DE102018107342A1 - Verteilergetriebe mit anti-neutralvorrichtung - Google Patents

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DE102018107342A1
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Michael R. PALAZZOLO
Jesse Jongebloed
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BorgWarner Inc
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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verteilergetriebe für ein Fahrzeug mit einem normalen Zweirad-Hinterradantriebsmodus und einem selektiven Vierrad-Antriebsmodus. Das Verteilergetriebe weist einen gemeinsamen Motor für die Bereichsumschaltung und die Kupplungsbetätigung auf und weist ferner eine Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung auf, die verhindert, dass die Bereichsumschaltanordnung unbeabsichtigt aus dem hohen oder niedrigen Gangbereich in einen Neutralmodus schaltet.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verteilergetriebe für Fahrzeuge, die einen normalen Zweirad-Hinterradantriebsmodus und einen selektiven Vierrad- oder Allradantriebs-Betriebsmodus aufweisen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Viele Kraftfahrzeuge haben einen Hinterradantrieb. Zusätzlich haben viele Kraftfahrzeuge die Möglichkeit eines selektiven Vierradantriebs, der durch einen Bedienerbefehl oder automatisch in Ansprechen auf ein Durchrutschen der angetriebenen Hinterräder des Fahrzeugs betätigt wird. Um Vierradantriebsmöglichkeiten in dem Fahrzeug bereitzustellen, ist ein Verteilergetriebe vorgesehen. Das Verteilergetriebe ist in der Regel an einem Ausgang des Fahrzeuggetriebes vorgesehen. Das Verteilergetriebe weist oft ein äußeres Gehäuse auf, das durch vordere und hintere Schalen bereitgestellt wird. Eine Vorderachs-Ausgangswelle ist in den vorderen und hinteren Schalen gelagert und dreht sich um eine sekundäre Achse. Ein Vorderachs-Ausgangskettenrad ist drehungsmäßig mit der Vorderachs-Ausgangswelle verbunden. Eine Haupteingangswelle dreht sich um eine koaxial ausgerichtete primäre Achse, die parallel zu der sekundären Achse ist. Die Haupteingangswelle ist direkt oder indirekt in den vorderen und hinteren Gehäuseschalen gelagert. Die Haupteingangswelle ist drehungsmäßig mit einer Ausgangswelle des Getriebes des Fahrzeugs und mit einer Hinterachse (über eine Kardanwelle und ein Differential) des Fahrzeugs verbunden. Ein Hauptkettenrad ist vorgesehen, das durch eine Laufbuchse drehbar an der Haupteingangswelle montiert ist. Ein Riemen, eine Kette oder ein Getriebe stellen eine Kraftübertragungseinrichtung bereit, die zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle angeordnet ist. Die Kraftübertragungseinrichtung verbindet das Hauptkettenrad drehungsmäßig mit dem Vorderachs-Ausgangskettenrad.
  • Eine Kupplungsanordnung umfasst ein Kupplungsgehäuse, das koaxial mit der primären Achse ist und drehungsmäßig mit dem Hauptkettenrad verbunden ist. Eine Nabe ist vorgesehen, die mit der Haupteingangswelle keilverzahnt ist. Die Nabe weist eine keilverzahnte Außendurchmesser-Oberfläche auf. Ein Reibungspaket ist vorgesehen, das eine erste Vielzahl von Reibungselementen aufweist, die drehungsmäßig mit dem Kupplungsgehäuse verbunden sind. Die ersten Reibungselemente sind axial mit einer zweiten Vielzahl von Reibungselementen verschränkt, die mit der Nabe keilverzahnt sind.
  • Eine Druckplatte, die mit der Nabe keilverzahnt ist, ist vorgesehen. Die Druckplatte wird verwendet, um das Reibungspaket selektiv ein- und auszurücken. Eine erste Kugelrampe 121 ist die Haupteingangswelle umgebend und axial von der Druckplatte weg federvorgespannt positioniert. Eine zweite Kugelrampe ist zur axialen Verschiebung relativ zu der ersten Kugelrampe vorgesehen. Die relative Verschiebung der Kugelrampen veranlasst die Druckplatte, durch Kompression das Reibungspaket zu veranlassen, die Haupteingangswelle und die Nabe mit dem Kupplungsgehäuse und dem Hauptkettenrad zu verbinden. Die vorstehend erwähnte drehungsmäßige Verbindung schafft einen durchgängigen Antrieb zur Übertragung von Drehmoment von der Haupteingangswelle auf die Vorderachs-Ausgangswelle.
  • Viele Verteilergetriebe weisen Betriebsmodi (oder -bereiche) mit hohen und niederen Gängen auf. Der Hochmodus dient für den Normalbetrieb, der niedere Gangbereich für Fälle, in denen das Fahrzeug unter sehr schwierigen Straßenverhältnissen betrieben wird, wo das maximale Drehmoment erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bewegen.
  • Um das Abschleppen des Fahrzeugs zu erlauben, ohne das Schmierfluid in dem Getriebe zu bewegen, ist das Verteilergetriebe in der Regel auch mit einem neutralen Betriebsmodus versehen.
  • Um das Raumprofil des Verteilergetriebes zu verringern und auch das Gewicht des Verteilergetriebes zu senken, wurde eine neue Konstruktion von Pritchard in dem US-Patent 9,447,873 (dessen Offenbarung durch Verweis hierin aufgenommen ist) eine neue Konstruktion vorgelegt. Pritchard schlägt eine elektrische Kupplungsbetätigungsvorrichtung oder ein solches System und ein Bereichsumschaltanordnungssystem vor, die einen gemeinsamen Betätigungsmotor aufweisen. Das Kupplungsbetätigungssystem und die Bereichsumschaltanordnung nach Pritchard sind koaxial miteinander. Bei einem ungewollten Umschalten in den Neutralmodus, etwa aufgrund eines mechanischen Versagens, kann das Verteilergetriebe ggf. eine Trennung des Getriebes von den Vorder- und Hinterachsen verursachen und im Wesentlichen beide Achsen in den Neutralmodus versetzen, was eine Bewegung des Fahrzeugs ermöglicht, bis die Fahrzeugbremsen betätigt werden. Es ist wünschenswert, ein Verteilergetriebe vom von Pritchard offenbarten Typ bereitzustellen, wobei das Verteilergetriebe bei einem Ausfall der Bereichsumschaltanordnung entweder in dem hohen Gangmodus oder in dem niederen Gangmodus in Betrieb bleibt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die obigen und weitere vorteilhafte Wünsche zu manifestieren, wird eine Offenbarung der vorliegenden Erfindung vorgelegt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Verteilergetriebe für ein Fahrzeug mit einem normalen Zweirad-Hinterradantriebsmodus und selektiver Vierrad-Antriebsmöglichkeit, wobei das Verteilergetriebe einen gemeinsamen Motor für die Bereichsumschaltung und Kupplungsbetätigung aufweist, und außerdem eine Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung aufweist, die verhindert, dass die Bereichsumschaltungsanordnung unbeabsichtigt aus dem hohen oder niederen Gangmodus in den Neutralantriebsmodus gelangt.
  • Andere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden durch die im Folgenden gegebene detaillierte Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung sowie die spezifischen Beispiele, auch wenn sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, rein dem Zweck der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden, in denen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Verteilergetriebes der vorliegenden Erfindung ist, das in einem PKW, SUV oder einem Leichtlastwagen eingesetzt wird;
    • 2 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des Verteilergetriebes von 1 ist und Teile einer Bereichsumschaltanordnung und Teile einer Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplungsanordnung veranschaulicht.
    • 3 eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Verteilergetriebes ist;
    • 4 eine Vergrößerung eines Teils des in 3 gezeigten Verteilergetriebes ist;
    • 5 eine Schnittansicht eines Teils des in 1 gezeigten Verteilergetriebes ist und einen Schaltmotor und einen Untersetzungsgetriebezug zeigt, der durch den Schaltmotor angetrieben wird;
    • 6 eine Frontansicht des in 1 und 3 gezeigten Verteilergetriebes ist;
    • 7 eine auseinandergezogene Darstellung der in 2 gezeigten Bereichsumschaltanordnung und Betätigungsvorrichtung ist;
    • 8 eine perspektivische Darstellung der Bereichsumschaltanordnung und Kupplungsanordnung und Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist, sowie einer Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung des Verteilergetriebes der vorliegenden Erfindung;
    • 9 eine graphische Darstellung der radialen Stellung und der Kolbenstellung der in 8 gezeigten Antineutral-Vorspannvorrichtung ist;
    • 10 eine perspektivische Darstellung der in 2 gezeigten Bereichsumschaltanordnung und Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist;
    • 11 eine Schnittansicht von 10 ist;
    • 12 eine graphische Darstellung einer Bereichsumschaltnaben-Stellung relativ zu einem Drehwinkel eines Doppelantriebszahnrads ist;
    • 13 eine Schnittansicht ist, die den Stellungssensor in Kontakt mit der Sensorplatte veranschaulicht;
    • 14 eine graphische Darstellung eines Doppelantriebszahnrad-Untersetzungswinkels relativ zu einer Neutralstellung sowie von Übergangspunkten und der Stellung des Bereichsstellungssensors (RPS) ist; und
    • 15 eine graphische Darstellung eines Doppelantriebszahnrad-Drehwinkels relativ zu einer Neutralstellung ist und zusätzlich das Spiel des Kupplungspakets zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) erfolgt rein beispielhaft und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Einsatzmöglichkeiten beschränken.
  • Unter Bezugnahme auf 1-15 wird ein Verteilergetriebe 7 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Das Verteilergetriebe 7 weist einen normalen Zweiradantriebs-Betriebsmodus und selektive Vierradantriebs-Betriebsmodi auf. Im Zweiradbetrieb treibt das Verteilergetriebe 7 eine Hinterachse 3 (schematisch dargestellt) des Fahrzeugs über ein hinteres Differential 5 und eine Kardanwelle 9 sowie hintere Kupplungen 9 und 11 an. Das Verteilergetriebe weist eine vordere Schale 10 auf, die durch Verschrauben mit einer hinteren Schale 12 verbunden ist (3). Das Verteilergetriebe 7 kann selektiv zusätzlich eine Vorderachse 17 über ein vorderes Differential 19, eine vordere Kupplung 21, eine vordere Kardanwelle 23 und eine Vorderachs-Ausgangswelle 14 antreiben. Die Vorderachs-Ausgangswelle 14 (um eine sekundäre Achse drehbar, die parallel zu einer primären Achse 2 ist) ist durch Lager 16 und 18 gelagert, die jeweils in der vorderen und hinteren Schale 10 und 12 positioniert sind. Ein Vorderachs-Ausgangskettenrad 21 ist drehungsmäßig auf fixierte Weise mit der Vorderachs-Ausgangswelle 14 verbunden.
  • Das Verteilergetriebe 7 weist auch eine Haupteingangswelle 22 auf, die um die primäre Achse 2 drehbar ist. Die Haupteingangswelle ist zu ihrem hinteren Ende hin durch das Lager 24 in der hinteren Schale 12 gelagert. Ein hinteres Ende 26 der Haupteingangswelle ist drehungsmäßig mit dem hinteren Differential 3 verbunden. Ein vorderes Ende 8 der Haupteingangswelle ist durch das Nadellager 30 in der vorderen Schale 10 gelagert (4). Das Nadellager 30 ist innerhalb einer Innenbohrung einer vorderen Eingangswelle oder des Eingangszahnrads 32 positioniert. Das Eingangszahnrad 32 ist drehungsmäßig mit einer Ausgangswelle (schematisch dargestellt) des Getriebes 27 des Fahrzeugs verbunden. Das Eingangszahnrad 32 ist durch ein Wälzlager 34 innerhalb der vorderen Schale 10 drehbar gelagert. Das Eingangszahnrad 32 steht mit einem Planetengetriebesystem mit Planetenrädern 31 und einem Sonnenrad 37 in Verzahnung. Die Planetenräder 31 drehen sich um eine Trägerwelle 39, die mit einer Trägerplatte 25 verbunden ist, die eine gezahnte Innenbohrung 41 aufweist. Eine äußere Oberfläche des Eingangszahnrads 32 bildet einteilig ein Sonnenrad 43 aus. Wenn das Verteilergetriebe 7 in seinem normalen hohen Betriebsmodus ist, steht die Haupteingangswelle 22 in Direktantrieb mit dem Eingangszahnrad 32. Um eine Direktantriebsverbindung zu erzielen, ist eine Untersetzungsnabe 45 vorgesehen. Die Untersetzungsnabe 45 weist einen Innendurchmesser auf, der mit der Haupteingangswelle 22 keilverzahnt ist und axial an dieser verschiebbar ist. Ein vorderes Ende der Untersetzungsnabe 45 weist einen gezahnten Kamm 49 auf, der mit einem gezahnten Abschnitt eines Innendurchmessers des Eingangszahnrads 32 in Verzahnung stehen kann. Die Bewegung der Untersetzungsnabe 45 durch eine Schaltgabelanordnung 47, um den Kamm 49 der Untersetzungsnabe in Verzahnung mit der gezahnten Innenbohrung der Trägerplatte 41 zu bringen, führt dazu, dass Leistung von dem Eingangszahnrad 32 durch das Planetengetriebesystem auf die Haupteingangswelle übertragen wird, was zu einer Reduktion des Übersetzungsverhältnisses führt, wodurch die Drehmomentausgabe des Verteilergetriebes 7 erhöht wird, die Drehzahl des Verteilergetriebes jedoch verringert wird. Wenn die Untersetzungsnabe 45 in eine Stellung bewegt wird, in der der gezahnte Kamm 49 sich in einer Zwischenstellung 55 befindet, ist das Verteilergetriebe 7 in einem Neutralantriebs-Betriebsmodus. Wenn das Verteilergetriebe 7 in der Neutralantriebsstellung ist, sind der Motor 61 des Fahrzeugs und das Getriebe 27 des Fahrzeugs von der Hinterachse 1 und der Vorderachse 17 getrennt. Da das Getriebe 27 ebenfalls von der vorderen 17 und hinteren Achse 1 getrennt ist, kann das Fahrzeug abgeschleppt werden, ohne das Getriebefluid zu bewegen, oder ohne das Getriebe 27 in die Neutralstellung bringen zu müssen.
  • Die Haupteingangswelle 22 weist eine radiale Nut auf, die einen Schnappring 50 trägt. Der Schnappring 50 ist benachbart zu einem Lagerlaufring einer Beilegscheibe 52. Die Beilegscheibe 52 ist benachbart zu dem Lagerrollelement 54. Eine kleinere Beilegscheibe 56 ist ebenfalls benachbart zu dem Rollelement 54. Die Kombination aus Schnappring 50, Beilegscheiben 52 und 56 und Rollelementen 50 stellt ein erstes Drucklager und einen axialen Anschlag bereit.
  • Axial gegen die Beilegscheibe 56 ist ein Hauptkettenrad 60 positioniert. Das Hauptkettenrad 60 ist drehbar an der Haupteingangswelle 22 montiert. Eine Kette 72 verbindet das Hauptkettenrad 60 drehungsmäßig mit dem Vorderachs-Kettenrad 95. Ein Kupplungsgehäuse 74 ist vorgesehen. Das Kupplungsgehäuse weist einen keilverzahnten Innendurchmesser oder eine solche Öffnung auf, um dem Kupplungsgehäuse zu ermöglichen, drehungsmäßig mit dem Hauptkettenrad verbunden zu werden.
  • Eine Nabe 90 ist an der Haupteingangswelle 22 vor dem Hauptkettenrad 60 keilverzahnt. Die Nabe 90 weist eine keilverzahnte Außendurchmesser-Oberfläche auf. Ein Reibungspaket 100 ist vorgesehen. Das Reibungspaket weist eine erste Vielzahl von Reibungselementen auf, die drehungsmäßig mit dem Kupplungsgehäuse verbunden sind. Das Reibungspaket weist auch eine zweite Vielzahl von Reibungselementen auf, die mit dem Außendurchmesser der Nabe 96 keilverzahnt sind. Die zweite Vielzahl von Reibungselementen besteht in der Regel aus Metallplatten mit einem verschleißbaren Reibungsmaterial, das auf gegenüberliegende Oberflächen der Metallplatten aufbeschichtet oder aufgebracht ist.
  • Eine Druckplatte 22 ist vorgesehen. Die Druckplatte 22 ist mit dem Außendurchmesser der Nabe 90 keilverzahnt. Die Druckplatte 22 ist zur selektiven Kompression des Reibungspakets 100 vorgesehen. Das Reibungspaket 100 verbindet selektiv die Vorderachs-Ausgangswelle 14 drehungsmäßig mit der Haupteingangswelle 22.
  • Eine erste Kugelrampe 134 weist zu einer entsprechenden zweiten Kugelrampe 132. Die erste Kugelrampe 134 ist von der Druckplatte 122 weg federvorgespannt. Die relative Drehung zwischen der ersten und zweiten Kugelrampe 132, 134 veranlasst die Kugelrampen, sich axial voneinander zu trennen. Die axiale Bewegung der ersten Kugelrampe 134 veranlasst die Druckplatte 122, sich zu bewegen und drehungsmäßig die Haupteingangswelle 22 mit der Vorderachs-Eingangswelle 14 zu verbinden.
  • Das Verteilergetriebe 7 weist eine Bereichsumschaltanordnung und eine Kupplungsanordnung auf, die gemeinsame Komponenten verwenden. In die Schalen 10, 12 des Verteilergetriebes ist ein Schaltgehäuse 61 eingesetzt. Ein Bereichsumschaltnocken 63 ist zur Winkeldrehung an dem Schaltgehäuse 61 montiert. Das Innere des Bereichsumschaltnockens 63 weist eine Nutenstrecke 65 auf. Eine Schaltgabelanordnung 47 weist einen Schaltmuffenabschnitt 67 auf, der das Untersetzungsgehäuse 45 zwischen radial geflanschten Abschnitten 69 der Untersetzungsnabe erfasst. Die Bolzen 71 der Schaltgabel sind innerhalb der Nutenstrecke 65 des Bereichsumschaltnockens 63 positioniert. Ein Schaltmotor 81 ist vorgesehen. Der Schaltmotor 81 treibt das Zahnrad 83 an, dieses wiederum treibt das Zahnrad 85 an, das seinerseits das einteilig verbundene Zahnrad 87 antreibt; dieses treibt das Zahnrad 89, das seinerseits das Zahnrad 91 antreibt, das einteilig mit dem Zahnrad 89 verbunden ist. Das Zahnrad 91 steht mit einem Doppelantriebszahnrad 95 in Verzahnung. Das Doppelantriebszahnrad 95 ist konzentrisch mit der primären Achse 2 und ist axial zwischen der Bereichsumschaltanordnung und dem Kupplungsgehäuse 74 angeordnet.
  • Das Doppelantriebszahnrad 95 weist Kerben 97 auf, die seine drehungsmäßige Verbindung mit Vorsprüngen 99 erlauben, die an der Direktantriebs-Zahnradnabe 101 vorgesehen sind. Die Direktantriebs-Zahnradnabe 101 ist zur Winkeldrehung an einem kleineren Zylinderabschnitt 103 des Schaltgehäuses 61 montiert. Ein Schnappring 105, der in eine Nut an der Direktantriebs-Zahnradnabe 101 eingesetzt ist, hält das Doppelantriebszahnrad 95 gegen eine Sensorplatte 109 fest. Die Sensorplatte 109 ist auch vorgesehen, um eine Bestimmung der Winkelstellung des Direktantriebszahnrads 95 zu erlauben. Die Sensorplatte 109 weist Kerben 111 auf, die in gewisser Weise jenen des Direktantriebszahnrads ähnlich sind, durch welche sie drehungsmäßig mit der Direktantriebs-Zahnradnabe 101 verbunden werden kann. Die Sensorplatte 109 weist eine allgemein zylindrische Einfassung 113 auf, die zum Kontakt mit einem Stellungssensor 115 mit einem ausfahrbaren Kolben vorgesehen ist. Die Sensorplatte 109 weist auch einen sich allgemein axial erstreckenden Kraftarm 117 auf. Der Kraftarm 117 erstreckt sich in eine umlaufende Tasche 119, die an der äußeren Oberfläche des Bereichsumschaltnockens ausgebildet ist. Eine Torsionsfeder 121 ist vorgesehen, die einen vorderen radialen Arm 123 und einen hinteren radialen Arm 125 aufweist. Der sich axial erstreckende Arm 117 der Sensorplatte ist innerhalb der Tasche 119 positioniert und schlägt gegen den hinteren radialen Arm 125 der Feder an. Wie am besten in 10 gezeigt ist, drücken die Arme 117, wenn das Doppelantriebszahnrad in einer Richtung im Uhrzeigersinn von rechts nach links gesehen gedreht wird, gegen den radialen Federarm 123, um den Bereichsumschaltnocken in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen, um die Untersetzungsnabe 45 nach vorne zu schieben und das Verteilergetriebe 7 in den hohen Betriebsmodus (siehe 12 und 14) zu versetzen. Sollte die Schaltung blockieren, sorgt die Torsionsfeder 121 für Nachgiebigkeit in dem System, da der sich axial erstreckende Arm 117 über die radialen Arme 123, 125 der Torsionsfeder auf den Bereichsumschaltnocken wirkt. Um das Verteilergetriebe 7 in den Niederbereichs-Betriebsmodus zu versetzen, wird das Doppelantriebszahnrad 95 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, was den Bereichsumschaltnocken 63 gegen den Uhrzeigersinn drehen und dadurch die Untersetzungsnabe 45 nach rechts ziehen lässt. Zwischen einer axialen Seite des Bereichsumschaltnockens und einem sich allgemein radial erstreckenden Abschnitt 133 des Schaltgehäuses ist eine Anlaufscheibe 131 vorgesehen.
  • Zwischen dem Bereichsumschaltnocken 63 und der Doppelantriebszahnradnabe 101 sind Anlaufscheiben 141, 143 und ein dazwischenliegender Schnappring 145 vorgesehen. Die Doppelantriebszahnradnabe 101 weist zwei sich axial erstreckende gekrümmte Arme 147 auf. Eine Endseite 149 der gekrümmten Arme 147 ist mit einer ringförmigen Platte 151 verbunden. Die ringförmige Platte 151 ist mit den gekrümmten Armen 147 durch Befestigungsstifte 153 verbunden. Die ringförmige Platte 151 ist auch mit Kugelrampen-Kontaktstiften 155 versehen. Die Kugelrampe 134 weist radiale Erweiterungen 157 für den selektiven Kontakt mit den Kontaktstiften 155 auf. Bei einer geeigneten Drehung des Doppelantriebszahnrads 95 in eine extreme Richtung (siehe 15) wird die Kugelrampe 134 in beiden Drehrichtungen gedreht, um die Kupplungsanordnung zu betätigen.
  • Bei einem möglichen Ausfall des Schaltmotors 81 oder der Zahnräder 83, 85, 87 und 91 kann die mechanische Schwingung des Fahrzeugs oder Fahrzeugantriebsstrangs eine unbeabsichtigte Drehung des Doppelantriebszahnrads 95 in eine Stellung verursachen, die das Verteilergetriebe 7 in eine Neutralstellung versetzt. Mit anderen Worten kann die Untersetzungsnabe 45 unbeabsichtigt in eine Stellung verschoben werden, in der der gezahnte Kamm 49 in einer Stellung 55 ist, anstatt entweder mit dem Eingangszahnradabschnitt 51 oder dem gezahnten Abschnitt 41 der Trägerplatte in Eingriff zu stehen. Um ein ungewolltes Umschalten in die Neutralantriebsstellung zu vermeiden, ist eine Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung 200 vorgesehen. Die Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung 200 wird durch einen Kolben 202 und Nockenflächen 204 an dem Doppelantriebszahnrad bereitgestellt. Bei einem möglichen Ausfall der Schaltzahnräder oder der Untersetzungszahnräder gelangt der Kolben 202 (durch eine Feder 206 innerhalb eines Rahmens 208 federvorgespannt) mit einer der Nockenflächen 204 in Kontakt, um die Drehung des Doppelantriebszahnrads 95 in eine Neutralantriebsstellung zu verhindern.
  • Der Schaltmotor 81 kann über den Getriebezug im Normalbetrieb die Kraft des Kolbens 202 auf das Doppelantriebszahnrad 95 überwinden. Dementsprechend kann das Verteilergetriebe 7 nicht ungewollt in die Neutralstellung versetzt werden. Die Nockenfläche 204 weist ein Rastmerkmal 210 auf, um den Kolben 202 aufzunehmen, wenn gewünscht wird, das Verteilergetriebe 7 absichtlich in die Neutralstellung zu bringen. Somit kann das Verteilergetriebe 7 sicher in die Neutralstellung versetzt werden, um das Abschleppen des Fahrzeugs an der Vorder- oder der Hinterachse oder beiden Achsen für längeres Abschleppen zu ermöglichen.
  • Die Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhafter Natur, und somit werden auch Variationen, die vom Prinzip der Erfindung nicht abweichen, als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet. Solche Variationen werden nicht als Abweichungen vom Geist und Umfang der Erfindung betrachtet.

Claims (7)

  1. Verteilergetriebe für PKWs, SUVs und Leicht-LKWs, umfassend: eine vordere Eingangswelle mit einer primären Drehachse, eine Haupteingangswelle, die koaxial mit der primären Achse ausgerichtet und um diese drehbar ist, eine Vorderachs-Ausgangswelle, die um eine sekundäre, zu der ersten Achse parallele Achse drehbar ist, eine Kraftübertragungseinrichtung, die zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle angeordnet ist; eine Bereichsumschaltanordnung, die koaxial in Bezug auf die primäre Achse ist, wobei die Bereichsumschaltanordnung wirkmäßig zwischen der vorderen Eingangswelle und der Haupteingangswelle verbunden ist, um axial zwischen einem Niedrigbereichs-Antriebsmodus, einem Neutralantriebsmodus und einem Hochbereichs-Antriebsmodus umzuschalten; eine Kupplungsanordnung, die koaxial relativ zu der primären Achse und axial benachbart zu der Bereichsumschaltanordnung angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung wirkmäßig mit der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist, um sich axial zwischen einer eingerückten Stellung und einer ausgerückten Stellung zu bewegen, um sie in oder aus einem Zustand zu bringen, der einen kontinuierlichen Antrieb schafft, um Antriebsdrehmoment zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle zu übertragen; eine Betätigungsvorrichtung umfassend ein drehbares konzentrisches Zahnrad, das koaxial relativ zu der primären Achse montiert und axial zwischen der Bereichsumschaltanordnung und der Kupplungsanordnung angeordnet ist, wobei das konzentrische Zahnrad die Bereichsumschaltanordnung innerhalb eines Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt und die Kupplungsanordnung innerhalb eines anderen Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt, wobei die beiden Winkelabschnitte sich gegenseitig ausschließen, und eine Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung, die die Bereichsumschaltanordnung aus einem Neutralantriebsmodus vorspannt.
  2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, wobei die Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung einen federvorgespannten Kolben umfasst, der mit einer Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad in Eingriff steht.
  3. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, wobei die Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad ein Neutral-Rastmerkmal aufweist.
  4. Verteilergetriebe für PKWs, SUVs und Leicht-LKWs, umfassend: eine vordere Eingangswelle mit einer primären Drehachse, eine Haupteingangswelle, die koaxial mit der primären Achse ausgerichtet und um diese drehbar ist, eine Vorderachs-Ausgangswelle, die um eine sekundäre, zu der ersten Achse parallele Achse drehbar ist, eine Kraftübertragungseinrichtung, die zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle angeordnet ist; eine Bereichsumschaltanordnung, die koaxial in Bezug auf die primäre Achse ist, wobei die Bereichsumschaltanordnung wirkmäßig zwischen der vorderen Eingangswelle und der Haupteingangswelle verbunden ist, um axial zwischen einem Niedrigbereichs-Antriebsmodus, einem Neutralantriebsmodus und einem Hochbereichs-Antriebsmodus umzuschalten; eine Kupplungsanordnung, die koaxial relativ zu der primären Achse und axial benachbart zu der Bereichsumschaltanordnung angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung wirkmäßig mit der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist, um sich axial zwischen einer eingerückten Stellung und einer ausgerückten Stellung zu bewegen, um sie in oder aus einem Zustand zu bringen, der einen kontinuierlichen Antrieb schafft, um Antriebsdrehmoment zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle zu übertragen; eine Betätigungsvorrichtung umfassend ein drehbares konzentrisches Zahnrad, das koaxial relativ zu der primären Achse montiert und axial zwischen der Bereichsumschaltanordnung und der Kupplungsanordnung angeordnet ist, wobei das konzentrische Zahnrad die Bereichsumschaltanordnung innerhalb eines Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt und die Kupplungsanordnung innerhalb eines anderen Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt, wobei die beiden Winkelabschnitte sich gegenseitig ausschließen; eine Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung, die die Bereichsumschaltanordnung aus einem Neutralantriebsmodus vorspannt, und wobei die Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung einen federvorgespannten Kolben umfasst, der mit einer Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad in Eingriff steht; und wobei die Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad ein Neutral-Rastmerkmal aufweist.
  5. Verfahren zur Bereitstellung eines Verteilergetriebes für PKWs, SUVs und Leicht-LKWs, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer vorderen Eingangswelle mit einer primären Drehachse, Bereitstellen einer Haupteingangswelle, die koaxial mit der primären Achse ausgerichtet und um diese drehbar ist, Bereitstellen einer Vorderachs-Ausgangswelle, die um eine sekundäre, zu der ersten Achse parallele Achse drehbar ist, Bereitstellen einer Kraftübertragungseinrichtung, die zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle angeordnet ist; Bereitstellen einer Bereichsumschaltanordnung, die koaxial in Bezug auf die primäre Achse ist, wobei die Bereichsumschaltanordnung wirkmäßig zwischen der vorderen Eingangswelle und der Haupteingangswelle verbunden ist, um axial zwischen einem Niedrigbereichs-Antriebsmodus, einem Neutralantriebsmodus und einem Hochbereichs-Antriebsmodus umzuschalten; Bereitstellen einer Kupplungsanordnung, die koaxial relativ zu der primären Achse und axial benachbart zu der Bereichsumschaltanordnung angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung wirkmäßig mit der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist, um sich axial zwischen einer eingerückten Stellung und einer ausgerückten Stellung zu bewegen, um sie in oder aus einem Zustand zu bringen, der einen kontinuierlichen Antrieb schafft, um Antriebsdrehmoment zwischen der Haupteingangswelle und der Vorderachs-Ausgangswelle zu übertragen; Bereitstellen einer Betätigungsvorrichtung umfassend ein drehbares konzentrisches Zahnrad, das koaxial relativ zu der primären Achse montiert und axial zwischen der Bereichsumschaltanordnung und der Kupplungsanordnung angeordnet ist, wobei das konzentrische Zahnrad die Bereichsumschaltanordnung innerhalb eines Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt und die Kupplungsanordnung innerhalb eines anderen Abschnitts der Winkeldrehung um die primäre Achse betätigt, wobei die beiden Winkelabschnitte sich gegenseitig ausschließen, und Bereitstellen einer Antineutralantriebs-Vorspannungsvorrichtung, die die Bereichsumschaltanordnung aus einem Neutralantriebsmodus vorspannt.
  6. Verfahren zur Bereitstellung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, ferner umfassend das Kontaktieren einer Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad mit einem federvorgespannten Kolben.
  7. Verfahren zur Bereitstellung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 6, ferner umfassend das Bereitstellen eines Neutral-Rastmerkmals an der Nockenfläche an dem konzentrischen Zahnrad.
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