DE102015116936A1

DE102015116936A1 - Doppelkolbenaktuator

Info

Publication number: DE102015116936A1
Application number: DE102015116936.3A
Authority: DE
Inventors: James P. Downs; Paul J. Valente
Original assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Current assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2035-10-07
Also published as: US20170051796A1; CN108194533A; CN105526278A; CN108194533B; CN105526278B; US9512888B2; DE102015116936B4; US10487890B2; US20160108972A1

Abstract

Eine Kraftübertragungskomponente kann eine Reibungskupplung, einen Hydraulikzylinder und einen Aktuator aufweisen. Der Aktuator kann einen ersten und einen zweiten Kolben und ein elastisches Element aufweisen. Das elastische Element kann den ersten Kolben verschieben, um ein hohes Fluidvolumen unter einem niedrigen Druck für den Zylinder bereitzustellen, wenn ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist und der zweite Kolben in einer ersten Richtung verschoben wird. Das elastische Element kann sich zwischen den ersten und zweiten Kolben komprimieren, um eine relative Bewegung zwischen den ersten und zweiten Kolben zu erlauben, wenn der Druck gleich oder größer als der vorgegebene Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird. Der zweite Kolben stellt ein niedriges Fluidvolumen unter einem hohen Druck für den Zylinder bereit, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten Richtung verschoben wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Doppelkolbenaktuatoren für trennbare Fahrzeugantriebsstränge.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik darstellen.
Hydraulisch betriebene Kupplungen weisen allgemein einen Kolben auf, der Kraft auf das Kupplungssystem ausübt, um die Kupplungsscheiben in Eingriff zu bringen. Um einen niedrigen parasitären Schleppwiderstand zu haben, wenn die Kupplung geöffnet ist, muss Spiel zwischen den Scheiben vorhanden sein, die sich relativ zueinander drehen. Da es häufig viele Scheiben in einer Kupplung gibt, bedeutet dies, dass der gesamte axiale Raum in einer Kupplung erheblich sein kann. Daher muss sich der Kolben um eine beträchtliche Entfernung vom Eingriffspunkt zurückziehen, damit die Kupplungsscheiben eine maximale Trennung für ein niedriges Schleppmoment erreichen. Typischerweise muss der Kolben zuerst diese gesamte Entfernung ausgleichen, damit der Kolben sich von der vollständig zurückgezogenen Stellung zum Eingriff der Kupplungsscheiben bewegt, bevor die Kupplung beginnt, einen nutzbaren Betrag an Drehmoment zu übertragen. Damit der Kolben diese Entfernung schnell ausgleicht, ist während der anfänglichen Betätigung ein hoher Fluss an Hydraulikfluid zu dem Kolben erforderlich. Da die Kupplungsscheiben während dieser anfänglichen Bewegung des Kolbens nicht in Eingriff sind, kann das Fluid unter einem niedrigeren Druck bereitgestellt werden. Nachdem die Kupplungsscheiben beginnen einzugreifen, muss der Kolben eine geringere Entfernung laufen, bevor die Kupplung vollständig in Eingriff ist, deshalb wird die hohe Flussrate nicht länger benötigt. Stattdessen ist ein höherer Druck erforderlich, um die Kupplungsscheiben in den vollständigen Eingriff zu zwingen. Diese zwei Anforderungen sind einander bei der Entwicklung eines hydraulischen Betätigungssystems diametral entgegengesetzt. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator eines solchen Hydrauliksystems, das zu einem schnellen Nachstellen und zu hohen Drücken fähig ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die vorliegende Lehre stellt eine Kraftübertragungskomponente einschließlich einer Reibungskupplung, eines Hydraulikzylinders und eines Aktuators bereit. Die Reibungskupplung kann eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben haben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind. Der Hydraulikzylinder kann mit der Reibungskupplung gekoppelt sein. Der Hydraulikzylinder kann eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben haben, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Zylinderstellung und einer zweiten Zylinderstellung beweglich ist. In der ersten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zurückgezogen werden. In der zweiten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben in Richtung der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgezogen werden, als wenn sich der Zylinderkolben in der ersten Stellung befindet. Der Aktuator kann einen ersten Kolben und Zylinder, einen zweiten Kolben und Zylinder, einen Ventilkörper und einen Antriebsmechanismus aufweisen. Der erste Kolben kann in dem ersten Zylinder aufgenommen sein. Der erste Kolben und Zylinder können eine erste Kammer definieren. Der zweite Kolben kann in dem zweiten Zylinder aufgenommen sein. Der zweite Kolben und Zylinder können eine zweite Kammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht. Der zweite Kolben kann eine Fluiddurchführung definieren, die die erste und zweite Kammer fluidmäßig koppelt. Der Ventilköper kann zwischen einer ersten Ventilstellung und einer zweiten Ventilstellung beweglich sein. Wenn der Ventilkörper in der ersten Ventilstellung ist, kann die Fluiddurchführung geöffnet werden, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu erlauben. Wenn der Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung ist, kann der Ventilkörper die Fluiddurchführung blockieren, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu verhindern. Der Antriebsmechanismus kann konfiguriert sein, um den zweiten Kolben axial zu verschieben. Der Antriebsmechanismus kann konfiguriert sein, um den ersten Kolben axial zu verschieben, wenn ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist, und um den ersten Kolben nicht zu verschieben, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als ein vorbestimmter Druck ist. Wenn der Antriebsmechanismus den ersten Kolben in einer ersten axialen Richtung verschiebt, kann der Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung gehindert werden, und der erste Kolben kann ein erstes Fluidvolumen unter einem ersten Druck für die Zylinderkammer bereitstellen. Wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorgegebene Druck ist und der zweite Kolben in die erste axiale Richtung verschoben wird, kann dem Ventilkörper erlaubt werden, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen. Wenn der Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung ist und der zweite Kolben in die erste axiale Richtung verschoben wird, kann der zweite Kolben ein zweites Fluidvolumen unter einem zweiten Druck für die Zylinderkammer bereitstellen. Das erste Fluidvolumen kann größer als das zweite Fluidvolumen sein, und der erste Druck kann geringer als der zweite Druck sein.
Die vorliegende Lehre stellt des Weiteren eine Kraftübertragungskomponente einschließlich einer Reibungskupplung, eines Hydraulikzylinders und eines Aktuators bereit. Die Reibungskupplung kann eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben haben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind. Der Hydraulikzylinder kann mit der Reibungskupplung gekoppelt sein. Der Hydraulikzylinder kann eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben haben, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Zylinderstellung und einer zweiten Zylinderstellung beweglich ist. In der ersten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zurückgezogen sein. In der zweiten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben in Richtung der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgezogen werden, als wenn sich der Zylinderkolben in der ersten Stellung befindet. Der Aktuator kann ein Gehäuse, einen ersten Kolben, einen zweiten Kolben und ein elastisches Element aufweisen. Das Gehäuse kann einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder haben, die um eine Achse angeordnet sind. Der erste Kolben kann in dem ersten Zylinder aufgenommen sein. Der erste Kolben und der erste Zylinder können eine erste Fluidkammer definieren. Der zweite Kolben kann in dem zweiten Zylinder aufgenommen sein. Der zweite Kolben und der zweite Zylinder können eine zweite Fluidkammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht. Das elastische Element kann ein erstes Ende haben, das zur axialen Verschiebung mit dem zweiten Kolben gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem ersten Kolben gekoppelt ist. Das elastische Element kann konfiguriert sein, um den ersten Kolben zu verschieben, um ein erstes Fluidvolumen unter einem ersten Druck für die Zylinderkammer bereitzustellen, wenn ein Druck in der ersten Kammer niedriger als ein vorbestimmter Druck ist und der zweite Kolben in einer ersten axialen Richtung verschoben wird. Das elastische Element kann konfiguriert sein, um sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu komprimieren, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu erlauben, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird. Der zweite Kolben kann ein zweites Fluidvolumen unter einem zweiten Druck für die Zylinderkammer bereitstellen, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird. Das erste Fluidvolumen kann größer als das zweite Fluidvolumen sein, und der erste Druck kann geringer als der zweite Druck sein.
Die vorliegende Lehre stellt des Weiteren eine Kraftübertragungskomponente einschließlich einer Reibungskupplung, eines Hydraulikzylinders und eines Aktuators bereit. Die Reibungskupplung kann eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben haben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind. Der Hydraulikzylinder kann mit der Reibungskupplung gekoppelt sein. Der Hydraulikzylinder kann eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben haben, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Zylinderstellung und einer zweiten Zylinderstellung beweglich ist. In der ersten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zurückgezogen werden. In der zweiten Zylinderstellung kann der Zylinderkolben in Richtung der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgezogen werden, als wenn sich der Zylinderkolben in der ersten Stellung befindet. Der Aktuator kann ein Gehäuse, einen ersten Kolben, einen zweiten Kolben, ein elastisches Element und ein Ventil aufweisen. Das Gehäuse kann einen ersten Zylinder haben, der um eine Achse angeordnet ist, und einen zweiten Zylinder, der mit dem ersten Zylinder koaxial ist. Der erste Kolben kann in dem ersten Zylinder aufgenommen sein. Der erste Kolben und der erste Zylinder können eine erste Fluidkammer definieren. Der zweite Kolben kann in dem zweiten Zylinder aufgenommen sein. Der zweite Kolben und der zweite Zylinder können eine zweite Fluidkammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht. Das elastische Element kann ein erstes Ende haben, das zur axialen Verschiebung mit dem zweiten Kolben gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem ersten Kolben gekoppelt ist. Das Ventil kann eine Fluiddurchführung und einen Ventilkörper haben. Die Fluiddurchführung kann die ersten und zweiten Kammern fluidmäßig koppeln. Der Ventilköper kann relativ zu der Fluiddurchführung zwischen einer ersten Ventilstellung und einer zweiten Ventilstellung beweglich sein. Wenn der Ventilkörper in der ersten Ventilstellung ist, kann die Fluiddurchführung geöffnet sein, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu erlauben. Wenn der Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung ist, kann der Ventilkörper die Ventildurchführung blockieren, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu verhindern. Das elastische Element kann konfiguriert sein, um den ersten Kolben in einer ersten axialen Richtung axial zu verschieben, wenn der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird und ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist. Das elastische Element kann konfiguriert sein, um sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu komprimieren, um eine relative axiale Bewegung des ersten und zweiten Kolbens zwischen einer ersten relativen Stellung und einer zweiten relativen Stellung zuzulassen, wenn der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird und der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist. Der erste Kolben kann konfiguriert sein, um mit dem Ventilkörper einzugreifen, um den Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung zu hindern, wenn der erste und zweite Kolben in der ersten relativen Stellung sind. Dem Ventilkörper kann erlaubt sein, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen, wenn der erste und zweite Kolben in der zweiten relativen Stellung sind.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und die besonderen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur zu Veranschaulichungszwecken ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Umsetzungen bestimmt und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken.
1 ist ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Kraftübertragungskomponente, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre aufgebaut ist;
2 ist eine Schnittansicht der Kraftübertragungskomponente von 1 in einem ersten Zustand;
3 ist eine Schnittansicht der Kraftübertragungskomponente von 1 in einem zweiten Zustand;
4 ist eine Schnittansicht der Kraftübertragungskomponente von 1 in einem dritten Zustand; und
5 ist eine Detailansicht eines Teils der Kraftübertragungskomponente von 1. Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden nun vollständiger mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen wird ein beispielhaftes Fahrzeug mit Kupplungen, die durch eine Kraftübertragungskomponente betätigt werden können, die in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Fahrzeug 10 kann einen Motorstrang 14 und ein Antriebssystem oder einen Antriebsstrang 18 haben. Der Motorstrang 14 kann herkömmlich aufgebaut sein und kann eine Kraftquelle 22 und ein Getriebe 26 umfassen. Die Kraftquelle 22 kann konfiguriert sein, um Antriebskraft bereitzustellen, und kann zum Beispiel eine Verbrennungsmaschine und/oder einen Elektromotor umfassen. Das Getriebe 26 kann Antriebskraft von der Kraftquelle 22 aufnehmen und kann Kraft an den Antriebsstrang 18 ausgeben. Das Getriebe 26 kann eine Vielzahl von automatisch oder manuell gewählten Getriebeübersetzungen haben. Der Antriebsstrang 18 ist in dem besonderen bereitgestellten Beispiel eine Allradantriebskonfiguration, aber Fachleute verstehen, dass die Lehre der vorliegenden Offenbarung auf andere Antriebsstrangkonfigurationen anwendbar ist, zum Beispiel Vierradantriebskonfigurationen, Heckantriebskonfigurationen und Frontantriebskonfigurationen eingeschlossen.
Der Antriebsstrang 18 kann eine Vorderachsbaugruppe 30, ein Verteilergetriebe (PTU) 34, eine Kardanwelle 38 und eine Hinterachsbaugruppe 42 aufweisen. Ein Ausgang des Getriebes 26 kann mit einem Eingang der Vorderachsbaugruppe 30 gekoppelt sein, um ein Eingangselement 46 der Vorderachsbaugruppe 30 anzutreiben. Das PTU 34 kann ein PTU-Eingangselement 50 haben, das Drehkraft von dem Eingangselement 46 der Vorderachsbaugruppe 30 aufnehmen kann, und ein PTU-Ausgangselement 54, das Drehkraft auf die Kardanwelle 38 übertragen kann. Die Kardanwelle 38 kann das PTU-Ausgangselement 54 mit der Hinterachsbaugruppe 42 koppeln, so dass Drehkraft, die durch das PTU 34 ausgegeben wird, durch die Hinterachsbaugruppe 42 aufgenommen wird. Die Vorderachsbaugruppe 30 und die Hinterachsbaugruppe 42 könnten auf einer Dauerbasis betrieben werden, um Fahrzeugvorder- bzw. hinterräder 58 bzw. 62 anzutreiben. Es versteht sich jedoch, dass der Antriebsstrang 18 eine oder mehrere Kupplungen aufweisen könnte, um die Übertragung von Drehdraft durch einen Teil des Antriebsstrangs 18 zu unterbrechen. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist der Antriebsstrang 18 eine erste Kupplung 66, die konfiguriert sein kann, um die Übertragung von Drehkraft in oder durch das PTU 34 zu unterbrechen, und eine Kraftübertragungskomponente 70 auf, die konfiguriert sein kann, um eine Drehung von Komponenten innerhalb der Hinterachsbaugruppe 42 zu steuern.
Die Vorderachsbaugruppe 30, das PTU 34 und die erste Kupplung 66 können in eine Gehäusebaugruppe 74 montiert werden. Die Vorderachsbaugruppe 30 kann das Eingangselement 46, ein Zweiganggetriebe 78, eine vordere Differentialbaugruppe 82 und ein Paar Vorderachswellen 86 aufweisen. Das Eingangselement 46 kann eine Hohlwelle sein, die konfiguriert sein kann, um mit dem Ausgangselement des Getriebes 26 einzugreifen. Das Eingangselement 46 kann konfiguriert sein, um mit dem Zwei-Gang-Getriebe 78 einzugreifen. Das Zwei-Gang-Getriebe 78 kann konfiguriert sein, um mit der ersten Kupplung 66 und der vorderen Differentialbaugruppe 82 einzugreifen.
Die vordere Differentialbaugruppe 82 kann mit dem Vorderachswellen 86 gekoppelt sein und Drehzahlunterschied zwischen den Vorderachswellen 86 erlauben. In dem bereitgestellten Beispiel ist die vordere Differentialbaugruppe 82 ein offenes Differential. Es versteht sich jedoch, dass alternativ andere Mittel für Drehzahlunterschied verwendet werden könnten, wie z. B. eine oder mehrere Kupplungen, ein Sperrdifferential oder ein schlupfbegrenztes Differential.
Das PTU 34 kann das PTU-Eingangselement 50, ein Ausgleichskegelrad 90 und das PTU-Ausgangselement 54 aufweisen. Das PTU-Eingangselement 50 kann ein Kegeltellerrad umfassen, das in der Gehäusebaugruppe montiert ist. Das Ausgleichskegelrad 90 kann mit dem Kegeltellerrad des PTU-Eingangselements 50 in kämmendem Eingriff stehen und kann entlang einer Achse ausgerichtet sein, die allgemein senkrecht zu der Drehachse des Eingangselements 46 ist. Falls gewünscht, kann das Ausgleichskegelrad 90 ein Hypoid-Ritzel sein. Das PTU-Ausgangselement 54 kann mit dem Ausgleichskegelrad 90 zur damit verbundenen Drehung gekoppelt sein.
Die erste oder Betriebsartkupplung 66 kann jede Art von Kupplung sein, einschließlich einer Reibungskupplung oder einer Gleichlaufeinrichtung. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel ist die Betriebsartkupplung 66 eine Klauenkupplung mit einem Kupplungseingangselement 94 und einem Kupplungsausgangselement 98. Das Kupplungseingangselement 94 kann mit dem Zweiganggetriebe 78 zur damit verbundenen Drehung gekoppelt sein. Das Kupplungsausgangselement 98 kann mit dem Kegeltellerrad des PTU-Eingangselements 50 nicht-drehbar gekppelt sein. Die Betriebsartkupplung 66 kann zur selektiven Übertragung von Drehkraft zwischen dem Kupplungseingangselement 94 und dem Kupplungsausgangselement 98 betriebsfähig sein.
Die Hinterachsbaugruppe 42 kann ein Antriebsritzel 102, ein Kegeltellerrad 106, eine zweite Differentialbaugruppe 110, ein Paar zweiter Wellen 114 und die Kraftübertragungskomponente 70 aufweisen. Das Antriebsritzel 102 kann mit einem Ende der Kardanwelle 38 zur damit verbundenen Drehung gekoppelt sein. Das zweite Kegeltellerrad 106 kann mit dem Antriebsritzel 102 in kämmendem Eingriff stehen. Die zweite Differentialbaugruppe 110 kann konfiguriert sein, um Drehkraft aufzunehmen, die durch das zweite Kegeltellerrad 106 übertragen wird, und um Drehkraft auf die zweiten Wellen 114 zu übertragen. Die zweite Differentialbaugruppe 110 kann ein Mittel zum Erlauben von Drehzahlunterschied zwischen den zweiten Wellen 114 haben. In dem bereitgestellten Beispiel umfasst das Mittel für Drehzahlunterschied ein offenes Differential.
Die Kraftübertragungskomponente 70 kann eine zweite Kupplung 118, einen Zylinder 122 und einen hydraulischen Aktuator 126 aufweisen. Die Kraftübertragungskomponente 70 kann des Weiteren einen Fluidvorratsbehälter 130 und eine Belüftungsöffnung 134 aufweisen. Der Vorratsbehälter 130 kann konfiguriert sein, um eine Hydraulikflüssigkeit zu enthalten, und die Belüftungsöffnung 134 kann zur Atmosphäre entlüften oder kann konfiguriert sein, um auf Grundlage eines vorbestimmten Drucks des Vorratsbehälters 130 selektiv zur Atmosphäre zu entlüften. Der Vorratsbehälter 130 und der hydraulische Aktuator 126 können fluidmäßig durch eine hydraulische Leitung 138 gekoppelt sein. Der hydraulische Aktuator 126 und der Zylinder 122 können fluidmäßig durch eine hydraulische Leitung 142 gekoppelt sein. Die zweite Kupplung oder Achstrennkupplung 118 der Kraftübertragungskomponente 70 kann konfiguriert sein, um eine Kraftübertragung durch die zweite Differentialbaugruppe 110 selektiv zu unterbrechen. Die Achstrennkupplung 118 kann jede Art von Kupplung sein und kann koaxial mit der zweiten Differentialbaugruppe 110 montiert sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist die Achstrennkupplung 118 ein Kupplungseingangselement 146 auf, das mit dem Kegeltellerrad 106 zur damit verbundenen Drehung gekoppelt ist, eine Vielzahl von ersten Reibungsscheiben 150, die mit dem Kupplungseingangselement 146 nicht-drehbar gekoppelt sind, ein Kupplungsausgangselement 154, das mit der zweiten Differentialbaugruppe 110 gekoppelt ist, um dafür Drehkraft bereitzustellen, und eine Vielzahl von zweiten Reibungsscheiben 158, die mit dem Kupplungsausgangselement 154 nicht-drehbar gekoppelt sind. Die erste und die zweite Reibungsscheibe 150 und 158 können verschachtelt sein, und der Zylinder 122 kann eingesetzt werden, um die erste und die zweite Reibungsscheibe 150 und 158 zu zusammenzudrücken, so dass sie reibschlüssig miteinander in Eingriff stehen, so dass Drehkraft von dem Kegeltellerrad 106 durch die Achstrennkupplung 118 und auf die zweite Differentialbaugruppe 110 übertragen werden kann. Wenn der Zylinder 122 außer Eingriff ist, so dass Drehkraft nicht durch die Achstrennkupplung 118 übertragen wird, treiben die Hinterräder 62 die zweiten Wellen 114 an, aber die Achstrennkupplung 118 verhindert die Übertragung von Drehkraft in das Kegeltellerrad 106. Auf diese Weise wird der Betrieb des Fahrzeugs 10 in einer Vorderradantriebsart nicht erlauben, dass die Hinterräder 62 das Kegeltellerrad 106 „umgekehrt antreiben“.
Mit Bezug auf die 2 bis 5 der Zeichnungen wird die Kraftübertragungskomponente 70 eingehender veranschaulicht. Die Kraftübertragungskomponente 70 kann des Weiteren ein Ventil 210 aufweisen, das in Reihe mit der Leitung 138 zwischen dem Vorratsbehälter 130 und dem hydraulischen Aktuator 126 angeordnet ist. Der Zylinder 122 kann einen Zylinderkolben 214, eine Druckscheibe 218 und ein Zylindergehäuse 222 aufweisen, das eine Zylinderkammer 226 definiert. Der Zylinder 122 kann selektiv betrieben werden, um die Druckscheibe 218 zwischen einer ersten Zylinderstellung, in der die erste und die zweite Reibungsscheibe 150, 158 außer Eingriff gebracht sind, so dass Drehkraft nicht zwischen dem Kupplungseingangselement 146 und dem Kupplungsausgangselement 154 übertragen wird, und einer zweiten Zylinderstellung zu bewegen, in der die erste und die zweite Reibungsscheibe 150, 158 reibschlüssig miteinander in Eingriff stehen, um Drehkraft von dem Kupplungseingangselement 146 auf das Kupplungsausgangselement 154 zu übertragen. Die vorliegende Lehre lässt auch die Minimierung des Reibungswiderstands durch das Zulassen einer größeren Trennung der Reibungsscheiben 150, 158 zu als typische Zylinder.
In dem bereitgestellten Beispiel ist der Zylinderkolben 214 ein ringförmiger Kolben, und die Zylinderkammer 226 ist eine ringförmige Kammer, obwohl es sich versteht, dass andere Konfigurationen verwendet werden können. Der Zylinderkolben 214 kann innerhalb der Zylinderkammer 226 beweglich sein und so mit der Druckscheibe 218 gekoppelt sein, dass der Zylinderkolben 214 relativ zu der ersten und zweiten Reibungsscheibe 150, 158 zurückgezogen wird, wenn die Druckscheibe 218 in der ersten Zylinderstellung ist, und dass der Zylinderkolben 214 relativ zu der ersten und zweiten Reibungsscheibe 150, 158 ausgefahren wird, wenn die Druckscheibe 218 in der zweiten Zylinderstellung ist. Das Zylindergehäuse 222 kann einen Zylinderanschluss 230 zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit in die Zylinderkammer 226 auf einer ersten Seite 234 des Zylinderkolbens 214 haben. Ein Einführen von Flüssigkeit in die Zylinderkammer 226 an der ersten Seite 234 des Zylinderkolbens 214 kann den Zylinderkolben 214 veranlassen, sich von der eingefahrenen Stellung in die ausgefahrene Stellung zu bewegen, um zu veranlassen, dass die Druckscheibe 218 sich von der ersten Zylinderstellung in die zweite Zylinderstellung bewegt. Ein Entfernen von Flüssigkeit aus der Zylinderkammer 226 an der ersten Seite 234 des Zylinderkolbens 214 kann den Zylinderkolben 214 veranlassen, sich von der ausgefahrenen Stellung in die eingefahrene Stellung zu bewegen, um zu veranlassen, dass die Druckscheibe 218 sich von der zweiten Zylinderstellung in die erste Zylinderstellung bewegt. Der Zylinderkolben 214 kann auch in Richtung der eingefahrenen Stellung durch ein Vorspannelement (nicht dargestellt) vorgespannt werden, wie z.B. eine Feder. Auf diese Weise kann die Einführung und das Entfernen von Flüssigkeit innerhalb des Zylinders den Zylinderkolben 214 innerhalb der Kammer bewegen, um die Kupplung 118 selektiv in und außer Eingriff zu bringen.
Der hydraulische Aktuator 126 kann ein Aktuatorgehäuse 238, einen ersten Kolben 242, einen zweiten Kolben 246, einen Ventilkörper 250 und einen Antriebsmechanismus 238 haben. Das Aktuatorgehäuse 238 kann ein erstes Ende 258 und ein zweites Ende 262 haben und kann eine erste Kammer 266, eine zweite Kammer 270 und einen ersten Anschluss 274 definieren. Das Gehäuse kann auch einen zweiten Anschluss 278, eine Zwischenkammer 282 und einen Antriebshohlraum 286 definieren. Der erste Anschluss 274 kann nahe dem zweiten Ende 262 sein und die zweite Kammer 270 mit der Leitung 142 fluidmäßig koppeln, um den hydraulischen Aktuator 126 mit dem Zylinder 122 fluidmäßig zu koppeln. Der zweite Anschluss 278 kann zwischen dem ersten und zweiten Ende 258, 262 sein und kann die erste Kammer 266 mit der Leitung 138 fluidmäßig koppeln, um den hydraulischen Aktuator 126 mit dem Vorratsbehälter 130 fluidmäßig zu koppeln. Das Ventil 210 kann auch in Reihe mit der Leitung 138 zwischen dem Vorratsbehälter 130 und dem zweiten Anschluss 278 angeordnet sein. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Ventil 210 ein Rückschlagventil, das konfiguriert ist, um Flüssigkeit zwischen dem Vorratsbehälter 130 und der ersten Kammer 266 fließen zu lassen, wenn die erste Kammer 266 nicht unter Druck steht, und um Flüssigkeit am Fließen zwischen dem Vorratsbehälter 130 und der ersten Kammer 266 zu hindern, wenn die erste Kammer 266 unter Druck steht.
Die erste und die zweite Kammer 266, 270 können eine allgemein zylindrische Form haben und können koaxial um eine Achse 290 angeordnet sein. Die Querschnittsfläche der ersten Kammer 266 kann größer als die Querschnittsfläche der zweiten Kammer 270 sein. Die zweite Kammer 270 kann nahe dem zweiten Ende 262 sein, und die erste Kammer 266 kann axial zwischen der zweiten Kammer 270 und dem ersten Ende 258 sein. Die Zwischenkammer 282 kann eine allgemein zylindrische Form haben, kann koaxial mit der ersten und zweiten Kammer 266, 270 sein und kann axial zwischen der ersten und zweiten Kammer 266, 270 sein. Die Querschnittsfläche der Zwischenkammer 282 kann geringer als die Querschnittsfläche der ersten Kammer 266 und größer als die Querschnittsfläche der zweiten Kammer 270 sein. Der Antriebshohlraum 286 kann koaxial mit der ersten Kammer 266 und axial zwischen der ersten Kammer 266 und dem ersten Ende 258 des Aktuatorgehäuses 238 sein.
Der erste Kolben 242 kann in der ersten Kammer 266 aufgenommen sein, und der zweite Kolben 246 kann in der zweiten Kammer 270 aufgenommen sein. Die Querschnittsfläche des ersten Kolbens 242 kann größer als die Querschnittsfläche des zweiten Kolbens 246 sein, so dass der erste Kolben 242 eine größere Verdrängung als der zweite Kolben 246 hat. Der zweite Kolben 246 kann eine allgemein zylindrische Form haben und kann ein angetriebenes Ende 294 und ein Kompressionsende 298 gegenüber dem angetriebenen Ende 294 haben. Der zweite Kolben 246 kann auch eine radiale Durchführung 302 und eine axiale Bohrung 306 definieren, die in Fluidverbindung mit der radialen Durchführung 302 steht. Das angetriebene Ende 294 kann nahe dem ersten Ende 258 des Aktuatorgehäuses 238 sein und kann mit dem Antriebsmechanismus 238 gekoppelt sein, wie nachfolgend erläutert. Das angetriebene Ende 294 des zweiten Kolbens 246 kann sich innerhalb der ersten Kammer 266 erstrecken. Das Kompressionsende 298 kann nahe dem zweiten Ende 262 des Aktuatorgehäuses 238 sein und kann sich in die zweite Kammer 270 erstrecken. Das Kompressionsende 298 kann eine Verschlussbohrung 310 mit einer Dichtsitzfläche 314 haben, die nahe der zweiten Kammer 270 ist und in Fluidverbindung mit der axialen Bohrung 306 und der zweiten Kammer 270 steht. Eine radiale Außenfläche 318 des zweiten Kolbens 246 kann mit einer radialen Innenfläche 322 der zweiten Kammer 270 abdichten. In dem bereitgestellten Beispiel wird die Dichtung durch einen O-Ring 326 geformt, der in einer ringförmigen Nut 330 in der zweiten Kammer 270 aufgenommen ist, obwohl andere Konfigurationen oder Dichtungen verwendet werden können. Die radiale Durchführung 302 erstreckt sich durch die radiale Außenfläche 318 des zweiten Kolbens 246 zwischen dem angetriebenen Ende 294 und dem Kompressionsende 298. Die axiale Bohrung 306 erstreckt sich axial durch das Kompressionsende 298 und schneidet die radiale Durchführung 302 nahe dem angetriebenen Ende 294 und schneidet die Verschlussbohrung 310 nahe dem Kompressionsende 298, um Flüssigkeit zwischen der ersten und zweiten Kammer 266, 270 durch den zweiten Kolben 246 durchzulassen.
Der erste Kolben 242 kann einen Hauptkörper 334 und ein Verlängerungselement 338 haben. Der Hauptkörper 334 kann allgemein ringförmig mit einer radialen Außenfläche 342 geformt sein und eine zentrale Bohrung 346 mit einer radialen Innenoberfläche 350 definieren. Der Hauptkörper 334 kann eine angetriebene Seite 354 nahe dem ersten Ende 258 des Aktuatorgehäuses 238 haben und eine Kompressionsseite 358 gegenüber der angetriebenen Seite 354 und in Verbindung mit der ersten Kammer 266 stehend. Die radiale Außenfläche 342 des Hauptkörpers 334 kann mit einer radialen Innenfläche 362 der ersten Kammer 266 abdichten. In dem bereitgestellten Beispiel wird die Dichtung durch einen O-Ring 366 geformt, der in einer ringförmigen Nut 370 in der radialen Außenfläche 342 aufgenommen ist, obwohl andere Konfigurationen oder Dichtungen verwendet werden können. Der zweite Kolben 246 kann durch die zentrale Bohrung 346 des ersten Kolbens 242 aufgenommen sein, und die radiale Außenfläche 318 des zweiten Kolbens 246 kann mit der radialen Innenfläche 350 der zentralen Bohrung 346 abdichten. In dem bereitgestellten Beispiel wird die Dichtung durch einen O-Ring 374 geformt, der in einer ringförmigen Nut 378 in der radialen Innenfläche 350 aufgenommen ist, obwohl andere Konfigurationen oder Dichtungen verwendet werden können. Das Verlängerungselement 338 kann sich von der Kompressionsseite 358 des Hauptkörpers 334 in Richtung des zweiten Endes 262 des Aktuatorgehäuses 238 erstrecken, um mit dem Ventilkörper 250 einzugreifen, wie nachfolgend erläutert. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Verlängerungselement 338 ein zylindrisch geformter Körper, der sich axial vom Hauptkörper 334 erstreckt und entlang der radialen Außenfläche 318 des zweiten Kolbens 246 verschiebbar ist, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können.
Der Ventilkörper 250 kann ein radiales Element 382, eine axiale Stange 386 und einen Verschluss 390 aufweisen. Die axiale Stange 386 kann innerhalb der axialen Bohrung 306 des zweiten Kolbens 246 angeordnet sein und kann sich in die radiale Durchführung 302 nahe dem angetriebenen Ende 294 erstrecken und kann sich in die Verschlussbohrung 310 nahe dem Kompressionsende 298 erstrecken. Die axiale Stange 386 kann einen Durchmesser haben, der geringer als der Durchmesser der axialen Bohrung 306 ist, um Flüssigkeit rund um die axiale Stange 386 und durch die axiale Bohrung 306 durchzulassen. Der Verschluss 390 kann mit der axialen Stange 386 nahe dem Kompressionsende 298 des zweiten Kolbens 246 gekoppelt sein. Der Verschluss 390 kann innerhalb der Verschlussbohrung 310 aufgenommen sein und kann größer als die axiale Bohrung 306 sein. Der Verschluss 390 kann innerhalb der Verschlussbohrung 310 beweglich sein und konfiguriert sein, um mit der Dichtsitzfläche 314 ineinander zu greifen, so dass der Verschluss 390 den Fluss der Flüssigkeit durch die axiale Bohrung 306 blockieren kann, wenn er mit der Dichtsitzfläche 314 in Eingriff ist. Das radiale Element 382 kann innerhalb der radialen Durchführung 302 angeordnet sein, kann mit der axialen Stange 386 gekoppelt sein und kann sich von der axialen Stange 386 durch die radiale Durchführung 302 radial erstrecken. Das radiale Element 382 kann sich radial auswärts von der radialen Außenfläche 318 des zweiten Kolbens 246 erstrecken und kann mit dem Verlängerungselement 338 des ersten Kolbens 242 eingreifen. Das radiale Element 382 kann konfiguriert sein, um Flüssigkeit rund um das radiale Element 382 und durch die radiale Durchführung 302 fließen zu lassen. In dem bereitgestellten Beispiel ist das radiale Element 382 eine Stange, die sich in der radialen Richtung von der axialen Stange 386 erstreckt, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können.
Der Antriebsmechanismus 238 kann konfiguriert sein, um den zweiten Kolben 246 axial zu verschieben, und kann mindestens teilweise innerhalb des Antriebshohlraums 286 angeordnet werden. Der Antriebsmechanismus 238 kann eine Leitspindel 394, einen Gewindekörper 398, ein elastisches Element 402, einen Motor 406 und ein Getriebe 410 aufweisen. Die Leitspindel 394 kann um die Achse 290 angeordnet sein und kann eine Vielzahl von Außengewindegängen 414 haben, die konfiguriert sind, um mit einer Vielzahl von Innengewindegängen 418 ineinander zu greifen, die in dem Gewindekörper 398 geformt sind. Der Gewindekörper 398 kann innerhalb des Aktuatorgehäuses 238 nicht-drehbar sein und kann zur linearen Bewegung mit dem zweiten Kolben 246 gekoppelt sein. In dem vorliegenden Beispiel ist der zweite Kolben 246 einteilig mit dem Gewindekörper 398 geformt, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. Der Gewindekörper 398 kann einen Ansatz 422 haben, der sich radial auswärts von dem Gewindekörper 398 erstreckt und nahe dem ersten Ende 258 des Aktuatorgehäuses 238 ist. Das elastische Element 402 kann eine Schraubenfeder sein, die um die Achse 290 angeordnet ist und axial zwischen dem Ansatz 422 und der angetriebenen Seite 354 des ersten Kolbens 242 ist. Ein erstes Ende 426 des elastischen Elements 402 kann mit dem Ansatz 422 zur damit verbundenen axialen Bewegung gekoppelt sein, und ein zweites Ende 430 des elastischen Elements 402 kann mit der angetriebenen Seite 354 des ersten Kolbens 242 zur damit verbundenen axialen Bewegung gekoppelt sein. Der Motor 406 kann innerhalb des Antriebshohlraums 286 aufgenommen sein und kann konfiguriert sein, um eine Drehung der Leitspindel 394 um die Achse 290 anzutreiben. Der Motor 406 kann jede Art von Motor sein, wie z.B. ein Gleichstrommotor, und kann eine Abtriebswelle (nicht dargestellt) haben. Das Getriebe 410 kann ein Eingangselement (nicht dargestellt), eine Vielzahl von Untersetzungsrädern (nicht dargestellt) und ein Ausgangselement 434 haben. Die Abtriebswelle kann mit dem Eingangselement des Getriebes 410 gekoppelt sein, um Drehkraft durch die Vielzahl von Zahnrädern auf das Ausgangselement 434 zu übertragen. Das Ausgangselement 434 kann zur Drehung mit der Leitspindel 394 gekoppelt sein, um die Leitspindel 394 drehend anzutreiben.
Der Betrieb der Kraftübertragungskomponente 70 wird jetzt im Einzelnen erläutert. 2 stellt die Kraftübertragungskomponente 70 in einem unbetätigten Zustand dar. 3 stellt die Kraftübertragungskomponente 70 in einem Zwischenzustand dar. 4 stellt die Kraftübertragungskomponente 70 in einem betätigten Zustand dar. In dem unbetätigten Zustand werden der erste und der zweite Kolben 242, 246 relativ zu dem ersten Ende 262 des Aktuatorgehäuses 238 zurückgezogen, und der Zylinderkolben 214 wird relativ zu der ersten und zweiten Reibungsscheibe 150, 158 zurückgezogen, wobei die zweite Kupplung 118 veranlasst wird, außer Eingriff zu kommen, wie vorhergehend erörtert. In dem unbetätigten Zustand können die erste und die zweite Kammer 266, 270 nicht unter Druck stehen, wobei Fluss von Flüssigkeit zwischen dem Vorratsbehälter 130 und der ersten Kammer 266 zugelassen wird. Das Verlängerungselement 338 des ersten Kolbens 242 ist auch mit dem radialen Element 382 in Eingriff, um eine axiale Bewegung des radialen Elements 382 in der radialen Durchführung 302 weiter in Richtung des angetriebenen Endes 294 des zweiten Kolbens 246 zu verhindern. Auf diese Weise verhindert das Verlängerungselement 338, dass der Verschluss 390 die axiale Bohrung 306 abdichtet, und somit kann Flüssigkeit zwischen der ersten und zweiten Kammer 266, 270 fließen.
Ein Strom kann auf den Motor 406 ausgeübt werden, um die Leitspindel 394 drehend in einer ersten Drehrichtung anzutreiben. Eine Drehung der Leitspindel 394 in die erste Drehrichtung kann veranlassen, dass der Gewindekörper 398 und der zweite Kolben 246 sich axial in Richtung des zweiten Endes 262 des Aktuatorgehäuses 238 verschieben. Indem der Gewindeköper 398 sich axial in Richtung des zweiten Endes 262 bewegt, kann das elastische Element 402 auch axial verschoben werden. Die axiale Verschiebung des elastischen Elements 402 veranlasst das zweite Ende 430 des elastischen Elements 402, auf die angetriebene Seite 354 des ersten Kolbens 242 zu drücken und den ersten Kolben 242 in der ersten Kammer 266 axial in Richtung des zweiten Endes 262 des Aktuatorgehäuses 238 zu verschieben. Die Verschiebung des ersten Kolbens 242 in der ersten Kammer 266 kann den Druck der Flüssigkeit in der ersten Kammer veranlassen anzusteigen, wodurch das Ventil 210 geschlossen werden kann, um Flüssigkeit am Fließen durch den zweiten Anschluss 278 zu dem Vorratsbehälter 130 zu hindern. Der erste Kolben 242 kann Flüssigkeit in der ersten Kammer 266 verdrängen und veranlassen, dass die Flüssigkeit allgemein von der ersten Kammer 266 durch die radiale Durchführung 302, die axiale Bohrung 306 und die zweite Kammer 270, durch den ersten Anschluss 274 und in die Zylinderkammer 226 fließt. Indem der erste und zweite Kolben 242, 246 sich in Richtung des zweiten Endes 262 und in die Stellungen, die in 3 dargestellt sind, in Bezug auf den Zwischenzustand bewegen, kann das Verlängerungselement 338 fortfahren, mit dem radialen Element 382 einzugreifen, um den Verschluss 390 am Blockieren der axialen Bohrung 306 zu hindern. Da der erste Kolben 242 eine größere Verdrängung als der zweite Kolben 246 hat, kann ein relativ großes Flüssigkeitsvolumen unter einem relativ niedrigen Druck von der ersten und zweiten Kammer 266, 270 in die Zylinderkammer 226 fließen, um den Zylinderkolben 214 schnell über eine große Entfernung zu bewegen. Dies kann veranlassen, dass die Entfernung zwischen der ersten und zweiten Reibungsscheibe 150, 158 schnell ausgeglichen wird, wie vorhergehend erörtert.
Nachdem die erste und die zweite Reibungsscheibe 150, 158 beginnen einzurücken, steigt der Flüssigkeitsdruck in der ersten und zweiten Kammer 266, 270. Wenn die Leitspindel 394 beginnt, sich in der ersten Drehrichtung zu drehen, können der Gewindekörper 398 und der zweite Kolben 246 fortfahren, sich axial in Richtung des zweiten Endes 262 zu bewegen. An diesem Punkt kann der Druck in der ersten Kammer 266 beginnen, die Federkraft des elastischen Elements 402 zu überwinden und das elastische Element 402 zwischen dem ersten Kolben 242 und dem Ansatz 422 zu komprimieren. Indem das elastische Element 402 komprimiert wird, verschiebt sich der erste Kolben 242 nicht mehr axial mit derselben Geschwindigkeit wie der zweite Kolben 246. Der Druck in der ersten Kammer 266 kann einen Druck erreichen, so dass der erste Kolben 242 eine axiale Verschiebung in Richtung des zweiten Endes 262 beendet, während das elastische Element 402 komprimiert wird. Indem der zweite Kolben 246 fortfährt, sich weiter in Richtung des zweiten Endes 262 relativ zu dem ersten Kolben 242 zu bewegen, wird das Verlängerungselement 338 weiter von dem Kompressionsende 298 des zweiten Kolbens 246 entfernt und kann nicht mehr mit dem radialen Element 382 eingreifen, um den Verschluss 390 am Abdichten der axialen Bohrung 306 zu hindern. An diesem Punkt kann der Druck in der zweiten Kammer 270 den Verschluss 390 zwingen, an der Dichtsitzfläche 314 abzudichten und Flüssigkeit am Fließen von der zweiten Kammer 270 zurück in Richtung der ersten Kammer 266 zu blockieren. Auf diese Weise können der Ventilkörper 250 und der zweite Kolben 246 als ein Rückschlagventil wirken. Die Leitspindel 394 kann weiter gedreht werden, um den zweiten Kolben 246 weiter in Richtung des zweiten Endes 262 zu bewegen. Mit der abgedichteten axialen Bohrung 306 kann ein Vorschieben des zweiten Kolbens 246 mit relativ kleinerer Verdrängung die Flüssigkeit in der zweiten Kammer 270 weiter komprimieren, um Flüssigkeit an die Zylinderkammer 226 mit niedrigem Volumen und unter hohem Druck zu liefern. Diese Flüssigkeit mit niedrigem Volumen und unter hohem Druck kann den Zylinderkolben 214 in eine vollständig ausgefahrene Stellung innerhalb der Zylinderkammer 226 bewegen, wie in 4 in Bezug auf den betätigten Zustand dargestellt, um die erste und zweite Reibungsscheibe 150, 158 zu veranlassen, vollständig einzugreifen. Der Ventilkörper 250 kann somit zulassen, dass Strom zu dem Motor 406 abgeschaltet wird, während der Druck innerhalb der Zylinderkammer 226 beibehalten wird. Auf diese Weise kann die zweite Kupplung 118 ohne kontinuierliche Ausübung von Kraft auf den Motor 406 in Eingriff bleiben.
Der Motor 406 kann umgekehrt werden, oder das Getriebe 410 kann konfiguriert werden, um einen Rückwärtsgang (nicht dargestellt) zu haben, um das Ausgangselement 434 in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung anzutreiben. Ein Antreiben des Ausgangselements 434 in der umgekehrten Drehrichtung kann die Leitspindel 394 in der umgekehrten Drehrichtung drehen, um den Gewindekörper 398 axial in Richtung des ersten Endes 258 zu verschieben, um den vorhergehend beschriebenen Vorgang umzukehren und die zweite Kupplung 118 außer Eingriff zu bringen.
Fachleute verstehen, dass die Kraftübertragungskomponente 70 zum selektiven Übertragen von Kraft zwischen anderen Fahrzeugantriebsstrangkomponenten, wie z.B. einer Vorderachsenbaugruppe, oder zwischen einem Getriebe und einem Antriebssystem angepasst werden kann, während die Kraftübertragungskomponente 70 mit Bezug auf eine Hinterachsbaugruppe 42 beschrieben wird.
Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. 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 Abänderungen sind nicht als eine Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle solche Veränderungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung eingeschlossen sein.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden bereitgestellt, damit diese Offenbarung ausführlich ist und den Schutzumfang für Fachleute vollständig übermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden aufgeführt, wie Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Methoden, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist für Fachleute ersichtlich, dass spezifische Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können und dass keines davon so ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken. In einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hier verwendete Fachsprache hat ausschließlich das Ziel, besondere Ausführungsbeispiele zu beschreiben, und beabsichtigt nicht, beschränkend zu sein. Die hierin verwendeten Singularformen „eine(r/s)“ und „der/die/das“ können auch beabsichtigen, die Pluralformen einzuschließen, wenn der Zusammenhang nicht eindeutig auf Anderes hinweist. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“ und „mit“ sind einschließend und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, Ganzzahlen, Schritte, Betriebsabläufe, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder die Ergänzung von einer oder mehreren anderen Funktionen, Ganzzahlen, Schritten, Betriebsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen hiervon aus. Die Verfahrensschritte, Prozesse und Betriebsabläufe, die hierin beschrieben werden, sollen nicht ausgelegt sein, dass ihre Ausführung in der diskutierten oder dargestellten Reihenfolge unbedingt notwendig ist, außer sie sind spezifisch als eine Ausführungsreihenfolge identifiziert. Es ist auch zu verstehen, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „eingreifend mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann sie oder es direkt auf, in Eingriff stehend mit, verbunden mit oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder dazwischen liegende Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn im Gegensatz dazu ein Element als „direkt auf“, „direkt eingreifend 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 verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf gleichartige Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ gegen „direkt zwischen“, „neben“ gegen „direkt neben“, usw.). Wie hierin verwendet, weist der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Punkte auf.
Obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter, usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten jedoch diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe begrenzt sein. 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 hierin verwendet, bedeuten 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 die vorliegende Lehre der beispielhaften Ausführungsbeispiele zu verlassen.
Räumlich relative Begriffe, wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hierin für eine einfache Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) zu beschreiben, wie in den Figuren dargestellt. Räumlich relative Begriffe können dazu bestimmt sein, unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren wiedergegebenen Ausrichtung einzuschließen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren beispielsweise umgedreht ist, sind Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben werden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen orientiert. 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 räumlich relativen Deskriptoren, die hierin verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.

Claims

Kraftübertragungskomponente, umfassend: eine Reibungskupplung mit einer Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und einer Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind; einen mit der Reibungskupplung gekuppelten Hydraulikzylinder, wobei der Hydraulikzylinder eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben hat, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Zylinderstellung, in der der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zurückgezogen ist, und einer zweiten Zylinderstellung beweglich ist, in der der Zylinderkolben zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgefahren ist, als wenn der Zylinderkolben in der ersten Stellung ist; und einen Aktuator, einschließend: einen ersten Kolben und Zylinder, wobei der erste Kolben in dem ersten Zylinder aufgenommen ist, wobei der erste Kolben und Zylinder eine erste Kammer definieren; einen zweiten Kolben und Zylinder, wobei der zweite Kolben in dem zweiten Zylinder aufgenommen ist, wobei der zweite Kolben und Zylinder eine zweite Kammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht, wobei der zweite Kolben eine Fluiddurchführung definiert, die die erste und zweite Kammer fluidmäßig koppelt; einen Ventilkörper, der zwischen einer ersten Ventilstellung, wobei die Fluiddurchführung offen ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu erlauben, und einer zweiten Ventilstellung beweglich ist, wobei der Ventilkörper die Fluiddurchführung blockiert, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu verhindern; und einen Antriebsmechanismus, der konfiguriert ist, um den zweiten Kolben axial zu verschieben, und konfiguriert ist, um den ersten Kolben axial zu verschieben, wenn ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist, und um den ersten Kolben nicht zu verschieben, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist; wobei der Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung gehindert wird und der erste Kolben ein erstes Fluidvolumen unter einem ersten Druck für die Zylinderkammer bereitstellt, wenn der Antriebsmechanismus den ersten Kolben in einer ersten axialen Richtung verschiebt; wobei dem Ventilkörper erlaubt wird, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird; wobei der zweite Kolben ein zweites Fluidvolumen unter einem zweiten Druck für die Zylinderkammer bereitstellt, wobei das erste Fluidvolumen größer als das zweite Fluidvolumen ist und der erste Druck geringer als der zweite Druck ist, wenn der Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 1, wobei der Antriebsmechanismus eine Leitspindel aufweist, die um eine Achse drehbar ist und eine Vielzahl von Gewindegängen hat, wobei der zweite Kolben eine Vielzahl von passenden Gewindegängen hat, wobei die Gewindegänge und die passenden Gewindegänge konfiguriert sind, um zusammenzuwirken, um den zweiten Kolben axial zu verschieben, wenn die Leitspindel um die Achse gedreht wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 2, wobei der Antriebsmechanismus ein elastisches Element aufweist, wobei das elastische Element ein erstes Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem zweiten Kolben gekoppelt ist, und ein zweites Ende hat, das zur axialen Verschiebung mit dem ersten Kolben gekoppelt ist, und wobei das elastische Element konfiguriert ist, um den ersten Kolben zu verschieben, wenn der Druck in der ersten Kammer geringer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben axial verschoben wird, und konfiguriert ist, um sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu komprimieren, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu erlauben, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 1, wobei der erste Kolben konfiguriert ist, um mit dem Ventilkörper einzugreifen, um den Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung zu hindern, wenn der erste Kolben in einer ersten Stellung relativ zu dem zweiten Kolben ist, und wobei dem Ventilkörper erlaubt ist, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen, wenn der erste Kolben in einer zweiten Stellung relativ zu dem zweiten Kolben ist.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 4, wobei der Ventilkörper ein Dichtelement und ein Steuerungselement aufweist, wobei das Dichtelement konfiguriert ist, um mit einer ersten Seite des zweiten Kolbens nahe der zweiten Kammer ineinander zu greifen, um die Fluiddurchführung abzudichten, wobei das Steuerelement sich von dem Dichtelement durch die Fluiddurchführung zu einer zweiten Seite des zweiten Kolbens nahe der ersten Kammer erstreckt, wobei das Steuerelement konfiguriert ist, um mit dem ersten Kolben nahe der zweiten Seite des zweiten Kolbens einzugreifen.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 1, wobei der erste Kolben eine ringförmige Form hat, die eine zentrale Bohrung definiert, und der zweite Kolben sich durch die zentrale Bohrung erstreckt.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 1, wobei die erste Kammer fluidmäßig mit einem Fluidvorratsbehälter gekoppelt ist.
Kraftübertragungskomponente, umfassend: eine Reibungskupplung mit einer Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und einer Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind; einen Hydraulikzylinder, gekoppelt mit der Reibungskupplung, wobei der Hydraulikzylinder eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben hat, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Stellung, in der der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsplatten zurückgezogen ist, und einer zweiten Stellung beweglich ist, in der der Zylinderkolben zu der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgefahren ist, als wenn der Zylinderkolben in der ersten Stellung ist; und einen Aktuator, aufweisend: ein Gehäuse mit einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder, die um eine Achse angeordnet sind; einen ersten Kolben, der in dem ersten Zylinder aufgenommen ist, wobei der erste Kolben und der erste Zylinder eine erste Fluidkammer definieren; einen zweiten Kolben, der in dem zweiten Zylinder aufgenommen ist, wobei der zweite Kolben und der zweite Zylinder eine zweite Fluidkammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht; und ein elastisches Element mit einem ersten Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem zweiten Kolben gekoppelt ist, und einem zweiten Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem ersten Kolben gekoppelt ist; wobei das elastische Element konfiguriert wird, um den ersten Kolben zu verschieben, um ein erstes Fluidvolumen unter einem ersten Druck für die Zylinderkammer bereitzustellen, wenn ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist, und der zweite Kolben im zweiten Zylinder in einer ersten axialen Richtung verschoben wird, und wobei das elastische Element konfiguriert ist, um sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu komprimieren, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu erlauben, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist, und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird; wobei der zweite Kolben ein zweites Fluidvolumen unter einem zweiten Druck für die Zylinderkammer bereitstellt, wenn der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird, wobei das erste Fluidvolumen größer als das zweite Fluidvolumen ist, und wobei der erste Druck geringer als der zweite Druck ist.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 8, wobei der Aktuator des Weiteren eine Leitspindel aufweist, die um die Achse drehbar ist und eine Vielzahl von Gewindegängen hat, wobei der zweite Kolben eine Vielzahl von passenden Gewindegängen hat, wobei die Gewindegänge und die passenden Gewindegänge konfiguriert sind, um zusammenzuwirken, um den zweiten Kolben axial zu verschieben, wenn die Leitspindel um die Achse gedreht wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 8, wobei der Aktuator ein Ventil aufweist, wobei das Ventil eine Fluiddurchführung und einen Ventilkörper hat, wobei die Fluiddurchführung die erste und zweite Kammer fluidmäßig koppelt, wobei der Ventilkörper zwischen einer ersten Ventilstellung relativ zu der Fluiddurchführung, wobei die Fluiddurchführung offen ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu erlauben, und einer zweiten Ventilstellung relativ zu der Fluiddurchführung beweglich ist, wobei der Ventilkörper die Ventildurchführung abdichtet, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu verhindern.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 10, wobei die Fluiddurchführung in dem zweiten Kolben geformt ist.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 10, wobei der erste Kolben konfiguriert ist, um mit dem Ventilkörper einzugreifen, um den Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung zu hindern, wenn der erste Kolben in einer ersten Stellung relativ zu dem zweiten Kolben ist, und wobei dem Ventilkörper erlaubt ist, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen, wenn der erste Kolben in einer zweiten Stellung relativ zu dem zweiten Kolben ist.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 12, wobei der Ventilkörper ein Dichtelement und ein Steuerungselement aufweist, wobei das Dichtelement konfiguriert ist, um mit einer ersten Seite des zweiten Kolbens nahe der zweiten Kammer ineinander zu greifen, um die Fluiddurchführung abzudichten, wobei das Steuerelement sich von dem Dichtelement durch die Fluiddurchführung zu einer zweiten Seite des zweiten Kolbens nahe der ersten Kammer erstreckt, wobei das Steuerelement konfiguriert ist, um mit dem ersten Kolben nahe der zweiten Seite des zweiten Kolbens eingreifen.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 8, wobei der erste Kolben eine ringförmige Form hat, die eine zentrale Bohrung definiert, und der zweite Kolben durch die zentrale Bohrung aufgenommen ist.
Kraftübertragungskomponente, umfassend: eine Reibungskupplung mit einer Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und einer Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind; einen mit der Reibungskupplung gekoppelten Hydraulikzylinder, wobei der Hydraulikzylinder eine Zylinderkammer und einen Zylinderkolben hat, der in der Zylinderkammer zwischen einer ersten Zylinderstellung, in der der Zylinderkolben relativ zu der ersten und zweiten Kupplungsplatten zurückgezogen ist, und einer zweiten Zylinderstellung beweglich ist, in der der Zylinderkolben in Richtung der ersten und zweiten Kupplungsscheibe in einem größeren Maß ausgefahren ist, als wenn der Zylinderkolben in der ersten Zylinderstellung ist; und einen Aktuator, aufweisend: ein Gehäuse mit einem ersten Zylinder, der um eine Achse angeordnet ist, und einen zweiten Zylinder, der mit dem ersten Zylinder koaxial ist; einen ersten Kolben, aufgenommen in dem ersten Zylinder, wobei der erste Kolben und der erste Zylinder eine erste Fluidkammer definieren; einen zweiten Kolben, aufgenommen in dem zweiten Zylinder, wobei der zweite Kolben und der zweite Zylinder eine zweite Fluidkammer definieren, die in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer steht; ein elastisches Element mit einem ersten Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem zweiten Kolben gekoppelt ist, und einem zweiten Ende, das zur axialen Verschiebung mit dem ersten Kolben gekoppelt ist; und ein Ventil mit einer Fluiddurchführung und einem Ventilkörper, wobei die Fluiddurchführung die erste und zweite Kammer fluidmäßig koppelt, wobei der Ventilkörper relativ zu der Fluiddurchführung zwischen einer ersten Ventilstellung, wobei die Fluiddurchführung offen ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu erlauben, und einer zweiten Ventilstellung beweglich ist, wobei der Ventilkörper die Ventildurchführung blockiert, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer zu verhindern; wobei das elastische Element konfiguriert ist, um den ersten Kolben in einer ersten axialen Richtung zu verschieben, wenn der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird und ein Druck in der ersten Kammer geringer als ein vorbestimmter Druck ist, und das elastische Element konfiguriert ist, um sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben zu komprimieren, um eine relative axiale Bewegung des ersten und zweiten Kolbens zwischen einer ersten relativen Stellung und einer zweiten relativen Stellung zuzulassen, wenn der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird und der Druck in der ersten Kammer gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist; wobei der erste Kolben konfiguriert ist, um mit dem Ventilkörper einzugreifen, um den Ventilkörper an einer Bewegung in die zweite Ventilstellung zu hindern, wenn der erste und zweite Kolben in der ersten relativen Stellung sind, und wobei dem Ventilkörper erlaubt ist, sich in die zweite Ventilstellung zu bewegen, wenn der erste und zweite Kolben in der zweiten relativen Stellung sind.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 15, wobei ein Druck in der zweiten Kammer den Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung hält, wenn der erste und zweite Kolben in der zweiten relativen Stellung sind.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 15, wobei der erste Kolben konfiguriert ist, um ein erstes Fluidvolumen unter einem ersten Druck durch die Fluiddurchführung und für die Zylinderkammer bereitzustellen, wenn der erste Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird, und der zweite Kolben konfiguriert ist, um ein zweites Fluidvolumen unter einem zweiten Druck für die Zylinderkammer bereitzustellen, wenn der Ventilkörper in der zweiten Ventilstellung ist und der zweite Kolben in der ersten axialen Richtung verschoben wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 15, wobei der Aktuator des Weiteren eine Leitspindel aufweist, die um die Achse drehbar ist und eine Vielzahl von Gewindegängen hat, wobei der zweite Kolben eine Vielzahl von passenden Gewindegängen hat, wobei die Gewindegänge und die passenden Gewindegänge konfiguriert sind, um zusammenzuwirken, um den zweiten Kolben axial zu verschieben, wenn die Leitspindel um die Achse gedreht wird.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 15, wobei die Fluiddurchführung in dem zweiten Kolben geformt ist.
Kraftübertragungskomponente nach Anspruch 15, wobei der erste Kolben eine ringförmige Form hat, die eine zentrale Bohrung definiert, und der zweite Kolben sich durch die zentrale Bohrung erstreckt.