementen 602 bereitzustellen. Diese radial nach außen gerichtete Kraft kann die ersten Sperrelemente 602 veranlassen, radial nach außen zu gleiten, um mit den ersten Aussparungen 574 außer Eingriff zu kommen, wenn Drehmoment auf das äußere Differentialgehäuse 526 ausgeübt wird. Die ersten Sperrelemente 602 können alternativ in der radialen Auswärtsrichtung durch ein Vorspannelement (nicht dargestellt) vorgespannt werden. In der entsperrten Stellung kann die Hülse 598 die zweiten Bohrungen 566 abdecken, um die zweiten Sperrelemente 606 daran zu hindern, sich radial nach außen zu bewegen, um die zweiten Sperrelemente 606 und die zweiten Aussparungen 586 in Eingriff zu halten, wie ansonsten vorhergehend beschrieben. In der entsperrten Stellung kann das Differential 510 als ein typisch offenes Differential funktionieren.
-
In der abgeschalteten Stellung wird die Hülse 598 so bewegt, dass die zweiten Sperrelemente 606 in die radiale Auswärtsrichtung gleiten können, um mit der Vielzahl von zweiten Aussparungen 586 außer Eingriff zu kommen. Die durch die Drehung des äußeren Differentialgehäuses 526 verursachte Fliehkraft, und somit die Drehung der zweiten Sperrelemente 606, kann die zweiten Sperrelemente 606 veranlassen, sich radial nach außen zu bewegen, um mit den zweiten Aussparungen 586 außer Eingriff zu kommen.
-
Zusätzlich oder alternativ können die Innenflächen 594 der zweiten Aussparungen 586 konfiguriert sein, um mit den inneren Enden 626 der zweiten Sperrelemente 606 zusammenzuwirken, um eine radial nach außen gerichtete Kraft auf den zweiten Sperrelementen 606 bereitzustellen. Diese radial nach außen gerichtete Kraft kann die zweiten Sperrelemente 606 veranlassen, radial nach außen zu gleiten, um mit den zweiten Aussparungen 586 außer Eingriff zu kommen, wenn ein Drehmoment auf das äußere Differentialgehäuse 526 ausgeübt wird. Die zweiten Sperrelemente 606 können alternativ in der radialen Auswärtsrichtung durch ein Vorspannelement (nicht dargestellt) vorgespannt werden. In der abgeschalteten Stellung kann die Hülse 598 so positioniert sein, dass die ersten Sperrelemente 602 ebenso in die radiale Auswärtsrichtung gleiten können, um mit der Vielzahl von ersten Aussparungen 574 außer Eingriff zu kommen, wie ansonsten vorhergehend beschrieben. In der abgeschalteten Stellung können die Abtriebswellen 518, 522 abgeschaltet sein, um kein Drehmoment von dem äußeren Differentialgehäuse 526 aufzunehmen.
-
Die Nockenfläche 634 der Hülse 598 kann im Wesentlichen ähnlich der mit Bezug auf 3 dargestellten und beschriebenen Nockenfläche 258 sein und kann sowohl auf die ersten als auch die zweiten Sperrelemente 602, 606 in einer ähnlichen Weise wirken.
-
6 stellt einen weiteren Aufbau eines Differentials 510a und einer Sperrvorrichtung 514a dar. Die Struktur des Differentials 510a und der Sperrvorrichtung 514a ist allgemein ähnlich dem Differential 510 und der Sperrvorrichtung 514, dargestellt und beschrieben mit Bezug auf 5, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen. Als solche werden nur die Unterschiede in Einzelheiten beschrieben. In diesem Aufbau kann die Hülse 598a eine erste Nockenfläche 650, eine zweite Nockenfläche 654 und eine Sperrfläche 658 aufweisen.
-
Die erste Nockenfläche 650 kann von der zweiten Nockenfläche 654 radial außen sein. Die Sperrfläche 658 kann radial und axial zwischen den ersten und zweiten Nockenflächen 650, 654 sein, um die ersten und zweiten Nockenflächen 650, 654 zu verbinden. Jede der ersten und zweiten Nockenflächen 650, 654 kann im Wesentlichen ähnlich der Nockenfläche 634 der Hülse 598 sein und kann auf die Sperrelemente 602a in einer ähnlichen Weise wirken. Die Sperrelemente 602a können radial beweglich zwischen einer ersten Radialstellung, einer zweiten Radialstellung und einer dritten Radialstellung sein, wobei die erste Radialstellung in 6 dargestellt ist.
-
In der ersten Radialstellung sind die Sperrelemente 602a durch die zweiten Hohlräume 586a des dritten Sperrteils 608a aufgenommen und in Eingriff mit den ersten Hohlräumen 574a des zweiten Sperrteils 604a gehalten. Die zweiten Hohlräume 586a können zylinderförmig sein. Alternativ können die zweiten Hohlräume 586a in Umfangsrichtung gestreckt sein, ähnlich den Aussparungen 714, 714a, nachstehend beschrieben mit Bezug auf 7 bis 9, um Spiel zwischen den Sperrelementen 602a und den zweiten Hohlräumen 586a zu erlauben.
-
Die Sperrelemente 602a werden in der ersten Radialstellung durch die Gleitfläche 638a gehalten oder können in dieser Stellung durch einen Teil der zweiten Nockenfläche 654 in einer Weise ähnlich der mit Bezug auf 3 beschriebenen gehalten werden. In dieser Stellung kuppeln die Sperrelemente 602a den dritten Sperrteil 608a nicht-drehbar mit dem ersten Sperrteil 600a, und kuppeln den dritten Sperrteil 608a nicht-drehbar mit dem zweiten Sperrteil 604a.
-
In der zweiten Radialstellung ist die Hülse 598a axial so verschoben, dass die Sperrelemente 602a frei sind, sich von der ersten Radialstellung radial nach außen zu bewegen. In der zweiten Radialstellung werden die Sperrelemente 602a durch die Sperrfläche 658 daran gehindert, sich weiter in die radiale Auswärtsrichtung zu bewegen. In dieser Stellung ist der zweite Sperrteil 604a frei, sich relativ zu dem dritten Sperrteil 608a zu drehen, aber der dritte Sperrteil 608a verbleibt nicht-drehbar mit dem ersten Sperrteil 600a gekuppelt.
-
In der dritten Radialstellung ist die Hülse 598a axial so verschoben, dass die Sperrelemente 602a frei sind, sich von der zweiten Radialstellung radial nach außen zu bewegen. In der dritten Radialstellung ist der zweite Sperrteil 604a frei, sich relativ zu dem dritten Sperrteil 608a zu drehen, und der dritte Sperrteil 608a ist frei, sich relativ zu dem ersten Sperrteil 600a zu drehen. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Sperrteil 600a mit dem äußeren Differentialgehäuse 526a integral ausgebildet, der zweite Sperrteil 604a ist mit dem drehenden Element 570a integral ausgebildet, und der dritte Sperrteil 608a ist mit dem inneren Differentialgehäuse 530a integral ausgebildet. Obwohl die Sperrfläche 658 parallel zu der Gleitfläche 638a dargestellt ist, versteht es sich, dass die Sperrfläche 658 gekrümmt oder eckig sein kann. Es versteht sich, dass die Sperrfläche 658, die erste Nockenfläche 650 und die zweite Nockenfläche 654 koplanar sind, so dass sie einen einzigen Winkel bezüglich der Gleitfläche 638a bilden.
-
7 und 8 stellen einen weiteren Aufbau eines Sperrteils 710 dar. Der Sperrteil 710 kann allgemein dem zweiten Sperrteil 64, 64a, 604 oder 604a (2, 4, 5 bzw. 6) oder dem dritten Sperrteil 608 (5) ähnlich sein. Der Sperrteil 710 kann zum Beispiel zur gemeinsamen Drehung mit dem drehenden Element 240, 240a, 570 oder 570a (2 bis 6) oder dem inneren Differentialgehäuse 530 (5) gekuppelt sein. Der Sperrteil 710 kann sich um die Achse 712 drehen und kann eine Vielzahl von Hohlräumen oder Aussparungen 714 definieren, die in einer Außenfläche 718 des Sperrteils 710 ausgebildet sind. Jede der Aussparungen 714 kann konfiguriert sein, um ein Sperrelement, wie z. B. die Sperrelemente 242, 242a, 602, 606, 602a (2 bis 6) aufzunehmen.
-
Jede Aussparung 714 kann ein Paar von Stirnwänden 722, ein Paar von Seitenwänden 726 und eine vertiefte Oberfläche 730 haben. Jede Aussparung 714 kann eine Länge 734 in der Umfangsrichtung zwischen den Stirnwänden 722, eine Breite 738 in der axialen Richtung zwischen den Seitenwänden 726 und eine Tiefe 742 zwischen der vertieften Oberfläche 730 und der Außenfläche 718 haben. Die Länge 734 kann größer als die Breite 738 sein, so dass die Aussparungen 714 allgemein gestreckt in Umfangsrichtung um den Sperrteil 710 sind. Die gestreckte Form der Aussparungen 714 kann dem Eingriff des Sperrteils 710 mit den Sperrelementen 242, 242a, 602, 606, 602a (2 bis 6) Spiel hinzufügen. Dieses Spiel kann für die Sperrelemente 242, 242a, 602, 606, 602a (2 bis 6) genügend Zeit vorsehen, um sich in die jeweilige Aussparung 714 zu bewegen, wenn sich der Sperrteil 710 dreht.
-
Die vertiefte Oberfläche 730 kann eine gekrümmte Oberfläche sein, die konzentrisch mit und radial nach innen von der Außenfläche 718 ist. Die Seitenwände 726 können allgemein parallel zueinander sein und sich radial nach innen von der Außenfläche 718 zu der vertieften Oberfläche 730 erstrecken. Gegenüberliegende umlaufende Enden jeder Seitenwand 726 können in jeweils eine der Stirnwände 722 übergehen.
-
Jede Stirnwand 722 kann einen ersten Wandteil 750 und einen zweiten Wandteil 754 aufweisen. Der erste Wandteil 750 kann sich radial nach innen von der Außenfläche 718 erstrecken und kann in den zweiten Wandteil 754 übergehen. Der zweite Wandteil 754 kann sich allgemein radial nach innen von dem ersten Wandteil 750 erstrecken und kann in die vertiefte Oberfläche 730 übergehen. Der zweite Wandteil 754 kann einen Winkel 758 relativ zu der vertieften Oberfläche 730 bilden, so dass der zweite Wandteil 754 allgemein eine kegelstumpfförmige Form hat, mit dem Stumpf nahe der vertieften Oberfläche 730 und dem Sockel nahe dem ersten Wandteil 750. Der Winkel 758 kann unmittelbar bezogen auf und abgeglichen mit dem/den Winkel/n der Nockenflächen 258, 258a, 634, 650, 654 der Hülse 66, 66a oder der Sperrvorrichtung 514, 514a, jeweils dargestellt in 2 bis 6, sein. Obwohl ebenso in der gesperrten Stellung verbleibend, kann zum Beispiel der Winkel 758 gleich dem Winkel 282 oder dem Winkel 286 sein, um einfaches In- und Außer-Eingriffbringen zu erlauben.
-
9 stellt einen weiteren Aufbau eines Sperrteils 710a, ähnlich dem Sperrteil 710 (7 und 8), dar. Der Sperrteil 710a kann ähnlich dem Sperrteil 710 sein, ausgenommen wie hierin dargestellt und ansonsten beschrieben, mit ähnlichen Bezugszeichen, die sich auf ähnliche Merkmale beziehen. Der zweite Wandteil 754a jeder Stirnwand 722a kann kugelförmig sein und kann einen Durchmesser ähnlich dem des inneren Endes der in der Aussparung 714 aufgenommenen Sperrelemente haben (z. B. inneres Ende 250, 614, 614a oder 626 der 2 bis 6). Der erste Wandteil 750a jeder Stirnwand 722a kann allgemein ähnlich dem ersten Wandteil 750 sein, ausgenommen, dass der erste Wandteil 750a in den gekrümmten zweiten Wandteil 754a übergehen kann.
