-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegenden Lehren umfassen im Allgemeinen eine Verteilergetriebebaugruppe für ein Fahrzeug.
-
HINTERGRUND
-
Manche Kraftfahrzeuge sind mit einer Verteilergetriebebaugruppe ausgerüstet, die selektiv ein Schalten von einer einzigen angetriebenen Achse auf zwei angetriebene Achsen ermöglicht. Zum Beispiel weisen manche Fahrzeuge mit Hinterradantrieb eine Verteilergetriebebaugruppe auf, die selektiv etwas von dem Antriebsdrehmoment an die Vorderräder zusätzlich zu den Hinterrädern lenken kann, wobei ein Allradantriebsmodus oder ein Vierradantriebsmodus hergestellt wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Es ist eine Verteilergetriebebaugruppe für ein Fahrzeug vorgesehen, die eine einteilige Drehmomentübertragungskomponente mit sowohl einem Kettenradabschnitt, der ausgestaltet ist, um Drehmoment aufzunehmen, als auch einen Abtriebsflanschabschnitt, der ausgestaltet ist, um das aufgenommene Drehmoment zu übertragen, aufweist. Der Kettenradabschnitt und der Abtriebsflanschabschnitt rotieren in Einklang um eine gemeinsame Achse und liegen axial benachbart zueinander.
-
Die Verteilergetriebebaugruppe kann ein Lager in einem inneren Hohlraum umfassen, das durch eine innere Ringfläche des Kettenradabschnitts definiert ist. Das Lager bildet eine Schnittstelle mit dem Kettenradabschnitt an der inneren Ringfläche. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Innenraum axial durch den Kettenradabschnitt und den Abtriebsflanschabschnitt, so dass die einteilige Drehmomentübertragungskomponente hohl ist. In einer solchen Ausführungsform kann zum Beispiel die einteilige Drehmomentübertragungskomponente Pulvermetall sein.
-
In einer Ausführungsform umgibt ein Verteilergetriebegehäuse die einteilige Drehmomentübertragungskomponente radial. Eine Tragsäule erstreckt sich von dem Verteilergetriebegehäuse in den Innenraum. Das Lager ist an der Tragsäule in dem Innenraum abgestützt und bildet eine Schnittstelle mit dem Kettenradabschnitt an der inneren Ringfläche, so dass die einteilige Drehmomentübertragungskomponente an der Tragsäule durch das Lager drehbar gelagert ist.
-
Die Verteilergetriebebaugruppe kann eine Ringdichtung umfassen, die an einer ringförmigen Außenfläche des Abtriebsflanschabschnitts abgestützt ist. Das Verteilergetriebegehäuse kann eine Öffnung aufweisen, an der der Abtriebsflanschabschnitt angeordnet ist. Die Ringdichtung kann derart an der ringförmigen Außenfläche des Abtriebsflanschabschnitts abgestützt sein, dass er die Öffnung umgibt.
-
Die ringförmige Außenfläche des Abtriebsflanschabschnitts kann einen kleineren Durchmesser als ein Durchmesser einer verzahnten Außenfläche des Kettenradabschnitts aufweisen. In einer Ausführungsform kann ein zweites Lager an der ringförmigen Außenfläche des Abtriebsflanschabschnitts abgestützt sein und an einer sich axial erstreckenden Fläche des Verteilergetriebegehäuses abgestützt sein, so dass das zweite Lager axial zwischen dem Verteilergetriebegehäuse und dem Kettenradabschnitt positioniert ist.
-
Der Abtriebsflanschabschnitt kann eine Innenfläche aufweisen, die einen Innenraum definiert, und kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen umfassen, die sich an der Innenfläche radial nach innen in den Innenraum erstrecken. Die Vorsprünge können sich axial erstreckende Öffnungen zum Aufnehmen von Befestigungsmerkmalen an dem Abtriebsflanschabschnitt aufweisen. Der Kettenradabschnitt kann die Vorsprünge radial überlappen, um die einteilige Drehmomentübertragungskomponente zu verstärken.
-
In einem Aspekt der vorliegenden Lehren umfasst ein Fahrzeug eine Antriebswelle und eine hintere Gelenkwelle, die eine erste Drehachse aufweist und funktional verbunden ist, um in Einklang mit der Antriebswelle zu rotieren. Das Fahrzeug weist eine vordere Gelenkwelle auf, die von der Antriebswelle und der hinteren Gelenkwelle beabstandet und parallel zu dieser ist und um eine zweite Drehachse drehbar ist. Das Fahrzeug umfasst ferner eine Verteilergetriebebaugruppe, die ausgestaltet ist, um Antriebsdrehmoment der Antriebswelle zwischen der hinteren Gelenkwelle und der vorderen Gelenkwelle zu verzweigen. Die Verteilergetriebebaugruppe weist ein erstes Kettenrad auf, das koaxial mit der Antriebswelle und selektiv mit dieser in Eingriff bringbar ist. Die Verteilergetriebebaugruppe weist auch eine einteilige Drehmomentübertragungskomponente auf, die einen Kettenradabschnitt und einen Abtriebsflanschabschnitt aufweist. Der Kettenradabschnitt und der Abtriebsflanschabschnitt rotieren in Einklang um die zweite Drehachse und sind axial benachbart zueinander. Die vordere Gelenkwelle ist funktional mit dem Abtriebsflanschabschnitt verbunden, um in Einklang mit der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente zu rotieren. Eine Kette steht mit dem ersten Kettenrad und dem zweiten Kettenradabschnitt der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente zum Übertragen von Drehmoment von dem ersten Kettenrad auf den Kettenradabschnitt der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente in Eingriff.
-
Die einteilige Drehmomentübertragungskomponente ermöglicht eine Verringerung in der Anzahl von Komponenten sowie eine Verringerung im axialen Bauraum, der in der Regel für ein separates Abtriebskettenrad und einen separaten Befestigungsflansch erforderlich ist. Bei Anordnungen mit einem separaten Abtriebskettenrad und Befestigungsflansch erstreckt sich eine Zwischenwelle von dem Abtriebskettenrad zu dem Befestigungsflansch. Es ist eine kerbverzahnte Schnittstelle zwischen der Zwischenwelle und dem Abtriebskettenrad erforderlich, und eine weitere kerbverzahnte Schnittstelle ist zwischen der Zwischenwelle und dem Befestigungsflansch erforderlich. Die Beseitigung einer solchen Zwischenwelle und kerbverzahnten Schnittstellen verringert die Anzahl von erforderlichen Komponenten und kann auch die Herstellungskosten verringern, da sekundäre Bearbeitungsvorgänge, die in der Regel für kerbverzahnte Schnittstellen erforderlich sind, beseitigt werden können. Der primäre Herstellungsprozess für die einteilige Drehmomentübertragungskomponente kann endkonturnah sein, die zur Verwendung bei der Produktion ausreicht. In einem Beispiel kann die einteilige Drehmomentübertragungskomponente Pulvermetall sein.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der vorliegenden Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht ersichtlich werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Verteilergetriebebaugruppe gemäß den vorliegenden Lehren.
-
2 ist eine schematische Darstellung in einer Schnitt- und Teilexplosionsansicht der Verteilergetriebebaugruppe von 1, genommen an Linien 2-2 in 3, und mit einer Kette, gestrichelt gezeigt, und Befestigungsmerkmalen und der vorderen Gelenkwelle, die in einer fragmentierten gestrichelten Ansicht gezeigt ist.
-
3 ist eine schematische Darstellung in einer Explosionsperspektivansicht der Verteilergetriebebaugruppe von 2.
-
4 ist eine schematische perspektivische Teilschnittdarstellung, genommen an Linien 4-4 in 3.
-
5 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer einteiligen Drehmomentübertragungskomponente der Verteilergetriebebaugruppe der 1 bis 4.
-
6 ist eine schematische Darstellung in einer fragmentarischen Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Verteilergetriebebaugruppe für ein Fahrzeug gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Komponenten überall in den Ansichten beziehen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das eine Verteilergetriebebaugruppe 12 aufweist, die betreibbar ist, um selektiv Antriebsdrehmoment zwischen einem Paar Vorderrädern 14 und einem Paar Hinterrädern 16 zu verzweigen. Wie es hierin weiter besprochen wird, benutzt die Verteilergetriebebaugruppe 12 eine kompakte, einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18, die in 2 gezeigt ist, welche sowohl einen Kettenradabschnitt 20 als auch einen Abtriebsflanschabschnitt 22 aufweist. Die kombinierten Funktionen der einzelnen, einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18 ermöglichen Raumeinsparungen, Gewichtsverringerung und potentielle Kosteneinsparungen sowohl bei der Herstellung als auch der Montage.
-
Das Fahrzeug 10 weist eine Kraftmaschine 24 auf, die Antriebsdrehmoment durch ein Getriebe 26 an eine Getriebeabtriebswelle 27 liefert. Die Getriebeabtriebswelle 27 ist mit einer Eingangsantriebswelle 28 der Verteilergetriebebaugruppe 12, die in 2 gezeigt ist, gekoppelt. Das Fahrzeug 10 ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb, und eine hintere Gelenkwelle 30 ist funktional mit der Eingangsantriebswelle 28 durch die Verteilergetriebebaugruppe 12 verbunden, um in Einklang mit der Eingangsantriebswelle 28 zu rotieren. Genauer ist die Getriebeausgangswelle 27 mit vorderen Kerbverzahnungen 29 (in 2 gezeigt) der Eingangsantriebswelle 28 (in 2 gezeigt) kerbverzahnt, und die hintere Gelenkwelle 30 ist mit hinteren Kerbverzahnungen 31 (in 2 gezeigt) der Eingangsantriebswelle 28 kerbverzahnt. Die Getriebeausgangswelle 27, die Eingangsantriebswelle 28 und die hintere Gelenkwelle 30 rotieren um eine erste Drehachse A1, die sich in Längsrichtung in dem Fahrzeug 10 erstreckt. Die angetriebene hintere Gelenkwelle 30 liefert Drehmoment an die Hinterräder 16 durch ein hinteres Differenzial 32 und hintere Halbwellen 34.
-
Ein Teil des Antriebsdrehmoments kann selektiv zu Vorderrädern 14 durch Betätigung der Verteilergetriebebaugruppe 12 in einem Allradantriebsmodus oder einem Vierradantriebsmodus des Fahrzeugs 10 gelenkt werden. Eine vordere Gelenkwelle 36 ist funktional mit der Verteilergetriebebaugruppe 12 verbunden, so dass sie von der Antriebswelle 28 und der hinteren Gelenkwelle 30 beabstandet und parallel zu diesen ist und um eine zweite Drehachse A2 drehbar ist. Wenn sie durch die Verteilergetriebebaugruppe 12 selektiv angetrieben ist, liefert die vordere Gelenkwelle 36 Drehmoment an die Vorderräder 14 durch ein vorderes Differenzial 38 und vordere Halbwellen 40.
-
Unter Bezugnahme auf 2 ist die Verteilergetriebebaugruppe 12 detaillierter gezeigt. Ein Verteilergetriebegehäuse 42 umfasst eine vordere Abdeckung 42A und eine hintere Abdeckung 42B. Die vordere und hintere Abdeckung 42A, 42B sind miteinander durch Schweißen oder auf irgendeine andere geeignete Weise verbunden. Die Eingangsantriebswelle 28 erstreckt sich durch eine vordere Öffnung 44A und eine hintere Öffnung 44B in den jeweiligen Abdeckungen 42A bzw. 42B. Dichtungen 46A, 46B dichten jeweils die Öffnungen 44A bzw. 44B ab. Lager 48A, 48B umgeben die Eingangsantriebswelle 28 und ermöglichen eine Rotation der Eingangsantriebswelle 28 relativ zu dem Gehäuse 42.
-
Ein erstes Kettenrad 52 ist an der Eingangsantriebswelle 28 derart montiert, dass sie relativ zu der Eingangsantriebswelle 28 in einem ersten, ausgerückten Modus drehbar ist, und kann befestigt sein, um in Einklang mit der Eingangsantriebswelle 28 in einem zweiten, eingerückten Modus zu rotieren. Ein Elektromotor 54, der in 3 gezeigt ist, wird durch ein elektronisches Steuermodul (nicht gezeigt) gesteuert, um einen Kupplungsmechanismus 56 zu betätigen und einzurücken, der das erste Kettenrad 52 mit der Eingangsantriebswelle 28 in Eingriff bringt, um in Einklang (d. h. mit der gleichen Drehzahl wie die Eingangsantriebswelle 28) zu rotieren. Das elektronische Steuermodul kann irgendwo an dem Fahrzeug 10 montiert und funktional mit dem Elektromotor 54 verbunden sein. Das elektronische Steuermodul kann mehrere miteinander verbundene Controller, wie etwa einen Kraftmaschinen-Controller und einen Getriebe-Controller, umfassen. Das elektronische Steuermodul sendet Steuersignale an den Motor 54 auf der Basis einer Bedienereingabe, wie etwa einer Wahl eines Allradantriebsmodus, und auf der Basis von Sensorinformationen von Drehzahlsensoren, die an der Getriebeausgangswelle 27, der Eingangsantriebswelle 28, der vorderen und hinteren Gelenkwelle 30, 36 oder irgendwo sonst an dem Fahrzeug 10 montiert sein können. Eine Schmiermittelpumpe 58 ist an der Eingangsantriebswelle 28 montiert.
-
Eine Kette 60, die in 3 gezeigt und in 2 gestrichelt dargestellt ist, weist innere Zähne 62 auf, die mit äußeren Zähnen 64 des ersten Kettenrades 52 und äußeren Zähnen 66 des Kettenradabschnitts 20 der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18 in Eingriff stehen. Die Kette 60 überträgt dadurch Drehmoment von dem ersten Kettenrad 52 auf den Kettenradabschnitt 20 der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18. Der Kettenradabschnitt 20 und der Abtriebsflanschabschnitt 22 rotieren in Einklang um die zweite Drehachse A2 und sind axial benachbart zueinander. Mit anderen Worten, der Kettenradabschnitt 20 und der Abtriebsflanschabschnitt 22 sind starr aneinander als Abschnitte der gleichen, einzigen Komponente befestigt und müssen daher gemeinsam mit der gleichen Drehzahl rotieren.
-
Die vordere Gelenkwelle 36 ist funktional mit dem Abtriebsflanschabschnitt 22 verbunden, um in Einklang mit der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18 zu rotieren. Genauer, wie es in den 2 und 5 gezeigt ist, weist der Abtriebsflanschabschnitt 22 eine ringförmige Innenfläche 68 auf, die einen Innenraum 70 definiert. Eine Mehrzahl von Vorsprüngen 72 erstreckt sich von der Innenfläche 68 radial nach innen in den Innenraum 70. Die Vorsprünge 72 weisen sich axial erstreckende Öffnungen 74 zum Aufnehmen von Befestigungsmerkmalen 76 auf, die an einem Flansch 78 der vorderen Gelenkwelle 36 befestigt sind (wie es in 2 gestrichelt gezeigt ist), um den Abtriebsflanschabschnitt 22 an der vorderen Gelenkwelle 36 zu befestigen. Wie in 2 ersichtlich ist, überlappt der Kettenradabschnitt 20 die Vorsprünge 72 radial an einem Mittelabschnitt 73 der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18, wodurch die Festigkeit der Komponente 18 erhöht wird. Mit anderen Worten würde sich ein Querschnitt, der senkrecht zu der Drehachse A2 durch die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 genommen wird, durch sowohl den Kettenradabschnitt 20 als auch den Abtriebsflanschabschnitt 22 an dem Mittelabschnitt 73 erstrecken.
-
Der Abtriebsflanschabschnitt 22 ist an einer Öffnung 80 in der vorderen Abdeckung 42A angeordnet, so dass die Öffnungen 74 der Vorsprünge 72 an der Öffnung 80 freigelegt sind, um Zugang für die Befestigungsmerkmale 76 vorzusehen. Der Abtriebsflanschabschnitt 22 weist eine ringförmige Außenfläche 82 auf, die eine Ringdichtung 84 abstützt. Die vordere Abdeckung 42A des Verteilergetriebegehäuses 42 weist einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 86 an der Öffnung 80 auf. Die Ringdichtung 84 ist an der ringförmigen Außenfläche 82 an der Öffnung 80 abgestützt und umgibt diese. Die ringförmige Außenfläche 82 weist einen Durchmesser D1 auf, der kleiner als ein Durchmesser D2 einer verzahnten Fläche 90 des Kettenradabschnitts 20 an den Zahnfüßen der Außenzähne 66 des Kettenradabschnitts 20 ist.
-
Im zusammengebauten Zustand, wie in 2 gezeigt ist, umgibt das Verteilerge triebegehäuse 42 die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 radial. Der Innenraum 70 erstreckt sich durch sowohl den Abtriebsflanschabschnitt 22 als auch den Kettenradabschnitt 20. Die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 ist somit vollständig hohl, was es ermöglicht, dass sie als eine Pulvermetallkomponente mit relativ einfachem Werkzeug hergestellt werden kann. Mit anderen Worten, die im Allgemeinen ringförmige und hohle Form der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18 ist eine Form, die für die Herstellung als eine Pulvermetallkomponente geeignet ist. Um den Innenraum 70 abzutrennen, wie etwa um zu verhindern, dass Schmiermittelspritzer von der Kette 60 den Innenraum 70 an dem Abtriebsflanschabschnitt 22 erreichen, ist eine im Wesentlichen kreisförmige Platte 96 in dem Raum 70 angeordnet, die an dem Abtriebsflanschabschnitt 22 anschlägt und Enden der Öffnungen 74 verschließt. Die Platte 96 kann funktional mit der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18, wie etwa durch Schweißen, verbunden sein. Die Platte 96 rotiert somit mit der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18.
-
Eine ringförmige Tragsäule 98 erstreckt sich von der hinteren Abdeckung 42B des Verteilergetriebegehäuses 42 in den Innenraum 70 hinein und kann einstückig mit diesem gebildet sein. Die hintere Abdeckung 42B weist keine (Öffnung an der Tragsäule 98 auf, und die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 ist somit an einem axialen Ende durch die hintere Abdeckung 42B eingeschlossen. Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, ist die Tragsäule 98 im Allgemeinen ringförmig und stützt ein Lager 100 ab, das hierin als ein erstes Lager bezeichnet ist. Das Lager 100 weist einen Innenlaufring 102 auf, der an einer ringförmigen Außenfläche 104 der Tragsäule 98 abgestützt ist, wie es in 2 gezeigt ist. Ein Außenlaufring 106 des Lagers 100 bildet mit einer inneren Ringfläche 102 des Kettenradabschnitts 20 eine Schnittstelle. Wälzkörperelemente 108 sind zwischen die Laufringe 102, 106 gepackt. Die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 ist somit an der Tragsäule 98 durch das Lager 100 drehbar gelagert.
-
Im zusammengebauten Zustand ist die Verteilergetriebebaugruppe 12 aufgrund der einteiligen Drehmomentübertragungskomponente 18 sehr kompakt. Die Komponenten der Verteilergetriebebaugruppe 12 sind in axialer Reihenfolge, wie in 2 gezeigt ist, als Dichtung 84, sich radial nach innen erstreckender Flansch 86 der vorderen Abdeckung 42A, Kettenradabschnitt 20 und hintere Abdeckung 42B gestapelt. Der Abtriebsflanschabschnitt 22 ist radial mit der Dichtung 84 ausgerichtet, und das erste Lager 100 und die Tragsäule 98 sind radial mit dem Kettenradabschnitt ausgerichtet.
-
6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Drehmomentübertragungskomponente 218, die einen Kettenradabschnitt 220 und einen Abtriebsflanschabschnitt 222 aufweist. Die Drehmomentübertragungskomponente 218 ist im Wesentlichen identisch mit der Drehmomentübertragungskomponente 18, außer dass der Kettenradabschnitt 220 einen integralen Plattenabschnitt 296 aufweist, der den Innenraum 270A, der durch den Abtriebsflanschabschnitt 222 gebildet ist, von dem Innenraum 270B, der durch den Kettenradabschnitt 220 gebildet ist, abtrennt. Dementsprechend ist die Drehmomentübertragungskomponente 218 nicht vollständig hohl.
-
Ein Lager 202 lagert den Kettenradabschnitt 220 an einer inneren Ringfläche 204 des Kettenradabschnitts 220. Eine integrale ringförmige Tragsäule 298 einer hinteren Abdeckung 242B des Verteilergetriebegehäuses 242 stützt das Lager 202 ab, das wiederum die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 218 abstützt. Ein weiteres Lager 292 bildet mit einer sich axial erstreckenden ringförmigen Außenfläche 282 des Abtriebsflanschabschnitts 222 eine Schnittstelle. Das Lager 292 ist durch einen sich axial erstreckenden Ringflansch 206 der vorderen Abdeckung 242A des Verteilergetriebegehäuses 242 abgestützt. Eine Dichtung 284 ist an der ringförmigen Außenfläche 282 des Abtriebsflanschabschnitts 222 an der Öffnung 280 in der vorderen Abdeckung 242A des Verteilergetriebegehäuses 242 abgestützt.
-
Die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 und die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 218 ermöglichen eine Verringerung des axialen Bauraums, der in der Regel von einem separaten Abtriebskettenrad und Befestigungsflansch erfordert wird. Bei solchen Anordnungen erstreckt sich eine Zwischenwelle von dem Abtriebskettenrad zu dem Befestigungsflansch. Eine kerbverzahnte Schnittstelle ist zwischen der Zwischenwelle und dem Abtriebskettenrad erforderlich, und eine weitere kerbverzahnte Schnittstelle ist zwischen der Zwischenwelle und dem Befestigungsflansch erforderlich. Die Beseitigung einer solchen Zwischenwelle und kerbverzahnter Schnittstellen, die durch die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 oder 218 ermöglicht wird, verringert die Anzahl erforderlicher Komponenten und kann auch die Herstellungskosten verringern, da sekundäre Bearbeitungsarbeitsgänge, die in der Regel für kerbverzahnte Schnittstellen erforderlich sind, beseitigt werden können. Der primäre Herstellungsprozess für die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 18 und die einteilige Drehmomentübertragungskomponente 218 können endkonturnah sein, die zur Verwendung bei der Produktion ausreicht.
-
Obgleich die besten Ausführungsarten der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Lehren betrifft, verschiedene alternative Aspekte zur praktischen Ausführung der vorliegenden Lehren, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen, erkennen.
