DE102021111715A1

DE102021111715A1 - Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit Differenzialbaugruppe mit integrierter elektronisch gesteuerter begrenzter Schlupf- und Sperrfunktion

Info

Publication number: DE102021111715A1
Application number: DE102021111715.1A
Authority: DE
Inventors: Frederick E. Zink
Original assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Current assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2021-05-05
Publication date: 2021-11-11
Also published as: US20210348675A1; US11221065B2; CN113623378B; CN113623378A

Abstract

Eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die eine Differenzialbaugruppe aufweist, die eine begrenzte Rutschkupplung, eine Sperrkupplung und ein Stellglied zur Betätigung der begrenzten Rutschkupplung und der Sperrkupplung aufweist. Das Stellglied beinhaltet ein Paar von Kugelrampenmechanismen, die sich einen drehbaren Kugelrampenring teilen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 63/020910 , eingereicht am 06. Mai 2020, deren Offenbarung durch Bezugnahme integriert ist, als wäre sie hierin vollständig beschrieben.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit einer Differenzialbaugruppe mit integrierter elektronisch gesteuerter begrenzter Schlupf- und Sperrfunktion.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen mit Bezug zur vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik sind.
Verschiedene Komponenten des Fahrzeugantriebsstrangs, wie beispielsweise Hinterachsbaugruppen, nutzen üblicherweise eine Differenzialbaugruppe, um die Drehkraft auf einen Satz von Fahrzeugantriebsrädern in einer Weise zu übertragen, die eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den beiden Antriebsrädern ermöglicht. In vielen Anwendungen kann es wünschenswert sein, die Fähigkeit der Differenzialbaugruppe, eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den beiden Antriebsrädern zu ermöglichen, zu dämpfen, zu begrenzen oder vollständig zu deaktivieren. Um diesen Bedarf zu decken, wurden verschiedene Sperrdifferenzialkonfigurationen und verschiedene Konfigurationen der Sperrdifferenzialanordnung entwickelt.
Die Sperrdifferenzialkonfigurationen verwenden typischerweise eine Art von Kupplung, um den Eingang der Differenzialbaugruppe mit einem der Ausgänge der Differenzialbaugruppe zu sperren. So ist es beispielsweise üblich, eine Klauenkupplung zu verwenden, um ein Seitenzahnrad selektiv an einem Differenzialgehäuse zu sperren. Eine Differenzialbaugruppe mit dieser Konfiguration kann zwischen einem offenen Zustand, in dem die Drehzahldifferenzierung erlaubt ist, und einem gesperrten Zustand, in dem die Drehzahldifferenzierung gesperrt ist, umgeschaltet werden. Diese Konfiguration erlaubt es der Differenzialbaugruppe nicht, in einem Modus mit begrenztem Schlupf zu arbeiten, der die Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den Antriebsrädern des Fahrzeugs begrenzt (aber nicht verhindert).
Die Sperrdifferenzialkonfiguration verwendet typischerweise einen oder mehrere Sätze von Reibungskupplungen, um einer relativen Drehung zwischen dem Eingang der Differenzialbaugruppe und einem oder beiden Ausgängen der Differenzialbaugruppe zu widerstehen. In einigen Situationen kann jede der Reibungskupplungen über eine Feder vorgespannt sein, sodass der Ausgang/die Ausgänge der Differenzialbaugruppe nur dann relativ zum Eingang der Differenzialbaugruppe durchrutscht, wenn ein Differenzialdrehmoment zwischen dem Eingang der Differenzialbaugruppe und dem Ausgang der Differenzialbaugruppe einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Die Tendenz der Verzahnung einiger Differenzialbaugruppen, die Seitenzahnräder des Differenzialgetriebes axial auseinander zu drängen, kann in einigen Sperrdifferenzialkonfigurationen genutzt werden, um die Reibungskupplung(en) weiter zu belasten, oder könnte alternativ die einzige Quelle der Belastung der Reibungskupplung(en) sein.
Ein Nachteil der oben beschriebenen Sperrdifferentialkonfigurationen ist, dass sie die Geschwindigkeitsdifferenzierung zu einem Zeitpunkt beeinträchtigen können, an dem ein Betrieb im offenen Zustand wünschenswerter wäre, wie z. B. beim Manövrieren eines Fahrzeugs auf einem Parkplatz, um das Fahrzeug einzuparken. Zusätzlich „sperren“ die oben beschriebenen Sperrdifferenzialkonfigurationen typischerweise nicht die Differenzialbaugruppe, um eine Drehzahldifferenzierung zwischen den Ausgängen der Differenzialbaugruppe zu verhindern. Heutzutage werden elektronische Stellglieder eingesetzt, um das Einrücken der Reibungskupplungen in einer Sperrdifferenzialbaugruppe zu steuern. Während solche Konfigurationen die Möglichkeit bieten, die Größe des Schwellenwerts im Differenzialdrehmoment zwischen dem Eingang der Differenzialbaugruppe und dem Ausgang der Differenzialbaugruppe zu variieren, der benötigt wird, um eine Drehzahldifferenzierung zwischen den Ausgängen der Differenzialbaugruppe zu ermöglichen, betrifft ein Nachteil dieses Ansatzes die Größe und Konfiguration der Reibungskupplung(en) und des Stellglieds, wenn die Reibungskupplung(en) zum Sperren der Differenzialbaugruppe verwendet werden sollen. In dieser Hinsicht müssen sowohl die Reibungskupplung(en) als auch das Stellglied relativ groß sein, wodurch das gesamte Drehmoment, das von der Differenzialbaugruppe übertragen werden soll, zwischen dem Eingang der Differenzialbaugruppe und einem einzelnen der Ausgänge der Differenzialbaugruppe übertragen werden kann.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurden Differenzialbaugruppen mit zwei separaten Kupplungen konfiguriert, die von zwei separaten Stellgliedern betätigt werden. Beispiele derartiger Differentialbaugruppen sind im US-Patent Nr. 5,098,360 und US-Patent Nr. 5,030,181 dargestellt. Während derartige Konfigurationen den gewünschten begrenzten Schlupf und die Blockierfähigkeit bereitstellen, sind sie dennoch relativ sperrig und etwas schwierig in einen Antriebsstrang für ein modernes Kraftfahrzeug einzubauen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfanges oder aller ihrer Merkmale.
In einer Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Fahrzeugantriebsstrangkomponente bereit, die eine Differenzialbaugruppe aufweist, die ein um eine Achse drehbares Differenzialeingangselement, einen Differenzialgetriebesatz, eine begrenzte Rutschkupplung, eine Sperrkupplung und einen Betätigungsmechanismus beinhaltet. Das Differenzialgetriebe ist im Differenzialeingangselement angeordnet und beinhaltet ein erstes Seitenzahnrad und ein zweites Seitenzahnrad. Die Kupplung mit begrenztem Schlupf weist eine Kupplungspackung mit einem Satz erster Kupplungsplatten auf, die nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt sind, und einem Satz zweiter Kupplungsplatten, die mit den ersten Kupplungsplatten verschachtelt sind und die axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem ersten Seitenzahnrad gekoppelt sind. Die Sperrkupplung weist ein erstes Klauenelement auf, das fest mit dem zweiten Seitenzahnrad gekoppelt ist, und ein zweites Klauenelement, das axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt ist. Das zweite Klauenelement ist entlang der Achse zwischen einer ersten Position, in der das zweite Klauenelement vom ersten Klauenelement gelöst ist, wodurch eine Drehung des ersten Klauenelements relativ zum zweiten Klauenelement möglich ist, und einer zweiten Position, in der das zweite Klauenelement mit dem ersten Klauenelement in Eingriff ist, wodurch eine Drehung des ersten Klauenelements relativ zum zweiten Klauenelement verhindert wird, beweglich. Der Betätigungsmechanismus ist konfiguriert, um die begrenzte Rutschkupplung und die Sperrkupplung zu betätigen. Der Betätigungsmechanismus weist einen ersten Kugelrampenmechanismus zur selektiven Betätigung der Sperrkupplung und einen zweiten Kugelrampenmechanismus zur selektiven Betätigung der begrenzten Rutschkupplung auf. Der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus weisen jeweils einen Satz von drehbaren Kugellaufbahnen auf. Der Satz drehbarer Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus ist drehbar mit dem Satz drehbarer Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt.
In einer anderen Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Fahrzeugantriebsstrangkomponente bereit, die eine Differenzialbaugruppe aufweist, die ein um eine Achse drehbares Differenzialeingangselement, einen Differenzialgetriebesatz, eine begrenzte Rutschkupplung, eine Kupplung und einen Betätigungsmechanismus beinhaltet. Das Differenzialgetriebe ist im Differenzialeingangselement angeordnet und beinhaltet ein erstes Seitenzahnrad und ein zweites Seitenzahnrad. Die Kupplung mit begrenztem Schlupf weist eine Kupplungspackung mit einem Satz erster Kupplungsplatten auf, die nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt sind, und einem Satz zweiter Kupplungsplatten, die mit den ersten Kupplungsplatten verschachtelt sind und die axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem ersten Seitenzahnrad gekoppelt sind. Die Kupplung weist ein erstes Kupplungselement auf, das fest mit dem zweiten Seitenzahnrad gekoppelt ist, und ein zweites Kupplungselement, das entlang der Achse relativ zu dem ersten Kupplungselement zwischen einer ersten Position, in der das zweite Kupplungselement von dem ersten Kupplungselement drehentkoppelt ist, und einer zweiten Position, in der das zweite Kupplungselement drehfest mit dem ersten Kupplungselement gekoppelt ist, verschiebbar ist. Der Betätigungsmechanismus ist konfiguriert, um die begrenzte Rutschkupplung und die Kupplung zu betätigen. Der Betätigungsmechanismus weist einen ersten Kugelrampenmechanismus zur selektiven Betätigung der Sperrkupplung und einen zweiten Kugelrampenmechanismus zur selektiven Betätigung der begrenzten Rutschkupplung auf. Der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus weisen jeweils einen Satz von drehbaren Kugellaufbahnen auf. Der Satz drehbarer Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus ist drehbar mit dem Satz drehbarer Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt.
Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der Beschreibung, die hierin bereitgestellt ist, hervor. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Kurzdarstellung sollen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung dienen und den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Differenzialbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
2 und 3 sind perspektivische Explosionsansichten der Differenzialbaugruppe von 1;
4 ist eine Längsschnittansicht der Differenzialbaugruppe von 1 ;
5 ist eine Seitenansicht der Differenzialbaugruppe von 1;
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von 5;
7 ist ein vergrößerter Teil von 6, der einen Schlupfbegrenzungsmechanismus genauer veranschaulicht;
7A ist eine ähnliche Ansicht wie die von 7, zeigt jedoch eine optionale Vorspannfeder zum Anwenden einer Vorspannung auf die Kupplungspackung des Schlupfbegrenzungsmechanismus;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der Differenzialbaugruppe von 1, die den Schlupfbegrenzungsmechanismus genauer veranschaulicht;
Die 9 und 10 sind perspektivische Explosionsansichten der Differenzialbaugruppe von 1, welche einen Verriegelungsmechanismus genauer veranschaulichen;
11 ist ein vergrößerter Abschnitt von 6, der den Verriegelungsmechanismus und einen Betätigungsmechanismus genauer veranschaulicht; und
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts des Betätigungsmechanismus.

Entsprechende Bezugsziffern kennzeichnen die jeweiligen Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die 1 bis 3 der Zeichnungen ist eine exemplarische Differenzialbaugruppe für eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente im Allgemeinen durch die Referenzziffer 10 angegeben. Die Differenzialbaugruppe 10 kann ein Differenzialeingangselement 12, ein Differenzialgetriebe 14 und einen Multimode-Betätigungsmechanismus beinhalten, der einen Schlupfbegrenzungsmechanismus 20, einen Verriegelungsmechanismus 22 und einen Betätigungsmechanismus 24 aufweist.
Bezugnehmend auf die 1 und 4 kann das Differenzialeingangselement 12 aus einer oder mehreren Komponenten gebildet sein und ist so konfiguriert, dass es mit einem Hohlrad (nicht dargestellt) drehgekoppelt ist. Das Hohlrad kann ein Kegelrad (z. B. Spiralkegelrad oder Hypoidrad) oder beispielsweise ein Schrägstirnrad sein. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Differenzialeingangselement 12 aus einem ersten und einem zweiten Gehäuseelement 22a bzw. 22b ausgebildet, die fest miteinander gekoppelt sind, wie beispielsweise über Bolzen (nicht dargestellt), die durch Löcher 30 in angrenzenden Flanschen, die an dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement 22a und 22b gebildet sind, empfangen werden, die in Löcher (nicht dargestellt) in dem Hohlrad eingeschraubt sind. Das Differenzialeingangselement 12 kann einen Radsatzhohlraum 32, einen Schlupfbegrenzungsmechanismushohlraum 34, einen Verriegelungsmechanismushohlraum 36, ein Paar Drehzapfen 38 und eine Halterung für den Betätigungsmechanismus 40 definieren.
Der Radsatzhohlraum 32 ist konfiguriert, um das Differenzialgetriebe 14 darin aufzunehmen. Der Schlupfbegrenzungsmechanismushohlraum 34 kann konzentrisch um ein erstes axiales Ende des Differenzialgetriebehohlraums 32 angeordnet sein und ist so dimensioniert, dass er den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 darin aufnimmt. Der Verriegelungsmechanismushohlraum 36 kann konzentrisch um ein zweites axiales Ende des Differenzialgetriebehohlraums 32 angeordnet sein und ist so dimensioniert, dass er den Verriegelungsmechanismus 22 darin aufnimmt. Die Zapfen 38 sind an gegenüberliegenden axialen Enden des Differenzialeingangselements 12 angeordnet und sind jeweils an ihrer zylindrischen Außenfläche so bemessen, dass sie einen Laufring (nicht dargestellt) eines Differenziallagers (nicht dargestellt) darauf aufnehmen. Das Differenziallager wird üblicherweise zum Stützen des Differenzialeingangselements 12 zur Drehung um eine Drehachse 44 relativ zu einem Gehäuse (nicht dargestellt) eingesetzt, wie beispielsweise einem Achs- oder Trägergehäuse. Die Halterung des Betätigungsmechanismus 40 kann eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Oberfläche auf der Außenseite des zweiten Gehäuseelements 22b sein, die sich axial zwischen dem Zapfen 38 am zweiten axialen Ende des Differenzialeingangselements 12 und dem Verriegelungsmechanismushohlraum 36 befindet. Eine ringförmige Schulterwand 46 erstreckt sich radial von der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Oberfläche der Halterung des Betätigungsmechanismus 40. Die Halterung des Betätigungsmechanismus 40 ist so dimensioniert, dass sie einen Abschnitt des Betätigungsmechanismus 24 darauf aufnimmt, wie im Folgenden noch genauer beschrieben wird.
Bezugnehmend auf die 2 und 4 kann das Differenzialgetriebe 14 in beliebiger Weise konfiguriert werden. In dem dargestellten Beispiel verwendet das Differenzialgetriebe 14 eine Vielzahl von Differenzialritzeln 50 und ein Paar von Seitenzahnrädern 52a und 52b, die alle eine gerade Kegelradverzahnung aufweisen können. In dem dargestellten Beispiel wird eine Anzahl von vier Differenzialritzeln 50 verwendet, aber es wird deutlich, dass die Anzahl der Differenzialritzel 50 von den hierin dargestellten verschieden sein kann. Jedes der Differenzialritzel 50 kann mit dem Differenzialeingangselement 12 gekoppelt sein, um sich mit diesem um die Drehachse 44 zu drehen, und jedes kann relativ zu dem Differenzialeingangselement 12 drehbar sein, um sich um eine entsprechende Ritzelachse zu drehen. In dem bereitgestellten Beispiel sind zwei der Differenzialritzel 50 über einen Querstift 56 gelagert, während die restlichen zwei Differenzialritzel 50 jeweils über ein entsprechendes Stiftsegment 58 gelagert sind. Der Querstift 56 kann durch eine Querstiftbohrung (nicht speziell dargestellt) aufgenommen werden, die durch das Differenzialeingangselement 12 senkrecht zur Drehachse 44 ausgebildet ist, während die Stiftsegmente 58 in einer Stiftsegmentbohrung 60 aufgenommen werden können, die senkrecht zur Drehachse 44 und der Querstiftbohrung verläuft. Die gegenüberliegenden axialen Enden des Querstiftes 56 und das distale oder radial äußere Ende jedes der Stiftsegmente 58 können in das Differenzialeingangselement 12 eingreifen. Der Querstift 56 und die Stiftsegmente 58 können in beliebiger Weise aneinander befestigt werden. In dem bereitgestellten Beispiel wird eine zylindrische Platte 62 in dem Getriebehohlraum 32 radial innerhalb der Differenzialritzel 50 aufgenommen. Die zylindrische Platte 62 weist eine erste Öffnung (nicht speziell dargestellt) auf, durch die der Querstift 56 aufgenommen wird, und eine zweite Öffnung 64, die senkrecht zur ersten Öffnung verläuft und in die die proximalen oder radial nach innen gerichteten Enden jedes der Stiftsegmente 58 aufgenommen werden. Der Querstift 56 und jedes der Stiftsegmente 58 können in beliebiger Weise fest mit der zylindrischen Platte 62 gekoppelt werden. Wie dargestellt, werden die Rollenstifte 66 in sich in Längsrichtung erstreckenden Löchern (nicht speziell dargestellt) in der zylindrischen Platte 62 und in entsprechenden Löchern, die in dem Querstift 56 und den Stiftsegmenten 58 ausgebildet sind, aufgenommen, um den Querstift 56, die Stiftsegmente 58 und die zylindrische Platte 62 fest aneinander zu koppeln. Jedes der Seitenzahnräder 52a und 52b ist um die Drehachse 44 relativ zum Differenzialeingangselement 12 drehbar und steht mit den Differenzialritzeln 50 kämmend in Eingriff. Jedes der Seitenzahnräder 52a und 52b definiert eine innenverzahnte oder gezahnte Öffnung 70, die so konfiguriert ist, dass sie axial verschiebbar, aber nicht drehbar, in ein außenverzahntes oder gezahntes Segment (nicht dargestellt) einer entsprechenden (nicht dargestellten) Ausgangswelle eingreift. Jede der Ausgangswellen kann in einer Wellenbohrung 72 aufgenommen werden, die in dem Differenzialeingangselement 12 ausgebildet ist, und kann von dem Differenzialeingangselement 12 durch einen assoziierten der Zapfen 38 nach außen geführt werden.
Bezugnehmend auf die 6, 7 und 8 kann der Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 eine Kupplungspackung 80 beinhalten, die Kupplungselemente aufweisen kann, die mit dem Differenzialeingangselement 12 und dem Seitenzahnrad 52a drehgekoppelt sind. In dem bereitgestellten Beispiel weist der Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 eine Vielzahl von ersten Reibungsplatten 82, eine Vielzahl von zweiten Reibungsplatten 84 und eine Beaufschlagungsplatte 86 auf. Jede der ersten Reibungsplatten 82 kann einen Satz von Zähnen 82t an deren Außenumfang aufweisen, die in einen Satz von Gegenzähnen 12t am Innenumfang des Abschnitts des Differenzialeingangselements 12 eingreifen können, der den Schlupfbegrenzungsmechanismushohlraum 34 bildet, wodurch die ersten Reibungsplatten 82 drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement 12 gekoppelt sind. Die zweiten Reibungsplatten 84 sind mit den ersten Reibungsplatten 82 verschachtelt. Jede der zweiten Reibungsplatten kann an ihrem Innenumfang einen Satz von Zähnen (nicht speziell dargestellt) aufweisen, die in einen Satz von Zähnen eingreifen können, die zur Drehung mit dem Seitenzahnrad 52a gekoppelt sind. Wie dargestellt, stehen die Zähne am Innenumfang der zweiten Reibungsplatten 84 mit einem Satz von Zähnen in Eingriff, die an einer Nabe 90 ausgebildet sind, und die Nabe 90 beinhaltet einen Satz von inneren Zähnen, die mit einem Satz von äußeren Zähnen in Eingriff stehen, die an dem Seitenzahnrad 52a ausgebildet sind, und sodass die Nabe 90 nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Seitenzahnrad 52a gekoppelt ist. Es versteht sich jedoch, dass die Nabe 90 integral und einheitlich mit dem Seitenzahnrad 52a ausgebildet sein kann und somit die Nabe 90 nicht als eine separate und getrennte Komponente ausgebildet sein muss.
In dem dargestellten Beispiel weist das erste Gehäuseelement 22a eine ringförmige, sich radial erstreckende Wand 100 und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand 102 auf, die sich axial von der sich radial erstreckenden Wand 100 erstreckt. Der Satz von Zähnen, der am Innenumfang des Differenzialeingangselements 12 ausgebildet ist und in den die Zähne der ersten Reibungsplatten 82 eingreifen, ist an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wand 102 ausgebildet. Das zweite Gehäuseelement 22b ist als Kappe ausgebildet, die an dem offenen axialen Ende des ersten Gehäuseelements 22a befestigt ist, um den Getriebehohlraum 32 und den Schlupfbegrenzungsmechanismushohlraum 34 zu schließen. Das zweite Gehäuseelement 22b beinhaltet einen Zapfenabschnitt 110, eine Stirnwand 112 und ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Wandelement 114. Der Zapfenabschnitt 110 stützt einen Abschnitt der Nabe 90 drehbar ab, um die Nabe 90 konzentrisch um die Drehachse 44 beizubehalten. Die Stirnwand 112 weist eine Ringform auf und erstreckt sich radial zwischen dem Zapfenabschnitt 110 und dem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wandelement 114. Das sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandelement 114 wird um die äußere Umfangsfläche der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wand 102 an dem ersten Gehäuseelement 22a aufgenommen und greift in diese ein, um dadurch das zweite Gehäuseelement 22b an dem ersten Gehäuseelement 22a um die Drehachse 44 auszurichten.
Die Beaufschlagungsplatte 86 kann einen Satz von Zähnen (nicht speziell dargestellt) aufweisen, die an ihrer Außenumfangsfläche ausgebildet sind, die mit dem Satz von Gegenzähnen 12t am Innenumfang des Abschnitts des Differenzialeingangselements 12, der den Schlupfbegrenzungsmechanismushohlraum 34 bildet (z. B. der Satz von Gegenzähnen 12t an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wand 102 am ersten Gehäuseelement 22a im bereitgestellten Beispiel), zusammengefügt werden können, sodass die Beaufschlagungsplatte 86 drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement 12 gekoppelt ist. Die Beaufschlagungsplatte 86 kann entlang der Drehachse 44 axial zwischen der radial verlaufenden Wand 100 des ersten Gehäuseelements 22a und der ersten und der zweiten Reibungsplatte 82 und 84 angeordnet sein.
Bezugnehmend auf die 6 und 9 bis 11 umfasst der Verriegelungsmechanismus 22 im bereitgestellten Beispiel eine Klauenkupplung und weist ein erstes Klauenelement 150, ein zweites Klauenelement 152 und eine Rückstellfeder 154 auf. Das erste Klauenelement 150 kann einen Satz von ersten Zähnen 150t beinhalten, die fest mit dem Seitenzahnrad 52b gekoppelt sein können. Das zweite Klauenelement 152 kann drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement 12 gekoppelt sein und kann einen Satz zweiter Zähne 152t beinhalten. In dem dargestellten Beispiel weist das zweite Klauenelement 152 einen ringförmigen, plattenförmigen Körper 160 und eine Vielzahl von Laschen 162 auf, die sich radial von dem Körper 160 erstrecken. Das erste Gehäuseelement 22a kann eine Plattenbohrung 166 definieren, die so bemessen ist, dass sie den Körper des zweiten Klauenelements 152 gleitend aufnimmt, sowie eine Vielzahl von Aussparungen 168, die jeweils so bemessen sind, dass sie eine der assoziierten Laschen 162 gleitend aufnehmen. Es versteht sich, dass die Aufnahme der Laschen 162 in den Aussparungen 168 eine relative Drehung zwischen dem zweiten Klauenelement 152 und dem Differenzialeingangselement 12 verhindert, und dass die Laschen 162 und die Aussparungen 168 zusammenwirken, um das zweite Klauenelement 152 zu führen, wenn es entlang der Drehachse 44 verschoben wird. Das zweite Klauenelement 152 ist entlang der Drehachse beweglich zwischen einer ersten Position, in der die Zähne 152t des zweiten Klauenelements 152 außer Eingriff mit den Zähnen 150t des ersten Klauenelements 150 sind, um dadurch eine relative Drehung zwischen dem Seitenzahnrad 52b und dem Differenzialeingangselement 12 zu ermöglichen (entsprechend dem Betrieb der Differenzialbaugruppe 10 in einem offenen Zustand), und eine zweite Position, in der die Zähne 152t des zweiten Klauenelements 152 mit den Zähnen 150t des ersten Klauenelements 150 in Eingriff sind, um dadurch eine relative Drehung zwischen dem Seitenzahnrad 52b und dem Differenzialeingangselement 12 zu verhindern (entsprechend dem Betrieb der Differenzialbaugruppe 10 in einem verriegelten Zustand). Die Rückstellfeder 154 kann ein beliebiger Federtyp sein, wie beispielsweise eine Wellenfeder, und kann zwischen dem ersten und dem zweiten Klauenelement 150 und 152 angeordnet sein, um das zweite Klauenelement 152 entlang der Drehachse 44 weg von dem ersten Klauenelement 150 vorzuspannen.
Bezugnehmend auf die 3, 5 und 6 ist der Betätigungsmechanismus 24 so konfiguriert, dass er selektiv und abwechselnd den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 und den Verriegelungsmechanismus 22 betätigt. In dem bereitgestellten Beispiel weist der Betätigungsmechanismus 24 eine Halterung 200, einen drehbaren Kugelrampenring 202, einen ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204, einen Satz erster Kugeln 206, ein erstes Betätigungselement 208, einen zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210, einen Satz zweiter Kugeln 212, ein zweites Betätigungselement 214 und eine Vielzahl von Stangen 216 auf.
Bezugnehmend auf 11 kann die Halterung 200 ein Hülsenelement 220 und ein ringförmiges Wandelement 222 umfassen, das sich von dem Hülsenelement 220 radial nach außen erstrecken kann. Das Hülsenelement 220 wird auf der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche der Halterung für den Betätigungsmechanismus 40 aufgenommen und liegt an der ringförmigen Schulterwand 46 an. Ein externer Haltering 226 oder andere Mittel (z. B. Presspassung oder ein integrales und einheitlich mit dem Differenzialeingangselement 12 ausgebildetes Hülsenelement 220) können eingesetzt werden, um eine axiale Bewegung des Hülsenelements 220 relativ zum Differenzialeingangselement 12 entlang der Drehachse 44 zu verhindern oder zu begrenzen (4). Optional kann das Hülsenelement 220 drehbar mit dem Differenzialeingangselement 12 gekoppelt sein. Das ringförmige Wandelement 222 kann auf einer Seite des Hülsenelements 220 angeordnet sein, die der ringförmigen Schulterwand 46 gegenüberliegt.
Bezugnehmend auf die 11 und 12 ist der drehbare Kugelrampenring 202 eine ringförmige Struktur, die drehbar auf dem Hülsenelement 220 montiert ist. In dem bereitgestellten Beispiel ist ein Lager 230, das eine Vielzahl von Nadelrollen umfasst, radial zwischen dem drehbaren Kugelrampenring 202 und der ringförmigen Schulterwand 46 angeordnet. Der drehbare Kugelrampenring 202 kann eine erste Druckfläche 232, die angrenzend an das ringförmige Wandelement 222 angeordnet ist, eine Vielzahl von ersten und zweiten Kugellaufbahnen 234 und 236, die in einem axialen Ende des drehbaren Kugelrampenrings 202 auf einer Seite gegenüber der ersten Druckfläche 232 ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Stellgliedzähnen 238, die um den Außenumfang des drehbaren Kugelrampenrings 202 ausgebildet sind, aufweisen. Die Stellgliedzähne 238 sind so konfiguriert, dass sie in ein Stellgliedritzel (nicht dargestellt) eingreifen, das von einem Stellmotor (nicht dargestellt) angetrieben wird, entweder direkt oder über ein Getriebe oder eine Art von Untersetzungsmechanismus (nicht dargestellt). Optional kann ein erstes Axiallager 240 axial zwischen dem ringförmigen Wandelement 222 der Halterung für den Betätigungsmechanismus 40 und dem drehbaren Kugelrampenring 202 angeordnet sein.
Der erste nicht drehbare Kugelrampenring 204 ist eine ringförmige Struktur, die drehbar auf dem Hülsenelement 220 (d. h. auf den Nadelrollen des Lagers 230 in dem bereitgestellten Beispiel) montiert ist. Der erste nicht drehbare Kugelrampenring 204 weist eine Vielzahl von dritten Kugellaufbahnen 244 auf, die in einer axialen Stirnfläche des ersten nicht drehbaren Kugelrampenrings 204 ausgebildet sind, die dem drehbaren Kugelrampenring 202 zugewandt ist, eine zweite Druckfläche 246, die an einer axialen Stirnfläche des ersten nicht drehbaren Kugelrampenrings 204 ausgebildet ist, die der ringförmigen Schulterwand 46 zugewandt ist, und einen Satz von Außenzähnen oder Keilnuten 248, die um den Außenumfang des ersten nicht drehbaren Kugelrampenrings 204 angeordnet sind.
Jede der ersten Kugeln 206 wird in einer assoziierten der ersten Kugellaufbahnen 234 in dem drehbaren Kugelrampenring 202 und einer assoziierten der dritten Kugellaufbahnen 244 in dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 aufgenommen. Es versteht sich, dass der drehbare Kugelrampenring 202 (über die ersten Kugellaufbahnen 234), die ersten Kugeln 206 und der erste nicht drehbare Kugelrampenring 204 (über die dritten Kugellaufbahnen 244) zusammenwirken, um einen ersten Kugelrampenmechanismus zu bilden.
Bezugnehmend auf die 3 und 11 umfasst das erste Betätigungselement 208 einen ringförmigen Körper 250 und eine Vielzahl von Schenkeln 252. Der ringförmige Körper 250 ist drehbar auf dem Hülsenelement 220 (d. h. in dem bereitgestellten Beispiel auf den Nadelrollen des Lagers 230) gelagert. Jeder der Schenkel 252 kann eine zylindrisch geformte Struktur aufweisen, die optional fest mit dem ringförmigen Körper 250 gekoppelt ist. Die Schenkel 252 können in Umfangsrichtung um die Drehachse 44 beabstandet sein und können durch Schenkelöffnungen (nicht speziell dargestellt), die durch die ringförmige Schulterwand 46 ausgebildet sind, angebracht werden. Jede der Schenkelöffnungen kann eine assoziierte Aussparung 168 (9) schneiden, die in dem Differenzialeingangselement 12 ausgebildet ist, damit die axialen Enden der Schenkel 252, die dem ringförmigen Körper 250 gegenüberliegen, an einer assoziierten der Laschen 162 an dem zweiten Klauenelement 152 anliegen können.
Zurückkehrend zu den 11 und 12, ist der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 eine ringförmige Struktur, die konzentrisch um den ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 angeordnet ist und die axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 gekoppelt ist. Im bereitgestellten Beispiel beinhaltet der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 einen Satz von inneren Zähnen oder Keilnuten 268, die mit den äußeren Zähnen oder Keilnuten 248 in Eingriff stehen, die an dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 ausgebildet sind. Der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 weist eine Vielzahl von vierten Kugellaufbahnen 276 auf, die in einer axialen Stirnfläche des zweiten nicht drehbaren Kugelrampenrings 210 ausgebildet sind, die dem drehbaren Kugelrampenring 202 zugewandt ist, eine dritte Druckfläche 278, die an einer axialen Stirnfläche des zweiten nicht drehbaren Kugelrampenrings 210 ausgebildet ist, die der ringförmigen Schulterwand 46 zugewandt ist, und ein Befestigungselement 280, das so konfiguriert ist, dass es an einer passenden Struktur (nicht dargestellt) angebracht wird, um die Drehung des zweiten nicht drehbaren Kugelrampenrings 210 um die Drehachse 44 zu verhindern. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Befestigungselement 280 ein gabelförmiger Arm, der sich in einer radialen Richtung erstreckt und der konfiguriert ist, um mit einer Stange oder einem Stift (nicht dargestellt) in Eingriff zu kommen, der mit dem Gehäuse gekoppelt ist, in dem die Differenzialbaugruppe 10 montiert ist.
Jede der zweiten Kugeln 212 wird in einer assoziierten der zweiten Kugellaufbahnen 236 in dem drehbaren Kugelrampenring 202 und einer assoziierten der vierten Kugellaufbahnen 276 in dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 aufgenommen. Es versteht sich, dass der drehbare Kugelrampenring 202 (über die zweiten Kugellaufbahnen 236), die zweiten Kugeln 212 und der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 (über die vierten Kugellaufbahnen 276) zusammenwirken, um einen zweiten Kugelrampenmechanismus zu bilden.
Das zweite Betätigungselement 214 ist eine scheibenförmige Struktur, die um das Differenzialeingangselement 12 proximal zur ringförmigen Schulterwand 46 montiert ist. In dem bereitgestellten Beispiel ist ein Abschnitt des Differenzialeingangselements 12 verengt, wodurch das zweite Betätigungselement 214 gleitend mit dem Differenzialeingangselement 12 zusammenpasst. Optional kann ein zweites Axiallager 290 axial zwischen dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 und dem zweiten Betätigungselement 214 angeordnet sein.
Bezugnehmend auf die 6 und 11 kann jeder der Stäbe 216 eine zylindrisch geformte Struktur sein und in den Staböffnungen 300 aufgenommen werden, die in Längsrichtung durch das Differenzialeingangselement 12 ausgebildet sind, wodurch sie sich sowohl durch die ringförmige Schulterwand 46 als auch durch die radial verlaufende Wand 100 des ersten Gehäuseelements 22a erstrecken.
Bezugnehmend auf die 6, 11 und 12 sind die erste und die dritte Kugellaufbahn 234 und 244 so konfiguriert, dass eine Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 in einer ersten Drehrichtung um die Drehachse 44 relativ zu dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 aus einer neutralen Position in eine erste Drehposition eine Verschiebung des ersten nicht drehbaren Kugelrampenrings 204 entlang der Drehachse in Richtung der ringförmigen Schulterwand 46 sowie eine entsprechende Verschiebung des ersten Betätigungselements 208 und des zweiten Klauenelements 152 bewirkt. Wenn sich der drehbare Kugelrampenring 202 in der ersten Drehposition befindet, wird das zweite Klauenelement 152 in eine Position verschoben, in der die zweiten Zähne des zweiten Klauenelements 152 mit den ersten Zähnen des ersten Klauenelements 150 in Eingriff stehen, um das Seitenzahnrad 52b drehfest mit dem Differenzialeingangselement 12 zu koppeln, was bewirkt, dass die Differenzialbaugruppe 10 in einem verriegelten Zustand arbeitet, der eine Drehzahldifferenzierung zwischen den Ausgangselementen (d. h. den Seitenzahnrädern 52a und 52b in dem bereitgestellten Beispiel) der Differenzialbaugruppe 10 verhindert. Eine Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 aus der ersten Drehposition in die neutrale Position ermöglicht es der Rückstellfeder 154, das zweite Klauenelement 152, das erste Betätigungselement 208 und den ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 entlang der Drehachse 44 in Richtung des drehbaren Kugelrampenrings 202 zu drücken, wodurch der zweite Zahn auf dem zweiten Klauenelement 152 von dem ersten Zahn auf dem ersten Klauenelement 150 gelöst werden kann, um es der Differenzialbaugruppe 10 zu ermöglichen, in einem offenen Zustand zu arbeiten, in dem eine Drehzahldifferenzierung zwischen den Ausgangselementen (d. h. den Seitenzahnrädern 52a und 52b in dem bereitgestellten Beispiel) der Differenzialbaugruppe 10 zulässig ist.
Die zweite und die vierte Kugellaufbahn 236 und 276 sind so konfiguriert, dass eine Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 in der ersten Drehrichtung um die Drehachse 44 relativ zu dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 aus der neutralen Position in die erste Drehposition oder in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung aus der ersten Drehposition in die neutrale Position keinen Einfluss auf den Abstand zwischen dem drehbaren Kugelrampenring 202 und dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 hat und somit keinen Einfluss auf den Betrieb des Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 hat. Darüber hinaus ist aufgrund der Keilnutenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 und 210 (d. h. der Eingriff des Satzes von äußeren Zähnen oder Keilnuten 248 an dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 mit dem Satz von inneren Zähnen oder Keilnuten 268 an dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210), der erste nicht drehbare Kugelrampenring 204 in der Lage, sich entlang der Drehachse 44 relativ zu dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 zu bewegen, wenn der drehbare Kugelrampenring 202 zwischen der neutralen Position und der ersten Drehposition bewegt wird.
Die zweite und die vierte Kugellaufbahn 236 und 276 sind so konfiguriert, dass eine Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 in einer zweiten Drehrichtung um die Drehachse 44 relativ zu dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 aus der neutralen Position in eine zweite Drehposition eine Verschiebung des zweiten nicht drehbaren Kugelrampenrings 210 entlang der Drehachse in Richtung der ringförmigen Schulterwand 46 sowie eine entsprechende Verschiebung des zweiten Betätigungselements 214 und der Stangen 216 sowie der Beaufschlagungsplatte 86 bewirkt. Wenn sich der drehbare Kugelrampenring 202 in der zweiten Drehposition befindet, wird die Beaufschlagungsplatte 86 in eine Position verschoben, in der die Kupplungspackung 80 vollständig zusammengedrückt ist und mit einer vorbestimmten Kraft mit der Stirnwand 112 an dem zweiten Gehäuseelement 22b des Differenzialeingangselements 12 in Eingriff steht. In diesem Zustand arbeitet die Differenzialbaugruppe 10 in einem schlupfbegrenzten Zustand mit einer maximalen Schlupfbegrenzung. Es versteht sich, dass der Grad, bis zu dem die Kupplungspackung 80 zusammengedrückt wird (und damit die Menge an Drehmoment, die durch den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 übertragen werden kann), durch Drehen des drehbaren Kugelrampenrings 202 um die Drehachse 44 relativ zu dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 in eine Position variiert werden kann, die zwischen der neutralen Position und der zweiten Drehposition liegt. Die Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 aus der zweiten Drehposition in die neutrale Position ermöglicht es der ersten und der zweiten Reibungsplatte 82 und 84 der Kupplungspackung 80, sich voneinander zu lösen und die Stangen 216, das zweite Betätigungselement 214 und den zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 axial in Richtung des drehbaren Kugelrampenrings 202 zu drücken.
Die erste und die dritte Kugellaufbahn 234 und 244 sind so konfiguriert, dass eine Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 in der zweiten Drehrichtung um die Drehachse 44 aus der neutralen Position in die zweite Drehposition oder in der ersten Richtung von der zweiten Drehposition in die neutrale Position keinen Einfluss auf den Abstand zwischen dem drehbaren Kugelrampenring 202 und dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 hat und somit keinen Einfluss auf den Betrieb des Verriegelungsmechanismus 22 hat. Wie vorherstehend angemerkt, ist aufgrund der Keilnutenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 und 210 (d. h. der Eingriff des Satzes von äußeren Zähnen oder Keilnuten 248 an dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 mit dem Satz von inneren Zähnen oder Keilnuten 268 an dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210), der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 in der Lage, sich entlang der Drehachse 44 relativ zu dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 zu bewegen, wenn der drehbare Kugelrampenring 202 zwischen der neutralen Position und der zweiten Drehposition bewegt wird.
Während der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus beschrieben wurden als auf einer abwechselnden Basis in Abhängigkeit von der relativen Drehpositionierung eines drehbaren Kugelrampenrings 202 um die Drehachse 44 betreibbar, versteht es sich, dass alternativ, der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus in Reihe betrieben werden könnten, um anfänglich den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 in Eingriff zu bringen (ohne einen entsprechenden Eingriff des Verriegelungsmechanismus 22 zu bewirken), indem der drehbare Kugelrampenring 202 in einer Drehrichtung von der neutralen Position in die erste Drehposition gedreht wird, und um danach den Eingriff des Verriegelungsmechanismus 22 durch eine weitere Drehung des drehbaren Kugelrampenrings 202 in derselben Drehrichtung in eine zweite Drehposition zu bewirken. Die erste und die dritte Kugellaufbahn 234 und 244 auf dem drehbaren Kugelrampenring 202 und dem ersten nicht drehbaren Kugelrampenring 204 können so konfiguriert sein, dass sich der erste nicht drehbare Kugelrampenring 204 nicht bewegt, wenn der drehbare Kugelrampenring 202 zwischen der neutralen Position und der ersten Drehposition gedreht wird. In ähnlicher Weise können die zweite und die vierte Kugellaufbahn 236 und 276 auf dem drehbaren Kugelrampenring 202 und dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 so konfiguriert sein, dass der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 nicht bewegt wird, wenn der drehbare Kugelrampenring 202 zwischen der ersten Drehposition und der zweiten Drehposition gedreht wird. Alternativ können die zweite und die vierte Kugellaufbahn 236 und 276 auf dem drehbaren Kugelrampenring 202 und dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 so konfiguriert sein, dass sich der zweite nicht drehbare Kugelrampenring 210 entlang der Drehachse 44 in Richtung des drehbaren Kugelrampenrings 202 bewegen kann (um dadurch die Axiallast auf die Kupplungspackung 80 zu verringern), wenn der drehbare Kugelrampenring 202 zwischen der ersten Drehposition und der zweiten Drehposition gedreht wird.
Bezugnehmend auf die 6, 7 und 11 ist der Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 minimal belastet, wenn sich der drehbare Kugelrampenring 202 in seiner neutralen Position befindet. In diesem Zustand kann die Kupplungspackung 80 unbelastet sein und es kann möglich sein, die erste und die zweite Reibungsplatte 82 und 84 voneinander zu beabstanden, wodurch die Differenzialbaugruppe 10 als offenes Differenzial arbeiten würde. Alternativ könnte der Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 so konfiguriert sein, dass er eine Vorspannung auf die Kupplungspackung 80 anwendet, wodurch der Schlupfbegrenzungsmechanismus bis zu einem gewissen Grad betreibbar ist, um das Durchdrehen einzelner Räder zu reduzieren, wenn der drehbare Kugelrampenring 202 in seiner neutralen Position positioniert ist. Beispielsweise können eine oder mehrere Federn (nicht dargestellt) in einen Lastpfad zwischen dem zweiten nicht drehbaren Kugelrampenring 210 und der Beaufschlagungsplatte 86 eingebaut sein. Bezugnehmend auf 7A kann alternativ eine Vorspannfeder 350 in den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 integriert werden. Die Vorspannfeder 350 kann eine oder mehrere beliebige Federn beinhalten, wobei in dem bereitgestellten Beispiel die Vorspannfeder 350 eine Belleville-Tellerfeder ist. Die Vorspannfeder 350 kann in Reihe mit den Stäben 216 angeordnet sein, doch in dem bereitgestellten Beispiel ist die Vorspannfeder 350 außerhalb der Reihe mit den Stäben 216 angeordnet, wodurch der Betätigungsmechanismus 24 (3) keine Last über die Vorspannfeder 350 überträgt, wenn der Betätigungsmechanismus 24 (3) den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 betätigt. In dem bereitgestellten Beispiel wird die Vorspannfeder 350 zwischen einer ringförmigen Innenwand 354 am ersten Gehäuseelement 22a und der Beaufschlagungsplatte 86 aufgenommen, wobei der Außendurchmesser der Belleville-Tellerfeder an der ringförmigen Innenwand 354 und ein mittlerer Abschnitt der Belleville-Tellerfeder mit kleinerem Durchmesser an der Beaufschlagungsplatte 86 angeordnet ist. Eine zentrale Öffnung 352, die durch die Belleville-Tellerfeder ausgebildet ist, ist im Durchmesser so bemessen, dass die Stangen 216 durch die Belleville-Tellerfeder verfahren, wenn der Betätigungsmechanismus (3) den Schlupfbegrenzungsmechanismus 20 betätigt.
Die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht als vollständig anzusehen und gilt nicht als Einschränkung für die Offenbarung. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls untereinander austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform benutzt werden, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Diese können auch auf viele Weisen variiert werden. Solche Abwandlungen sollen nicht als Abkehr von der Offenbarung angesehen werden, und alle diese Änderungen sollen in den Geltungsbereich der Offenbarung einbezogen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63/020910 [0001]
US 5098360 [0008]
US 5030181 [0008]

Claims

Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, umfassend: eine Differenzialbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: ein Differenzialeingangselement, das um eine Achse drehbar ist; einen Differenzialgetriebesatz, der in dem Differenzialeingangselement angeordnet ist, wobei der Differenzialgetriebesatz ein erstes Seitenzahnrad und ein zweites Seitenzahnrad aufweist; eine begrenzte Rutschkupplung, die eine Kupplungspackung mit einem Satz von ersten Kupplungsplatten aufweist, die nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt sind, und einen Satz von zweiten Kupplungsplatten, die mit den ersten Kupplungsplatten ineinandergreifen und die axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem ersten Seitenzahnrad gekoppelt sind; eine Sperrkupplung, die ein erstes Klauenelement, das fest mit dem zweiten Seitenzahnrad gekoppelt ist, und ein zweites Klauenelement aufweist, das axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt ist, wobei das zweite Klauenelement entlang der Achse zwischen einer ersten Position, in der das zweite Klauenelement von dem ersten Klauenelement gelöst ist, um eine Drehung des ersten Klauenelements relativ zu dem zweiten Klauenelement zu ermöglichen, und einer zweiten Position, in der das zweite Klauenelement mit dem ersten Klauenelement in Eingriff steht, wodurch eine Drehung des ersten Klauenelements relativ zu dem zweiten Klauenelement verhindert wird, beweglich ist; und einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen der begrenzten Rutschkupplung und der Sperrkupplung, wobei der Betätigungsmechanismus einen ersten Kugelrampenmechanismus zum selektiven Betätigen der Sperrkupplung und einen zweiten Kugelrampenmechanismus zum selektiven Betätigen der begrenzten Rutschkupplung aufweist, wobei der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus jeweils einen Satz von drehbaren Kugellaufbahnen aufweisen und worin der Satz von drehbaren Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus drehbar mit dem Satz von drehbaren Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, worin der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus jeweils einen Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen aufweisen und worin der Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 2, worin die nicht drehbare Kugellaufbahn eines der ersten und der zweiten Kugelrampenmechanismen mit einer innenverzahnten Öffnung ausgebildet ist, und worin die nicht drehbare Kugellaufbahn des anderen der ersten und der zweiten Kugelrampenmechanismen mit einer außenverzahnten Umfangsfläche ausgebildet ist, die zur Passung mit der innenverzahnten Öffnung in Eingriff ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 2, worin die drehbaren und die nicht drehbaren Kugellaufbahnen des ersten und des zweiten Kugelrampenmechanismus auf dem Differenzialeingangselement drehbar angeordnet sind.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, worin die drehbare Kugellaufbahn des ersten Kugelrampenmechanismus in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem Differenzialeingangselement drehbar ist, um die zweite Klaue von der ersten Position in die zweite Position zu bewegen, und worin die drehbare Kugellaufbahn des zweiten Kugelrampenmechanismus in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem Differenzialeingangselement drehbar ist, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Kupplungspackung zusammenzudrücken.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, worin der Betätigungsmechanismus ferner eine Vielzahl von Stiften umfasst, die sich durch das Differenzialeingangselement zwischen der nicht drehbaren Kugellaufbahn des zweiten Kugelrampenmechanismus und der Kupplungspackung der begrenzten Rutschkupplung erstrecken.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 6, worin die begrenzte Rutschkupplung eine Vorspannfeder umfasst, die eine Vorspannung auf die Kupplungspackung anwendet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 7, worin die Vorspannfeder zwischen dem Differenzialeingangselement und der Kupplungspackung angeordnet ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 8, worin die Stifte durch die Vorspannfeder aufgenommen werden.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, worin die begrenzte Rutschkupplung eine Vorspannfeder umfasst, die eine Vorspannung auf die Kupplungspackung anwendet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 10, worin die Vorspannfeder zwischen dem Differenzialeingangselement und der Kupplungspackung angeordnet ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, worin die Sperrkupplung entlang der Achse zwischen der begrenzten Rutschkupplung und dem Betätigungsmechanismus angeordnet ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, umfassend: eine Differenzialbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: ein Differenzialeingangselement, das um eine Achse drehbar ist; einen Differenzialgetriebesatz, der in dem Differenzialeingangselement angeordnet ist, wobei der Differenzialgetriebesatz ein erstes Seitenzahnrad und ein zweites Seitenzahnrad aufweist; eine begrenzte Rutschkupplung, die eine Kupplungspackung mit einem Satz von ersten Kupplungsplatten aufweist, die nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt sind, und einen Satz von zweiten Kupplungsplatten, die mit den ersten Kupplungsplatten ineinandergreifen und die axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem ersten Seitenzahnrad gekoppelt sind; eine Kupplung mit einem ersten Kupplungselement, das fest mit dem zweiten Seitenzahnrad gekoppelt ist, und einem zweiten Kupplungselement, das entlang der Achse relativ zu dem ersten Kupplungselement zwischen einer ersten Position, in der das zweite Kupplungselement von dem ersten Kupplungselement drehentkoppelt ist, und einer zweiten Position, in der das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement drehgekoppelt ist, verschiebbar ist; und einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen der begrenzten Rutschkupplung und der Kupplung, wobei der Betätigungsmechanismus einen ersten Kugelrampenmechanismus zum selektiven Betätigen der Kupplung und einen zweiten Kugelrampenmechanismus zum selektiven Betätigen der begrenzten Rutschkupplung aufweist, wobei der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus jeweils einen Satz von drehbaren Kugellaufbahnen aufweisen und worin der Satz von drehbaren Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus drehbar mit dem Satz von drehbaren Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin das zweite Kupplungselement drehbar mit dem Differenzialeingangselement gekoppelt ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin eines des ersten und des zweiten Kupplungselements eine Vielzahl von Zähnen definiert, die so konfiguriert sind, dass sie in das andere des ersten und des zweiten Kupplungselements eingreifen, wenn sich das zweite Kupplungselement in der zweiten Position befindet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 15, worin das andere des ersten und des zweiten Kupplungselements eine Vielzahl von entsprechenden Zähnen aufweist, die in die Zähne an dem einen des ersten und des zweiten Kupplungselements eingreifen, wenn sich das zweite Kupplungselement in der zweiten Position befindet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin der erste und der zweite Kugelrampenmechanismus jeweils einen Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen aufweisen und worin der Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen des ersten Kugelrampenmechanismus nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem Satz nicht drehbarer Kugellaufbahnen für den zweiten Kugelrampenmechanismus gekoppelt ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 17, worin die nicht drehbare Kugellaufbahn eines der ersten und der zweiten Kugelrampenmechanismen mit einer innenverzahnten Öffnung ausgebildet ist, und worin die nicht drehbare Kugellaufbahn des anderen der ersten und der zweiten Kugelrampenmechanismen mit einer außenverzahnten Umfangsfläche ausgebildet ist, die zur Passung mit der innenverzahnten Öffnung in Eingriff ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 17, worin die drehbaren und die nicht drehbaren Kugellaufbahnen des ersten und des zweiten Kugelrampenmechanismus auf dem Differenzialeingangselement drehbar angeordnet sind.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin die drehbare Kugellaufbahn des ersten Kugelrampenmechanismus in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem Differenzialeingangselement drehbar ist, um die zweite Klaue von der ersten Position in die zweite Position zu bewegen, und worin die drehbare Kugellaufbahn des zweiten Kugelrampenmechanismus in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem Differenzialeingangselement drehbar ist, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Kupplungspackung zusammenzudrücken.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin der Betätigungsmechanismus ferner eine Vielzahl von Stiften umfasst, die sich durch das Differenzialeingangselement zwischen der nicht drehbaren Kugellaufbahn des zweiten Kugelrampenmechanismus und der Kupplungspackung der begrenzten Rutschkupplung erstrecken.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 21, worin die begrenzte Rutschkupplung eine Vorspannfeder umfasst, die eine Vorspannung auf die Kupplungspackung anwendet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 22, worin die Vorspannfeder zwischen dem Differenzialeingangselement und der Kupplungspackung angeordnet ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 23, worin die Stifte durch die Vorspannfeder aufgenommen werden.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin die begrenzte Rutschkupplung eine Vorspannfeder umfasst, die eine Vorspannung auf die Kupplungspackung anwendet.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 25, worin die Vorspannfeder zwischen dem Differenzialeingangselement und der Kupplungspackung angeordnet ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, worin die Sperrkupplung entlang der Achse zwischen der begrenzten Rutschkupplung und dem Betätigungsmechanismus angeordnet ist.