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HINTERGRUND
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Auf dem Gebiet der Fahrzeugtriebstrangkomponenten ist ein Verteilergetriebe eine Vorrichtung, die Antriebsleistung zu mehr als einer angetriebenen Achse des Fahrzeugs verteilt. Ein typisches Verteilergetriebe empfängt Antriebsleistung von dem Getriebe des Fahrzeugs und überträgt diese Leistung auf eine primäre Ausgangswelle, die beispielsweise während des Betriebs des Fahrzeugs in einem Zweiradantriebsmodus fortwährend angetrieben wird, und eine sekundäre Ausgangswelle, die unter Verwendung einer Kupplung beispielsweise während des Betriebs des Fahrzeugs in einem Vierradantriebsmodus selektiv angetrieben wird. Darüber hinaus stellen Zweigang-Verteilergetriebe eine Ganguntersetzung bereit, um einen Betrieb in einem Hochbereich, bei dem es sich in der Regel um ein Antriebsverhältnis von 1:1 handelt, oder einem Niedrigbereich, wie z. B. einem Antriebsverhältnis von 2:1, zu gestatten.
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Die Bereitstellung eines Verteilergetriebes, das zusätzlich die primäre Ausgangswelle formschlüssig mit der sekundären Ausgangswelle zur Übertragung von Drehmoment dazwischen koppelt, wäre vorteilhaft.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verteilergetriebe eine primäre Ausgangswelle und eine sekundäre Ausgangswelle, die mit einem sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus zur Übertragung von Drehmoment zwischen der primären Ausgangswelle und der sekundären Ausgangswelle selektiv mit der primären Ausgangswelle koppelbar ist. Der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst eine Plattenkupplung und eine Verriegelungshülse. Die Plattenkupplung umfasst ein Gehäuse, mehrere verschachtelte Platten und eine Betätigungsplatte. Das Gehäuse ist mit der sekundären Ausgangswelle zur Drehung damit gekoppelt. Die verschachtelten Platten sind abwechselnd mit der primären Ausgangswelle und dem Kupplungsgehäuse zur Drehung damit gekoppelt. Die Betätigungsplatte ist mit der primären Ausgangswelle zur Drehung damit gekoppelt und ist dazu konfiguriert, die verschachtelten Platten zur selektiven Herstellung einer Reibungskopplung zwischen der primären Ausgangswelle und der sekundären Ausgangswelle zusammenzudrücken. Die Verriegelungshülse ist nicht selektiv mit dem Gehäuse oder der Betätigungsplatte zur Drehung damit gekoppelt und ist zur selektiven Kopplung mit der jeweils anderen Komponente – dem Gehäuse oder der Betätigungsplatte – zur Herstellung einer formschlüssigen Kopplung zwischen der primären Ausgangswelle und der sekundären Ausgangswelle konfiguriert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Beschreibung bezieht sich hier auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg auf gleiche Teile beziehen; darin zeigen:
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1 eine Draufsichtsdarstellung, die einen Triebstrang, der ein Verteilergetriebe umfasst, zeigt.
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2 ist eine Querschnittsdarstellung, die ein Verteilergetriebe mit einem herkömmlichen Betätigungssystem zeigt.
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3 ist eine Querschnittsdarstellung, die ein Verteilergetriebe mit einem Betätigungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
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4 ist eine perspektivische Ansicht des Betätigungssystems von hinten.
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5 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Betätigungssystems.
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6A ist eine Querschnittsteilansicht eines Verteilergetriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform, das in einer ersten Konfiguration gezeigt wird.
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6B ist eine Querschnittsteilansicht des Verteilergetriebes von 6A, das in einer zweiten Konfiguration gezeigt wird.
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6C ist eine perspektivische Teilansicht des Verteilergetriebes in der in 6B gezeigten Konfiguration.
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7A ist eine Querschnittsansicht eines Verteilergetriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform, das in einer ersten Konfiguration gezeigt wird.
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7B ist eine Querschnittsansicht des Verteilergetriebes von 7A, das in einer zweiten Konfiguration gezeigt wird.
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7C ist eine perspektivische Teilansicht des Verteilergetriebes in der in 7B gezeigten Konfiguration.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 ist eine Draufsichtsdarstellung, die einen Triebstrang 100 für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb zeigt. Der Triebstrang 100 umfasst eine Kraftmaschine 110, die mit einem Getriebe 112 gekoppelt ist. Die Kraftmaschine 110 ist die primäre Antriebsquelle des Triebstrangs 100 und kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ein Elektromotor/Generator oder eine Kombination aus den beiden sein. Andere Arten von primären Antriebsquellen können als die Kraftmaschine 110 zur Zuführung von Antriebsleistung (z. B. über eine rotierende Ausgangswelle) zu dem Getriebe 112 verwendet werden. Das Getriebe 112 umfasst Komponenten, die dahingehend betrieben werden können, die Drehzahl und das Drehmoment der durch die Kraftmaschine 110 bereitgestellten Antriebsleistung umzuwandeln, wie z. B. durch einen Zahnradsatz, der mehrere Gangstufen bereitstellt. Beispielsweise kann das Getriebe 112 ein Handschaltgetriebe, ein Automatikgetriebe, ein Halbautomatikgetriebe, ein stufenloses Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein.
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Das Getriebe 112 führt einem Verteilergetriebe 120 Antriebsleistung zu. Das Verteilergetriebe 120 ist dahingehend betreibbar, Antriebsleistung zu einer hinteren Antriebswelle 130 und einer vorderen Antriebswelle 140 zu verteilen. Das Verteilergetriebe 120 kann bei einigen Implementierungen Komponenten umfassen, die gestatten, dass das Verteilergetriebe 120 einen Moduswechsel zwischen zwei oder mehr verschiedenen Modi durchführt. Beispielsweise kann das Verteilergetriebe 120 Betrieb in einem Heckantriebs- oder Zweiradantriebsmodus, bei dem lediglich die hintere Antriebswelle 130 Antriebsleistung empfängt und die vordere Antriebswelle 140 nicht, und einem Vierradantriebsmodus, bei dem die hintere Antriebswelle 130 und die vordere Antriebswelle 140 beide Antriebsleistung empfangen, gestatten. In diesem Beispiel ist die hintere Antriebswelle 130 die primäre Antriebswelle und die vordere Antriebswelle 140 ist die sekundäre Antriebswelle. Bei anderen Implementierungen ist die vordere Antriebswelle 140 die primäre Antriebswelle und die hintere Antriebswelle 130 ist die sekundäre Antriebswelle, wobei das Verteilergetriebe 120 einen Moduswechsel zwischen einem Frontantriebsmodus und einem Vierradantriebsmodus durchführt. Bei anderen Implementierungen umfasst das Verteilergetriebe 120 keine Komponenten, die einen Moduswechsel gestatten, und das Verteilergetriebe 120 führt sowohl der hinteren Antriebswelle 130 als auch der vorderen Antriebswelle 140 durchgängig Antriebsleistung zu.
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Das Verteilergetriebe 120 kann einen Bereichswechsel gestatten, der selektiv eine Ganguntersetzung der Rotationsausgabe des Verteilergetriebes 120 bereitstellt. Beispielsweise kann das Verteilergetriebe 120 Komponenten zum Betrieb in einem Hochbereich, wie z. B. einem Antriebsverhältnis von 1:1, oder einem Niedrigbereich, wie z. B. einem Antriebsverhältnis von 2:1, umfassen. Der Bereichswechsel wechselt den Betrieb des Verteilergetriebes 120 zwischen dem Niedrigbereich und dem Hochbereich durch selektives Koppeln und Entkoppeln eines Ganguntersetzungsmechanismus des Verteilergetriebes 120.
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Der Betrieb des Verteilergetriebes 120 kann durch eine Steuerung, wie z. B. ein ECU, 122 reguliert werden, die bzw. das Komponenten des Verteilergetriebes 120 Signale zum Bewirken des Moduswechsels und/oder des Bereichswechsels zuführt. Bei anderen Implementierungen kann der Moduswechsel und/oder der Bereichswechsel mechanisch ausgelöst werden, wie z. B. durch einen fahrerbetätigten Hebel, der mit einer Komponente des Verteilergetriebes 120 mechanisch verbunden ist.
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Die hintere Antriebswelle 130 führt einer Hinterachse 150 über ein Hinterachs-Differenzial 152 Antriebsleistung zu. Die Hinterachse 150 kann beispielsweise eine Starrachse oder ein Paar unabhängiger Halbachsen sein. Die Hinterachse 150 führt einem Paar Hinterräder 154, die mit Reifen ausgestattet sind, Antriebsleistung zu. Die vordere Antriebswelle 140 führt einer Vorderachse 160 über ein Vorderachs-Differenzial 162 Antriebsleistung zu. Die Vorderachse 160 kann auch beispielsweise eine Starrachse oder ein Paar unabhängiger Halbachsen sein. Die Vorderachse 160 führt einem Paar Vorderräder 164, die mit Reifen ausgestattet sind, Antriebsleistung zu.
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Wie in 2 gezeigt wird, umfasst das Verteilergetriebe 200 allgemein ein Ganguntersetzungssystem oder einen Ganguntersetzungsmechanismus 210 und ein sekundäres Drehmomentübertragungssystem oder einen sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus. Das Ganguntersetzungssystem 210 ist zur selektiven Übertragung von Drehmoment mit verschiedenen Antriebsverhältnissen von einer Eingangswelle 204 auf eine primäre Ausgangswelle 206 konfiguriert und durch einen Untersetzungsbetätigungsmechanismus betreibbar. Das sekundäre Drehmomentübertragungssystem ist zur selektiven Übertragung von Drehmoment zwischen der primären Ausgangswelle 206 (z. B. der hinteren Ausgangswelle oder Antriebswelle 130) und einer sekundären Ausgangswelle 208 (z. B. der vorderen Ausgangswelle oder Antriebswelle 140) konfiguriert und ist durch einen Drehmomentübertragungsbetätigungsmechanismus betreibbar. In der folgenden Erörterung dient Richtungsterminologie (z. B. Front-, vordere/r/s, Rück-, hintere/r/s usw.), obgleich sie sich auf eine Ausrichtung bezieht, in der das Verteilergetriebe 200 in einem Fahrzeug installiert sein kann (z. B. ist in den in 2 und 3 gezeigten Querschnitten die linke Seite die Front des Verteilergetriebes 200, während die rechte Seite die Rückseite des Verteilergetriebes 200 ist), lediglich Bezugszwecken, da andere Befestigungsausrichtungen des Verteilergetriebes 200 und anderer Verteilergetriebe, die im Folgenden erörtert werden, möglich sind.
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Das Verteilergetriebe 200 umfasst ein Gehäuse 202 und rotierende Komponenten, darunter die Eingangswelle 204, die primäre Ausgangswelle 206 und die sekundäre Ausgangswelle 208, die sich jeweils aus dem Gehäuse 202 heraus erstrecken. Die Eingangswelle 204 und die primäre Ausgangswelle 206 erstrecken sich entlang einer ersten Achse 207. Die sekundäre Ausgangswelle 208 erstreckt sich entlang einer zweiten Achse 209, die in diesem Beispiel parallel zur ersten Achse 207 verläuft. Zusammen bilden die Eingangswelle 204, die primäre Ausgangswelle 206 und die sekundäre Ausgangswelle 208 eine Leistungsübertragungsanordnung.
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Die Eingangswelle 204 ist zumindest teilweise hohl, und die primäre Ausgangswelle 206 erstreckt sich in das hohle Innere der Eingangswelle 204. Die Eingangswelle 204 kann entweder direkt oder über einen Ganguntersetzungsmechanismus 210 mit der primären Ausgangswelle 206 verbunden sein. Der Ganguntersetzungsmechanismus 210 kann ein Ravigneaux-Planetenradsatz sein, der ein Sonnenrad 212, das auf der Eingangswelle 204 ausgebildet ist, mehrere Planetenräder 214 und ein Hohlrad 216, das an dem Gehäuse 202 fixiert ist, umfasst. Ein Planetenträger 218 ist auf der Eingangswelle 204 angeordnet und kann sich um die Eingangswelle 204 drehen. Die Planetenräder 214 sind auf Flanschwellen 220 angeordnet, die mit dem Planetenträger 218 verbunden sind. Die Planetenräder 214 kämmen mit dem Sonnenrad 212 und dem Hohlrad 216.
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Ein Klauenkupplungsmechanismus mit einer Ganguntersetzungsnabe 222 (z. B. Klauenkupplung, Kopplung, Ring) wird zum Einrücken und Ausrücken des Ganguntersetzungsmechanismus 210 verwendet. In einer ersten Position wird die Ganguntersetzungsnabe 222 axial nach vorne (d.h. parallel zur primären Ausgangswelle 206) zum direkten Eingriff mit der Eingangswelle 204 und der primären Ausgangswelle 206 positioniert, wodurch ein Antriebsverhältnis von 1:1 hergestellt wird, und verwendet nicht den Ganguntersetzungsmechanismus 210. In einer zweiten Position der Ganguntersetzungsnabe 222 (nicht gezeigt) wird die Ganguntersetzungsnabe 222 von der Eingangswelle 204 weg axial nach hinten verlagert und nimmt stattdessen den Planetenträger 218 und die primäre Ausgangswelle 206 in Eingriff. Antriebsleistung wird somit durch den Ganguntersetzungsmechanismus 210 geleitet, wobei sich der Planetenträger 218 langsamer als die Eingangswelle 204 dreht, um ein Antriebsverhältnis, wie z. B. 2:1, herzustellen.
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Der Untersetzungsbetätigungsmechanismus bewegt die Ganguntersetzungsnabe 222 zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Position. Insbesondere wird die Ganguntersetzungsnabe 222 durch eine erste Schaltgabel 224 bewegt, die sich axial entlang einer Schaltwelle 226 vor und zurück bewegt. Ein erster Nockenstößel 228 ist an der ersten Schaltgabel 224 ausgebildet. Der erste Nockenstößel 228 ist in einer ersten Nut 230 angeordnet, die auf einer Außenfläche eines Trommelnockens 232 ausgebildet ist. Der Trommelnocken 232 ist auf einer drehbaren Welle 234 angeordnet, die durch einen Elektromotor 236 als Reaktion auf Steuersignale von einer Steuerung, wie z. B. dem ECU, 122 von 1 gedreht wird.
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Der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus ist zur Übertragung von Drehmoment von der primären Ausgangswelle 206 auf die sekundäre Ausgangswelle 208 konfiguriert. Ein erstes Kettenrad 250 (z. B. rotierendes Glied) ist auf der primären Ausgangswelle 206 angeordnet und mit der primären Ausgangswelle 206 durch eine Plattenkupplung 252 verbunden. Das zweite Kettenrad 254 ist auf der sekundären Ausgangswelle 208 angeordnet und ist durch beispielsweise Keilverzahnungen (nicht gezeigt) damit zur gemeinsamen Drehung verbunden. Das erste Kettenrad 250 und das zweite Kettenrad 254 sind durch eine Kette 256 miteinander verbunden, so dass die sekundäre Ausgangswelle 208 durch die primäre Ausgangswelle 206 über das erste Kettenrad 250, die Kette 256 und das zweite Kettenrad 254 angetrieben wird, wenn die Kupplung 252 eingerückt ist.
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Die Plattenkupplung 252 umfasst allgemein ein Gehäuse 252a (z. B. eine Trommel), mehrere verschachtelte Platten 252b, eine Druck- oder Betätigungsplatte 252c und einen Aktuator 258. Das Gehäuse 252a umfasst allgemein eine radiale Basis, durch die sich die primäre Ausgangswelle 206 erstreckt, und einen konzentrischen oder ringförmigen Flansch, der sich axial von einer äußeren Peripherie der Basis weg zur Bildung des Gehäuses 252a, das allgemein zylinderförmig ist und in dem die verschachtelten Platten 252b positioniert sind, erstreckt. Die Basis des Gehäuses 252a ist fest mit dem ersten Kettenrad 250 zur Bewirkung einer Drehung davon gekoppelt, während die Betätigungsplatte 252c mit der primären Ausgangswelle 206 (z. B. durch eine Keilverzahnungsverbindung) dahingehend gekoppelt ist, sich mit dieser zu drehen und daran zu gleiten. Die verschachtelten Platten 252b sind abwechselnd mit der primären Ausgangswelle 206 und einer inneren Peripherie des Gehäuses 252a in Eingriff (z. B. keilverzahnt). Der Aktuator 258 ist dazu konfiguriert, auf die Betätigungsplatte 252c zu drücken, um die verschachtelten Platten 252b zwischen der Betätigungsplatte 252c und der Basis des Gehäuses 252a zusammenzudrücken, um die Reibung dazwischen zu erhöhen und Drehmoment zwischen den mit der primären Ausgangswelle 206 keilverzahnten verschachtelten Platten 252b und den mit dem Gehäuse 252a keilverzahnten verschachtelten Platten 252b zu übertragen. Auf diese Weise kann Drehmoment selektiv von der primären Ausgangswelle 206 auf das erste Kettenrad 250 und letztlich die sekundäre Ausgangswelle 208 übertragen werden.
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3 ist eine Querschnittsdarstellung, die das Verteilergetriebe 300 zeigt, während 4–5 ein Betätigungssystem 361 des Verteilergetriebes 300 einzeln darstellen. Das Verteilergetriebe 300 umfasst allgemein einen Ganguntersetzungsmechanismus 310 und einen sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 351, die ähnliche Komponenten (nicht alle werden in der Querschnittsansicht von 3 gezeigt oder gekennzeichnet) und Funktionalität des Ganguntersetzungsmechanismus 210 und des sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus, die zuvor erörtert wurden, zusammen mit einem Betätigungssystem 361 (z. B. Aktuator oder Aktuatormechanismus), der dahingehend wirkt, sowohl den Ganguntersetzungsmechanismus 310 als auch den sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 351 zu betätigen, umfassen. Komponenten und Anordnungen des Verteilergetriebes 300, die allgemein dieselbe und/oder eine ähnliche Funktion wie jene des Verteilergetriebes 200 aufweisen, werden über verschiedene Ausführungsformen hinweg allgemein mit gemeinsamen Bezeichnungen und Nummerierungen plus 100 (z. B. Ganguntersetzungsmechanismus 210 und Ganguntersetzungsmechanismus 310) beschrieben.
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Im Vergleich zum Verteilergetriebe 200 sind die Ausrichtung der Plattenkupplung 352 und des Kettenrads 350 des sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 351 von vorn nach hinten umgekehrt, wobei die Betätigungsplatte 352c der Plattenkupplung 352 nach vorne weist und die Plattenkupplung 352 selbst vor dem Kettenrad 350 angeordnet ist. Das Betätigungssystem 361 ist allgemein axial zwischen dem Ganguntersetzungsmechanismus 310 und der Plattenkupplung 352 positioniert. Das Betätigungssystem 361 nimmt zum Betrieb des Ganguntersetzungsmechanismus 310 die Untersetzungsnabe 322 in Eingriff und ist ferner dazu konfiguriert, zum Betrieb des sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 351 die Betätigungsplatte 352c der Plattenkupplung 352 in Eingriff zu nehmen.
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Wie in 4–5 gezeigt wird, umfasst das Betätigungssystem 361 allgemein eine Aktuatorbasis 362, einen Motor 364 mit Untersetzungszahnrädern 366, einen sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 (z. B. Plattenkupplungsaktuator, ersten Aktuatormechanismus), einen Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 (z. B. Klauenkupplungsaktuator, zweiten Aktuatormechanismus) und eine Antriebszahnradanordnung 390 (z. B. Antriebsanordnung). Allgemein dreht der Motor 364 über die Untersetzungszahnräder 366 die Antriebszahnradanordnung 390, die wiederum einen sequenziellen (d.h. seriellen, Stufen-)Betrieb des Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 und des Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 bewirkt, wobei jede Drehstufe allgemein einem der Aktuatormechanismen 370, 380 zugeordnet ist. Beispielsweise ist eine erste Stufe dem Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 zugeordnet. Bei der ersten Stufe (z. B. erster oder Ausgangsbewegungs- oder -rotationsbereich; erste positive Stufe und erste negative Stufe) wird die Antriebszahnradanordnung 390 durch den Motor 364 über die Untersetzungszahnräder 366 dahingehend gedreht (z. B. +/–30–50 Grad vom Mittelpunkt, wie z. B. 35 Grad), den Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 zu betreiben, der die Ganguntersetzungsnabe 322 (z. B. Kopplung) in die erste Position (z. B. Hochbereich bei +35 Grad) oder die zweite Position (z. B. Niedrigbereich bei –35 Grad) bewegt. Bei einer zweiten Stufe (z. B. zweiter, fortführender oder nachfolgender Bewegungs- oder Rotationsbereich von Enden der ersten Stufe; zweite positive Stufe und zweite negative Stufe) wird die Antriebszahnradanordnung 390 durch den Motor 364 weiter dahingehend gedreht (z. B. +/– zusätzliche 10–30 Grad, wie z. B. 25 Grad, d.h. +35 Grad bis +60 Grad und –35 Grad bis –60 Grad), den zweiten Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 zu betreiben, der Druck auf die Kupplungsbetätigungsplatte 352c zum Zusammendrücken der verschachtelten Platten 352b in dem Kupplungsgehäuse 352a ausübt. Wie im Folgenden ausführlicher erörtert wird, umfassen der Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 und der Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 jeweils Nockenmechanismen, die Vorschub- und/oder Rückzugbewegungsbereiche und/oder Erhebungsbereiche umfassen, die in Verbindung mit der Antriebszahnradanordnung 390 für den Stufenbetrieb vorgesehen sind.
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Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen können die verschiedenen Stufen des Betriebs des Aktuatorsystems 361 anders konfiguriert sein, beispielsweise mit anderen Bewegungsbereichen in der ersten und/oder der zweiten Stufe (d.h. größer oder geringer), anderen bidirektionalen Bereichen für jede Bewegungsrichtung innerhalb einer gegebenen Stufe (z. B. +35 Grad in der ersten positiven Stufe und –25 Grad in der ersten negativen Stufe), überlappenden Bewegungsbereichen zwischen Stufen (z. B. +/–35 Grad in der ersten Stufe und +30 bis +60 und –30 bis –60 in der zweiten positiven und der zweiten negativen Stufe), mit Lücken zwischen den Bewegungsbereichen (z. B. +/–30 Grad in der ersten Stufe und +35 bis +60 und –35 bis –60 in der zweiten positiven und der zweiten negativen Stufe), mit zusätzlichen Stufen (z. B. zum Betreiben anderer Aktuatormechanismen) und/oder mit unidirektionalen Stufen, die einem oder mehreren der Aktuatormechanismen zugeordnet sind (z. B. Drehung in nur eine Richtung bewirkt einen Betrieb des Aktuatormechanismus).
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Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Aktuatorbasis 362 ein allgemein starres stationäres Glied, das das Aktuatorsystem 361 (z. B. Aktuatorsystem oder -mechanismus) fest mit dem Gehäuse 302 des Verteilergetriebes 300 koppelt. Die Aktuatorbasis 362 umfasst allgemein einen Basisabschnitt 362a (z. B. einen vorderen oder radial äußeren Abschnitt), der in der Nähe des Ganguntersetzungsmechanismus 310 beispielsweise mit einer Druckscheibe, einer Presspassung und/oder anderen Befestigungsmitteln mit dem Gehäuse 302 des Verteilergetriebes 300 gekoppelt ist. Die Aktuatorbasis 362 umfasst des Weiteren einen allgemein zylinderförmigen Körper oder Körperabschnitt 362b (z. B. einen radial inneren oder ringförmigen Abschnitt oder Schaft), der sich von dem Aktuatorbasisabschnitt 362a weg zu der Plattenkupplung 352 axial nach hinten erstreckt. Die Aktuatorbasis 362 umfasst eine mittlere Bohrung (nicht gekennzeichnet), durch die sich die primäre Ausgangswelle 306 erstreckt. Andere Komponenten des Betätigungssystems 361 sind fest oder beweglich mit dem Körperabschnitt 362b gekoppelt, wie im Folgenden erörtert wird.
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Wie aus 3–5 ersichtlich ist, ist der Motor 364 dazu konfiguriert, durch die Untersetzungszahnräder 366 die Antriebszahnradanordnung 390 um die Aktuatorbasis 362 zu drehen, die wiederum bewirkt, dass der sekundäre Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 die Plattenkupplung 352 betätigt und bewirkt, dass der Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 die Ganguntersetzungsnabe 322 bewegt. Der Motor 364 ist mit dem Gehäuse 302 fest gekoppelt, und die Untersetzungszahnräder 366 sind mit dem Gehäuse 302 an Positionen radial außerhalb der primären Ausgangswelle 306 drehbar gekoppelt.
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Der Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 wirkt als ein zylinderförmiger oder Trommelnockenmechanismus, der die Ganguntersetzungsnabe 322 während der ersten Stufe (z. B. anfängliche Rotation der Antriebszahnradanordnung 390 von einem Mittelpunkt) zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt. Der Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 umfasst eine Schaltgabel 382 und eine Trommel 384 (z. B. Schaltnocken). Die Trommel 384 ist dazu konfiguriert, bei Drehung die Schaltgabel 382 in dem Verteilergetriebe 300 axial nach vorne und nach hinten zu verschieben, um die Ganguntersetzungsnabe 322 zwischen der ersten oder Vorwärtsposition (d.h. bei der die Ganguntersetzungsnabe 322 die Eingangswelle 304 direkt mit der primären Ausgangswelle 306 koppelt; wodurch der Hochbereich hergestellt wird) und der zweiten oder Rückwärtsposition (d.h. bei der die Ganguntersetzungsnabe 322 die Eingangswelle 304 und die primäre Ausgangswelle 306 durch den Ganguntersetzungsmechanismus 310 koppelt; wodurch der Niedrigbereich hergestellt wird) zu bewegen.
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Die Schaltgabel 382 ist ein allgemein bogenförmiges Glied, das im Wesentlichen in der mittleren Bohrung des Körperabschnitts 362b der Aktuatorbasis 362 und radial außerhalb der primären Ausgangswelle 306 positioniert ist. Die Schaltgabel 382 ist allgemein halbkreisförmig und umfasst einen inneren Flansch 382a, der sich von einer inneren Umfangsfläche der Schaltgabel 382 radial nach innen erstreckt. Der innere Flansch 382a ist zwischen sich radial nach außen erstreckenden Umfangsflanschen der Ganguntersetzungsnabe 322 positioniert und steht mit diesen in Eingriff, so dass eine axiale Bewegung der Schaltgabel 382 die Ganguntersetzungsnabe 322 axial zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt.
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Die Schaltgabel 382 umfasst des Weiteren zwei als Rollen konfigurierte Stößel 382b, die sich jeweils zum Eingriff durch die Trommel 384 (im Folgenden erörtert) von der äußeren Umfangsfläche der Schaltgabel 382 durch einen axial verlaufenden Schlitz (nicht gezeigt) in dem Körperabschnitt 362b der Aktuatorbasis 362 radial nach außen erstrecken. Der axial verlaufende Schlitz des Körperabschnitts 362b der Aktuatorbasis 362 hält die Schaltgabel 382 in einer konstanten Drehposition bezüglich der Aktuatorbasis 362, während eine axiale translatorische Bewegung der Schaltgabel 382 gestattet wird. Die beiden Stößel 382b sind einander im Wesentlichen gegenüberliegend (d.h. ungefähr 180 Grad versetzt) an oder in der Nähe von Enden der Schaltgabel 382 positioniert. Jeder Stößel 382b ist mit einer Achse (nicht gekennzeichnet), die sich von den Enden der Schaltgabel 382 im Wesentlichen radial nach außen (z. B. senkrecht zu der äußeren Umfangsfläche) erstreckt, gekoppelt und dreht sich um diese. Die Schaltgabel 382 kann darüber hinaus einen Ansatz oder Vorsprung für jeden Stößel 382b umfassen, der sich von der äußeren Umfangsfläche, mit der die Achse gekoppelt ist, radial nach außen erstreckt.
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Die Trommel 384 ist ein allgemein zylinderförmiges Glied, das den Körperabschnitt 362b der Aktuatorbasis 362 umgibt und ist dazu konfiguriert, sich darum zu drehen, um die Schaltgabel 382 axial zu bewegen. Die Trommel 384 umfasst eine innere Umfangsfläche, die an einer äußeren Umfangsfläche des Körperabschnitts 362b der Aktuatorbasis 362 anliegt. Eine oder mehrere Druckscheiben 367 und/oder Schnapphalter 368 sind mit der äußeren Peripherie des Körperabschnitts 362b an einer axialen Zwischenpositionierung davon sowie neben dem Basisabschnitt 362a gekoppelt. Während sich die Trommel 384 um den Körperabschnitt 362b der Aktuatorbasis 362 dreht, können Ränder der Trommel 384 gegen die Druckscheiben 367 rutschen und daran anliegen, um eine axiale Kraft zur Bewegung der Ganguntersetzungsnabe 322 bezüglich der Aktuatorbasis 362 vorwärts und rückwärts zu bewegen.
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Die Trommel 384 umfasst einen inneren Nockenschlitz 384a, der dazu konfiguriert ist, die Schaltgabel 382 in Eingriff zu nehmen und axial zu bewegen und somit die Ganguntersetzungsnabe 322 zwischen der ersten in der zweiten Position zu bewegen. Jeder Nockenschlitz 384a erstreckt sich von der inneren Umfangsfläche der Trommel 384 radial nach außen, wobei einer der Stößel 382b der Schaltgabel 382 in jedem Nockenschlitz 384a positioniert ist. Jeder Nockenschlitz 384a umfasst einen Bewegungsbereich mit gegenüberliegenden schräg hochlaufenden Flächen, die den Stößel 382b während der ersten Bewegungsstufe (d.h. anfängliche Drehung der Trommel 384 und der Antriebszahnradanordnung 390 vom Mittelpunkt) zur Bewegung der Schaltgabel 382 axial vorwärts und rückwärts in Eingriff nehmen. Der Bewegungsbereich ist von erhabenen oder flachen Bereichen, in denen der Nockenschlitz 384a den Stößel 382b in der zweiten Bewegungsstufe (z. B. fortgesetzte positive und negative Drehung von jeweiligen Enden der ersten positiven Stufe und der ersten negativen Stufe) und bei jeglicher nachfolgenden Bewegung in einer allgemein festgelegten axialen Position hält, umgeben.
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Zum Drehen der Trommel 384 umfasst die Trommel 384 einen äußeren radialen Flansch oder ein äußeres radiales Glied 384b, das radial außerhalb einer äußeren Umfangsfläche der Trommel 384 positioniert ist und sich von einem vorderen Ende der Trommel 384 axial nach hinten erstreckt. Das äußere radiale Glied 384b ist von einer Drehfeder 386 in Eingriff genommen, die Drehmoment von der Antriebszahnradanordnung 390 zum Drehen der Trommel 384 überträgt. Insbesondere ist die Drehfeder 386 zwischen der äußeren Umfangsfläche der Trommel 384 und dem äußeren radialen Glied 384b positioniert und um die äußere Umfangsfläche der Trommel 384 gewunden und liegt an dieser an. Die Drehfeder 386 umfasst zwei Enden 386a, die sich zum Eingriff sich axial erstreckender Ränder des äußeren radialen Glieds 384b und zum Eingriff der Antriebszahnradanordnung 390 zur Übertragung von Drehmoment dazwischen radial nach außen erstrecken. Im Falle eines blockierten Schaltereignisses (d.h. wenn Keilverzahnungen der Untersetzungsnabe 322 Enden von Keilverzahnungen der Eingangswelle 304 oder Planetenträger (nicht gezeigt, siehe Ganguntersetzungsmechanismus 210 oben) des Ganguntersetzungsmechanismus 310 in Eingriff nehmen) gestattet die Drehfeder 386 eine Relativdrehbewegung zwischen der Trommel 384 und der Antriebszahnradanordnung 390 und speichert gleichzeitig Energie, die eine axiale Bewegung der Untersetzungsnabe 322 bewirkt, sobald sie ordnungsgemäß auf die Eingangswelle oder den Ganguntersetzungsmechanismus 310 ausgerichtet ist.
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Der sekundäre Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 wirkt als ein Stirnnockenmechanismus (z. B. ist ein Stirnnocken, wie z. B. ein Kugelrampenmechanismus) zur Umwandlung einer fortlaufenden Drehung der Antriebszahnradanordnung 390 in eine axiale Bewegung zum Betreiben der Plattenkupplung 352 in der zweiten Stufe der Drehbewegung (z. B. fortlaufende Drehung von ungefähren Enden der ersten Stufe). Der sekundäre Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 umfasst ein vorderes Glied 372 (z. B. eine erste Platte oder einen ersten Ring) und ein hinteres Glied 374 (z. B. eine zweite Platte oder einen zweiten Ring), die zur Relativdrehung dazwischen und resultierenden relativen axialen Verschiebung zum Einrücken der Plattenkupplung 352 konfiguriert sind. Sowohl das vordere Glied 372 als auch das hintere Glied 374 umfassen mittlere Öffnungen oder Bohrungen, durch die sich die primäre Ausgangswelle 306 erstreckt. Das vordere Glied 372 ist mit einem hinteren Ende des Körperabschnitts 362b der Aktuatorbasis 362 gekoppelt, während das hintere Glied 374 dazu konfiguriert ist, sich sowohl zu drehen als auch axial bezüglich des vorderen Glieds 372 zu bewegen und somit die Aktuatorbasis 362 zu bewegen. Beispielsweise ist das vordere Glied 372, wie gezeigt wird, in der mittleren Bohrung, die sich durch den Körperabschnitt 362b der Aktuatorbasis 362 erstreckt, positioniert und kann mit dieser durch eine Presspassung, Übergangspassung oder Keilverzahnungsverbindung gekoppelt sein. Das vordere Glied 372 ist gegen ein Lagerglied positioniert, das mit der Ausgangswelle 306 gekoppelt ist, um eine axiale Vorwärtsbewegung davon zu verhindern. Das hintere Glied 374 ist dazu konfiguriert, durch die Antriebszahnradanordnung 390 bezüglich des vorderen Glieds 372 gedreht zu werden, wie im Folgenden genauer erörtert wird, und ist dahingehend positioniert, über ein Zwischenlager Druck auf die Betätigungsplatte 352c auszuüben. Das Zwischenlager gestattet, dass sich die Betätigungsplatte 352c unabhängig von dem hinteren Glied 374, das sich innerhalb eines begrenzten Bewegungsbereichs der zweiten Stufe vor und zurück bewegt, mit der Ausgangswelle 306 dreht.
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Das vordere Glied 372 und/oder das hintere Glied 374 umfassen eine innere Fläche (d.h. zu der anderen Platte weisend; nicht gezeigt), die zwei Bewegungsvorschubbereiche umfasst, die in entgegengesetzten Richtungen schräg hochlaufen. Jeder bzw. jede mehrerer Stößel oder Rollen (z. B. Kugeln) liegt an den inneren Flächen beider Glieder 372, 374 an, so dass eine Drehung des hinteren Glieds 374 von einem Mittelpunkt eine axiale Rückwärtsbewegung des hinteren Glieds 374 zur Ineingriffnahme der Betätigungsplatte 352c der Plattenkupplung 352 und dadurch zum Betrieb des sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 351 bewirkt. Wie im Folgenden erörtert wird, ist die Antriebszahnradanordnung 390 dazu konfiguriert, die Stößel 374a während der ersten Bewegungsstufe (z. B. anfängliche Drehung der Antriebszahnradanordnung 390 vom Mittelpunkt) nicht in Eingriff zu nehmen, um den sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 nicht zu betreiben. Das vordere und das hintere Glied 372, 374 können jedoch stattdessen oder zusätzlich dazu Erhebungsbereiche für die erste Bewegungsstufe, bei der eine Drehung keine axiale Bewegung des hinteren Glieds 374 bewirkt, und/oder eine beliebige nachfolgende Bewegungsstufe umfassen.
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Zur Drehung des hinteren Glieds 374 bezüglich des vorderen Glieds 372 ist das hintere Glied 374 dazu konfiguriert, eine oder mehrere daran angelegte Tangentialkräfte von der Antriebszahnradanordnung 390 zu empfangen (im Folgenden genauer erörtert). Das hintere Glied 374 umfasst einen oder mehrere als Rollen konfigurierte Stößel 374a, die sich von einer Peripherie des hinteren Glieds 374 axial nach außen erstrecken. Beispielsweise kann das hintere Glied 374 zwei Stößel 374a umfassen, die im Wesentlichen einander gegenüber (d.h. in einem Abstand von ungefähr 180 Grad) positioniert sind. Jeder Stößel 374a ist mit einer Achse (nicht gekennzeichnet), die sich von der Peripherie des hinteren Glieds 374 radial (z. B. senkrecht zu einer äußeren Fläche davon) erstreckt, gekoppelt und dreht sich um diese. Das hintere Glied 374 kann zusätzlich einen Ansatz oder Vorsprung für jeden Stößel 374a umfassen, der sich von der Peripherie des hinteren Glieds 374, mit dem die Achse und der Stößel 374a gekoppelt sind, radial nach außen erstreckt.
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Wie zuvor erwähnt wird, ist die Antriebszahnradanordnung 390 dazu konfiguriert, durch den Motor 364 über die Untersetzungszahnräder 366 zum Betrieb des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 und des Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 gedreht zu werden. Die Antriebszahnradanordnung 390 umfasst allgemein eine Erfassungsplatte 392 (z. B. eine erste Platte), eine Nabe 394 und eine Zahnradplatte 396 (z. B. eine zweite Platte), die zur gemeinsamen Drehung durch den Motor 364 fest miteinander gekoppelt sind. Wenn der Motor 364 die Zahnradplatte 396 über die Untersetzungszahnräder 366 antreibt, nimmt die Nabe 394 die Stößel 374a zum Betrieb des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 in Eingriff und die Erfassungsplatte 392 nimmt die Drehfeder 386 zum Betrieb des Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 in Eingriff. Die Antriebszahnradanordnung 390 ist um die Aktuatorbasis 362 herum positioniert, wobei eine innere Umfangsfläche der Nabe 394 an der äußeren Umfangsfläche des Körperabschnitts 362b der Aktuatorbasis 362 anliegt. Die Antriebszahnradanordnung 390 wird zwischen einer der Druckscheiben 367 und einer mit dem Körperabschnitt 362b der Basis 362 gekoppelten Endplatte axial an der Aktuatorbasis 362 gehalten. Obgleich die Antriebszahnradanordnung 390 alternativ dazu als eine einzige Komponente oder zwei primäre Komponenten vorgesehen sein kann, kann eine Anordnung aus der Erfassungsplatte 392, der Nabe 394 und der Zahnradplatte 396 eine weniger komplizierte Herstellung bei gleichzeitiger Ermöglichung einer individuellen Konfiguration jeder Komponente (z. B. zur Optimierung der Materialart gemäß Festigkeits-, Gewichts- und Kostenüberlegungen) bieten.
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Die Zahnradplatte 396 ist zum Empfang eines Eingangsdrehmoments von dem Motor 364 über die Untersetzungszahnräder 366 durch eine erste Bewegungsstufe, eine zweite Bewegungsstufe und jegliche nachfolgenden Bewegungsstufen der Antriebszahnradanordnung 390 konfiguriert. Die Zahnradplatte 396 ist ein einstückiges, allgemein planares Glied mit einer mittleren Bohrung oder Öffnung, die durch eine innere Peripherie 396a und eine äußere Peripherie 396b definiert wird. Die primäre Ausgangswelle 306 erstreckt sich zusammen mit anderen Komponenten des Aktuatorsystems 361 durch die mittlere Öffnung der Zahnradplatte 396. Die äußere Peripherie 396b der Zahnradplatte 396 umfasst mehrere Zähne, die mit zusammenpassenden Zähnen der Untersetzungszahnräder 366 zur Drehung durch den Motor 364 kämmen. Da das Aktuatorsystem 361 in der ersten und der zweiten Bewegungsstufe in einem begrenzten Drehbewegungsbereich (z. B. +/–60 Grad) gemäß obiger Beschreibung für den Betrieb sowohl des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 als auch des Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 betrieben wird, kann lediglich ein Abschnitt der äußeren Peripherie 396b (z. B. 180 Grad) Zähne umfassen. Die Zahnradplatte 396 kann beispielsweise aus pulvermetallurgischem Stahl hergestellt sein und kann, wie im Folgenden genauer erörtert wird, verschiedene Merkmale zur Ermöglichung einer Kopplung mit der Erfassungsplatte 392 und/oder der Nabe 394 umfassen.
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Die Erfassungsplatte 392 ist dazu konfiguriert, von der Zahnradplatte 396 zum Betrieb des Ganguntersetzungsaktuatormechanismus 380 angetrieben zu werden. Die Erfassungsplatte 392 kann des Weiteren mit einem Positionssensor 369 zur Überwachung der Drehposition des Aktuatorsystems 361 konfiguriert sein. Die Erfassungsplatte 392 ist ein einstückiges Glied, das allgemein einen planaren Abschnitt 392a mit einer durch eine innere Peripherie 392b definierten mittleren Bohrung oder Öffnung umfasst und des Weiteren einen ersten und einen zweiten ringförmigen Flansch 392c, 392d umfasst, die sich von einer äußeren Peripherie des planaren Abschnitts 392a axial nach vorne erstrecken. In der Antriebszahnradanordnung 390 ist der planare Abschnitt 392a vor und neben einer vorderen Fläche der Zahnradplatte 396 positioniert. Der erste Flansch 392c erstreckt sich im Wesentlichen umfangsmäßig (z. B. ungefähr 270 Grad) um die äußere Peripherie des planaren Abschnitts 392a. Der zweite Flansch 392d ist bezüglich des äußeren radialen Glieds 384b der Trommel 384 dazu konfiguriert, über die Drehfeder 386 Drehmoment dazwischen zu übertragen. Insbesondere ist der zweite Flansch 392d zwischen den Umfangsenden des ersten Flanschs 392c positioniert und weist eine Breite auf, die zur Breite des äußeren radialen Glieds 384b der Trommel 384 komplementär ist, so dass sowohl das äußere radiale Glied 384b des Trommelnockens 384 als auch der zweite Flansch 392d der Erfassungsplatte 392 zwischen den Enden 386a der Triebfeder 386 positioniert sind und mit diesen in Eingriff stehen. Der zweite Flansch 392d ist darüber hinaus radial zwischen der Windung der Triebfeder 386 und dem äußeren radialen Glied 384b des Trommelnockens 384 positioniert. Die Erfassungsplatte 392 kann beispielsweise aus pulvermetallurgischem Stahl, Aluminium, Polymeren oder Verbundstoffen usw. hergestellt sein und kann, wie im Folgenden genauer erörtert wird, verschiedene Merkmale zur Ermöglichung einer Kopplung mit der Nabe 394 und/oder der Zahnradplatte 396 umfassen.
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Die Nabe 394 ist dazu konfiguriert, durch die Zahnradplatte 396 zum Betrieb des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 beispielsweise in begrenzten Bewegungsbereichen der Antriebszahnradanordnung 390 angetrieben zu werden. Während der ersten Bewegungsstufe (z. B. anfängliche Drehung vom Mittelpunkt, wobei der sekundäre Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 die Ganguntersetzungsnabe 322 bewegt, wie zuvor erörtert wird) dreht sich die Nabe 394 frei vom sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370, um die Plattenkupplung 352 nicht einzurücken. Während der weiteren Drehung in der zweiten Bewegungsstufe (z. B. fortlaufende positive und negative Drehung von jeweiligen Enden der ersten Stufe) nimmt die Nabe 394 den sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 in Eingriff.
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Die Nabe 394 ist ein einstückiges Glied, das allgemein einen Basisabschnitt 394a (z. B. einen radialen Flansch) mit einer mittleren Öffnung umfasst und einen ringförmigen Körper 394b umfasst, der sich von einer inneren Peripherie des Basisabschnitts 394a axial erstreckt und der sich um den Körperabschnitt 362b der Aktuatorbasis 362 dreht und dagegen anliegt. Als ein Teil der Antriebszahnradanordnung 390 erstreckt sich der ringförmige Körper 394b durch die mittleren Öffnungen der Erfassungsplatte 392 und der Zahnradplatte 396 nach hinten, wobei die Erfassungsplatte 392 zwischen dem Basisabschnitt 394a der Nabe 394 und der Zahnradplatte 396 gehalten wird. Die Nabe 394 kann beispielsweise aus pulvermetallurgischem Stahl, Aluminium, Polymeren oder Verbundstoffen usw. hergestellt sein und kann, wie im Folgenden genauer erörtert wird, verschiedene Merkmale zur Ermöglichung einer Kopplung mit der Erfassungsplatte 392 und/oder der Zahnradplatte 396 umfassen.
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Die Nabe 394 definiert darüber hinaus Schlitze 394c (z. B. Ausschnitte) in dem ringförmigen Körper 394b, in denen die Stößel 374a des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 positioniert sind. Jeder Schlitz 394c wird zwischen zwei umfangsmäßig gegenüberliegenden Endwänden 394d (z. B. Bahnen) des ringförmigen Körpers 394b definiert, die sich axial nach hinten erstrecken. Die Schlitze 394c sind gleichmäßig dimensioniert und sind gemäß einer Beabstandung der Stößel 374a umfangsmäßig beabstandet, um eine gleichzeitige Ineingriffnahme der Stößel 374a während einer Drehung der Antriebszahnradanordnung 390 bereitzustellen. Während der ersten Bewegungsstufe bleiben die Stößel 374a jeweils in einem mittleren Bereich des Schlitzes 394c zwischen den gegenüberliegenden Endwänden 394d. Mit weiterer Drehung in der zweiten Bewegungsstufe nimmt jede der beiden Endwände 394d, eine von jedem Schlitz 394c, gleichzeitig einen der Stößel 374a in Eingriff und legt eine Tangentialkraft daran an, um das hintere Glied 374 des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 zu drehen. Mit dieser Drehung verschiebt sich das hintere Glied 374 axial von dem vorderen Glied 372 nach hinten, während die Stößel 374a entlang den entgegengesetzten Endwänden 394d nach hinten rollen. Die Endwände 394d weisen eine axiale Länge auf, die gestattet, dass sich die Stößel 374a durch den kompletten Axialverschiebungsbereich des sekundären Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 370 daran fortbewegen.
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Gemäß obiger Bezugnahme umfasst die Antriebszahnradanordnung 390 die Erfassungsplatte 392, die Nabe 394 und die Zahnradplatte 396, die zur gemeinsamen Drehung als eine einzige Einheit fest miteinander gekoppelt sind. Gemäß der in 3–5 gezeigten Ausführungsform sind die Erfassungsplatte 392, die Nabe 394 und die Zahnradplatte 396 durch eine pressgepasste, keilverzahnte Anordnung miteinander gekoppelt. Insbesondere ist der ringförmige Körper 394b (z. B. der innere Umfangsflansch) der Nabe 394 zur Einführung in die mittlere Bohrung der Erfassungsplatte 392 und die mittlere Bohrung der Zahnradplatte 396 konfiguriert. Der Durchmesser der äußeren Fläche des ringförmigen Körpers 394b der Nabe 394 weist nominal einen Außendurchmesser auf, der etwas kleiner als die Innendurchmesser der inneren Peripherien 392b und 396a der Erfassungsplatte 392 bzw. der Zahnradplatte 396 ist. Der ringförmige Körper 394b umfasst mehrere Kopplungskeilverzahnungen 394j, die sich axial erstrecken und von der äußeren Fläche des ringförmigen Körpers 394b in einem oder mehreren Bereichen radial nach außen vorragen, um die inneren Peripherien 392b und 396a der Erfassungsplatte 392 und der Zahnradplatte 396 fest in Eingriff zu nehmen und zu koppeln. Die Kopplungskeilverzahnungen 394j können beispielsweise dazu konfiguriert sein, die inneren Peripherien 392b und 396a formendes Material zu verformen oder zu schneiden, während die Erfassungsplatte 392 und die Zahnradplatte 396 nacheinander auf den ringförmigen Körper 394b der Nabe 394 gedrückt werden. Der ringförmige Körper 394b kann darüber hinaus eine oder mehrere Ausrichtungskeilverzahnungen 394k umfassen, die sich axial erstrecken und von der äußeren Fläche des ringförmigen Körpers 394b an einer oder mehreren Stellen radial nach außen vorragen, um in den Ausrichtungsschlitzen 392f und 396c der Erfassungsplatte 392 bzw. der Zahnradplatte 396 aufgenommen zu werden. Während des Betriebs nimmt der Motor 364 über die Untersetzungszahnräder 366 die Zahnradplatte 396 in Eingriff und dreht diese, wodurch Drehmoment über die Keilverzahnungsverbindung auf die Nabe 394 übertragen wird, wodurch wiederum über die Keilverzahnungsverbindung Drehmoment auf die Erfassungsplatte 392 übertragen wird.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die in 6A–6C gezeigt wird, ist ein Verteilergetriebe 400 ähnlich dem Verteilergetriebe 300 (zuvor beschrieben) konfiguriert, während es gleichzeitig einen sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 umfasst, der dahingehend wirkt, eine primäre Ausgangswelle 406 (z. B. primäre Welle) mit der sekundären Ausgangswelle (z. B. sekundären Welle; nicht gezeigt; siehe sekundäre Ausgangswelle 308 oben) formschlüssig zu koppeln. Systeme, Mechanismen und Komponenten mit ähnlicher Struktur und/oder Funktion werden allgemein mit Bezugszahlen plus 100 (d.h. 400 im Gegensatz zu 300) bezeichnet. Insbesondere umfasst der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus 451 (siehe Mechanismus 351) eine Plattenkupplung 452 (siehe Plattenkupplungen 252, 352 oben), die dazu konfiguriert ist, die primäre Ausgangswelle 406 kraftschlüssig mit der sekundären Ausgangswelle zu koppeln, und umfasst des Weiteren einen Verriegelungsmechanismus 430 zum formschlüssigen Koppeln (d.h. Verriegeln) der primären Ausgangswelle 406 mit der sekundären Ausgangswelle. Der Verriegelungsmechanismus 430 bietet dadurch ein alternatives oder sekundäres Mittel für die Plattenkupplung 452 zum Koppeln der primären Ausgangswelle 406 mit der sekundären Ausgangswelle. Das Verteilergetriebe 400 kann des Weiteren einen Ganguntersetzungsmechanismus 410 (siehe Ganguntersetzungsmechanismen 210 und 310 oben) zusammen mit einem Betätigungssystem 461 (siehe Betätigungssystem 361 oben), das dazu konfiguriert sein kann, zusätzlich den sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 zu betreiben, wie im Folgenden genauer erörtert wird, umfassen. So wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Begriffe „formschlüssig koppeln“, „formschlüssige Kopplung“ oder dergleichen auf eine zwischen zwei Komponenten ausgebildete direkte oder indirekte mechanische Verbindung, die sich von einer Reibungskopplung (z. B. jener, die durch die verschachtelten Platten bereitgestellt wird) unterscheidet.
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Die Plattenkupplung 452 umfasst allgemein ähnliche Komponenten und wird ähnlich der oben beschriebenen Plattenkupplung 252, 352 betrieben, ist jedoch zusätzlich mit dem Verriegelungsmechanismus 430 zur Bereitstellung der formschlüssigen Kopplung zwischen der primären Ausgangswelle 406 und der sekundären Ausgangswelle konfiguriert. Die Plattenkupplung 452 umfasst allgemein ein Gehäuse 452a, verschachtelte Platten 452b und eine Betätigungsplatte 452c, die allgemein gemäß der obigen Beschreibung für die Kupplung 352 zur Herstellung einer Reibungskopplung zwischen der primären Ausgangswelle 406 und der sekundären Ausgangswelle betrieben werden. Das Gehäuse 452a ist mit einem Kettenrad 450 und letztlich der sekundären Ausgangswelle gekoppelt und dreht sich damit. Beispielsweise kann die sekundäre Ausgangswelle wie bei dem Drehmomentübertragungsmechanismus 351 ein weiteres Kettenrad umfassen, das mit einer Kette mit dem Kettenrad 450 verbunden ist (siehe obige Erörterung des Drehmomentübertragungsmechanismus 351, der das Kettenrad 354 und die Kette 356 umfasst). Die Betätigungsplatte 452c ist (z. B. über eine Keilverzahnungsgleitverbindung) mit der primären Ausgangswelle 406 gekoppelt und dreht sich damit. Die verschachtelten Platten 452b sind abwechselnd mit der primären Ausgangswelle 406 und dem Gehäuse 452a zur Drehung damit gekoppelt. Die verschachtelten Platten 452b sind durch die Betätigungsplatte 452c zur Herstellung einer Reibungskopplung zwischen der primären Ausgangswelle 406 und dem Gehäuse 452a über die verschachtelten Platten 452b zur selektiven Übertragung von Drehmoment dazwischen und letztlich zwischen der primären Ausgangswelle 406 und der sekundären Ausgangswelle mit der Reibungskopplung selektiv zusammendrückbar. Zur weiteren Erörterung der Plattenkupplung 452 und des Betriebs davon siehe obige Erörterungen der Plattenkupplungen 252, 352. Weiterhin werden weitere Einzelheiten der Plattenkupplung 452 im Folgenden erörtert.
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Der sekundäre Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 umfasst allgemein eine Verriegelungshülse 432 (z. B. einen Ring, einen Bund oder eine Nabe), eine Gabel 434 (z. B. Schaltgabel) und eine Wellenanordnung 436 (z. B. Gleitwelle, Schaltwelle). Die Verriegelungshülse 432 wirkt dahingehend mit der Plattenkupplung 452 zusammen, die primäre Ausgangswelle 406 formschlüssig mit dem Kettenrad 450 und damit der sekundären Ausgangswelle zur selektiven Übertragung von Drehmoment dazwischen mit einer formschlüssigen Kopplung zu koppeln. Insbesondere koppelt die Verriegelungshülse 432, während die Betätigungsplatte 452c mit der primären Ausgangswelle 406 gekoppelt ist und sich damit dreht und das Kupplungsgehäuse 452a mit dem Kettenrad 450 zur Drehung damit fest gekoppelt ist, selektiv die Betätigungsplatte 452c formschlüssig mit dem Kupplungsgehäuse 452a. Somit koppelt oder verriegelt die Verriegelungshülse 432 durch formschlüssiges Koppeln der Betätigungsplatte 452c mit dem Kupplungsgehäuse 452a die primäre Ausgangswelle 406 formschlüssig mit dem Kettenrad 450 und letztlich der sekundären Ausgangswelle zur Übertragung von Drehmoment dazwischen.
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Die Verriegelungshülse 432 wird durch eine äußere Fläche 452h (z. B. an einem vorderen Ende) des Gehäuses 452a der Kupplung 452 gestützt und gleitet axial daran zwischen einer ersten oder ausgerückten Position (in 6A gezeigt; z. B. einer vorderen Position) und einer zweiten oder eingerückten Position (in 6B und 6C gezeigt; z. B. einer hinteren Position). Beispielsweise kann die Verriegelungshülse 432 einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas größer als ein Außendurchmesser der äußeren Fläche 452h des Kupplungsgehäuses 452a ist, so dass die Verriegelungshülse 432 das vordere Ende des Kupplungsgehäuses 452a umgibt und daran gleiten kann.
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Mit Bezug auf 6C ist die Verriegelungshülse 432 nicht selektiv mit dem Gehäuse 452a der Plattenkupplung 452 gekoppelt und ist selektiv mit der Betätigungsplatte 452c zur Herstellung der formschlüssigen Kopplung koppelbar. Beispielsweise umfasst die Verriegelungshülse 432 umfangsmäßig beabstandete Zähne oder Keilverzahnungen 432a (z. B. Hülsenzähne), die die Verriegelungshülse 432 nicht selektiv mit dem Kupplungsgehäuse 452a koppeln und die Verriegelungshülse 432 selektiv mit der Betätigungsplatte 452c koppeln. Die Keilverzahnungen 432a werden in komplementären (z. B. gleichmäßig beabstandeten) Schlitzen 452e (z. B. Gehäuseschlitzen), die zwischen umfangsmäßig beabstandeten Zähnen oder Keilverzahnungen 452d des Kupplungsgehäuses 452a (z. B. Gehäusezähnen) definiert werden, aufgenommen (z. B. ragen dort hindurch radial nach innen vor) und gleiten darin. Wenn die Keilverzahnungen 432a der Verriegelungshülse 432 in den Schlitzen 452e des Gehäuses 452a gleiten, werden die Keilverzahnungen 432a der Verriegelungshülse 432 auch selektiv in komplementären Schlitzen 452g (z. B. Plattenschlitzen) der Betätigungsplatte 452c aufgenommen. Die Keilverzahnungen 432a gleiten somit in den Eingriff mit der Betätigungsplatte 452c zur selektiven Kopplung der Verriegelungshülse 432 mit der Betätigungsplatte 452c (z. B. zur Herstellung einer formschlüssigen Kopplung zwischen dem Gehäuse 452a und der Betätigungsplatte 452c). Die Schlitze 452g der Betätigungsplatte 452c werden zwischen umfangsmäßig beabstandeten Zähnen oder Keilverzahnungen 452f (z. B. Plattenzähnen) der Betätigungsplatte 452c definiert.
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Zur Erleichterung der Aufnahme der Keilverzahnungen 432a der Verriegelungshülse 432 in den Schlitzen 452g zwischen den Keilverzahnungen 452f der Betätigungsplatte 452c können die Keilverzahnungen 432a der Verriegelungshülse 432 und/oder die Plattenkeilverzahnungen 452f spitz zulaufende Führungen an in Eingriff gelangenden Enden davon (d.h. jeweiligen hinteren und vorderen Enden davon) umfassen. Während die Keilverzahnungen 432a und 452f allgemein konstante Breiten und Beabstandungen dazwischen aufweisen, werden die spitz zulaufenden Führungen durch die Keilverzahnungen 432a und 452f dahingehend ausgebildet, dass sie zu einem Ende hin, das eine schmalere Breite als der Rest der Keilverzahnungen 432a und 452f aufweist, spitz zulaufen. Die schmaleren Enden der Keilverzahnungen 432a und 452f verringern einen Relativdrehungspositionsbereich zwischen der Verriegelungshülse 432 und der Betätigungsplatte 452c, in dem die Enden der Keilverzahnungen 432a und 452f direkt miteinander in Eingriff gelangen und eine axiale Aufnahme untereinander dazwischen verhindern (d.h. ein blockiertes Schaltereignis) können.
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In der ersten Position (d.h. der vorderen oder ausgerückten Position) steht die Verriegelungshülse 432 mit dem Gehäuse 452a in Eingriff, befindet sich jedoch mit der Betätigungsplatte 452c außer Eingriff, so dass die formschlüssige Kopplung nicht hergestellt wird. Die Hülsenkeilverzahnungen 432a sind in den Gehäuseschlitzen 452e (d.h. zwischen den Gehäusekeilverzahnungen 452d) positioniert, so dass sich die Verriegelungshülse 432 mit dem Kupplungsgehäuse 452a dreht. Insbesondere sind die Hülsenkeilverzahnungen 432a in den Gehäuseschlitzen 452e positioniert und gelangen in einer tangentialen Richtung mit den Gehäusekeilverzahnungen 452d zur Übertragung von Drehmoment zwischen dem Gehäuse 452a und der Verriegelungshülse 432 in Eingriff. Die Hülsenkeilverzahnungen 432a sind vor den Plattenschlitzen 452g positioniert und befinden sich außer Eingriff mit den Plattenkeilverzahnungen 452f, wodurch gestattet wird, dass sich die Betätigungsplatte 452c und die primäre Ausgangswelle 406 unabhängig von der Verriegelungshülse 432 und dem Gehäuse 452a drehen.
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Wenn die Betätigungsplatte 452c zum Zusammendrücken der verschachtelten Platten 452b nach hinten vorgespannt wird, kann die Verriegelungshülse 432 in der ersten axialen Position um das Gehäuse 452a herum und von der Betätigungsplatte ausgerückt bleiben, um keine Kopplung herzustellen, oder kann sich alternativ dazu mit der Betätigungsplatte 452c nach hinten bewegen und gleichzeitig die axiale Beabstandung aufrechterhalten, um von der Betätigungsplatte 452c ausgerückt zu sein.
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In der zweiten Position (d.h. der hinteren oder ausgerückten Position) bleibt die Verriegelungshülse 432 mit dem Gehäuse 452a in Eingriff und nimmt zusätzlich die Betätigungsplatte 452c in Eingriff, um die formschlüssige Kopplung herzustellen. In der zweiten Position umgibt die Verriegelungshülse 432 allgemein die Betätigungsplatte 452c, wobei das Gehäuse 452a dazwischen positioniert ist. Die Hülsenkeilverzahnungen 432a erstrecken sich radial nach innen durch die Gehäuseschlitze 452e des Gehäuses 452a (d.h. zwischen den Gehäusekeilverzahnungen 452d) und in die Plattenschlitze 452g der Betätigungsplatte 452c (d.h. zwischen den Plattenkeilverzahnungen 452f). Somit wird durch eine Drehung der primären Ausgangswelle 406 die Betätigungsplatte 452c gedreht, deren Plattenkeilverzahnungen 452f die Hülsenkeilverzahnungen 432a in einer tangentialen Richtung dahingehend in Eingriff nehmen, eine Drehung der Verriegelungshülse 432 zu bewirken. Diese Drehung der Hülse bewirkt wiederum einen Eingriff der Hülsenkeilverzahnungen 432a mit den Gehäusekeilverzahnungen 452d in einer tangentialen Richtung zum Bewirken einer Drehung des Gehäuses 452a und des damit gekoppelten Kettenrads 450.
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Die Verriegelungshülse 432 und die Plattenkupplung 452 können dazu konfiguriert sein, jeweils lediglich eine formschlüssige Kopplung (d.h. über die Verriegelungshülse 432) oder eine Reibungskopplung (d.h. über herkömmlichen Betrieb der Plattenkupplung 452) bereitzustellen. Beispielsweise wird die Reibungskopplung mit der Plattenkupplung 452 in einem ersten Betriebsmodus hergestellt. Die formschlüssige Kopplung wird mit dem sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 in einem zweiten Betriebsmodus hergestellt. Die formschlüssige Kopplung wird in dem ersten Modus nicht hergestellt, und die Reibungskopplung wird in dem zweiten Modus nicht hergestellt. Beispielsweise ist die Verriegelungshülse 432 mit einem relativ kurzen Hubbereich versehen, der dazu ausreicht, dass die Verriegelungshülse 432 die Betätigungsplatte 452c in Eingriff nimmt und mit ihr außer Eingriff gelangt, während sich die Betätigungsplatte 452c mit den verschachtelten Platten 452b außer Eingriff befindet (d.h. in der vordersten Position der Betätigungsplatte 452c). Beispielsweise können die Gehäuseschlitze 452e und/oder das Betätigungssystem 461 für einen Hub der Verriegelungshülse 432 sorgen, der ungefähr gleich einer axialen Länge der Hülsenkeilverzahnungen 432a und/oder der Plattenkeilverzahnungen 452f oder geringfügig länger als diese ist.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Verriegelungshülse 432 und die Plattenkupplung 452 dazu konfiguriert sein, gleichzeitig eine formschlüssige Kopplung und eine Reibungskopplung bereitzustellen. Beispielsweise wird die Reibungskopplung mit der Plattenkupplung 452 in einem ersten Betriebsmodus hergestellt. Die formschlüssige Kopplung wird mit dem sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 in einem zweiten Betriebsmodus hergestellt, in dem auch die Reibungskopplung hergestellt wird. Die formschlüssige Kopplung kann in dem ersten Modus nicht hergestellt werden. Die Verriegelungshülse 432 ist mit einem relativ langen Hubbereich versehen, der dazu ausreicht, dass die Verriegelungshülse mit der Betätigungsplatte 452c außer Eingriff gelangt, während sich die Betätigungsplatte 452c in ihrer vordersten Position befindet, und die Betätigungsplatte 452c in Eingriff nimmt, während sich die Betätigungsplatte 452c in ihrer hintersten Position befindet und die verschachtelten Platten 452b komplett zusammendrückt. Beispielsweise können die Gehäuseschlitze 452e einen Hub bereitstellen, der ungefähr dem Hub der Betätigungsplatte 452c zuzüglich der axialen Länge der Hülsenkeilverzahnungen 432a und/oder der Plattenkeilverzahnungen 452f entspricht.
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Die Gabel 434 und die Welle 436 sind zusammenwirkend dazu konfiguriert, die Verriegelungshülse 432 axial zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen, beispielsweise durch das Betätigungssystem 461, wie im Folgenden erörtert wird. Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein separates oder anderes Betätigungssystem zur Bewegung der Verriegelungshülse 432 vorgesehen sein, das die Gabel 434, die Welle 436 oder das Betätigungssystem 461 umfassen kann oder nicht umfassen kann, wie im Folgenden erörtert wird.
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Die Welle 436 (z. B. Wellenanordnung) ist mit der Gabel 434 mit der Verriegelungshülse 432 gekoppelt. Die Welle 436 umfasst ein oder mehrere längliche Glieder, die dazu konfiguriert sind, in einer vorderen und einer hinteren Vertiefung 402a, 402b des Verteilergetriebes 400 zu gleiten. Ein erstes Ende der Gabel 434 ist mit der Wellenanordnung 436 gekoppelt, und ein zweites Ende der Gabel 434 steht mit der Verriegelungshülse 432 in Eingriff (z. B. indem ein Flansch in einem Umfangskanal 432b der Verriegelungshülse 432 positioniert ist). Somit bewegt die Gabel 434, während sich die Wellenanordnung 436 axial in den Vertiefungen 402a, 402b des Verteilergetriebegehäuses 402 bewegt, die Verriegelungshülse 432 axial zwischen der ersten (d.h. ausgerückten) und der zweiten (d.h. ausgerückten) Position.
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In einem Beispiel ist die Welle 436 als eine axial zusammendrückbare Wellenanordnung 436 konfiguriert. Die Wellenanordnung 436 umfasst ein vorderes Wellenglied 436a, ein mit der Gabel 434 gekoppeltes hinteres Wellenglied 436e und eine dazwischen positionierte Feder 436c, die ein axiales Zusammendrücken der Wellenanordnung 436 beim Auftreten eines blockierten Schaltereignisses ermöglichen. Ein blockiertes Schaltereignis kann auftreten, wenn Enden der Hülsenkeilverzahnungen 432a Enden der Plattenkeilverzahnungen 452f der Betätigungsplatte 452c in Eingriff nehmen, anstatt in den Plattenschlitz 452g dazwischen zu gleiten. Zur Bewältigung des blockierten Schaltereignisses dreht sich das Kettenrad 450 bezüglich der primären Ausgangswelle 406, um die Schlitze zwischen den Keilverzahnungen auszurichten, und die Feder 436c, die sich in einem zusammengedrückten Zustand befindet, drückt dann das hintere Wellenglied 436e nach hinten, um die Hülsenkeilverzahnungen 432a der Verriegelungshülse 432 in die Schlitze 452g der Betätigungsplatte 452c einzuführen. Alternativ dazu kann die Wellenanordnung 436 dazu konfiguriert sein, eine axiale Nachgiebigkeit auf andere Art und Weise bereitzustellen, oder kann als ein starres Glied, das nicht axial zusammendrückbar ist, vorgesehen sein.
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Die Welle 436 und somit die Verriegelungshülse 432 werden durch eine Feder 436d und das Betätigungssystem 461 bewegt. Die Feder 436d spannt die Verriegelungshülse 432 zur ersten Position hin vor. Die Feder 436d ist in der hinteren Vertiefung 402b des Gehäuses 402 positioniert und rückt ein Ende der Wellenanordnung 436 und somit die Verriegelungshülse 432 nach vorne in die erste oder ausgerückte Position ein. Zur Bewegung der Welle 436 axial nach hinten in die zweite oder eingerückte Position umfasst die Welle 436 einen Stößelarm 436b, der als ein Stößel entlang der hinteren Fläche 496a (z. B. Glied) der Zahnradplatte 496 der Antriebszahnradanordnung 490 wirkt (d.h. Teil des Betätigungssystems 461). Die hintere Fläche 496a der Zahnradplatte 496 wirkt als ein Stirnnocken, der eine mittlere Erhebung oder Abflachung umfasst, die von einem oder mehreren Vorschubbewegungsbereichen mit schräg hochlaufenden Flächen umgeben werden. Der Erhebungsbereich der Zahnradplatte 496 wird durch den Stößel 436b während Drehungsstufen des Betätigungssystems 461 in Eingriff genommen, bei denen keine Bewegung der Verriegelungshülse 432 erforderlich ist (z. B. erste Stufe für den Betrieb des Ganguntersetzungsmechanismus und/oder zweite Stufe für herkömmlichen Betrieb der Plattenkupplung 452 mit dem sekundären Drehmomentaktuatormechanismus 470, der als ein weiterer Stirnnocken konfiguriert ist; siehe Betätigungssystem 361 oben). Die Bewegungsvorschubbereiche werden durch den Stößelarm 436b während Drehungsstufen (z. B. zusätzliche 10–40 Grad des Betätigungssystems 461) in Eingriff genommen, bei denen eine Bewegung der Verriegelungshülse 432 erforderlich ist. Somit betreibt das Betätigungssystem 461 die Plattenkupplung 452 und die Verriegelungshülse 432 in unterschiedlichen Drehungsstufen.
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Die Verwendung der Plattenkupplung 452 (d.h. zur Herstellung der Reibungskopplung) und/oder des Verriegelungsmechanismus 430 (d.h. zur Herstellung der formschlüssigen Kopplung) kann von einem gewählten Antriebsverhältnis des Ganguntersetzungsmechanismus 410 abhängig sein. Beispielsweise kann das Verteilergetriebe 400 dazu konfiguriert sein, den sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 451 herkömmlich zu nutzen (d.h. durch Zusammendrücken der Kupplung 452) und auch den sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 bei sowohl hohen als auch niedrigen Antriebsverhältnissen. In diesem Fall wird der Ganguntersetzungsmechanismus während der ersten Drehungsstufe in beiden Richtungen (d.h. erste positive Stufe und erste negative Stufe) des Betätigungssystems 461 betrieben, und der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus 451 wird während der zweiten Drehungsstufe in beiden Richtungen (d.h. zweite positive Stufe nach der ersten positiven Stufe und zweite negative Stufe nach der ersten negativen Stufe) betrieben (siehe obige Erörterung des Betätigungssystems 361). Der sekundäre Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 wird nachfolgend während einer dritten Drehungsstufe in beiden Richtungen (d.h. dritte positive Stufe nach der zweiten positiven Stufe und dritte negative Stufe nach der zweiten negativen Stufe) betrieben, wobei die Zahnradplatte 496 Vorschubbewegungsbereiche aufweist, die den Stößelarm 436b in der dritten positiven bzw. dritten negativen Stufe in Eingriff nehmen. Bei dieser Konfiguration kann das Kupplungsgehäuse 452a dazu konfiguriert sein, einen relativ langen Bewegungsbereich für die Verriegelungshülse 432 bereitzustellen, um mit der Betätigungsplatte 452c bei ihrer vordersten Position außer Eingriff zu gelangen und die Betätigungsplatte 452c bei ihrer hintersten Position in Eingriff zu nehmen (z. B. können die Gehäuseschlitze 452e eine relativ lange Länge aufweisen, wie oben erörtert wird).
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Das Verteilergetriebe 400 kann stattdessen dazu konfiguriert sein, den sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 451 bei beiden Antriebsverhältnissen zur Herstellung einer Reibungskopplung zu nutzen, jedoch den sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 nur bei einem Antriebsverhältnis (z. B. hoch oder niedrig). In diesem Fall wird der sekundäre Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 durch das Betätigungssystem 461 in einer dritten Drehungsstufe nur in einer Richtung betrieben (z. B. eine dritte negative Stufe nach der zweiten negativen Stufe), wobei die Zahnradplatte 496 nur einen Vorschubbewegungsbereich aufweist, der in der dritten negativen Stufe mit dem Stößelarm 436b in Eingriff gelangt. Bei dieser Konfiguration kann das Kupplungsgehäuse 452a dazu konfiguriert sein, einen relativ langen Bewegungsbereich für die Verriegelungshülse 432 bereitzustellen, um mit der Betätigungsplatte 452c bei ihrer vordersten Position außer Eingriff zu gelangen und die Betätigungsplatte 452c bei ihrer hintersten Position in Eingriff zu nehmen (z. B. können die Gehäuseschlitze 452e eine relativ lange Länge aufweisen, wie oben erörtert wird).
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Das Verteilergetriebe 400 kann stattdessen dazu konfiguriert sein, den sekundären Drehmomentübertragungsmechanismus 451 in nur einem Antriebsverhältnis (z. B. hoch oder niedrig) herkömmlich zu nutzen (d.h. durch Zusammendrücken der Kupplung 452) und den sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus nur in dem anderen Antriebsverhältnis (z. B. niedrig oder hoch) zu nutzen. In diesem Fall wird der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus 451 durch das Betätigungssystem 461 in einer zweiten Drehungsstufe in nur eine Richtung betrieben (z. B. eine zweite positive Stufe nach der ersten positiven Stufe), beispielsweise mit dem sekundären Drehmomentaktuatormechanismus 470 oder der Antriebszahnradanordnung 490 mit einem Vorschubbewegungsbereich (siehe obige Erörterung des Aktuatormechanismus 370 und der Nabe 394) und der Zahnradplatte 496 mit einem der zweiten positiven Stufe zugeordneten Erhebungsbereich (d.h. durch den Stößelarm 436b in Eingriff genommen). Der sekundäre Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 wird durch das Betätigungssystem 461 in einer zweiten Drehungsstufe in der entgegengesetzten Richtung betrieben (z. B. eine zweite negative Stufe nach der ersten negativen Stufe, die auch als eine dritte Stufe bezeichnet wird) mit der Zahnradplatte 496 mit einem Vorschubbewegungsbereich (d.h. durch den Stößelarm 436b in Eingriff genommen) und dem sekundären Drehmomentaktuatormechanismus 470 oder der Antriebszahnradanordnung 490 (siehe Nabe 394 der Antriebszahnradanordnung 390 oben) mit einem der zweiten negativen Stufe zugeordneten Erhebungsbereich. Bei dieser Konfiguration kann das Kupplungsgehäuse 452a dazu konfiguriert sein, einen relativ kleinen Bewegungsbereich für die Verriegelungshülse 432 bereitzustellen, um mit der Betätigungsplatte 452c nur dann in Eingriff/außer Eingriff zu gelangen, wenn sie sich in ihrer vordersten Position befindet (z. B. können die Gehäuseschlitze 452e eine relativ kurze Länge aufweisen, wie oben erörtert wird).
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Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Verteilergetriebe 400 anderweitig konfiguriert sein. Beispielsweise kann der sekundäre Drehmomentübertragungsaktuatormechanismus 480 einen Rückzugbewegungsbereich umfassen, der mit dem Vorschub des Stößelarms 436b zusammenfällt oder diesem vorausgeht, um die Plattenkupplung 452 geringfügig zu entlasten, um eine Relativdrehung zur Ausrichtung der Hülsenkeilverzahnungen 432a auf die Schlitze 452g der Betätigungsplatte 452c zu gestatten. Eines der Untersetzungszahnräder (siehe Zahnrad 366) des Betätigungssystems 461 kann als ein Stirnnocken zur Ineingriffnahme mit dem Stößelarm 436b (anstatt der Zahnradplatte 496) konfiguriert sein. Das Betätigungssystem 461 kann des Weiteren dazu konfiguriert sein, den Verriegelungsmechanismus 430 bei Bewegung des Fahrzeugs nicht aktiv einzurücken (d. h. durch Drehen der Antriebszahnradanordnung 490), da eine binäre Kopplung zwischen der Betätigungsplatte 452c und dem Kupplungsgehäuse 452a vorgesehen ist, und kann gleichzeitig dazu konfiguriert sein, die Plattenkupplung 452 bei Bewegung des Fahrzeugs aktiv einzurücken, da die Plattenkupplung 452 eine allmähliche oder Schlupfkopplung bereitstellt. Gemäß noch weiteren Ausführungsformen kann bzw. können bei dem Verteilergetriebe 400 der Ganguntersetzungsmechanismus 410 weggelassen sein und/oder der Ganguntersetzungsmechanismus 410 und der sekundäre Drehmomentübertragungsmechanismus 451 mechanisch unabhängig (d.h. mit einem anderen Betätigungssystem) unabhängig von dem sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 430 betrieben werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, die in 7A–7C gezeigt wird, ist ein Verteilergetriebe 500 ähnlich dem Verteilergetriebe 400 konfiguriert (siehe Verteilergetriebe 300 und 400), umfasst jedoch stattdessen einen sekundären Drehmomentverriegelungsmechanismus 530 mit einer Verriegelungshülse 532, die stattdessen auf einer äußeren Fläche eines sich nach vorne erstreckenden Abschnitts 552h (z. B. vorderes Ende, ringförmiges Glied usw.) der Betätigungsplatte 552c gestützt wird (im Gegensatz zu der Verriegelungshülse 432, die an einem vorderen Abschnitt des Kupplungsgehäuses 452a gestützt wird).
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Eine Plattenkupplung 552 umfasst allgemein ein Gehäuse 552a, verschachtelte Platten 552b und die Betätigungsplatte 552c, die dazu konfiguriert sind, die Reibungskopplung auf die zuvor beschriebene Art und Weise herzustellen (siehe Kupplung 452). Die Verriegelungshülse 532 ist nicht selektiv mit der Betätigungsplatte 552c gekoppelt und ist selektiv mit dem Gehäuse 552a zur Herstellung der formschlüssigen Kopplung koppelbar. Beispielsweise gleitet die Verriegelungshülse 532 axial zwischen einer ersten oder ausgerückten Position (7A; z. B. eine hintere Position) und einer zweiten oder eingerückten Position (in 7B und C gezeigt; z. B. einer hinteren Position). Beispielsweise kann die Verriegelungshülse 532 einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas größer als der vordere Abschnitt 552h der Betätigungsplatte 552c ist, so dass die Verriegelungshülse 532 den vorderen Abschnitt 552h der Betätigungsplatte 552c umgibt und daran gleiten kann. Die Verriegelungshülse 532 umfasst äußere umfangsmäßig beabstandete Zähne oder Keilverzahnungen 532a (z. B. äußere Hülsenzähne), die sich zur Aufnahme zwischen umfangsmäßig beabstandeten Zähnen oder Keilverzahnungen 552d des Gehäuses 552a (z. B. Gehäusezähne, die Schlitze dazwischen definieren) radial nach außen erstrecken. Die äußeren Keilverzahnungen 532a koppeln die Verriegelungshülse selektiv mit dem Gehäuse 552a. Die Verriegelungshülse 532 umfasst des Weiteren innere umfangsmäßig beabstandete Zähne oder Keilverzahnungen 532b (z. B. innere Hülsenzähne), die sich radial nach innen erstrecken und zwischen umfangsmäßig beabstandeten Zähnen oder Keilverzahnungen 552f der Betätigungsplatte 552c (z. B. Plattenzähne) positioniert sind. Die inneren Keilverzahnungen 532b koppeln die Verriegelungshülse nicht selektiv mit der Betätigungsplatte 552c. Zur Ermöglichung der Aufnahme der äußeren Keilverzahnungen 532a der Verriegelungshülse 532 zwischen den Keilverzahnungen 552d des Gehäuses 552a können die äußeren Hülsenkeilverzahnungen 532a und/oder die Gehäusekeilverzahnungen 552d spitz zulaufende Führungen (die z. B. eine schmalere Breite an axialen Positionen, bei denen die Keilverzahnungen 532a, 552b zuerst zusammenlaufen, aufweisen, wie in 7C gezeigt wird) umfassen, wie oben mit Bezug auf das Verteilergetriebe 400 beschrieben wird.
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In der ersten oder ausgerückten Position sind die inneren Keilverzahnungen 532b zwischen den Plattenkeilverzahnungen 552f positioniert, so dass sich die Verriegelungshülse 532 mit der Betätigungsplatte 552c und der primären Ausgangswelle 506 drehen kann. Die äußeren Hülsenkeilverzahnungen 532a sind vor dem Gehäuse 552a positioniert und befinden sich mit den Gehäuseskeilverzahnungen 552d außer Eingriff, wodurch sie sich unabhängig von dem Gehäuse 552a drehen können.
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Die Plattenkupplung 552 kann des Weiteren dazu konfiguriert sein, eine Reibungskopplung zwischen der primären Ausgangswelle 506 und der sekundären Ausgangswelle (nicht gezeigt; siehe sekundäre Ausgangswelle 308) herzustellen, während sich die Verriegelungshülse 532 in der ersten Position und mit dem Gehäuse 552a außer Eingriff befindet. Die Betätigungsplatte 552c wird zum Zusammendrücken der verschachtelten Platten 552b nach hinten vorgespannt, während die Verriegelungshülse 532 weiterhin durch die Gabel 534 in der ersten Position gehalten wird. Alternativ dazu kann sich die Verriegelungshülse 532 mit der Betätigungsplatte 552c nach hinten bewegen, während weiterhin eine axiale Beabstandung von dem Gehäuse 552a beibehalten wird.
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In der zweiten Position ist die Verriegelungshülse 532 hinten positioniert, so dass das Gehäuse 552a die Verriegelungshülse 532 und auch die Betätigungsplatte 552c allgemein umgibt. Die äußeren Hülsenkeilverzahnungen 532a erstrecken sich zwischen den Gehäusekeilverzahnungen 552d radial nach außen, während die inneren Keilverzahnungen 532b zwischen den Plattenkeilverzahnungen 552f des vorderen Abschnitts 552h der Betätigungsplatte 552c positioniert bleiben. Somit wird durch eine Drehung der primären Ausgangswelle 506 die Betätigungsplatte 552c gedreht, deren Plattenkeilverzahnungen 552f die inneren Keilverzahnungen 532b in einer tangentialen Richtung dahingehend in Eingriff nehmen, die Verriegelungshülse 532 zu drehen. Die äußeren Hülsenkeilverzahnungen 532a nehmen zugleich die Gehäusekeilverzahnungen 552d in einer tangentialen Richtung dahingehend in Eingriff, das Gehäuse 552a und letztlich das Kettenrad 550 zu drehen.
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Die Verriegelungshülse 532 und die Plattenkupplung 552 können dazu konfiguriert sein, jeweils lediglich eine formschlüssige Kopplung oder lediglich eine Reibungskopplung zwischen der primären Ausgangswelle 506 und der sekundären Ausgangswelle bereitzustellen, oder können dazu konfiguriert sein, zugleich sowohl eine Reibungskopplung als auch eine formschlüssige Kopplung bereitzustellen, wie oben mit Bezug auf das Verteilergetriebe 400 erörtert wird.
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Die Gabel 534 ist dazu konfiguriert, durch eine Welle (nicht gezeigt; siehe Welle 436) und ein Aktuatorsystem 561 auf dieselbe Art und Weise, die oben für den Verriegelungsmechanismus 430 beschrieben wird, bewegt zu werden. Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Verriegelungshülse 532 auf andere Art und Weise bewegt werden (z. B. durch einen separaten Aktuator).
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Obgleich die Offenbarung in Verbindung mit der derzeit als am praktischsten und bevorzugtesten erachteten Ausführungsform erfolgte, versteht sich, dass die Offenbarung verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken soll.
