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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Getriebekupplungen und insbesondere eine Kupplungsanordnung für ein Getriebe.
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Aus den Druckschriften
US 5 048 656 A und
DE 10 2007 023 955 A1 sind Kupplungsanordnungen bekannt geworden, die über einen Verriegelungsmechanismus verfügen, mit dem sich eine Kupplung in einer Stellung sperren lässt.
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HINTERGRUND
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In Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge werden Drehmomentübertragungsmechanismen, wie beispielsweise Kupplungen, verwendet, um Zahnradsätze zum Übertragen von Drehmoment vom Motor durch das Getriebe zu den Antriebswellen selektiv einzurücken, um das Fahrzeug anzutreiben. Hydraulisch betriebene Kolben werden verwendet, um das Ein- oder Ausrücken der Kupplungen zu betätigen.
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Hydraulischer Druck kann einem Hydraulikkolben durch eine Hydraulikfluidpumpe zugeführt werden, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Hydraulikfluidbehälter zieht. Nach dem Verlust des Hydraulikdrucks kann der hydraulisch betriebene Kolben aufgrund des Strom- oder Pumpenausfalls in seine Voreinstellung zurückkehren, was zu einem unbeabsichtigten Ein- oder Ausrücken der Kupplung und somit zu einer möglichen Beschädigung des Antriebssystems führt.
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Somit besteht ein Bedarf an einem Mechanismus, den Hydraulikkolben einer Kupplung im Falle eines Ausfalls eines Geräts oder eines Hydrauliksystems in einer vorbestimmten Position zu halten, um eine Beschädigung des Antriebsstrangs zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesem Bedarf gerecht zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird mit einer Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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In einem Aspekt beinhaltet das erste Kupplungselement ein distales Ende, das mit einem reaktionären Element eines Planetenradsatzes verbunden ist, und ein gegenüberliegendes Eingriffsende, das ein erstes Mitnehmerrad definiert. Das erste Kupplungselement ist um die Mittelachse drehbar.
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In einem weiteren Aspekt ist das zweite Kupplungselement an einem stationären Teil des Getriebes geerdet, sodass das zweite Kupplungselement nicht um die Mittelachse drehbar ist. Das zweite Kupplungselement beinhaltet ein Eingriffsende, das ein zweites Mitnehmerrad definiert, das konfiguriert ist, um das erste Mitnehmerrad einzurücken und zu verriegeln, sodass das zweite Kupplungselement fest mit dem ersten Kupplungselement verbunden ist.
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In einem weiteren Aspekt spannt die Feder das zweite Kupplungselement in der ersten axialen Richtung vor, wodurch das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff gebracht wird und die Drehung des ersten Kupplungselements verhindert wird. Der Kolben ist selektiv betätigbar, um das zweite Kupplungselement in der zweiten axialen Richtung zu bewegen, wodurch eine Vorspannkraft der Feder derart überwunden wird, dass das zweite Kupplungselement vom ersten Kupplungselement ausgerückt und die Drehung des ersten Kupplungselements ermöglicht wird. Die Verriegelungsvorrichtung verriegelt den Kolben selektiv in der zweiten Position in der zweiten axialen Richtung, sodass das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement ausgerückt wird.
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In einem weiteren Aspekt spannt die Feder das zweite Kupplungselement in der zweiten axialen Richtung vor, wodurch das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff gebracht wird und die Drehung des ersten Kupplungselements ermöglicht wird. Der Kolben ist selektiv betätigbar, um das zweite Kupplungselement in der ersten axialen Richtung zu bewegen, wodurch eine Vorspannkraft der Feder derart überwunden wird, dass das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement eingerückt und die Drehung des ersten Kupplungselements verhindert wird. Die Verriegelungsvorrichtung verriegelt den Kolben selektiv in der ersten Position in der ersten axialen Richtung, sodass das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement eingerückt wird.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet das erste Kupplungselement ein distales Ende, das mit einem reaktionären Element eines Planetenradsatzes verbunden ist, sodass das erste Kupplungselement um die Mittelachse drehbar ist und ein gegenüberliegendes Eingriffsende eine Vielzahl von ersten Kupplungslamellen aufweist. Das zweite Kupplungselement ist an einem stationären Teil des Getriebes geerdet, sodass die zweite Kupplung nicht um die Mittelachse drehbar ist und ein Eingriffsende aufweist, das eine Vielzahl von zweiten Kupplungslamellen definiert, die axial zwischen den ersten Kupplungslamellen durchsetzt sind. Die Feder spannt die zweiten Kupplungslamellen in der ersten axialen Richtung gegen die ersten Kupplungslamellen vor, wodurch das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement fest verbunden und die Drehung des ersten Kupplungselements verhindert wird. Der Kolben ist mit den zweiten Kupplungslamellen in der zweiten axialen Richtung selektiv betätigbar, wodurch eine Vorspannkraft der Feder derart überwunden wird, dass die zweiten Lamellen von den ersten Kupplungslamellen ausgerückt und die Drehung des ersten Kupplungselements ermöglicht wird. Die Verriegelungsvorrichtung verriegelt den Kolben selektiv in der zweiten Position in der zweiten axialen Richtung, sodass das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement ausgerückt wird.
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In einem weiteren Aspekt ist der Kolben durch einen Hydraulikdruck betätigbar, der von einer 12-Volt-Hydraulikfluidpumpe, die Hydraulikflüssigkeit von einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 60 abzieht, zugeführt wird.
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In einem weiteren Aspekt ist das Magnetventil selektiv betätigbar, um den Verriegelungsstift in das Verriegelungsgehäuse zurückzuziehen, wodurch der Kolben freigegeben wird.
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Es ist ein Antriebssystem offenbart. Das Antriebssystem beinhaltet einen Motor einen Motor mit einer Motorausgangswelle, die sich entlang einer zentralen Achse erstreckt; einen Planetenradsatz mit einem Planetenträger, der eine Vielzahl von Planetenrädern trägt, die zwischen einem Sonnenrad und einem Hohlrad verzahnt sind, wobei das Sonnenrad koaxial mit der Eingangswelle verbunden ist; ein erstes Kupplungselement, das mit dem Hohlrad verbunden ist, wobei das erste Kupplungselement um die Mittelachse drehbar ist; ein zweites Kupplungselement, das koaxial vom ersten Kupplungselement beabstandet ist, wobei das zweite Kupplungselement mit einem stationären Element verbunden ist, sodass das zweite Kupplungselement nicht um die Mittelachse drehbar und entlang der Mittelachse verschiebbar beweglich ist; eine Feder, die das zweite Kupplungselement in einer ersten axialen Richtung vorspannt, um mit dem ersten Kupplungselement einzurücken, um die Drehung des ersten Kupplungselements zu verhindern; einen Kolben, der selektiv betätigbar ist, um das zweite Kupplungselement in der zweiten axialen Richtung zu bewegen, um eine Vorspannkraft der Feder zu überwinden und das zweite Kupplungselement vom ersten Kupplungselement auszurücken, um die Drehung des ersten Kupplungselements zu ermöglichen; und eine Verriegelungsvorrichtung, um den Kolben selektiv in einer festen Position zu verriegeln, wobei das Ausrücken des zweiten Kupplungselements beibehalten wird.
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In einem Aspekt weist der Kolben eine Oberfläche auf, die eine Öffnung definiert. Die Verriegelungsvorrichtung weist ein Verriegelungsvorrichtungsgehäuse auf, das mit einem zweiten stationären Element verbunden ist, eine elektrisch betätigte Magnetspule, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, einen metallischen Kolben, der ein Ende aufweist, das den in der Magnetspule angeordneten Verriegelungsstift definiert, wobei der metallische Stößel in Bezug auf das Gehäuse in einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen Position axial verschiebbar ist, wobei ein Vorspannelement den metallischen Stößel drückt, um den Verriegelungsstift in die Öffnung des Kolbens zu verlängern, wodurch der Kolben in Position gehalten wird, und eine selektiv aktivierte Stromversorgung, um die elektrisch betätigte Magnetspule zu bestromen, um den Verriegelungsstift in das Verriegelungsgehäuse zurückzuziehen, wodurch der Kolben gelöst wird.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Eingriffsende, das ein erstes Mitnehmerrad definiert, und das zweite Kupplungselement ein Eingriffsende aufweist, das ein zweites Mitnehmerrad definiert, das konfiguriert ist, um das erste Mitnehmerrad einzurücken und zu verriegeln, sodass das zweite Kupplungselement fest mit dem ersten Kupplungselement verbunden ist. Das zweite Kupplungselement verhindert die Drehung des ersten Kupplungselements, wodurch das Hohlrad stationär gehalten wird.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Eingriffsende mit einer Vielzahl von ersten Kupplungslamellen und das zweite Kupplungselement beinhaltet ein Eingriffsende, das eine Vielzahl von zweiten Kupplungslamellen definiert, die axial zwischen den ersten Kupplungslamellen durchsetzt ist. Die Feder spannt die zweiten Kupplungslamellen in der ersten axialen Richtung gegen die ersten Kupplungslamellen vor, wodurch das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement fest verbunden und die Drehung des ersten Kupplungselements verhindert wird. Der Kolben bewegt die zweiten Kupplungslamellen selektiv in der zweiten axialen Richtung, wodurch eine Vorspannkraft der Feder derart überwunden wird, dass die zweiten Lamellen von den ersten Kupplungslamellen ausgerückt und die Drehung des ersten Kupplungselements ermöglicht wird.
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In einem weiteren Aspekt verriegelt die Verriegelungsvorrichtung den Kolben selektiv in der zweiten Position in der zweiten axialen Richtung, sodass das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement ausgerückt wird.
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In einem weiteren Aspekt ist der Planetenträger mit einem ersten Übertragungszahnrad verbunden, das mit einem zweiten Übertragungszahnrad eines Differentials eingerückt ist.
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Es ist ein Verfahren zum Betätigen einer Kupplungsanordnung eines Getriebes ist vorgesehen. Verfahren beinhaltet Bereitstellen das Bereitstellen eines Drehmoments, um ein erstes Kupplungselement aus einem Zahnrad eines reaktionären Planetengetriebes zu drehen, wobei das erste Kupplungselement um eine Achse gedreht wird, wobei ein zweites Kupplungselement mit einer Feder entlang einer ersten axialen Richtung vorgespannt ist, um mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff zu kommen, um die Drehung des ersten Kupplungselements zu verhindern, wobei das zweite Kupplungselement drehfest mit einem stationären Teil des Getriebes geerdet ist, wobei ein hydraulischer Kolben selektiv betätigt wird, um eine Vorspannkraft der Feder zu überwinden, sodass sich das zweite Kupplungselement in einer zweiten axialen Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung bewegt, um das zweite Kupplungselement vom ersten Kupplungselement auszurücken und den hydraulischen Kolben selektiv in einer Position zu arretieren, um das Ausrücken des zweiten Kupplungselements vom ersten Kupplungselement aufrechtzuerhalten.
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Gemäß einem Aspekt beinhaltet der Schritt des selektiven Verriegelns des Hydraulikkolbens das Verlängern eines Verriegelungsstiftes in einen Schlitz, der in der Oberfläche des Kolbens definiert ist.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet der Schritt des selektiven Betätigens des Hydraulikkolbens das Zuführen eines ausreichenden Hydraulikdrucks zum Hydraulikkolben, um die Vorspannkraft der Feder zu überwinden.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt des selektiven Zurückziehens des Verriegelungsstiftes vom Schlitz und der Entlastung des Hydraulikdrucks zum Hydraulikkolben, wodurch ermöglicht wird, dass die Feder das zweite Kupplungselement vorspannt, um mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff zu kommen.
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In noch einem weiteren Aspekt ist der Verriegelungsstift durch ein Ende eines Kolbens definiert, der mit einer Spule einer Magnetspule angeordnet ist, die in einem Gehäuse eingeschlossen und mit einem stationären Element verbunden ist. Der Schritt des Verlängerns eines Verriegelungsstiftes in einen Schlitz beinhaltet eine Vorspannfeder, die den Stößel drückt, sodass sich der Verriegelungsstift aus dem Gehäuse und in den Schlitz erstreckt. Der Schritt des Zurückziehens des Verriegelungsstiftes vom Schlitz beinhaltet das Bestromen der Magnetspule, um den Stößel in das Gehäuse zurückzuziehen, sodass der Verriegelungsstift aus dem Schlitz zurückgezogen wird.
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Figurenliste
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Die vorstehenden und weiteren werden aus der folgenden Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und leichter verständlich, in welchen:
- 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems ist, das eine Kupplung aufweist, die betätigbar ist, um das Drehmoment von einem Elektromotor zu dem Getriebe zu trennen;
- 2A eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Klauenkupplung in einer ausgerückten Position ist;
- 2B eine schematische Darstellung der Klauenkupplung von 2A in einer eingerückten Position ist;
- 3A eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Klauenkupplung in einer ausgerückten Position ist;
- 3B eine schematische Darstellung der Klauenkupplung von 3A in einer eingerückten Position ist;
- 4A eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Lamellenkupplung in einer ausgerückten Position ist; und
- 4B eine schematische Darstellung der Lamellenkupplung von 4A in einer eingerückten Position ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch. Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4, wobei gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Elementen in den Figuren entsprechen, sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 zum Antreiben eines Fahrzeugs (nicht dargestellt). Das Antriebssystem 10 beinhaltet einen Motor 12 zum Erzeugen eines Drehmomentausgangs und ein Getriebe 14 zum Übertragen der Drehmomentabgabe an die linke Halbwelle 16 und/oder rechte Halbwelle 18 des Fahrzeugs. Der Getriebezug 14 beinhaltet einen Planetenradsatz 19 und eine Kupplungsanordnung 20 zum selektiven Übertragen des durch den Motor 12 erzeugten Drehmoments auf das Differential 22, welches das Drehmoment auf die Halbwellen 16, 18 verteilt. Während der Motor 12 als ein Elektromotor 12 dargestellt ist, sollte man verstehen, dass der Motor 12 ein Verbrennungsmotor, eine Turbine oder eine andere Drehmoment erzeugende Vorrichtung sein kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während ein Einzelgeschwindigkeitsgetriebe 14 dargestellt ist, sollte auch verstanden werden, dass das Getriebe 14 ein manuelles oder ein automatisches Getriebe sein kann, wobei eine endliche Anzahl von Übersetzungsverhältnissen durch die Auswahl von Zahnradsätzen oder ein kontinuierliches variables Getriebe bereitgestellt wird, wobei kontinuierliche effektive Übersetzungsverhältnisse durch die Koordination von Riemenscheiben mit variablem Durchmesser bereitgestellt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Das durch den Motor 12 erzeugte Drehmoment wird durch eine Ausgangswelle 21 übertragen, die sich entlang einer Mittelachse A zum Planetenradsatz 19 im Getriebe 16 erstreckt. Die Kupplungsanordnung 20 hält selektiv ein reaktionäres Element des Planetenradsatzes 19 stationär, um die Übertragung von Drehmoment durch das Getriebe 14 zu ermöglichen.
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Der Planetenradsatz 19 beinhaltet mehrere Planetenräder 24, die zwischen einem Sonnenrad 26 und einem Hohlrad 28 ineinandergreifen. Die Vielzahl von Planetenrädern 24 wird von einem Planetenträger 29 getragen, der eine Nabe 30 definiert. Das Sonnenrad 26 ist koaxial kontinuierlich mit der Ausgangswelle 21 des Motors 12 verbunden und die Nabe 30 ist mit einem Verteilergetriebe 32 verbunden. Das Hohlrad 28 ist das reaktionäre Element, das durch die Kupplungsanordnung 20 selektiv stationär gehalten werden kann. Das Verteilergetriebe 32 kann mit zusätzlichen Drehmomentübertragungselementen oder Zahnradsätzen (nicht dargestellt) innerhalb des Getriebes 14 in Eingriff gebracht werden. Zur Vereinfachung der Darstellung und Offenbarung ist das Verteilergetriebe 32 kontinuierlich mit dem Differential 22 in Eingriff gebracht.
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Wenn das Hohlrad 28 des Planetenradsatzes 19 in einer stationären Position gehalten wird und der Motor 12 ein Drehmoment erzeugt, dreht die Ausgangswelle 21 das Sonnenrad 26, wodurch die Planetenräder 24 um das Sonnenrad 26 drehen, was zu einer Drehung des Planetenträgers 29 führt. Die Drehung des Planetenträgers 29 führt zu einer Drehung des Verteilergetriebes 32, das sich von der Nabe 30 des Planetenträgers 29 erstreckt. Wenn das Hohlrad 28 freigegeben wird und sich frei mit dem Sonnenrad 26 und den Planetenrädern 24 drehen kann, erfolgt keine Drehmomentabgabe vom Planetenradsatz 19, was dazu führt, dass sich das Getriebe14 in einem Leerlaufzustand befindet. Mit anderen Worten fließt das Drehmoment vom Motor 12 durch die Ausgangswelle 21, den Planetenradsatz 19 und schließlich zu den Antriebswellen 16, 18, wenn das reaktionäre Hohlrad 28 des Planetenradsatzes 19 in einer stationären, nicht drehenden Position gehalten wird. Wenn das reaktionäre Hohlrad 28 freigegeben wird und mit dem Sonnenrad 26 und den Planetenrädern 24 frei drehbar ist, wird kein Drehmoment durch den Planetenradsatz 19 übertragen.
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Die Kupplungsanordnung 20 beinhaltet eine hydraulisch betätigte Kupplung 34 und eine Verriegelungsvorrichtung 36. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die hydraulisch betätigte Kupplung 34, die in 2 dargestellt ist, eine Klauenkupplung 34 mit einem drehbaren ersten Kupplungselement 38, das mit dem reaktionären Hohlrad 28 verbunden ist, und ein nicht drehbares zweites Kupplungselement 40, das mit einer stationären Komponente des Getriebes14 verbunden ist. 2A veranschaulicht die Klauenkupplung 34 in einem ausgerückten Zustand, in dem das zweite Kupplungselement 40 vom ersten Kupplungselement 38 gelöst ist, wodurch es dem reaktionären Hohlrad 28 ermöglicht wird, sich frei zu drehen. 2B veranschaulicht die Klauenkupplung 34 in einem eingerückten Zustand, wobei das zweite Kupplungselement 40 mit dem ersten Kupplungselement 38 eingerückt ist, wodurch die Drehung des ersten Kupplungselements 38 verhindert wird, was dazu führt, dass das reaktionäre Hohlrad 28 stationär gehalten wird.
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Das erste Kupplungselement 38 ist um eine Mittelachse B drehbar und beinhaltet ein Befestigungsende, das mit dem reaktionären Hohlrad 28 des Planetenradsatzes 19 verbunden ist. Das zweite Kupplungselement 40 beinhaltet ein Befestigungsende, das verschiebbar mit einer Kerbverzahnung 46 in Eingriff steht, die mit einer stationären Komponente des Getriebes 48, wie beispielsweise dem Getriebegehäuse 48, fest verbunden oder geerdet ist. Das zweite Kupplungselement 40 ist nicht drehbar; jedoch ist das zweite Kupplungselement 40 in einer ersten axialen Richtung auf der Kerbverzahnung 46 verschiebbar beweglich, um mit dem ersten Kupplungselement 38 einzurücken und in einer zweiten axialen Richtung, um vom ersten Kupplungselement 38 auszurücken. Wenn beide Elemente eingerückt sind, verhindert das nicht drehbare zweite Kupplungselement 40, dass sich das erste Kupplungselement 38 um die zentrale Achse B dreht.
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Das erste Kupplungselement 38 beinhaltet ein Eingriffsende 50, das ein erstes Hohlrad 50 mit einer Vielzahl von Kronen 50A und Aussparungen 50B zwischen den Kronen definiert. Das zweite Kupplungselement 40 beinhaltet ein Eingriffsende 52, das ein zweites Mitnehmerrad 52 mit einer Vielzahl von Kronen 52A und Aussparungen 52B definiert, die komplementär zu den Kronen 50A und Aussparungen 50B des ersten Hohlrades 50 sind. Die ersten und zweiten Mitnehmerräder 50, 52 sind so konfiguriert, dass das erste Hakenrad 50 beim Eingriff auf das zweite Hohlrad 52 einrastet, wodurch das erste Kupplungselement 38 fest mit dem zweiten Kupplungselement 40 verbunden wird.
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Die Klauenkupplung beinhaltet mindestens eine Feder 54 mit einem ersten Ende 54A in Kontakt mit dem zweiten Kupplungselement 40 und einem zweiten Ende 54B in Kontakt mit einer stationären Komponente des Getriebes 14. Die Feder 54 spannt das zweite Kupplungselement 40 in der ersten axialen Richtung kontinuierlich vor, um das erste Kupplungselement 38 einzurücken. Ein hydraulisch betätigter Kolben ist vorgesehen, um das zweite Kupplungselement 40 selektiv in der zweiten axialen Richtung zu bewegen, um vom ersten Kupplungselement 38 auszurücken, wenn dem Hydraulikkolben genügend Hydraulikdruck zugeführt wird, um die Vorspannkraft der Feder 54 zu überwinden. Der Hydraulikdruck kann verringert oder beseitigt werden, um zu ermöglichen, dass die Vorspannkraft der Feder 54 das zweite Kupplungselement 40 drückt, um das erste Kupplungselement 38 einzurücken.
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Der Hydraulikdruck kann durch eine 12V-Hydraulikfluidpumpe 58 bereitgestellt werden, welche durch die Batterie oder den Generator des Fahrzeugs (nicht dargestellt) angetrieben wird, indem Hydraulikflüssigkeit von einem fahrzeugseitigen Behälter 60 in den Hydraulikkolben gepumpt wird. Bei einem Stromausfall oder einem Pumpenausfall versagt die Klauenkupplung 34 in der eingerückten Position (dargestellt in 2B) durch den Verlust des Hydraulikdrucks. Dies kann während hohen Spinbedingungen zu Beschädigungen des Getriebes 14 führen. Um zu verhindern, dass die Kupplung in die Einrückposition zurückkehrt und eine mögliche Beschädigung des Antriebsstrangs bei einem Verlust des Hydraulikdrucks verursacht, ist die Verriegelungsvorrichtung 36 in der Kupplungsanordnung 20 vorgesehen, um den hydraulisch betätigten Kolben in einer vorbestimmten Position zu halten.
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Eine Außenfläche 62 des Hydraulikkolbens definiert eine Aussparung 64 oder einen Schlitz 64. Wenn der Kolben das zweite Kupplungselement 40 axial vom ersten Kupplungselement 38 beabstandet hat, wird ein Verriegelungsstift 66 in den Schlitz 64 eingeführt, wodurch der Hydraulikkolben in Position gebracht wird. Der Verriegelungsstift 66 erstreckt sich von der elektrisch betriebenen Verriegelungsvorrichtung 36, die mit einer stationären Komponente des Getriebes 14, wie beispielsweise dem Getriebegehäuse 48, verbunden ist. Die Verriegelungsvorrichtung 36 beinhaltet ein Gehäuse mit einer Magnetspule 70 und einen metallischen Stößel 72, der innerhalb einer Magnetspule 70 angeordnet ist. Der metallische Stößel 72 weist ein Ende auf, das den Verriegelungsstift 66 definiert. Der metallische Stößel 72 ist in einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen Position in Bezug auf das Gehäuse axial verschiebbar. Ein Vorspannelement 74 ist im Gehäuse angeordnet, um den metallischen Stößel 72 in einer ausgefahrenen Position zu drücken, sodass der Stift 66 aus dem Verriegelungsvorrichtungsgehäuse herausragt.
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Ein elektrischer Strom kann durch die Magnetspule 70 gesendet werden, wodurch die Spule bestromt wird, um eine magnetische Kraft zum Zurückziehen des metallischen Stößel 72 in das Gehäuse zu induzieren, um die Vorspannkraft des Feder- oder Vorspannelements 74 zu überwinden. Sobald der Stößel 72 in das Gehäuse zurückgezogen ist, ist der Hydraulikkolben frei, um sich axial zu bewegen, wobei er jedoch dem Ausgleich von Kräften zwischen dem Hydraulikdruck, der gegen den Kolben und das Vorspannelement 74 wirkt, unterworfen ist. In der entriegelten Position, wie in 2B dargestellt, kann der Verriegelungsstößel 72 ferner in das Gehäuse zurückgezogen werden, sodass der Stößel 72 nicht auf die Oberfläche 62 des Hydraulikkolbens schleift, wenn sich der Hydraulikkolben wieder in Position bewegt.
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3 stellt eine alternative Ausführungsform der Klauenkupplung von 2 dar. 3A stellt die Klauenkupplung 134 in einem nicht eingerückten Zustand dar, in dem das zweite Kupplungselement 140 axial vom ersten Kupplungselement 138 beabstandet ist; wodurch das Hohlrad 28 frei drehen kann und kein Drehmoment vom Planetenradsatz 19 ausgegeben wird. 3B stellt die Klauenkupplung 134 in einem eingerückten Zustand dar; wodurch das Hohlrad 28 stationär gehalten wird und das Drehmoment vom Motor 12 durch das Differential 22 fließen kann.
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Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform verspannt die Feder 154 der Kupplung 234 von 3 kontinuierlich das zweite Kupplungselement 140 in der zweiten axialen Richtung, um das zweite Kupplungselement 140 vom ersten Kupplungselement 138 auszurücken. Der hydraulisch betätigte Kolben 156 ist vorgesehen, um das zweite Kupplungselement 140 selektiv in der zweiten axialen Richtung zu bewegen, um das erste Kupplungselement 138 einzurücken, wenn dem Hydraulikkolben 156 genügend Hydraulikdruck zugeführt wird, um die Vorspannkraft der Feder 154 zu überwinden. Der Hydraulikdruck kann verringert oder beseitigt werden, um zu ermöglichen, dass die Vorspannkraft der Feder 154 das zweite Kupplungselement 140 drückt, um das erste Kupplungselement 138 auszurücken.
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Unter Bezugnahme auf 3B wird, wenn der Kolben 156 das zweite Kupplungselement 140 axial bewegt hat, um das erste Kupplungselement 138 einzurücken, der selektiv zurückziehbare Verriegelungsstift 66 der Verriegelungsvorrichtung 36 von 2 in den Schlitz 164 eingeführt, wodurch der Hydraulikkolben 156 n Position gebracht wird.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die in 4 dargestellte hydraulisch betätigte Kupplung 34 als eine Mehrscheibenkupplung 234 mit einem drehbaren ersten Kupplungselement 238 dargestellt, welches mit dem Hohlrad 28 der Planetengetriebeanordnung verbunden ist, und ein nicht drehbares zweites Kupplungselement 240, das mit dem Getriebegehäuse 48 verbunden ist. Ein erster Satz von Kupplungslamellen 280 erstreckt sich vom ersten Kupplungselement 38 und der zweite Satz von Kupplungslamellen 282 erstreckt sich vom zweiten Kupplungselement 240. Lamellen vom ersten Satz von Lamellen 280 sind axial zwischen Lamellen vom zweiten Satz von Lamellen 282 durchsetzt. Die Vorspannfeder 254 drückt die zweiten Kupplungslamellen 282 in der ersten axialen Richtung gegen die ersten Kupplungslamellen 280; wodurch das zweite Kupplungselement 240 mit dem ersten Kupplungselement 238 fixiert und die Drehung des ersten Kupplungselements 238 verhindert wird. Der Kolben 256 bewegt die zweiten Kupplungslamellen selektiv in der zweiten axialen Richtung, wodurch die Vorspannkraft der Feder 254 derart überwunden wird, dass die zweiten Lamellen 282 von den ersten Kupplungslamellen 280 ausgerückt und die Drehung des ersten Kupplungselements 238 ermöglicht wird.
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Ähnlich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform wird, wenn der Kolben 256 das zweite Kupplungselement 240 axial vom ersten Kupplungselement 38 weg bewegt hat, ein selektiver Verriegelungsstift 66 der in 2 dargestellten Verriegelungsvorrichtung in den Schlitz 264 eingeführt, wodurch der Hydraulikkolben 256 in Position verriegelt wird.
