DE102015116620A1

DE102015116620A1 - Allrad-Antriebssystem mit trennbarer Achse

Info

Publication number: DE102015116620A1
Application number: DE102015116620.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Joseph Valente
Original assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Current assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-04-14
Also published as: US9302581B1; CN105508565A; CN105508565B; US20160101691A1

Abstract

Eine trennende Antriebsstrangkomponente kann eine mit einem von dem Paar von Abtriebselementen eines Differentials gekoppelte Welle aufweisen. Ein Kupplungsantrieb kann zur Drehung mit einem von einem Zahnkranz und dem einem der Abtriebselemente gekoppelt sein. Ein Kupplungsabtrieb kann zur Drehung mit einem von einem Differentialgehäuse und der Welle gekoppelt sein. Eine Hülse kann zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse den Kupplungsantrieb mit dem Kupplungsabtrieb zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen koppelt, und einer zweiten Stellung, in der die Hülse drehbar von einem von dem Kupplungsantrieb und dem Kupplungsabtrieb entkoppelt ist, axial verschiebbar sein. Ein Vorantrieb kann nicht-drehbar mit dem Kupplungsantrieb gekoppelt sein. Ein Vorabtrieb kann am Kupplungsabtrieb befestigt sein. Ein Elektromagnet kann den Vorantrieb in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtrieb ziehen, wenn die sich Hülse in der zweiten Stellung befindet.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Allrad-Antriebssysteme mit einer trennbaren Achse.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen über die vorliegende Offenbarung, die nicht unbedingt Stand der Technik sind. Fahrzeuge mit trennbarem Allradantrieb sind im Stand der Technik aus verschiedenen erteilten Patenten bekannt, wie etwa dem US-Patent Nr. 8 042 642 , erteilt am 25. Oktober 2011. Derartige Fahrzeuge mit trennbarem Allradantrieb benutzen ein erstes Trennelement im vorderen oder primären Antriebsstrang und ein zweites Trennelement im hinteren oder sekundären Antriebsstrang. Es kann in einigen Fällen wichtig sein, dass eines oder beide des ersten und zweiten Trennelements ein relativ niedriges Schleppmoment aufweisen, wenn sie nicht in Eingriff stehen (d.h., wenn sie nicht zur aktiven Übertragung von Drehkraft verwendet werden). Es kann auch in einigen Fällen wichtig sein, dass eines oder beide des ersten und zweiten Trennelements eine Drehsynchronisation von Antriebsachse und Antriebsstrang zulassen, bevor das Drehmoment auf die Antriebsachsen übertragen wird. Mehrscheibennasskupplungen können sowohl zur Synchronisierung als auch zur Drehmomentübertragung dienen. Wenn jedoch eines oder beide des ersten und zweiten Trennelements ein Mehrscheibenkupplungspaket beinhalten, wird üblicherweise ein niedriges Schleppmoment zumindest teilweise erreicht, indem die Kupplungsscheiben ausreichend weit voneinander entfernt werden. In dieser Hinsicht, wenn die Kupplungsscheiben nicht durch einen ausreichenden Abstand voneinander getrennt sind, kann das Trennelement ein Schleppmoment haben, das dem Schleppmoment der (anderen) Antriebsstrangkomponenten, die "getrennt" werden sollen, gleichkommt.
Da die trennbaren Antriebsstränge üblicherweise zur Übertragung relativ hoher Drehmomente geeignet sein müssen, enthalten die in solchen Vorrichtungen eingesetzten Kupplungspakete im Allgemeinen eine relativ hohe Anzahl Kupplungsscheiben. Aufgrund der Notwendigkeit einer relativ hohen Normalkraft zur Übertragung eines hohen Drehmoments über derartige Kupplungspakete ist ein gängiger Ansatz der Einsatz einer hydraulisch betriebenen Betätigungsvorrichtung, der Hydraulikflüssigkeit über eine Hochdruckpumpe zum Aufbringen der Normalkraft zugeführt wird. Um eine große Menge Kupplungsscheiben in Abständen anzuordnen oder voneinander zu trennen, muss die Betätigungsvorrichtung, die die Normalkraft auf das Kupplungspaket aufbringt, einen relativ langen Weg haben. Aufgrund der Größe der Normalkraft und des verhältnismäßig langen Wegs haben solche Reibkupplungen eine relativ lange Eingriffszeit (d.h. eine Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Reibkupplung zu greifen beginnt, und dem Zeitpunkt, zu dem die Reibkupplung vollständig in Eingriff ist).
In Anbetracht der obigen Anmerkungen wird eine verbesserte Antriebsstrangkomponente, die getrennt werden kann, in der Technik benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die vorliegende Lehre stellt eine trennende Antriebsstrangkomponente bereit, die ein Gehäuse, ein Antriebszahnrad, einen Zahnkranz, eine Differentialbaugruppe, eine Stummelwelle, eine Achswelle, eine Kupplungsvorrichtung und eine Vorkupplungsvorrichtung umfasst. Das Antriebszahnrad kann im Gehäuse aufgenommen sein. Der Zahnkranz kann im Gehäuse aufgenommen sein und kann mit dem Antriebszahnrad zur Kraftübertragung von diesem kämmend in Eingriff stehen. Der Zahnkranz kann um eine Achse drehbar sein. Die Differentialbaugruppe kann im Gehäuse aufgenommen sein und ein Differentialgehäuse und einen Differentialzahnradsatz aufweisen. Das Differentialgehäuse kann mit dem Zahnkranz zur gemeinsamen Drehung um die Achse gekoppelt sein. Der Differentialzahnradsatz kann mit dem Differentialgehäuse zur Übertragung von Drehkraft von diesem gekoppelt sein. Der Differentialzahnradsatz kann ein Paar Abtriebselemente haben. Die Stummelwelle kann mit einem von dem Paar der Abtriebselemente zur Drehung mit demselben um die Achse gekoppelt sein. Die Kupplungsvorrichtung kann ein Kupplungsantriebselement, ein Kupplungsabtriebselement, einen Träger und eine Hülse aufweisen. Das Kupplungsantriebselement kann mit der Stummelwelle zur Drehung mit dieser um die Achse gekoppelt sein. Das Kupplungsabtriebselement kann mit der Achswelle zur Drehung mit dieser um die Achse gekoppelt sein. Der Träger kann axial beweglich, aber nicht-drehbar mit dem Kupplungsantriebselement gekoppelt sein. Die Hülse kann axial verschiebbar, aber nicht-drehbar mit einem von dem Träger und dem Kupplungsantriebselement zur Bewegung entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesem gekoppelt sein kann, und einer zweiten Stellung gekoppelt sein, in der die Hülse drehbar vom Kupplungsabtriebselement entkoppelt sein kann. Die Vorkupplungsvorrichtung kann ein Vorantriebselement, ein Vorabtriebselement und eine Vorbetätigungsvorrichtung aufweisen. Das Vorantriebselement kann axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppelt sein. Das Vorabtriebselement kann fest mit dem Kupplungsabtriebselement gekoppelt sein. Die Vorbetätigungsvorrichtung kann wahlweise zum Bewegen des Vorantriebselements in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement betätigt werden.
Die vorliegende Lehre liefert darüber hinaus eine trennende Antriebsstrangkomponente, die ein Gehäuse, ein Antriebszahnrad, einen Zahnkranz, eine Differentialbaugruppe, eine Kupplungsvorrichtung und eine Vorkupplungsvorrichtung umfasst. Das Antriebszahnrad kann im Gehäuse aufgenommen sein. Der Zahnkranz kann im Gehäuse aufgenommen sein und kann mit dem Antriebszahnrad zur Kraftübertragung von diesem in kämmendem Eingriff stehen. Der Zahnkranz kann um eine Achse drehbar sein. Die Differentialbaugruppe kann im Gehäuse aufgenommen sein und ein Differentialgehäuse und einen Differentialzahnradsatz umfassen. Das Differentialgehäuse kann ein erstes Gehäuseelement, das mit dem Zahnkranz zur gemeinsamen Drehung um die Achse gekoppelt werden kann, und ein zweites Gehäuseelement umfassen. Der Differentialzahnradsatz kann zur Übertragung von Drehkraft mit dem zweiten Gehäuseelement gekoppelt sein. Der Differentialzahnradsatz kann ein Paar Abtriebselemente haben. Die Kupplungsvorrichtung kann ein Kupplungsantriebselement, ein Kupplungsabtriebselement, einen Träger und eine Hülse aufweisen. Das Kupplungsantriebselement kann mit dem ersten Gehäuseelement zur Drehung mit demselben um die Achse gekoppelt werden. Das Kupplungsabtriebselement kann mit dem zweiten Gehäuseelement zur Drehung mit diesem um die Achse gekoppelt sein. Der Träger kann axial beweglich, aber nicht-drehbar mit dem Kupplungsantriebselement gekoppelt sein. Die Hülse kann axial verschiebbar, aber nicht-drehbar mit einem der Träger und dem Kupplungsantriebselement zur Bewegung entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesem gekoppelt sein kann, und einer zweiten Stellung gekoppelt sein, in der die Hülse drehbar vom Kupplungsabtriebselement entkoppelt sein kann. Die Vorkupplungsvorrichtung kann ein Vorantriebselement, ein Vorabtriebselement und eine Vorkupplungsbetätigungsvorrichtung beinhalten. Das Vorantriebselement kann axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppelt sein. Das Vorabtriebselement kann fest mit dem Kupplungsabtriebselement gekoppelt sein. Die Vorkupplungsbetätigungsvorrichtung kann wahlweise zum Bewegen des Vorantriebselements in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement betätigt werden.
In der vorliegenden Lehre geht es weiterhin um eine trennende Antriebsstrangkomponente, die ein Gehäuse, ein Antriebszahnrad, einen Zahnkranz, eine Differentialbaugruppe, eine Welle, eine Kupplungsvorrichtung und eine Vorkupplungsvorrichtung umfasst. Das Antriebszahnrad kann im Gehäuse aufgenommen sein. Der Zahnkranz kann im Gehäuse aufgenommen werden und kann mit dem Antriebszahnrad zur Kraftübertragung von diesem in kämmendem Eingriff stehen. Der Zahnkranz kann um eine Achse drehbar sein. Die Differentialbaugruppe kann im Gehäuse aufgenommen sein und ein Differentialgehäuse und einen Differentialzahnradsatz aufweisen. Der Differentialzahnradsatz kann mit dem Differentialgehäuse zur Übertragung von Drehkraft von diesem gekoppelt sein. Der Differentialzahnradsatz kann ein Paar Abtriebselemente haben. Die Welle kann mit einem von dem Paar von Abtriebselementen gekoppelt sein. Die Kupplungsvorrichtung kann so ausgelegt sein, dass die Übertragung von Drehkraft zwischen dem Zahnkranz und der Welle selektiv zugelassen wird. Die Kupplungsvorrichtung kann ein Kupplungsantriebselement, ein Kupplungsabtriebselement und eine Hülse aufweisen. Das Kupplungsantriebselement kann zur gemeinsamen Drehung mit einem von dem Zahnkranz und dem Paar von Abtriebselementen gekoppelt sein. Das Kupplungsabtriebselement kann zur gemeinsamen Drehung mit einem von dem Differentialgehäuse und der Welle gekoppelt sein. Die Hülse kann entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse das Kupplungsantriebselement mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen koppelt, und einer zweiten Stellung, in welcher die Hülse drehbar von einem von dem Kupplungsantriebselement und dem Kupplungsabtriebselement entkoppelt ist, axial verschiebbar sein. Die Vorkupplungsvorrichtung kann ein Vorantriebselement, ein Vorabtriebselement und einen Elektromagneten beinhalten. Das Vorantriebselement kann axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppelt sein. Das Vorabtriebselement kann am Kupplungsabtriebselement befestigt sein. Der Elektromagnet kann wahlweise zur Erzeugung eines Magnetfelds, das das Vorantriebselement in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement ziehen kann, betätigt werden. Die Vorkupplung kann das Kupplungsantriebselement mit dem Kupplungsabtriebselement koppeln, wenn das Vorantriebselement reibschlüssig mit dem Vorabtriebselement im Eingriff steht und sich die Hülse in der zweiten Stellung befindet.
Weitere Anwendungsgebiete werden im Rahmen der hier aufgeführten Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und die besonderen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur zur Veranschaulichung und nicht dazu, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Umsetzungen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb mit einer trennenden Antriebsstrangkomponente, die gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
2 ist eine Schnittansicht eines Teils der trennenden Antriebsstrangkomponente aus 1; und
3 ist eine Schnittansicht eines Teils eines zweiten trennbaren Antriebsstrangs, der gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden nun beispielhafte Ausführungsbeispiele ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen wird ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Kraftübertragungskomponente, die gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Fahrzeug 10 kann einen Antrieb 12 und einen Antriebsstrang bzw. ein Antriebssystem 14 haben. Der Antrieb 12 kann konventionell aufgebaut sein und kann ein Antriebsaggregat 16 und ein Getriebe 18 beinhalten. Das Antriebsaggregat 16 kann so ausgelegt sein, dass es Antriebskraft liefert, und kann beispielsweise einen Verbrennungsmotor bzw. einen Elektromotor aufweisen. Das Getriebe 18 kann Antriebskraft vom Antriebsaggregat 16 erhalten und kann Leistung an das Antriebssystem 14 abgeben. Das Getriebe 18 kann eine Vielzahl von automatisch oder von Hand gewählten Übersetzungsverhältnissen haben. Das Antriebssystem 14 im besonderen vorliegenden Beispiel gehört zu einem Allradantrieb, aber der Fachmann wird erkennen, dass die Lehre der vorliegenden Offenbarung auch auf andere Antriebsausführungen einschließlich Vierradantriebausführungen, Hinterradantriebausführungen und Vorderradantriebausführungen anwendbar ist.
Das Antriebssystem 14 kann eine Vorderachsbaugruppe 20, ein Verteilergetriebe (PTU) 22, eine Antriebswelle 24 und eine trennende Antriebsstrangkomponente 26 aufweisen. In dem besonderen dargestellten Beispiel ist die trennende Antriebsstrangkomponente eine Hinterachsbaugruppe, aber es versteht sich, dass sich die Lehre der vorliegenden Offenbarung auch auf andere Antriebsstrangkomponenten übertragen lassen. Ein Abtrieb des Getriebes 18 kann mit einem Antrieb der Vorderachsbaugruppe 20 zum Antrieb eines Antriebselements 30 der Vorderachsbaugruppe 20 gekoppelt sein. Die Vorderachsbaugruppe 20 und das Verteilergetriebe 22 werden im Einzelnen in der gemeinsam erteilten US-Patentanmeldung Nr. 13/785 425 beschrieben, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme, als ob im Einzelnen aufgeführt, aufgenommen wird. Auch wenn es in der US-Anmeldung Nr. 13/785 425 und hier als Zweigangverteilergetriebe beschrieben wird, kann das Verteilergetriebe 22 alternativ auch anders, beispielsweise als Ein- oder ein Mehrgangverteilergetriebe, ausgeführt werden. Kurz gesagt, kann das Verteilergetriebe 22 ein Verteilergetriebeantriebselement 32 haben, auf das Drehkraft vom Antriebselement 30 der vorderen Achsbaugruppe 20 übertragen werden kann, und ein Verteilergetriebeabtriebselement 34, das Drehkraft auf die Antriebswelle 24 übertragen kann. Die Antriebswelle 24 kann das Verteilergetriebeabtriebselement 34 mit der Hinterachsbaugruppe 26 koppeln, damit die vom Verteilergetriebe 22 abgegebene Drehleistung auf die Hinterachsbaugruppe 26 übertragen werden kann. Die Vorderachsbaugruppe 20 und die Hinterachsbaugruppe 26 könnten zum Antrieb der Vorder- bzw. Hinterräder 36 und 38 dauerhaft angetrieben werden. Das Antriebssystem 14 kann eine oder mehrere Kupplungen zur Unterbrechung der Drehkraftübertragung durch einen Teil des Antriebssystems 14 und/oder zur Modulierung des von dem Antriebssystem 14 übertragenen Drehmoments aufweisen. Im dargestellten Beispiel umfasst das Antriebssystem 14 eine Verteilergetriebetrennkupplung 40, eine Drehmomentmodulationskupplung 44 und eine Mehrzahl von Kupplungen, die Bestandteil der Hinterachsbaugruppe 26 sind, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird. Die Verteilergetriebetrennkupplung 40 kann zur Unterbrechung der Übertragung von Drehkraft in oder durch das Verteilergetriebe 22 ausgelegt sein, wobei es sich um eine beliebige Kupplungsart, die zwischen dem Antriebselement 30 der Vorderachsbaugruppe 20 und dem Verteilergetriebeantriebselement 32 angeordnet ist, handeln kann. Die Drehmomentmodulationskupplung 44 kann zur Modulierung des Drehmoments zwischen dem Verteilergetriebe 22 und der Hinterachsbaugruppe 26 ausgelegt werden.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 kann die Hinterachsbaugruppe 26 ein Gehäuse 50, ein Antriebsritzel 52, einen Zahnkranz 54, eine Differentialbaugruppe 56, einen ersten Kupplungsmechanismus 58, einen zweiten Kupplungsmechanismus 60 und ein Paar Achswellen 62 aufweisen. Das Antriebsritzel 52 kann konventionell im Gehäuse 50 zur Drehung um eine Antriebsritzelachse 66 untergebracht sein. Das Antriebsritzel 52 kann mit der Antriebswelle 24 (1) zur Drehung mit dieser gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel ist die Drehmomentmodulationskupplung 44 (1) eine Mehrscheibennasskupplung, die im Gehäuse 50 zwischen der Antriebswelle 24 und dem Antriebsritzel 52 angeordnet ist und auf die Modulierung der Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 24 und dem Antriebsritzel 52 ausgelegt ist, obwohl andere Ausführungen verwendet werden können. Der Zahnkranz 54 kann im Gehäuse 50 zur Drehung um eine Differentialachse 68, die quer, z.B. senkrecht, zur Antriebsritzelachse 66 liegen kann, befestigt sein. Der Zahnkranz 54 kann mit dem Antriebsritzel 52 in kämmendem Eingriff stehen. Die Differentialbaugruppe 56 kann ein beliebiges, in der Technik zur Übertragung von Drehkraft in einem Drehmomentpfad zwischen dem Zahnkranz 54 und den Achswellen 62 bekanntes Mittel sein. In dem besonderen dargestellten Beispiel weist die Differentialbaugruppe 56 ein Differentialgehäuse 70, einen Differentialzahnradsatz 72 und ein erstes Antriebselement 74 auf. Das Differentialgehäuse 70 kann im Gehäuse 50 zur Drehung relativ zum Gehäuse 50 durch die Lager 94, 96 gehaltert sein. Im dargestellten Beispiel sind die Lager 94, 96 zwischen dem Gehäuse 50 und dem Differentialgehäuse 70 angeordnet. Das Differentialgehäuse 70 kann ein erstes Gehäuseelement 76, das fest mit dem Zahnkranz 54 gekoppelt sein kann, und ein zweites Gehäuseelement 78 aufweisen. In dem besonderen dargestellten Beispiel ist das erste Gehäuseelement 76 mit dem zweiten Gehäuseelement 78 fest verbunden oder einstückig ausgebildet und konzentrisch um das zweite Gehäuseelement 78 angeordnet. Der Differentialzahnradsatz 72 kann am zweiten Gehäuseelement 78 des Differentialgehäuses 70 in einer Weise, die eine Übertragung von Drehkraft zwischen diesen ermöglicht, befestigt sein. Der Differentialzahnradsatz 72 kann beispielsweise ein Paar Seitenräder 80 und erste und zweite Ausgleichskegelräder 82, 84, die mit den Seitenrädern 80 in kämmendem Eingriff stehen, aufweisen. Im dargestellten Beispiel sind die Seitenräder 80, die drehbar auf einem Querstift 86 befestigt sind, der fest mit dem zweiten Gehäuseelement 78 gekoppelt ist, und die Ausgleichskegelräder 82, 84 Kegelräder, wobei jedes der Ausgleichskegelräder 82, 84 mit den beiden Seitenrädern 80 in Eingriff steht. Es versteht sich jedoch, dass andere Arten von Differentialzahnradsätzen verwendet werden könnten (beispielsweise schrägverzahnte Getriebe, bei denen die Ausgleichskegelräderpaare schräg ineinandergreifende Zähne haben, und jedes der Ausgleichskegelräderpaare mit den schrägen Zähnen eines entsprechenden der Seitenräder in Eingriff steht). Eine der Achswellen 62 kann mit dem ersten Ausgleichskegelrad 82 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt sein. Das zweite Ausgleichskegelrad 84 kann fest mit dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung mit diesem gekoppelt sein.
Sowohl der erste als auch der zweite Kupplungsmechanismus 58 und 60 kann wahlweise dazu verwendet werden, das erste Antriebselement 74 und die andere Achswelle 62 miteinander zur gemeinsamen Drehung wahlweise zu koppeln. Der erste und zweite Kupplungsmechanismus 58 und 60 können in ihrer Drehmomentübertragungsfähigkeit (d.h. die Drehmomenthöhe, die vom Antrieb der Kupplung zum Abtrieb der Kupplung in einer vorbestimmten Drehrichtung und mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit übertragen werden kann) schwanken. Beispielsweise kann der erste Kupplungsmechanismus 58 eine erste Drehmomentübertragungsfähigkeit haben, die größer als eine zweite Drehmomentübertragungsfähigkeit des zweiten Kupplungsmechanismus 60 sein kann.
Der erste Kupplungsmechanismus 58 kann eine erste Kupplung 90 und eine erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92 aufweisen. Die erste Kupplung 90 kann einen Träger 100, eine Hülse 102, ein erstes Abtriebselement 104 und eine erste Kupplungsfeder 106 aufweisen. Der Träger 100 kann einen Basisabschnitt 108 und einen vorstehenden Abschnitt 110, der fest mit dem Basisabschnitt 108 gekoppelt ist, aufweisen. Der Basisabschnitt 108 kann allgemein Platten- oder Ringform haben und nicht-drehbar, aber mit dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung mit diesem axial verschiebbar gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel ist der Basisabschnitt 108 koaxial zum ersten Antriebselement 74 angeordnet und weist eine Innenkeilverzahnung oder Zähne 112 auf, die nicht-drehbar, jedoch axial verschiebbar mit einer passenden Außenkeilverzahnung oder Zähnen 114, die am ersten Antriebselement 74 ausgebildet sind, in Eingriff stehen. Der Basisabschnitt 108 kann sich vom ersten Antriebselement 74 radial nach außen erstrecken. Der vorstehende Abschnitt 110 kann koaxial um das erste Antriebselement 74 angeordnet sein, wobei er radial nach außen und beabstandet vom ersten Antriebselement 74 angeordnet ist. Der vorstehende Abschnitt 110 kann eine allgemein rohrförmige Form haben. Der vorstehende Abschnitt 110 kann ein Rückstellelement 116 zur axialen Verschiebung der Hülse 102, wie nachstehend erörtert, aufweisen. Das Rückstellelement 116 kann sich von einem Ende des vorstehenden Abschnitts 110 radial nach innen distal zum Basisabschnitt 108 erstrecken.
Die Hülse 102 kann nicht-drehbar, aber axial verschiebbar mit dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung mit diesem gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel ist die Hülse 102 koaxial um das erste Antriebselement 74 angeordnet und erstreckt sich radial nach innen vom vorstehenden Abschnitt 110 des Trägers 100. Die Hülse 102 kann verschiebbar innerhalb der rohrförmigen Form des vorstehenden Abschnitts 110 aufgenommen sein. Im dargestellten Beispiel weist die Hülse 102 eine Innenkeilverzahnung oder Zähne 118 auf, die nicht-drehbar, aber axial verschiebbar mit der passenden Außenkeilverzahnung 114 in Eingriff stehen, die auf dem ersten Antriebselement 74 ausgebildet ist. Die Hülse 102 kann axial zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse 102 nicht mit dem ersten Abtriebselement 104 in Eingriff steht, und einer zweiten Stellung, in der die Hülse 102 mit dem ersten Abtriebselement 104 in Eingriff steht, verschoben werden. Das erste Abtriebselement 104 kann zur gemeinsamen Drehung mit der anderen der Achswellen 62 gekoppelt sein (d.h. die Achswelle 62, die nicht zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgleichskegelrad 82 gekoppelt ist). Im dargestellten Beispiel wird das erste Abtriebselement 104 in einem Teil des ersten Antriebselements 74 durch das Lager 98 gehaltert und weist eine Innenkeilverzahnung oder Zähne 120 auf, die nicht-drehbar mit einer Außenkeilverzahnung oder Zähnen 122 eingreifen, die auf der anderen der Achswellen 62 ausgebildet sind. Das erste Abtriebselement 104 kann eine Außenkeilverzahnung oder Zähne 124 axial in Reihe mit der passenden Außenkeilverzahnung 114 des ersten Antriebselements 74 und passend zur Innenkeilverzahnung 118 der Hülse 102 ausgelegt aufweisen. Wenn sich die Hülse 102 in der ersten Stellung befindet, kann die Innenkeilverzahnung 118 mit der passenden Außenkeilverzahnung 114 in Eingriff gebracht werden und von der Außenkeilverzahnung 124 entkoppelt werden. Die Hülse 102 kann eine solche Länge haben, dass die Innenkeilverzahnung 118 in Eingriff mit sowohl der passenden Außenkeilverzahnung 114 als auch der Außenkeilverzahnung 124 stehen kann, wenn sich die Hülse 102 in der zweiten Stellung befindet, um das erste Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Abtriebselement 104 zu koppeln.
Die erste Kupplungsfeder 106 kann axial zwischen dem Basisabschnitt 108 und der Hülse 102 angeordnet sein und so ausgelegt sein, um die Hülse 102 axial aus der ersten Stellung in die zweite Stellung zu verschieben, wenn der Träger 100 in einer ersten axialen Richtung 126 verschoben wird. Die erste Kupplungsfeder 106 kann eine axiale Nachgiebigkeit ermöglichen, so dass die erste Kupplungsfeder 106 zusammengedrückt werden kann, wenn die Innenkeilverzahnung 118 nicht in Drehrichtung mit der Außenkeilverzahnung 124 ausgerichtet ist, wenn der Träger 100 sich in der ersten axialen Richtung 126 verschiebt. Wenn die erste Kupplungsfeder 106 zusammengedrückt wird, kann die erste Kupplungsfeder 106 die Hülse 102 in der ersten axialen Richtung 126 vorspannen, so dass die erste Kupplungsfeder 106 die Hülse 102 bei nachfolgender Ausrichtung der Keilverzahnung 118, 124 in Richtung der zweiten Stellung bewegen kann. Im dargestellten Beispiel ist die erste Kupplungsfeder 106 eine Schraubenfeder, die um die Differentialachse 68 radial innerhalb des vorstehenden Abschnitts 110 und radial außerhalb des ersten Antriebselements 74 angeordnet ist, obwohl auch andere Arten von Vorspannelementen oder Ausführungen verwendet werden können.
Die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92 kann zur axialen Verschiebung des Trägers 100 ausgelegt sein. Die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92 kann eine erste Betätigungsvorrichtung 128 und eine Schaltgabel 130 aufweisen. Die erste Betätigungsvorrichtung 128 kann jede geeignete Vorrichtung zur axialen Verschiebung der Schaltgabel 130 entlang der Differentialachse 68 sein. Die erste Betätigungsvorrichtung 128 kann beispielsweise ein hydraulisch betätigter Stößel, ein Motor und Spindel, ein Kugelrampenbetätiger oder jeder andere geeignete Linearantrieb sein. Die Schaltgabel 130 kann für eine lineare Verschiebung durch die erste Betätigungsvorrichtung 128 ausgelegt sein und zur linearen Verschiebung des Trägers 100 mit einem Teil des Trägers 100 gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel ist die Schaltgabel 130 zur axialen Verschiebung mit dem Basisabschnitt 108 gekoppelt.
Der zweite Kupplungsmechanismus 60 kann eine zweite Kupplung 150 und einen zweiten Kupplungsbetätiger 152 aufweisen. Die zweite Kupplung 150 kann ein zweites Antriebselement 160, ein zweites Abtriebselement 162 und eine zweite Kupplungsfeder 164 aufweisen. Das zweite Antriebselement 160 kann nicht-drehbar, aber axial verschiebbar mit dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung mit diesem gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel ist das zweite Antriebselement 160 koaxial zum ersten Antriebselement 74 radial außerhalb von der Hülse 102 und dem vorstehenden Abschnitt 110 des Trägers 100 angeordnet und weist eine Innenkeilverzahnung oder Zähne 166 auf, die nicht-drehbar, jedoch axial verschiebbar mit einer passenden Außenkeilverzahnung oder Zähnen 168 in Eingriff stehen, die auf dem vorstehenden Abschnitt 110 des Trägers 100 ausgebildet sind. Das zweite Antriebselement 160 kann auch eine erste Reibfläche 170 aufweisen. Das zweite Abtriebselement 162 kann eine zweite Reibfläche 172 aufweisen, die der ersten Reibfläche 170 gegenüber liegt. Das zweite Abtriebselement 162 kann mit dem ersten Abtriebselement 104 zur gemeinsamen Drehung mit diesem gekoppelt sein. Die zweite Kupplungsfeder 164 kann auf das Vorspannen des zweiten Antriebselements 160 axial weg vom zweiten Abtriebselement 162 ausgelegt sein. Im dargestellten Beispiel ist die zweite Kupplungsfeder 164 eine schraubenförmige Zugfeder, die radial um den vorstehenden Abschnitt 110 und axial zwischen dem Basisabschnitt 108 und dem zweiten Antriebselement 160 angeordnet ist und mit dem Träger 100 und dem zweiten Antriebselement 160 zum Vorspannen des zweiten Antriebselements 160 in der Richtung entgegen der ersten axialen Richtung 126 gekoppelt ist, obwohl auch andere Arten von Vorspannelementen oder Ausführungen verwendet werden können. Die erste und zweite Reibfläche 170, 172 können für die Übertragung von Drehkraft ausgelegt sein, wenn sie in Kontakt miteinander stehen. Die erste und zweite Reibfläche 170, 172 können so ausgelegt sein, dass sie ein relativ geringes Drehmoment übertragen, damit der Eingriff zwischen der ersten und der zweiten Reibfläche 170, 172 die Drehung des zweiten Ausgleichskegelrads 84 und der anderen der Achswellen 62 synchronisieren kann (d.h. der Achswelle 62, die nicht zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgleichskegelrad 82 gekoppelt ist). Die erste und zweite Reibfläche 170, 172 können so ausgelegt sein, dass das zweite Antriebselement 160 und das zweite Abtriebselement 162 nicht das volle Antriebsmoment, das vom ersten Antriebselement 74 bereitgestellt wird, übertragen, wenn vom Antriebsritzel 52 ein Antriebsdrehmoment auf den Zahnkranz 54 übertragen wird.
Die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152 kann auf die axiale Verschiebung des zweiten Antriebselements 160 entlang der Differentialachse 68 ausgelegt sein. Im dargestellten Beispiel weist die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152 einen Elektromagneten 180 auf, der axial in Reihe mit dem zweiten Antriebselement 160 und dem zweiten Abtriebselement 162 angeordnet ist, obwohl auch andere Arten von Linearantrieben und Ausführungen verwendet werden können. Der Elektromagnet 180 kann zur Überwindung der zweiten Kupplungsfeder 164 ein magnetisches Feld erzeugen, um das zweite Antriebselement 160 axial in Richtung des zweiten Abtriebselements 162 anzuziehen, wenn ein elektrischer Strom durch den Elektromagneten 180 fließt. Im dargestellten Beispiel ist das zweite Abtriebselement 162 axial zwischen dem zweiten Antriebselement 160 und dem Elektromagnet 180 angeordnet, und der Elektromagnet 180 erstreckt sich radial auswärts vom vorstehenden Abschnitt 110 des Trägers 100.
Wenn im Betrieb Drehkraft vom Antriebsritzel 52 auf die Hinterräder 38 übertragen werden soll, kann die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152 aktiviert werden, damit das zweite Antriebselement 160 und das zweite Abtriebselement 162 in Eingriff gebracht werden, um die Drehung der anderen der Achswellen 62 (d.h. der Achswelle 62, die nicht zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgleichskegelrad 82 gekoppelt ist) mit dem zweiten Ausgleichskegelrad 84 zu synchronisieren. Im dargestellten Beispiel kann das magnetische Feld, das vom Elektromagneten 180 erzeugt wird, stark genug zur Herbeiführung einer synchronisierten Drehung sein, jedoch nicht ausreichend, um ein Rutschen der ersten und zweiten Reibfläche 170, 172 zu verhindern, wenn sie ausreichend belastet sind. Es wird durchaus gesehen, dass eine perfekte Synchronisierung nicht erforderlich ist.
Nachdem die Komponenten der Hinterachsbaugruppe 26 auf Drehzahl oder synchronisiert sind, kann die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92 zur Verschiebung des Trägers 100 in der ersten axialen Richtung 126 aktiviert werden. Eine axiale Verschiebung des Trägers 100 in der ersten axialen Richtung 126 kann dazu führen, dass der Basisabschnitt 108 die erste Kupplungsfeder 106 in der ersten axialen Richtung 126 axial verschiebt. Eine axiale Verschiebung der ersten Kupplungsfeder 106 in der ersten axialen Richtung 126 kann dazu führen, dass die erste Kupplungsfeder 106 zur axialen Verschiebung der Hülse 102 in der ersten axialen Richtung 126 gegen die Hülse 102 drückt. Eine axiale Verschiebung der Hülse 102 kann die Hülse 102 in Eingriff mit dem ersten Abtriebselement 104 und dem ersten Antriebselement 74 zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen bringen. Wenn die Hinterachsbaugruppe 26 angeschlossen ist (d.h. die Hülse 102 steht mit dem ersten Abtriebselement 104 und dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung in Eingriff), wird die Synchronisierungsfunktion der zweiten Kupplung 60 nicht mehr benötigt, und die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152 kann deaktiviert werden. Eine Deaktivierung des Elektromagneten 180 kann der zweiten Kupplungsfeder 164 ermöglichen, das zweite Antriebselement 160 in Richtung entgegen der ersten axialen Richtung 126 zu verschieben, um das zweite Antriebselement 160 vom zweiten Abtriebselement 162 zu lösen.
Um die Hinterachsbaugruppe 26 wieder zu trennen (d.h. die Hülse 102 steht weder mit dem ersten Abtriebselement 104 noch mit dem ersten Antriebselement 74 zur gemeinsamen Drehung in Eingriff), kann die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92 zur Verschiebung des Trägers 100 in die Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung 126 umgekehrt werden. Das Rückstellelement 116 kann mit der Hülse 102 in Eingriff treten, um die Hülse 102 in die Richtung entgegengesetzt der zu ersten axialen Richtung 126 zu verschieben, damit die Hülsen 102 außer Eingriff mit dem ersten Abtriebselement 104 bewegt wird. Es wird durchaus gesehen, dass, wenn die Hinterachsbaugruppe 26 getrennt ist, die Kraft zur Aufrechterhaltung der Trennung der Hinterachsbaugruppe 26 nicht länger auf die erste oder zweite Betätigungsvorrichtung 92, 152 aufgebracht werden muss. Es wird ferner durchaus gesehen, dass, sobald der erste Kupplungsmechanismus 58 zur Übertragung von Drehkraft vom zweiten Ausgleichskegelrad 84 zum ersten Abtriebselement 104 in Eingriff steht, keine Kraft mehr auf die erste oder zweite Betätigungsvorrichtung 92, 152 aufgebracht werden muss, um die Hinterachsbaugruppe 26 angeschlossen zu halten.
Mit Bezug auf 3 wird ein zweiter Aufbau einer Hinterachsbaugruppe mit der Bezugsziffer 26' gezeigt. Die Hinterachsbaugruppe 26' ist der Hinterachsbaugruppe 26 ähnlich, und ähnliche Komponenten werden mit ähnlichen markierten Bezugsziffern dargestellt. Dementsprechend sind die Beschreibungen der ähnlich nummerierten Elemente von der Hinterachsbaugruppe 26 durch Bezugnahme hier aufgenommen, und nur die Unterschiede werden im Einzelnen besprochen. Insbesondere kann das erste Gehäuseelement 76' des Differentialgehäuses 70' getrennt vom und drehbar relativ zum zweiten Gehäuseelement 78' sein. Im dargestellten Beispiel ist das erste Gehäuseelement 76’ konzentrisch um das zweite Gehäuseelement 78' angeordnet und wird im Gehäuse 50’ durch die Lager 302 und 304 abgestüzt. Die Lager 302, 304 können zwischen dem Gehäuse 50' und dem ersten Gehäuseelement 76’ angeordnet sein. Im dargestellten Beispiel wird das zweite Gehäuseelement 78’ durch die Lager 306 und 308 im ersten Gehäuseelement 76' drehbar abgestützt. Das Lager 306 kann zwischen dem zweiten Gehäuseelement 78’ und dem Gehäuse 50' angeordnet sein. Das Lager 308 kann zwischen dem zweiten Gehäuseelement 78’ und dem ersten Gehäuseelement 76' angeordnet sein. Das erste Ausgleichskegelrad 82' kann mit einer der Achswellen 62' zur gemeinsamen Drehung mit dieser gekoppelt sein. Das zweite Ausgleichskegelrad 84’ kann mit einer der Achswellen 62’ zur gemeinsamen Drehung mit dieser gekoppelt sein, anstatt mit dem ersten Antriebselement 74’ zur gemeinsamen Drehung gekoppelt zu sein, wie dies bei der Hinterachsbaugruppe 26 der Fall ist.
Das erste Antriebselement 74’ kann radial zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement 76’, 78’ angeordnet sein und kann um das zweite Gehäuseelement 78’ zur Drehung relative zum zweiten Gehäuseelement 78’ abgestützt sein. Das erste Abtriebselement 74' kann mit dem ersten Gehäuseelement 76' zur gemeinsamen Drehung mit diesem gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel können die passende Außenkeilverzahnung oder Zähne 114’ mit einer Innenkeilverzahnung oder Zähnen 310, die auf einem ersten Gehäuseelement 76’ zum Koppeln des inneren Gehäuseelements 76’ und des ersten Antriebselements 74’ zur gemeinsamen Drehung ausgebildet sind, in Eingriff treten.
Der erste und zweite Kupplungsmechanismus 58’ und 60' können im Hinblick auf das erste Antriebselement 74’ und das erste und zweite Abtriebselement 104', 162’ ähnlich dem ersten und zweiten Kupplungsmechanismus 58 und 60 ausgebildet sein. Im Gegensatz zum ersten Kupplungsmechanismus 58 kann das erste Antriebselement 104’ anstelle der anderen der Achswellen 62 zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Gehäuseelement 78 gekoppelt sein. Im dargestellten Beispiel können die Innenkeilverzahnung oder Zähne 120’ des ersten Antriebselements 104’ nicht-drehbar mit einer Außenkeilverzahnung oder Zähnen 312, die auf dem zweiten Gehäuseelement 78’ zum Koppeln des ersten Abtriebselements 104' mit dem zweiten Gehäuseelement 78’ zur gemeinsamen Drehung ausgebildet sind, gekoppelt sein. Im Gegensatz zum zweiten Kupplungsmechanismus 60 kann der zweite Kupplungsmechanismus 60’ die Drehung der ersten und zweiten Gehäuseelemente 76’, 78’ der Differentialbaugruppe 56' anstelle der Drehung des zweiten Ausgleichskegelrads 84’ und der anderen der Achswellen 62' synchronisieren.
Der Betrieb der Hinterachsbaugruppe 26’ ist dem Betrieb der Hinterachsbaugruppe 26 ähnlich. Wenn Drehkraft vom Antriebsritzel 52' auf die Hinterräder 38 (1) übertragen werden soll, kann die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152' aktiviert werden, um das zweite Antriebselement 160' und das zweite Abtriebselement 162' zur Synchronisierung der Drehung des ersten und des zweiten Gehäuseelements 76', 78' in Eingriff zu bringen. Im dargestellten Beispiel kann das magnetische Feld, das vom Elektromagneten 180' erzeugt wird, stark genug zur Herbeiführung einer synchronisierten Drehung sein, jedoch nicht ausreichend, um ein Rutschen der ersten und zweiten Reibfläche 170', 172' zu verhindern, wenn sie ausreichend belastet sind. Es versteht sich, dass eine perfekte Synchronisierung nicht erforderlich ist.
Nachdem die Komponenten der Hinterachsbaugruppe 26' auf Drehzahl oder synchronisiert sind, kann die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92' zur Verschiebung des Trägers 100' in der ersten axialen Richtung 126' aktiviert werden. Eine axiale Verschiebung des Trägers 100' kann dazu führen, dass der Basisabschnitt 108' die erste Kupplungsfeder 106' in der ersten axialen Richtung 126' axial verschiebt. Eine axiale Verschiebung der ersten Kupplungsfeder 106' in der ersten axialen Richtung 126' kann dazu führen, dass die erste Kupplungsfeder 106' zur axialen Verschiebung der Hülse 102' in der ersten axialen Richtung 126' gegen die Hülse 102' drückt. Eine axiale Verschiebung der Hülse 102' kann die Hülse 102' in Eingriff mit dem ersten Abtriebselement 104' und dem ersten Antriebselement 74' zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen bringen und so Drehkraft zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseelement 76', 78' übertragen. Wenn die Hinterachsbaugruppe 26' angeschlossen ist (d.h. die Hülse 102' steht mit dem ersten Abtriebselement 104' und dem ersten Antriebselement 74' zur gemeinsamen Drehung in Eingriff), wird die Synchronisierungsfunktion der zweiten Kupplung 60' nicht mehr benötigt, und die zweite Kupplungsbetätigungsvorrichtung 152' kann deaktiviert werden. Eine Deaktivierung des Elektromagneten 180' kann der zweiten Kupplungsfeder 164' ermöglichen, das zweite Antriebselement 160' in die Richtung entgegen der ersten axialen Richtung 126' zu verschieben, um das zweite Antriebselement 160' vom zweiten Abtriebselement 162' zu lösen.
Um die Hinterachsbaugruppe 26' wieder zu trennen (d.h. die Hülse 102' steht weder mit dem ersten Abtriebselement 104' noch mit dem ersten Antriebselement 74' zur gemeinsamen Drehung in Eingriff), kann die erste Kupplungsbetätigungsvorrichtung 92' zur Verschiebung des Trägers 100' in die Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung 126' umgekehrt werden. Das Rückstellelement 116' kann mit der Hülse 102' in Eingriff treten, um die Hülse 102' in die Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung 126' zu verschieben, damit die Hülse 102' aus dem Eingriff mit dem ersten Abtriebselement 104' bewegt wird. Es wird durchaus gesehen, dass, wenn die Hinterachsbaugruppe 26' getrennt ist, Kraft zur Aufrechterhaltung der Trennung der Hinterachsbaugruppe 26' nicht länger auf die erste oder zweite Betätigungsvorrichtung 92', 152' aufgebracht werden muss. Es wird ferner durchaus gesehen, dass, sobald der erste Kupplungsmechanismus 58' zur Übertragung von Drehkraft vom ersten Gehäuselement 76' zum zweiten Gehäuseelement 78' in Eingriff steht, keine Kraft mehr auf die erste oder zweite Betätigungsvorrichtung 92', 152' aufgebracht werden muss, um die Hinterachsbaugruppe 26' angeschlossen zu halten.
Somit gestatten die Hinterachsbaugruppen 26 und 26’ die Synchronisierung und die Drehmomentübertragung in einer trennenden Allradantriebsstrangkomponente ohne Schleppmoment und andere parasitäre Verluste, die mit den typischen Nasskupplungen einhergehen.
Die vorangehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung begrenzen. Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind generell nicht auf dieses bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet werden, selbst wenn sie nicht ausdrücklich gezeigt oder beschrieben sind. Dieselben können auch in vielfacher Weise abgewandelt werden. Solche Varianten sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle derartigen Abwandlungen sollen im Schutzumfang der Offenbarung enthalten sein.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden bereitgestellt, damit diese Offenbarung ausführlich ist und den Schutzumfang dem Fachmann vollständig übermittelt. Zahlreiche spezielle Details werden aufgeführt, wie Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Methoden, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass bestimmte Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein können und dass nichts davon so ausgelegt werden sollte, dass dadurch der Schutzumfang der Offenbarung eingeschränkt wird. In einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen werden bekannte Verfahren, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hier verwendete Fachsprache hat ausschließlich das Ziel, besondere Ausführungsbeispiele zu beschreiben, und soll die erfinderische Idee nicht einschränken. Die hier verwendeten Singularformen „eine(r/s)“ und „der/die/das“ können auch auf eine Einbeziehung der Pluralformen abzielen, wenn der Zusammenhang nicht eindeutig auf Anderes hinweist. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“ und „mit“ sind einschließend und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Betriebsabläufe, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder die Ergänzung von einer/m oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Betriebsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen hiervon aus. Die Verfahrensschritte, Prozesse und Betriebsabläufe, die hier beschrieben werden, sollen nicht dahingehend ausgelegt werden, dass ihre Ausführung in der besprochenen oder dargestellten besonderen Reihenfolge unbedingt benötigt wird, es sei denn, sie sind speziell als eine Ausführungsreihenfolge gekennzeichnet. Es versteht sich auch, dass zusätzliche oder alternative Maßnahmen ergriffen werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „im Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann sie oder es direkt auf, in Eingriff stehend, verbunden mit oder mit dem anderen Element oder der Schicht gekoppelt sein, oder dazwischen liegende Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn im Gegensatz dazu ein Element als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, dürfen keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung von Beziehungen zwischen Elementen verwendet werden, sollten auf gleichartige Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „neben“ gegenüber „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, weist der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Punkte auf.
Obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter, usw. hier möglicherweise zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitten verwendet werden, sollten jedoch diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um ein/e/en Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt von einer/m anderen Region, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster/e“, „zweite/r“ und andere numerische Begriffe, wenn hier verwendet, beinhalten keine Sequenz oder Reihenfolge, wenn der Zusammenhang nicht eindeutig darauf hinweist. Somit könnte ein/e erste/s/r Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt, das/die/der nachfolgend erörtert wird, ein/e zweite/s/r Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt genannt werden, ohne von der vorliegende Lehre der beispielhaften Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Räumlich relative Begriffe, wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier für eine einfache Beschreibung der Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu (einer/m) anderen Element(en) oder Merkmal(en), wie in den Figuren dargestellt, verwendet werden,. Räumlich relative Begriffe können dafür bestimmt sein, unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder im Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren wiedergegebenen Ausrichtung einzuschließen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren beispielsweise umgedreht ist, befinden sich Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben werden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen. Somit kann der Beispielbegriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter einschließen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder mit anderen Ausrichtungen), und die hier verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können entsprechend interpretiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8042642 [0002]

Claims

Trennende Antriebsstrangkomponente, umfassend: ein Gehäuse; ein Antriebszahnrad, das im Gehäuse aufgenommen ist; einen Zahnkranz, der im Gehäuse aufgenommen ist und mit dem Antriebszahnrad zur Kraftübertragung von diesem in kämmendem Eingriff steht, wobei der Zahnkranz um eine Achse drehbar ist; eine im Gehäuse aufgenommene Differentialbaugruppe, und die aufweist: ein zur gemeinsamen Drehung um die Achse mit dem Zahnkranz gekoppeltes Differentialgehäuse; und ein mit dem Differentialgehäuse zur Übertragung von Drehkraft von diesem gekoppelter Differentialzahnradsatz, wobei der Differentialzahnradsatz ein Paar Abtriebselemente hat; eine mit einem des Paars von Abtriebselementen zur Drehung mit diesem um die Achse gekoppelte Stummelwelle; eine Achswelle; eine Kupplungsvorrichtung, die aufweist: ein mit der Stummelwelle zur Drehung mit dieser um die Achse gekoppeltes Kupplungsantriebselement; ein mit der Achswelle zur Drehung mit dieser um die Achse gekoppeltes Kupplungsabtriebselement; ein axial beweglich, aber nicht-drehbar mit dem Kupplungsantriebselement gekoppelter Träger; und eine axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit einem von dem Träger und dem Kupplungsantriebselement gekoppelte Hülse zur Bewegung entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen gekoppelt ist, und einer zweiten Stellung, in der die Hülse drehbar vom Kupplungsabtriebselement entkoppelt ist; und eine Vorkupplungsvorrichtung, die aufweist: ein axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppeltes Vorantriebselement; ein fest mit dem Kupplungsabtriebselement gekoppeltes Vorabtriebselement; und eine Vorbetätigungsvorrichtung, die wahlweise zum Bewegen des Vorantriebselements in reibschlüssigem mit dem Vorabtriebselement betätigt werden kann.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei eine Feder zwischen dem Vorantriebselement und dem Träger angeordnet ist und ausgelegt ist, um das Vorantriebselement weg vom Vorabtriebselement vorzuspannen.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 2, wobei die Vorbetätigungsvorrichtung einen Elektromagneten aufweist, der wahlweise zur Erzeugung eines magnetischen Feldes betätigt werden kann, wobei das Magnetfeld ausgelegt ist, die Feder zu überwinden und das Vorantriebselement in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement zu ziehen.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei eine Feder zwischen dem Träger und der Hülse angeordnet ist und ausgelegt ist, die Hülse in die erste Stellung vorzuspannen, wenn die Hülse axial aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verschoben ist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei der Träger ein Plattenelement und ein röhrenförmiges Element, das fest mit dem Plattenelement verbunden ist, umfasst, wobei das Plattenelement eine Öffnung mit Innenkeilverzahnung definiert, die mit einem Abschnitt mit Außenkeilverzahnung des Kupplungsantriebselement in Eingriff steht.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 5, wobei die Hülse verschiebbar im röhrenförmigen Element aufgenommen ist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsvorrichtung außerdem eine Kupplungsgabel, die zur axialen Verschiebung des Trägers mit dem Träger eingreift, aufweist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vorbetätigungsvorrichtung einen fest mit dem Gehäuse gekoppelten Elektromagneten aufweist.
Trennende Antriebsstrangkomponente, umfassend: ein Gehäuse; ein Antriebszahnrad, das im Gehäuse aufgenommen ist; einen Zahnkranz, der im Gehäuse aufgenommen ist und mit dem Antriebszahnrad zur Kraftübertragung von diesem in kämmendem Eingriff steht, wobei der Zahnkranz um eine Achse drehbar ist; eine im Gehäuse aufgenommene Differentialbaugruppe, die aufweist: ein Differentialgehäuse, das ein erstes Gehäuseelement aufweist, das mit dem Zahnkranz zur gemeinsamen Drehung um die Achse gekoppelt ist, und ein zweites Gehäuseelement; und ein mit dem zweiten Gehäuseelement zur Übertragung von Drehkraft von diesem gekoppelter Differentialzahnradsatz, wobei der Differentialzahnradsatz ein Paar Abtriebselemente hat; eine Kupplungsvorrichtung, die aufweist: ein mit dem ersten Gehäuseelement zur Drehung mit diesem um die Achse gekoppeltes Kupplungsantriebselement; ein mit dem zweiten Gehäuseelement zur Drehung mit diesem um die Achse gekoppeltes Kupplungsabtriebselement; ein axial beweglich, aber nicht-drehbar mit dem Kupplungsantriebselement gekoppelter Träger; und eine axial verschiebbar, aber nicht-drehbar mit einem von dem Träger und dem Kupplungsantriebselement gekoppelte Hülse zur Bewegung entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen gekoppelt ist, und einer zweiten Stellung, in der die Hülse drehbar vom Kupplungsabtriebselement entkoppelt ist; und eine Vorkupplungsvorrichtung, die aufweist: ein axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppeltes Vorantriebselement; ein fest mit dem Kupplungsabtriebselement gekoppeltes Vorabtriebselement; und eine Vorbetätigungsvorrichtung, die wahlweise zum Bewegen des Vorantriebselements in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement betätigt werden kann.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei eine Feder zwischen dem Vorantriebselement und dem Träger angeordnet ist und ausgelegt ist, das Vorantriebselement weg vom Vorabtriebselement vorzuspannen.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 10, wobei die Vorbetätigungsvorrichtung einen Elektromagneten aufweist, der wahlweise zum Erzeugen eines Magnetfeldes betätigt werden kann, wobei das Magnetfeld ausgelegt ist, die Feder zu überwinden und das Vorantriebselement in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement zu ziehen.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei eine Feder zwischen dem Träger und der Hülse angeordnet ist und ausgelegt ist, die Hülse in die erste Stellung vorzuspannen, wenn die Hülse axial aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verschoben ist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei der Träger ein Plattenelement und ein röhrenförmiges Element umfasst, das fest mit dem Plattenelement verbunden ist, wobei das Plattenelement eine Öffnung mit Innenkeilverzahnung definiert, die mit einem Abschnitt mit Außenkeilverzahnung des Kupplungsantriebselement in Eingriff steht.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, wobei die Hülse verschiebbar in dem röhrenförmigen Element aufgenommen ist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei das zweite Gehäuseelement zur Drehung im Gehäuse relativ zum ersten Gehäuseelement gehalten ist.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei die Vorbetätigungsvorrichtung einen fest mit dem Gehäuse gekoppelten Elektromagneten aufweist.
Trennende Antriebsstrangkomponente, umfassend: ein Gehäuse; ein Antriebszahnrad, das im Gehäuse aufgenommen ist; einen Zahnkranz, der im Gehäuse aufgenommen ist und zur Kraftübertragung von diesem mit dem Antriebszahnrad in kämmendem Eingriff steht, wobei der Zahnkranz um eine Achse drehbar ist; eine im Gehäuse aufgenommene Differentialbaugruppe, die aufweist: ein Differentialgehäuse; und ein mit dem Differentialgehäuse zur Übertragung von Drehkraft von diesem gekoppelter Differentialzahnradsatz, wobei der Differentialzahnradsatz ein Paar Abtriebselemente hat; eine mit einem des Paars von Abtriebselementen gekoppelte Welle; eine auf die selektive Zulassung der Übertragung von Drehkraft zwischen dem Zahnkranz und der Welle ausgelegte Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung aufweist: ein zur gemeinsamen Drehung mit einem von dem Zahnkranz und einem von dem Paar von Abtriebselementen gekoppeltes Kupplungsantriebselement; ein zur gemeinsamen Drehung mit einem von dem Differentialgehäuse und der Welle gekoppeltes Kupplungsabtriebselement; und eine Hülse, die axial entlang der Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Hülse das Kupplungsantriebselement mit dem Kupplungsabtriebselement zur Übertragung von Drehkraft zwischen diesen koppelt, und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, in welcher die Hülse drehbar von einem von dem Kupplungsantriebselement und dem Kupplungsabtriebselement entkoppelt ist; und eine Vorkupplungsvorrichtung, die aufweist: ein axial verschiebbar, jedoch nicht-drehbar mit dem Träger gekoppeltes Vorantriebselement; ein fest mit dem Kupplungsabtriebselement gekoppeltes Vorabtriebselement; und einen selektiv betreibbaren Elektromagneten zum Erzeugen eines Magnetfelds, das das Vorantriebselement in reibschlüssigem Eingriff mit dem Vorabtriebselement zieht, wobei die Vorkupplung das Kupplungsantriebselement mit dem Kupplungsabtriebselement koppelt, wenn das Vorantriebselement reibschlüssig mit dem Vorabtriebselement verbunden ist und sich die Hülse in der zweiten Stellung befindet.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 17, wobei die Welle mit dem einen von dem Paar von Antriebselementen zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist, wenn sich die Hülse in der ersten und der zweiten Stellung befindet.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 17, wobei die Welle drehbar von dem einen des Paars von Abtriebselementen entkoppelt ist, wenn sich die Hülse in der zweiten Stellung befindet, und zur gemeinsamen Drehung mit dem einen von dem Paar von Abtriebselementen gekoppelt ist, wenn sich die Hülse in der ersten Stellung befindet.
Trennende Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 17, wobei eine Feder zwischen dem Träger und der Hülse angeordnet ist und auf die Vorspannung der Hülse in die erste Stellung, wenn die Hülse axial aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verschoben ist, ausgelegt ist.