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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Antrieb für ein Fahrzeug, und insbesondere auf einen elektrischen Hilfsantriebsstrang.
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HINTERGRUND
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Der Antriebsstrang umfasst die Hauptbestandteile einer Vorrichtung, die Strom erzeugt und einen Standort damit versorgt. Bei Fahrzeugen, wie z. B. Kraftfahrzeugen, kann der Antriebsstrang eine Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung, wie z. B. einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor, einen Rädertrieb oder ein Getriebe, ein Differentialgetriebe, eine oder mehrere Achswellen, einen Endantrieb, wie z. B. ein Rad, und die verschiedenen zum Anschließen der oben genannten Komponenten erforderlichen Elemente beinhalten.
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Einige Fahrzeuge können mit einem primären Antriebsstrang eines Hilfsantriebsstrangs ausgestattet sein. So kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem primären Antrieb, der in allen Umständen zum Antrieb der Vorderräder eines Fahrzeugs verwendet wird, sowie mit einem Hilfsantriebsstrang zur selektiven Aktivierung der Hinterräder des Fahrzeugs ausgestattet sein. Eine derartige Ausgestaltung kann zur Bereitstellung von Allradantriebsfunktionen für ein Fahrzeug verwendet werden, da sonst nur Vorderradantrieb hätte. Dementsprechend ist der Hilfsantriebsstrang nur unter bestimmten Umständen eingerückt, um die Hinterräder anzutreiben, und ansonsten nicht. Da der Hilfsantriebsstrang mit den Hinterrädern verbunden ist, können verschiedene Komponenten des Hilfsantriebsstrang durch die Räder gedreht werden, wenn der Hilfsantriebsstrang nicht eingerückt ist, um die Hinterräder anzutreiben, wodurch verschiedene Energieverluste in Form von Reibung und/oder Energie in dem System zustande kommen, um die Masse der verschiedenen Komponenten zu drehen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Antriebsstrang ist bereitgestellt. Der Antriebsstrang umfasst eine Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung und ein mit der Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung gekoppeltes Differentialgetriebe. Eine Achse ist mit dem Differentialgetriebe gekoppelt und umfasst ein um eine Radachse befindliches äußeres Achsstummel. Der äußere Achsstummel der Achse ist drehbar auf einem Radlagergehäuse gelagert. Eine Radnabe ist zur Drehung um die Radachse drehbar auf dem Radlagergehäuse gelagert. Ein Nabenantriebssystem ist mit dem Radlagergehäuse gekoppelt. Das Nabenantriebssystem ist wahlweise zwischen einem eingerückten und ausgerückten Zustand einstellbar. Im eingerückten Zustand koppelt das Nabenantriebssystem die Radnabe und den äußeren Achsstummel zum Mitdrehen um die Radachse. Wenn sich das Nabenantriebssystem im ausgerückten Zustand befindet, entkoppelt das Nabenantriebssystem drehbar die Radnabe und den äußeren Achsstummel, um der Radnabe zu ermöglichen, sich relativ zum äußeren Achsstummel zu drehen.
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Ein elektrischer Hilfsantriebsstrang ist ebenfalls vorgesehen. Der elektrische Hilfsantriebsstrang umfasst einen Elektromotor, ein mit dem Elektromotor gekoppeltes Differentialgetriebe, sowie einen Rädertrieb, der den Elektromotor und das Differentialgetriebegetriebe miteinander verbindet. Eine erste Achse ist mit dem Differentialgetriebe gekoppelt, und umfasst ein um eine erste Radachse befindliches erstes äußeres Achsstummel. Eine zweite Achse ist mit dem Differentialgetriebe gekoppelt und umfasst ein um eine zweite Achse befindliches zweites äußeres Achsstummel. Der erste äußere Achsstummel der ersten Achse ist drehbar auf einem ersten Radlagergehäuse gelagert. Der zweite äußere Achsstummel der zweiten Achse ist drehbar auf einem zweiten Radlagergehäuse gelagert. Eine erste Radnabe ist auf dem ersten Radlagergehäuse zur Drehung um die erste Radachse drehbar gelagert. Eine zweite Radnabe ist auf dem zweiten Radlagergehäuse zur Drehung um die zweite Radachse drehbar gelagert. Ein erstes Nabenantriebssystem ist mit dem ersten Radlagergehäuse gekoppelt. Das erste Nabenantriebssystem ist wahlweise zwischen einem eingerückten und ausgerückten Zustand einstellbar. Wenn sich das erste Nabenantriebssystem im eingerückten Zustand befindet, koppelt das erste Nabenantriebssystem die erste Radnabe und den ersten äußeren Achsstummel zum Mitdrehen um die erste Radachse. Wenn sich das erste Nabenantriebssystem im ausgerückten Zustand befindet, entkoppelt das erste Nabenantriebssystem drehbar die erste Radnabe und den ersten äußeren Achsstummel, um der ersten Radnabe zu ermöglichen, sich relativ zum ersten äußeren Achsstummel zu drehen. Ein zweites Nabenantriebssystem ist mit dem zweiten Radlagergehäuse gekoppelt. Das zweite Nabenantriebssystem ist wahlweise zwischen einem eingerückten und ausgerückten Zustand einstellbar. Wenn sich das zweite Nabenantriebssystem im eingerückten Zustand befindet, koppelt das zweite Nabenantriebssystem die zweite Radnabe und den zweiten äußeren Achsstummel zum Mitdrehen um die zweite Radachse. Wenn sich das zweite Nabenantriebssystem im ausgerückten Zustand befindet, entkoppelt das zweite Nabenantriebssystem drehbar die zweite Radnabe und den zweiten äußeren Achsstummel der zweiten Radnabe, um sich relativ zum zweiten äußeren Achsstummel zu drehen.
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Ein Achsstummelaggregat ist ebenfalls vorgesehen. Das Achsstummelaggregat umfasst ein Radlagergehäuse, sowie eine Radnabe, die auf dem Radlagergehäuse zur Drehung um eine Radachse drehbar gelagert ist. Die relativ zum Radlagergehäuse befindliche Radnabe ist auf mindestens einem Radlager drehbar gelagert und durch dasselbe verbunden. Des Weiteren umfasst das Achsaggregat ein äußeres Achsstummel, sowie ein Nabenantriebssystem. Das Nabenantriebssystem umfasst ein am Radlagergehäuse befestigtes Stellantriebgehäuse. Der äußere Achsstummel ist zur Drehung um die Radachse drehbar auf dem Stellantriebgehäuse des Nabenantriebssystems gelagert, welches das Radlagergehäuse mit dem äußeren Achsstummel verbindet. Der relativ zum Stellantriebgehäuse des Nabenantriebssystems befindliche äußere Achsstummel ist auf mindestens einem Achslager drehbar gelagert und durch dasselbe verbunden.
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Dementsprechend kann der Antrieb als der elektrische Hilfsantriebsstrang konfiguriert werden und das oben erwähnte Achsaggregat umfassen. Das bei jeder Radnabe vorhandene und mit dem Antrieb verbundene Nabenantriebssystem kann dazu verwendet werden, die Komponenten des Antriebs von den Radnaben zu trennen, wodurch Energieverluste und/oder mögliche Schäden an den Komponenten des Antriebs beseitigt werden, die dadurch verursacht werden, dass die Räder des Fahrzeugs die Komponenten des Antriebs drehen, wenn der Antriebsstrang nicht für den Antrieb der Räder verwendet wird. Es ist vorteilhaft, den Antrieb von den Radnaben an einer Stelle zu trennen, die sich so nahe wie möglich an den Radnaben befindet, um die Anzahl und die Masse der Komponenten zu maximieren, die von den Radnaben getrennt werden und deshalb nicht durch die Radnaben gedreht werden, wenn der Antrieb nicht für den Antriebsstrang der Räder verwendet wird.
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Die oben aufgeführten – sowie weitere – Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bezüglich der besten Umsetzung leicht ersichtlich, wenn die beigefügten Zeichnungen mitberücksichtigt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das einen primären Antrieb und einen elektrischen Hilfsantriebsstrang darstellt.
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2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Achsaggregats des elektrischen Hilfsantriebsstrangs.
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3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des elektrischen Hilfsantriebsstrangs.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ usw., beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der durch die beigefügten Patentansprüche definierten Erfindung darstellen. Darüber hinaus können die hierin enthaltenen Lehren in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedenen Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl von Hardware-, Software- bzw. Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die dafür konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen.
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In den Figuren bezeichnen die entsprechenden Nummern die entsprechenden Bauteile in den verschiedenen Ansichten, ein Fahrzeug wird in der Regel als 20 in 1 dargestellt. Das Fahrzeug 20 umfasst mindestens einen Antriebsstrang. Die exemplarische Ausführungsform des Fahrzeugs 20 in 1 ist als Kraftfahrzeug konfiguriert und umfasst einen primären Antrieb 22 eines Hilfsantriebsstrangs 24. Es versteht sich, dass das Fahrzeug 20 anders als das dargestellte Kraftfahrzeug konfiguriert sein kann, wie z. B. ein Boot, Flugzeug, Zug, usw. Außerdem sollte klar sein, dass ein Antriebsstrang gemäß den Lehren der Offenbarung in Maschinen oder Systemen integriert werden kann, bei denen es sich nicht um Fahrzeuge 20 handelt. Dementsprechend sollten die Lehren der Offenbarung nicht auf Anwendungen ähnlich der exemplarischen Ausführungsform des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs beschränkt werden.
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Die Lehren der Offenbarung können entweder im primären Antrieb 22 und/oder im Hilfsantriebsstrang 24 umgesetzt werden. Wie hier gezeigt und beschrieben, werden die betreffenden Abschnitte der Offenbarung in den Hilfsantriebsstrang 24 integriert und mit Bezug auf denselben beschrieben. Obwohl die exemplarische Ausführungsform sowohl den primären Antrieb 22 als auch den Hilfsantrieb 24 darstellt, sollte klar sein, dass die Lehren der Offenbarung weder den primären Antrieb 22 noch den Hilfsantriebsstrang 24 erfordern und in einer Maschine mit nur einem einzigen Antriebsstrang umgesetzt werden können. Wie in der exemplarischen Ausführungsform in 1 dargestellt, handelt es sich bei dem primären Antriebsstrang 22 um die primäre Triebkraft des Fahrzeugs 20 und kann auf jede geeignete Weise konfiguriert werden. So kann beispielsweise der primäre Antriebsstrang 22, wie in 1 dargestellt, einen internen Verbrennungsmotor, ein Differentialgetriebe, mindestens eine Achse, sowie auf Radköpfen drehbar gelagerte und durch dieselben angetriebene Vorderräder des Fahrzeugs 20 umfassen. Der primäre Antrieb 22 kann andere geeignete Arten und/oder Konfigurationen von Antriebssträngen beinhalten, die ausschließlich dazu in der Lage sind, die Energie zum Bewegen des Fahrzeugs 20 zu liefern.
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Der Antrieb gemäß den Lehren der Offenbarung wird nachstehend mit Bezug auf den Hilfsantriebsstrang 24 beschrieben. Der Hilfsantriebsstrang 24 umfasst eine Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26. Wie in 1 dargestellt, handelt es sich bei der Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 um einen Elektromotor. Daher kann der Hilfsantriebsstrang 24 als elektrischer Hilfsantriebsstrang bezeichnet werden. Jedoch sollte klar sein, dass die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 eine andere Vorrichtung als den dargestellten Elektromotor, wie z. B. einen Verbrennungsmotor oder eine andere ähnliche Vorrichtung, umfassen könnte. Die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 kann jede Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, Drehmoment mit Abtriebsdrehung zu erzeugen und/oder bereitzustellen.
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Ein Differentialgetriebe 30 ist mit der Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26, d. h. dem Elektromotor, gekoppelt. Das Differentialgetriebegetriebe 30 kann ein beliebiges für Kraftfahrzeuge typisches und Fachleuten auf dem Gebiet bekanntes Differentialgetriebe 30 umfassen. Das Differentialgetriebegetriebe 30 teilt die Antriebsdrehung aus der Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 zwischen einer ersten und einer zweiten Seite auf und ermöglicht der ersten und der zweiten Seite, wie bekannt, sich bei unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen. Wie aus der Verwendung hieraus hervorgeht, bezieht sich das Adjektiv „erste” auf die erste Seite des Differentialgetriebes 30 oder eine Fahrerseite des Fahrzeugs 20 und das Adjektiv „zweite” auf die zweite Seite des Differentialgetriebes 30 oder eine Insassenseite des Fahrzeugs 20. Die Begriffe „erste” und „zweite” werden nicht dazu verwendet, eine Zahl oder Größe zu implizieren, sondern vielmehr um eine relative Position des Fahrzeugs 20 zu kennzeichnen.
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Merkmale des Hilfsantriebsstrangs 24, die sowohl an der ersten Seite als auch der zweiten Seite identisch sind, sind mit dem Zusatz „A” für die erste Seite oder dem Zusatz „B” für die zweite Seite beschriftet. Ein Rädertrieb 32 (Getriebe) kann dazu verwendet werden, die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26, d. h. den Elektromotor und das Differentialgetriebegetriebe 30 miteinander zu verbinden. Der Rädertrieb 32 kann, wie unter Fachleuten bekannt ist, dazu verwendet werden, die Drehzahl und den Drehmomentabtrieb von der Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 aus zu ändern.
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Bei einer Betrachtung von 1 ist festzustellen, dass eine erste Achse 34A und eine zweite Achse 34B mit dem Differentialgetriebe 30 gekoppelt sind. Sowohl die erste Achse 34A als auch die zweite Achse 34B kann als Halbwelle bezeichnet werden. Die erste Achse 34A umfasst ein erstes Achsstummelaggregat 36A, während die zweite Achse 34B ein zweites Achsstummelaggregat 36B umfasst. Die erste Achse 34A verbindet das erste Achsstummelaggregat 36A und das Differentialgetriebe 30, während die zweite Achse 34B das zweite Achsstummelaggregat 36B und das Differentialgetriebe 30 verbindet. Die erste Achse 34A und die zweite Achse 34B können, wie unter Fachleuten bekannt ist, jeweils eine oder mehrere Winkelgelenke 38 umfassen.
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Das erste Achsstummelaggregat 36A und das zweite Achsstummelaggregat 36B sind identisch und Spiegelbilder voneinander. Bei einer Betrachtung von 2 ist festzustellen, dass das erste Achsstummelaggregat 36A einen ersten äußeren Achsstummel 40A umfasst. Der erste äußere Achsstummel 40A ist um eine erste Radachse 42A drehbar. Der erste Achsstummel 40A der ersten Achse 34A ist drehbar auf einem ersten Radlagergehäuse 44A gelagert. Das erste Radlagergehäuse 44A ist an einer unbeweglichen Konstruktion, wie z. B. einem Fahrgestell oder Federungssystem des Fahrzeugs 20, befestigt. Das erste Radlagergehäuse 44A kann als eine strukturelle Komponente des Fahrzeugs 20, oder als ein Federungssystem, wie z. B. ein Achsschenkel, ausgebildet sein. Eine erste Radnabe 46A ist zur Drehung um die erste Radachse 42A drehbar auf dem ersten Radlagergehäuse 44A gelagert. Wie unter Fachleuten bekannt, ist ein Rad drehbar auf der ersten Radnabe 46A gelagert.
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Das erste Achsstummelaggregat 36A umfasst ein erstes Nabenantriebssystem 48A. Das erste Nabenantriebssystem 48A ist mit dem ersten Radlagergehäuse 44A gekoppelt, und ist wahlweise zwischen einem eingerückten und ausgerückten Zustand einstellbar. Wenn sich das erste Nabenantriebssystem 48A im eingerückten Zustand befindet, koppelt das erste Nabenantriebssystem 48A die erste Radnabe 46A und den ersten äußeren Achsstummel 40A drehbar miteinander, damit sich diese um die erste Radachse 42A mitdrehen. Wenn sich das erste Nabenantriebssystem 48A im ausgerückten Zustand befindet, entkoppelt das erste Nabenantriebssystem 48A die erste Radnabe 46A und den ersten äußeren Achsstummel 40A drehbar, um der ersten Radnabe 46A zu ermöglichen, sich relativ zum ersten äußeren Achsstummel 40A zu drehen, wodurch die erste Radnabe 46A vom Rest des Hilfsantriebsstrangs 24 getrennt wird.
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Das erste Nabenantriebssystem 48A umfasst ein fest mit dem ersten Radlagergehäuse 44A verbundenes erstes Stellantriebgehäuse 50A. Das erste Stellantriebgehäuse 50A kann beispielsweise mit einer Vielzahl von Befestigungselementen, wie z. B. Schrauben oder einer Schweißverbindung, in geeigneter Weise an dem ersten Radlagergehäuse 44A befestigt werden oder alternativ können das erste Stellantriebgehäuse 50A und das erste Radlagergehäuse 44A einteilig als eine Einzelmanufaktur gebildet werden.
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Die erste Radnabe 46A relativ zum ersten Radlagergehäuse 44A ist auf mindestens einem ersten Radlager drehbar gelagert und durch dasselbe verbunden. Wie dargestellt, umfasst mindestens das eine erste Radlager zwei nebeneinander angeordnete Radkugellager 52A entlang der ersten Radachse 42A. Das erste Achsstummelaggregat 36A umfasst des Weiteren mindestens ein erstes Achslager, auf dem der erste äußere Achsstummel 40A relativ zum ersten Stellantriebgehäuse 50A drehbar gelagert und verbunden ist. Wie dargestellt, umfasst mindestens das eine erste Achslager ein Achsnadellager 56A und ein Achskugellager 58A, die beide nebeneinander und entlang der ersten Radachse 42A angeordnet sind.
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Der erste äußere Achsstummel 40A und die erste Radnabe 46A sind axial und relativ zueinander entlang der ersten Radachse 42A gestapelt, sodass sich die erste Radnabe 46A und der erste äußere Achsstummel 40A relativ zur ersten Radachse 42A nicht radial überschneiden. Dementsprechend sind der erste Achsstummel 40A und die erste Radnabe 46A entlang der ersten Radachse 42A lückenlos angeordnet, und überschneiden einander nicht entlang der ersten Radachse 42A.
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Das erste Nabenantriebssystem 48A umfasst ein am ersten äußeren Achsstummel befestigtes erstes Achsstummel-Klauenkupplungselement 60A 40A, ein an der ersten Radnabe 46A befestigtes erstes Radkopf-Klauenkupplungselement 62A, sowie ein erstes Schiebeklauenkupplungselement 64A. Das erste Schiebeklauenkupplungselement 64A ist entlang der ersten Radachse 42A axial bewegbar, um das erste Nabenantriebssystem 48A zwischen dem eingerückten und ausgerückten Zustand zu wechseln. Das erste Schiebeklauenkupplungselement 64A greift nur mit entweder dem ersten Achsstummel-Klauenkupplungselement 60A oder dem ersten Radkopf-Klauenkupplungselement 62A ineinander, wenn sich das erste Nabenantriebssystem 48A im ausgerückten Zustand befindet. Das erste Schiebeklauenkupplungselement 64A greift gleichzeitig sowohl mit dem ersten Achsstummel-Klauenkupplungselement 60A als auch dem ersten Radkopf-Klauenkupplungselement 62A ineinander, wenn sich das erste Nabenantriebssystem 48A im eingerückten Zustand befindet.
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Ein erster Stellantrieb 66A ist auf dem ersten Stellantriebgehäuse 50A gelagert, wodurch das erste Schiebeklauenkupplungselement 64A entlang der ersten Radachse 42A bewegt wird, um den Betriebszustand des ersten Nabenantriebssystems 48A zwischen dem eingerückten und ausgerückten Zustand zu wechseln. Der erste Stellantrieb 66A kann jede geeignete Art bzw. jede beliebige Konfiguration von Stellantrieb, wie z. B. einen pneumatischen Stellantrieb, einen hydraulischen Stellantrieb, einen elektrischen Stellantrieb oder eine andere Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, dass erste Schiebeklauenkupplungselement 64A zu bewegen.
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Bei einer Betrachtung von 2 ist festzustellen, dass das zweite Achsstummelaggregat 36B einen zweiten äußeren Achsstummel 40B umfasst. Der zweite äußere Achsstummel 40B ist um eine zweite Radachse 42B drehbar. Der zweite äußere Achsstummel 40B der zweiten Achse 34B ist drehbar auf einem zweiten Radlagergehäuse 44B gelagert. Das zweite Radlagergehäuse 44B ist an einer unbeweglichen Konstruktion, wie z. B. einem Fahrgestell oder einem Federungssystem des Fahrzeugs 20 befestigt. Das zweite Radlagergehäuse 44B kann als eine Komponente des Fahrzeugs 20 oder des Federungssystems, wie beispielsweise als ein Achsschenkel ausgebildet sein. Eine zweite Radnabe 46B ist zur Drehung um die zweite Radachse 42B auf dem zweiten Radlagergehäuse 44B drehbar gelagert. Wie unter Fachleuten bekannt ist, ist ein Rad auf der zweiten Radnabe 46B drehbar gelagert.
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Das zweite Achsstummelaggregat 36B umfasst ein zweites Nabenantriebssystem 48B. Das zweite Nabenantriebssystem 48B ist mit dem zweiten Radlagergehäuse 44B gekoppelt und ist wahlweise zwischen einem eingerückten und ausgerückten Zustand einstellbar. Wenn sich das zweite Nabenantriebssystem 48B im eingerückten Zustand befindet, koppelt das zweite Nabenantriebssystem 48B die zweite Radnabe 46B und den zweiten äußeren Achsstummel 40B miteinander, damit sich diese um die zweite Radachse 42B mitdrehen. Wenn sich das zweite Nabenantriebssystem 48B im ausgerückten Zustand befindet, entkoppelt das zweite Nabenantriebssystem 48B die zweite Radnabe 46B und den zweiten äußeren Achsstummel 40B drehbar, um der zweiten Radnabe 46B zu ermöglichen, sich relativ zum zweiten äußeren Achsstummel 40B zu drehen, wodurch die zweite Radnabe 46B vom Rest des Hilfsantriebsstrangs 24 getrennt wird.
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Das zweite Nabenantriebssystem 48B umfasst ein fest mit dem zweiten Radlagergehäuse 44B verbundenes zweites Stellantriebgehäuse 50B. Das zweite Stellantriebgehäuse 50B kann an dem zweiten Radlagergehäuse 44B in geeigneter Weise, beispielsweise mit einer Vielzahl von Befestigungselementen, wie Schrauben oder einer Schweißverbindung, befestigt werden oder alternativ können das zweite Stellantriebgehäuse 50B und das zweite Radlagergehäuse 44B einteilig als eine Einzelmanufaktur gebildet werden.
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Die relativ zum zweiten Radlagergehäuse 44B befindliche zweite Radnabe 46B ist auf mindestens einem zweiten Radlager drehbar gelagert und durch dasselbe verbunden. Wie dargestellt, umfasst mindestens das eine zweite Radlager zwei nebeneinander angeordnete Radkugellager 52B entlang der zweiten Radachse 42B. Das zweite Achsstummelaggregat 36B umfasst des Weiteren mindestens ein zweites Achslager, auf dem der zweite äußere Achsstummel 40B relativ zum zweiten Stellantriebgehäuse 50B drehbar gelagert und verbunden ist. Wie dargestellt, umfasst mindestens das eine zweite Achslager ein Achsnadellager 56B und ein Achskugellager 58B, die beide nebeneinander und entlang der zweiten Radachse 42B angeordnet sind.
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Der zweite äußere Achsstummel 40B und die zweite Radnabe 46B sind axial und relativ zueinander entlang der zweiten Radachse 42B gestapelt, sodass sich die zweite Radnabe 46B und der zweite äußere Achsstummel 40B relativ zur zweiten Radachse 42B nicht radial überschneiden. Dementsprechend sind der zweite Achsstummel 40B und die zweite Radnabe 46B entlang der zweiten Radachse 42B lückenlos angeordnet, und überschneiden einander nicht entlang der zweiten Radachse 42B.
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Das zweite Nabenantriebssystem 48B umfasst ein am zweiten äußeren Achsstummel befestigtes zweites Achsstummel-Klauenkupplungselement 60B 40B, ein an der zweiten Radnabe 46B befestigtes zweites Radkopf-Klauenkupplungselement 62B, sowie ein zweites Schiebeklauenkupplungselement 64B. Das zweite Schiebeklauenkupplungselement 64B ist entlang der zweiten Radachse 42B axial bewegbar, um das zweite Nabenantriebssystem 48B zwischen dem eingerückten und ausgerückten Zustand zu wechseln. Das zweite Schiebeklauenkupplungselement 64B greift nur mit entweder dem zweiten Achsstummel-Klauenkupplungselement 60B oder dem zweiten Radkopf-Klauenkupplungselement 62B ineinander, wenn sich das zweite Nabenantriebssystem 48B im ausgerückten Zustand befindet. Das zweite Schiebeklauenkupplungselement 64B greift gleichzeitig sowohl mit dem zweiten Achsstummel-Klauenkupplungselement 60B als auch dem zweiten Radkopf-Klauenkupplungselement 62B ineinander, wenn sich das zweite Nabenantriebssystem 48B im eingerückten Zustand befindet.
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Ein zweiter Stellantrieb 66B ist auf dem zweiten Stellantriebgehäuse 50B gelagert, wodurch das zweite Schiebeklauenkupplungselement 64B entlang der zweiten Radachse 42B bewegt wird, um den Betriebszustand des zweiten Nabenantriebssystems 48B zwischen dem eingerückten und ausgerückten Zustand zu wechseln. Der zweite Stellantrieb 66B kann jede geeignete Art bzw. jede beliebige Konfiguration von Stellantrieb, wie z. B. einen pneumatischen Stellantrieb, einen hydraulischen Stellantrieb, einen elektrischen Stellantrieb oder eine andere Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, dass zweite Schiebeklauenkupplungselement 64B zu bewegen.
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Die oben beschriebene und in 2 dargestellte Konfiguration des ersten Achsstummelaggregats 36A und des zweiten Achsstummelaggregats 36B trennt die äußeren Achsstummel drehbar von deren jeweiligen Radnaben, wenn deren jeweiliges Nabenantriebssystem ausgerückt ist, wodurch die mit der Drehung der jeweiligen Achslager verbundenen Verluste beseitigt werden. Wenn sich dementsprechend das Nabenantriebssystem 48 im eingerückten Zustand befindet, drehen sich sowohl das Achslager 56, 58 und das Radlager 52, und wenn sich das Nabenantriebssystem 48 im ausgerückten Zustand befindet, drehen sich die Radlager 52, und die Achslager 56, 58 drehen sich nicht. Diese Konfiguration minimiert die Verluste und eignet sich besonders für den Hilfsantriebsstrang 24, worin die Radnaben zum Antrieb des Fahrzeugs 20 nur gelegentlich ineinandergreifen.
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Das erste Nabenantriebssystem 48A und das zweite Nabenantriebssystem 48B sind unabhängig und relativ zueinander betreibbar. Dementsprechend kann das erste Nabenantriebssystem 48A zwischen dessen jeweiligen eingerückten und ausgerückten Zustand eingestellt werden, wenn sich das zweite Nabenantriebssystem 48B entweder im entsprechenden eingerückten und ausgerückten Zustand befindet. In gleicher Weise kann das zweite Nabenantriebssystem 48B zwischen dessen jeweiligen eingerückten und ausgerückten Zustand eingestellt werden, wenn sich das erste Nabenantriebssystem 48A entweder im entsprechenden eingerückten und ausgerückten Zustand befindet. Die Fähigkeit, das erste Nabenantriebssystem 48A und das zweite Nabenantriebssystem 48B unabhängig voneinander einstellen zu können, ermöglicht die Ansteuerung des Hilfsantriebsstrang 24 für den Fall, dass ein Fehler entweder bei dem ersten Nabenantriebssystem 48A oder dem zweiten Nabenantriebssystem 48B in dessen jeweiligen eingerückten Zustand auftritt. Tritt ein solcher Fehler auf, kann das funktionierende Nabenantriebssystem auf seinen jeweiligen ausgerückten Zustand eingestellt werden, damit sich das Differentialgetriebe 30 frei drehen kann, während die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 ausgerückt wird, wodurch die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 vor einem Überdrehen geschützt wird. Alternativ kann die Vorrichtung zur Drehmomenterzeugung 26 eingerückt werden, um das Differentialgetriebe 30 mit Drehmoment zu versorgen, wodurch die Drehzahl der defekten Radnabe teilweise verlangsamt wird.
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Mit Bezugnahme auf 3 wird eine alternative Ausführungsform des ersten Achsstummelaggregats 36A und des zweiten Achsstummelaggregats 36B dargestellt. Ähnliche Eigenschaften des in 3 dargestellten ersten Achsstummelaggregats 36A und des zweiten Achsstummelaggregats 36B werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die dazu verwendet werden, ähnliche Merkmale des in 2 dargestellten ersten Achsstummelaggregats 36A und des zweiten Achsstummelaggregats 36B zu identifizieren.
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Der Hauptunterschied zwischen der in 2 dargestellten alternativen Ausführungsform der Achsstummelaggregate und der in 3 dargestellten Achsstummelaggregate ist die relative Lage der Radnabe 46 und des äußeren Achsstummels 40. Bei einer Betrachtung von 3 ist festzustellen, dass das erste Achsstummelaggregat 36A die ersten Achslager 56A, 58A umfasst, auf denen der erste äußere Achsstummel 40A relativ zur ersten Radnabe 46A drehbar gelagert und verbunden ist. Der erste äußere Achsstummel 40A und die erste Radnabe 46A sind radial und relativ zueinander um die erste Radachse 42A gestapelt, sodass sich die erste Radnabe 46A und der erste äußere Achsstummel 40A relativ zur ersten Radachse 42A nicht radial überschneiden.
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Das zweite Achsstummelaggregat 36B ist ähnlich konfiguriert. Bei einer Betrachtung von 3 ist festzustellen, dass das zweite Achsstummelaggregat 36B die zweiten Achslager 56B, 58B umfasst, auf denen der zweite äußere Achsstummel 40B relativ zur zweiten Radnabe 46B drehbar gelagert und verbunden ist. Der zweite äußere Achsstummel 40B und die zweite Radnabe 46B sind radial und relativ zueinander um die zweite Radachse 42B gestapelt, sodass sich die zweite Radnabe 46B und der zweite äußere Achsstummel 40B relativ zur zweiten Radachse 42B nicht radial überschneiden.
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Die oben beschriebene und in 3 dargestellte Konfiguration des ersten Achsstummelaggregats 36A und des zweiten Achsstummelaggregats 36B verbindet die äußeren Achsstummel 40 und deren jeweilige Radnaben 46 miteinander, wenn deren jeweilige Nabenantriebssysteme 48 ausgerückt sind, und verhindert eine relative Drehung zwischen dem äußeren Achsstummel 40 und deren jeweiligen Radnaben 46, wenn deren jeweilige Nabenantriebssysteme 48 eingerückt sind. Wenn sich dementsprechend das Nabenantriebssystem 48 im eingerückten Zustand befindet, drehen sich die Radlager 52, die Achslager 56, 58 drehen sich jedoch nicht, und wenn sich das Nabenantriebssystem 48 im ausgerückten Zustand befindet, drehen sich sowohl das Radlager 52 als auch die Achslager 56, 58. Eine derartige Konfiguration eignet sich besonders für einen Antriebsstrang, worin die Radnaben 46 für den Antriebsstrang des Fahrzeugs 20 regelmäßig oder oft in eingerückt werden.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, der Umfang der Offenbarung wird jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen zur Umsetzung der beanspruchten Lehren im Detail beschrieben werden, existieren verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zur Umsetzung der Offenbarung, die in den Patentansprüchen im Anhang definiert sind.
