-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr.
63/021,122 , eingereicht am 07. Mai 2020, deren Offenbarung durch Bezugnahme integriert ist, als wäre sie hierin vollständig beschrieben.
-
GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit einer Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die einen Richtungsumkehrmechanismus zum Bewegen eines beweglichen Elements aufweist, um einen Betriebsmodus der Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente zu ändern.
-
HINTERGRUND
-
Die Erklärungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
-
Fahrzeug-Antriebsstrangkomponenten, wie beispielsweise Achsbaugruppen, zentrale Differenzialbaugruppen, Nebenabtriebe und Verteilergetriebe, sind üblicherweise in einem oder mehreren Modi betreibbar, basierend auf der Position eines beweglichen Elements einer Kupplung. Verschiedene elektrisch, hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektromechanisch betriebene Stellglieder wurden eingesetzt, um die Bewegung des beweglichen Elements derartiger Kupplungen zu steuern. Typischerweise weisen derartige Stellglieder ein Stellgliedausgangselement auf, das direkt oder indirekt das bewegliche Element der Kupplung mit dem Stellgliedausgangselement bewegt. Dabei wird das bewegliche Element in eine Richtung bewegt, in die sich das Stellgliedausgangselement bewegt, und wird um eine Strecke bewegt, die gleich der Strecke ist, um die das Stellgliedausgangselement bewegt wird.
-
Wir haben festgestellt, dass es in bestimmten Situationen wünschenswert sein kann, das bewegliche Element einer Kupplung in einer Richtung zu bewegen, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der ein Stellgliedausgangselement bewegt wird. Zusätzlich oder alternativ haben wir festgestellt, dass es in bestimmten Situationen wünschenswert sein kann, das bewegliche Element der Kupplung um einen Betrag zu bewegen, der sich von dem unterscheidet, um den das Stellgliedausgangselement bewegt wird, beispielsweise um einen verlängerten Verfahrweg für das bewegliche Element bereitzustellen, um Verschleiß zu kompensieren oder um einen mechanischen Vorteil bereitzustellen.
-
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 Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente bereit, die ein Gehäuse, eine Kupplung, einen Linearmotor und eine Vielzahl von Hebeln beinhaltet. Das Gehäuse weist ein Wandelement auf und definiert einen inneren Hohlraum und eine Vielzahl von Hebelöffnungen. Die Hebelöffnungen sind durch das Wandelement ausgebildet und schneiden den inneren Hohlraum. Die Kupplung ist im inneren Hohlraum des Gehäuses angeordnet und beinhaltet ein bewegliches Element, das innerhalb des Gehäuses entlang einer Bewegungsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist. Die Kupplung ist konfiguriert, um Drehkraft durch sie zu übertragen, wenn sich das bewegliche Element in der ersten Position befindet, und die Übertragung von Drehkraft durch die Kupplung wird gehemmt, wenn sich das bewegliche Element in der zweiten Position befindet. Der Linearmotor weist ein Ausgangselement auf, das entlang der Bewegungsachse beweglich ist. Jeder der Hebel ist in einer assoziierten der Hebelöffnungen angeordnet und mit dem Gehäuse gekoppelt, um eine Schwenkbewegung um eine jeweilige Hebelschwenkachse auszuführen. Die Hebel drängen das bewegliche Element der Kupplung in einer ersten Richtung entlang der Bewegungsachse von einer der ersten und der zweiten Position in die andere der ersten und der zweiten Position in Reaktion auf eine Schwenkbewegung der Hebel um die Hebelschwenkachsen, die durch den Kontakt zwischen den Hebeln und dem Motorausgangselement verursacht wird, wenn das Motorausgangselement in einer zweiten Richtung entlang der Bewegungsachse angetrieben wird, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Gemäß einer Vielzahl von alternativen Formen: der Linearmotor beinhaltet eine Elektromagnetspule, wobei die Elektromagnetspule in dieser Form das Motorausgangselement sein kann; die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente beinhaltet ferner eine Feder, die das bewegliche Element in Richtung einer der ersten und der zweiten Position vorspannt, worin die Feder entlang der Bewegungsachse zwischen dem beweglichen Element und dem Wandelement des Gehäuses angeordnet ist; die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente umfasst ferner ein Differenzialgetriebe mit einem Differenzialausgangselement, worin die Kupplung ein erstes Klauenelement und ein zweites Klauenelement umfasst, worin das erste Klauenelement mit dem Differenzialausgangselement zur Drehung mit diesem um die Bewegungsachse gekoppelt ist, worin das zweite Klauenelement nicht drehbar, sondern axial verschiebbar mit dem Gehäuse gekoppelt ist, und worin das bewegliche Element der Kupplung das zweite Klauenelement ist; die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente umfasst ferner eine Umhausung, worin das Gehäuse in der Umhausung angeordnet ist; das Motorausgangselement ist verschiebbar an dem Gehäuse montiert.
-
In einer weiteren Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente bereit, die eine Struktur, eine Kupplung, einen Linearmotor und eine Vielzahl von Hebeln beinhaltet. Die Kupplung weist ein bewegliches Element auf, das konfiguriert ist, um sich relativ zu der Struktur entlang einer Translationsachse in einer ersten Richtung von einer ersten Position in eine zweite Position und in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung von der zweiten Position in die erste Position zu bewegen, worin das Platzieren des beweglichen Elements in der ersten Position einen Dreheingang der Kupplung drehbar mit einem Drehausgang der Kupplung koppelt, und worin das Platzieren des beweglichen Elements in der zweiten Position den Dreheingang der Kupplung drehbar mit dem Drehausgang der Kupplung koppelt. Der Linearmotor weist ein Ausgangselement auf, das entlang der Translationsachse in der ersten Richtung von einer dritten Position in eine vierte Position und in der zweiten Richtung von der vierten Position in die dritte Position beweglich ist. Die Hebel sind schwenkbar an die Struktur gekoppelt und können mit dem Motorausgangselement und dem beweglichen Element in Eingriff gebracht werden. Die Bewegung des Motorausgangselements in der zweiten Richtung entlang der Translationsachse in die dritte Position veranlasst die Hebel, relativ zu der Struktur zu schwenken und das bewegliche Element in der ersten Richtung in Richtung der zweiten Position zu drängen. Gemäß einer Vielzahl von alternativen Formen: der Linearmotor umfasst eine elektromagnetische Spule, wobei die elektromagnetische Spule eine ringförmige Form aufweist und um die Struktur herum angebracht ist; die Kupplung umfasst eine Klauenkupplung mit einem ersten Klauenelement und einem zweiten Klauenelement, worin das erste Klauenelement der Dreheingang der Kupplung ist, worin das zweite Klauenelement der Drehausgang der Kupplung ist, und worin eines des ersten und des zweiten Klauenelements das bewegliche Element ist; die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente umfasst ferner ein in der Struktur angeordnetes Differenzialgetriebe, wobei das Differenzialgetriebe einen ersten Differenzialausgang und einen zweiten Differenzialausgang aufweist, worin der Drehausgang der Kupplung axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit der Struktur gekoppelt ist, und worin der erste Differenzialausgang fest mit dem Dreheingang der Kupplung gekoppelt ist; das Differenzialgetriebe umfasst eine Vielzahl von Differenzialritzeln, die mit der Struktur zur Drehung um die Translationsachse gekoppelt sind, wobei jedes der Differenzialritzel relativ zu der Struktur um eine assoziierte Ritzelachse drehbar ist, und worin jeder des ersten und des zweiten Differenzialausgangs ein Seitenzahnrad ist, das kämmend mit den Differenzialritzeln in Eingriff ist; das bewegliche Element ist nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit einem von dem Dreheingang und dem Drehausgang in jeder der ersten und der zweiten Position gekoppelt, und ist nicht drehbar, aber axial verschiebbar mit dem anderen von dem Dreheingang und dem Drehausgang in der ersten Position gekoppelt; das Motorausgangselement ist verschiebbar an der Struktur montiert; die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente umfasst ferner ein Gehäuse, worin die Struktur in dem Gehäuse zur Drehung um die Translationsachse angeordnet ist; die Struktur definiert eine Vielzahl von Hebelöffnungen, worin jeder der Hebel in einer entsprechenden der Hebelöffnungen angeordnet ist.
-
Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der Beschreibung, die hierin bereitgestellt ist, hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich Zwecken der Veranschaulichung dienen und den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
-
Figurenliste
-
Zum besseren Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene Formen davon beschrieben, wobei exemplarisch auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- 1 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer ersten Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente ist, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 2 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente von 1 ist, die einen Abschnitt einer Differenzialbaugruppe und einen Trennmechanismus veranschaulicht, wobei die Ansicht den Trennmechanismus in einem Zustand zeigt, in dem ein Seitenzahnrad drehbar mit einem Differenzialausgangselement gekoppelt ist;
- 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente von 1 ist, welche die Differenzialbaugruppe und den Unterbrechungsmechanismus näher veranschaulicht;
- 4 eine Ansicht ähnlich der von 2 ist, die jedoch den Unterbrechungsmechanismus in einem Zustand zeigt, in dem das Seitenzahnrad und das Differenzialausgangselement drehbar entkoppelt sind; und
- 5 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer zweiten Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente ist, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
-
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Zwecken der Veranschaulichung und sollen den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung auf keine Weise einschränken.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Bezugnehmend auf 1 ist eine beispielhafte Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, generell durch die Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente 10 ist in dem bereitgestellten Beispiel als Hinterachsbaugruppe veranschaulicht und beinhaltet einen Unterbrechungsmechanismus, der es der Hinterachsbaugruppe ermöglicht, in einem aktiven Modus zu arbeiten, in dem Drehkraft durch die Hinterachsbaugruppe übertragen werden kann, um ein Paar von Fahrzeugrädern (nicht dargestellt) anzutreiben, und in einem inaktiven Modus, in dem Drehkraft nicht durch die Hinterachsbaugruppe übertragen wird, um das Paar von Fahrzeugrädern anzutreiben. Es versteht sich, dass die Lehren der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene andere Fahrzeug-Antriebsstrangkomponenten anwendbar sind, wie beispielsweise Nebenabtriebe, Verteilergetriebe, zentrale Differenzialbaugruppen und Vorderachsbaugruppen, und in Vorrichtungen integriert werden können, die im Großen und Ganzen als Kupplungen beschrieben werden können, die ein axial bewegliches Element aufweisen, das es der Kupplung (oder der Vorrichtung, in welche die Kupplung eingebaut ist) ermöglicht, in zwei verschiedenen Betriebsarten zu arbeiten. Derartige Kupplungen können eingesetzt werden, um Teile der Kupplung selektiv voneinander zu entkoppeln, sodass beispielsweise die Übertragung der Drehkraft durch die Kupplung unterbrochen wird, und/oder um verschiedene Komponenten selektiv miteinander zu verriegeln, wie dies beispielsweise zur Änderung der Drehzahlverhältnisse in einem Mehrganggetriebe oder zur Drehverriegelung einer Komponente mit einer anderen eingesetzt werden kann.
-
In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente 10 ein Gehäuse 12, ein Eingangsritzel (nicht dargestellt), ein Hohlrad 14, eine Differenzialbaugruppe 16, einen Unterbrechungsmechanismus 18 und ein Paar von Abtriebswellen 20a, 20b. Das Gehäuse 12 kann in herkömmlicher und bekannter Weise konfiguriert sein und einen zentralen Hohlraum 24 und eine Eingangsritzelbohrung (nicht dargestellt) definieren, die den zentralen Hohlraum 24 schneiden kann. Die Eingangsritzelbohrung ist entlang einer ersten Achse 26 angeordnet. Das Gehäuse 12 kann ein Paar von Lagerzapfen 28 beinhalten, die sich in den zentralen Hohlraum 24 erstrecken und durch die Lagerbohrungen 30 ausgebildet sind. Die Lagerbohrungen 30 sind entlang einer zweiten Achse 32 angeordnet, die quer zur ersten Achse 26 verläuft. Das Eingangsritzel wird durch die Eingangsritzelbohrung aufgenommen und ist relativ zu dem Gehäuse 12 um die erste Achse 26 drehbar. Das Eingangsritzel beinhaltet ein Ritzelrad (nicht dargestellt), das in dem zentralen Hohlraum 24 angeordnet ist. Das Hohlrad 14 wird im zentralen Hohlraum 24 aufgenommen und ist um die zweite Achse 32 drehbar. Das Hohlrad 14 greift mit dem Ritzelrad des Eingangsritzels ineinander.
-
Bezugnehmend auf die 2 und 3 kann die Differenzialbaugruppe 16 ein Differenzialeingangselement 40, ein Differenzialgetriebe 42 und ein Paar von Differenzialausgangselementen 44a, 44b beinhalten. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Differenzialeingangselement 40 ein Differentialgehäuse, das einen Differenzialhohlraum 48 definiert und das einen Hauptkörper 50, eine Stellgliedhalterung 52 und ein Paar von Drehzapfen 54 (nur einer dargestellt) umfasst. In dem bereitgestellten besonderen Beispiel ist das Differenzialeingangselement 40 aus einem magnetisch anfälligen Material, wie beispielsweise Gusseisen, gebildet. Der Hauptkörper 50 kann eine im Allgemeinen zylindrische Außenfläche aufweisen, die konzentrisch um die zweite Achse 32 angeordnet ist. Eine Querstiftöffnung 58 kann durch den Hauptkörper 50 in einer Ausrichtung ausgebildet sein, die senkrecht zur zweiten Achse 32 ist. Die Stellgliedhalterung 52 kann einen Ankerabschnitt 60 und einen Motorhalterungsabschnitt 62 beinhalten. Der Ankerabschnitt 60 kann entlang der zweiten Achse 32 zwischen dem Hauptkörper 50 und dem Motorhalterungsabschnitt 62 angeordnet sein und kann eine Ankerfläche 66 aufweisen, die kegelstumpfförmig in einer Weise geformt sein kann, die mit zunehmendem Abstand vom Motorhalterungsabschnitt 62 nach außen von der zweiten Achse 32 divergiert. Das axiale Ende der an den Hauptkörper 50 angrenzenden Ankerfläche 66 kann einen relativ kleineren Durchmesser als der Hauptkörper 50 aufweisen, sodass eine erste äußere Schulter 68 ausgebildet ist, an der sich der Ankerabschnitt 60 und der Hauptkörper 50 schneiden. Der Motorhalterungsabschnitt 62 weist eine zylindrisch geformte Montagefläche 70 auf, die konzentrisch um die zweite Achse 32 angeordnet ist. Der Motorhalterungsabschnitt 62 kann einen relativ kleineren Durchmesser als der Ankerabschnitt 60 aufweisen, sodass eine zweite äußere Schulter 72 ausgebildet sein kann, wo der Motorhalterungsabschnitt 62 den Ankerabschnitt 60 schneidet. Eine Vielzahl von Hebelöffnungen 74 kann durch die Stellgliedhalterung 52 ausgebildet sein und den Differenzialhohlraum 48 schneiden. Die Hebelöffnungen 74 können in Umfangsrichtung um die zweite Achse 32 beabstandet sein. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Hebelöffnungen 74 im Ankerabschnitt 60 ausgebildet und erstrecken sich durch die Ankerfläche 66.
-
Die Zapfen 54 weisen eine Lagerbefestigungsfläche 78 auf, die konzentrisch um die zweite Achse 32 angeordnet ist, und die so bemessen sind, dass sie ein Paar Differenzialeingangselemente 80 darauf aufnehmen, die das Differenzialeingangselement 40 zur Drehung um die zweite Achse 32 relativ zu dem Gehäuse 12 (1) drehbar lagern. Einer der Zapfen 54 ragt axial aus einem axialen Ende der Stellgliedhalterung 52 heraus, das dem Hauptkörper 50 gegenüberliegt, während der andere der Zapfen 54 axial aus einem axialen Ende des Hauptkörpers 50 herausragt, das der Stellgliedhalterung 52 gegenüberliegt. Durch die Zapfen 54 ist eine Durchgangsbohrung 82 ausgebildet, die den Differenzialhohlraum 48 schneidet.
-
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 kann der Differenzialhohlraum 48 eine erste Senkbohrung 90, eine zweite Senkbohrung 92 und eine dritte Senkbohrung 94 beinhalten. Die erste, zweite und dritte Senkbohrung 90, 92 und 94 sind konzentrisch zur Durchgangsbohrung 82 ausgebildet und definieren eine erste, zweite und dritte innere Schulter 100, 102 bzw. 104, die konzentrisch um die zweite Achse 32 angeordnet sind und die entlang der zweiten Achse 32 voneinander beabstandet sind. Die zweite innere Schulter 102 ist entlang der zweiten Achse 32 zwischen der ersten inneren Schulter 100 und der dritten inneren Schulter 104 angeordnet. Die Hebelöffnungen 74 schneiden die zweite Senkbohrung und sind axial entlang der zweiten Achse 32 zwischen der ersten und der zweiten inneren Schultern 100 und 102 angeordnet.
-
Zurückkehrend zu den 2 und 3 ist das Differenzialgetriebe 42 konfiguriert, um die Drehkraft zwischen dem Differenzialeingangselement 40 und den Differenzialausgangselementen 44a, 44b zu übertragen und um eine Drehzahldifferenzierung zwischen den Differenzialausgangselementen 44a, 44b zu ermöglichen. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Differenzialgetriebe 42 mit einer Vielzahl von Kegelrädern konfiguriert, aber es versteht sich, dass das Differenzialgetriebe auch anders aufgebaut sein kann, beispielsweise mit Schrägstirnrädern oder als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Sonnenrädern, einem oder mehreren Sätzen von Planetenrädern, einem oder mehreren Planetenträgern und einem oder mehreren Innenzahnrädern. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet das Differenzialgetriebe 42 ein Paar Differenzialritzel 110 und ein Paar Seitenzahnräder 112a, 112b. Die Differenzialritzel 110 sind mit dem Differenzialeingangselement 40 zur Drehung mit diesem gekoppelt, sind aber jeweils um eine entsprechende Differenzialritzelachse relativ zum Differenzialeingangselement 40 drehbar. Die Differenzialritzel 110 können optional auf einem Querstift 116 drehbar montiert werden, der durch die Querstiftöffnung 58 im Differenzialeingangselement 40 aufgenommen wird und der fest mit dem Differenzialeingangselement 40 gekoppelt ist. Jedes der Seitenzahnräder 112a, 112b kann mit den Differenzialritzeln 110 kämmend in Eingriff stehen. Das Differenzialausgangselement 44a ist eine Nabe, die fest mit dem Seitenzahnrad 112a gekoppelt ist. In dem besonderen dargestellten Beispiel sind das Seitenzahnrad 112a und das Differenzialausgangselement 44a einheitlich und integral ausgebildet. Das Differenzialausgangselement 44a weist eine innenverzahnte oder mit Keilnuten versehene Öffnung 120 auf, die konfiguriert ist, um mit einem außenverzahnten oder mit Keilnuten versehenen Segment 122 auf der Abtriebswelle 20a kämmend in Eingriff zu stehen, um dadurch das Differenzialausgangselement 44a und die Abtriebswelle 20a drehfest zu koppeln. Wie das Differenzialausgangselement 44a ist das Differenzialausgangselement 44b eine Nabe, die eine mit Keilnuten versehene oder verzahnte Öffnung 126 aufweist, die konfiguriert ist, um mit einem außen verzahnten oder mit Keilnuten versehenen Segment 128 auf der Abtriebswelle 20b kämmend in Eingriff zu stehen, um dadurch das Differenzialausgangselement 44b und die Abtriebswelle 20b drehbar zu koppeln. Das Differenzialausgangselement 44b und das Seitenzahnrad 112b sind jedoch als diskrete Komponenten ausgebildet, die nicht fest miteinander gekoppelt sind.
-
Der Unterbrechungsmechanismus 18 kann eine erste Klaue 130, eine zweite Klaue 132, eine Vorspannfeder 134, eine Vielzahl von Hebeln 136, eine Vielzahl von Stiften 138 und einen Linearmotor 140 beinhalten. Die erste Klaue 130 kann eine Vielzahl von ersten Klauenelementen 150 beinhalten, die fest mit dem Seitenzahnrad 112b gekoppelt sein können, während die zweite Klaue 132 fest mit dem Differenzialausgangselement 44b gekoppelt sein kann und eine Vielzahl von zweiten Klauenelementen 152 und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 154 beinhalten kann. Das erste und das zweite Klauenelement 150 und 152 bilden eine Kupplung (d. h. in dem bereitgestellten Beispiel eine Klauenkupplung) und können beliebig konfiguriert sein. In dem dargestellten Beispiel sind die ersten Klauenelemente 150 Stirnverzahnungen, die einheitlich und integral mit dem Seitenzahnrad 112b ausgebildet sind und sich von einer Seite des Seitenzahnrads 112b erstrecken, die der Verzahnung des Seitenzahnrads 112b gegenüberliegt, während die zweiten Klauenelemente 152 sich radial erstreckende Wände oder Stege sind, die zwischen in Umfangsrichtung beabstandeten Zahnöffnungen 160 angeordnet sind, die in einem Flansch 162 ausgebildet sind, der sich radial von dem Differenzialausgangselement 44b erstreckt. Jede der Zahnöffnungen 160 ist so bemessen, um ein entsprechendes der ersten Klauenelemente 150 darin aufzunehmen. Das Differenzialausgangselement 44b wird in der ersten Senkbohrung 90 aufgenommen und ist entlang der zweiten Achse 32 verschiebbar. Die zweite Klaue 132 wird in der zweiten Senkbohrung 92 aufgenommen und ist entlang der zweiten Achse 32 verschiebbar. Das Seitenzahnrad 112b wird in der dritten Senkbohrung 94 aufgenommen und die dritte innere Schulter 104 begrenzt die Bewegung des Seitenzahnrads 112b und der ersten Klaue 130 in einer Richtung entlang der zweiten Achse 32 zur zweiten inneren Schulter 102. Die zweite Klaue 132 ist relativ dünner als die Tiefe der zweiten Senkbohrung 92, um zu ermöglichen, dass die zweite Klaue 132 entlang der zweiten Achse 32 zwischen einer ersten Position (dargestellt in 2) bewegt werden kann, in der das erste und das zweite Klauenelement 150 und 152 miteinander in Eingriff stehen, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem Seitenzahnrad 112b und dem Differenzialausgangselement 44b zu ermöglichen, und einer zweiten Position (dargestellt in 4), in der das erste und das zweite Klauenelement 150 und 152 voneinander gelöst sind, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem Seitenzahnrad 112b und dem Differenzialausgangselement 44b zu verhindern.
-
Die Vorspannfeder 134 kann entlang der zweiten Achse 32 an einer Stelle angeordnet sein, die eine Vorspannkraft auf die zweite Klaue 132 (und das Differenzialausgangselement 44b) anwendet, die dazu neigt, die zweite Klaue 132 in eine der ersten und der zweiten Positionen zu treiben. Die Vorspannfeder 134 kann jede beliebige Art von Feder sein, wie z. B. eine Druckspiralfeder. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Vorspannfeder 134 eine Wellenfeder, die zwischen der ersten inneren Schulter 100 am Differenzialeingangselement 40 und einem axialen Ende 170 des Differenzialausgangselements 44b angeordnet ist, das dem Seitenzahnrad 112b gegenüberliegt, und die konfiguriert ist, um die zweite Klaue 132 in die erste Position vorzuspannen.
-
Jeder der Hebel 136 wird in einer entsprechenden der Hebelöffnungen 74 aufgenommen und ist drehbar mit dem Differenzialeingangselement 40 gekoppelt. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Stifte 138 durch die Hebel 136 angeordnet und werden in den im Differenzialeingangselement 40 ausgebildeten Stiftöffnungen (nicht speziell dargestellt) aufgenommen. Jeder der Hebel 136 beinhaltet ein erstes Hebelsegment 180 und ein zweites Hebelsegment 182. Die ersten Hebelsegmente 180 erstrecken sich in die zweite Senkbohrung 92 und sind konfiguriert, um den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 154 zu kontaktieren, der sich radial von einer radial nach außen gerichteten Oberfläche des Flansches 162 der zweiten Klaue 132 erstreckt. Die zweiten Hebelsegmente 182 erstrecken sich von der Ankerfläche 66 radial nach außen.
-
Der Linearmotor 140 weist ein Motorausgangselement 190 auf, das entlang der zweiten Achse 32 in einer ersten Richtung (gekennzeichnet durch den Pfeil 192) beweglich ist, um selektiv die zweiten Hebelsegmente 182 zu kontaktieren und eine Drehbewegung der Hebel 136 um die Stifte 138 zu bewirken, sodass die ersten Hebelsegmente 180 den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 154 kontaktieren und die zweite Klaue 132 in eine zweite Richtung (gekennzeichnet durch den Pfeil 192) entlang der zweiten Achse 32 treiben, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, um die zweite Klaue 132 in die zweite Position zu treiben. Der Linearmotor 140 kann eine beliebige Art von Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um ein Ausgangselement, wie beispielsweise eine Magnetspule, einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, eine von einer Leit- oder Kugelumlaufspindel angetriebene Vorrichtung, zu verschieben. Die Bewegung des Ausgangselements muss nicht zwangsläufig geradlinig sein, sondern kann auch ein gewisses Maß an Drehung beinhalten. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Linearmotor 140 eine Elektromagnetspule 200, ein Polstück 202, eine Buchse 204 und eine Halterung 206.
-
Mit besonderem Bezug auf 2 ist die Elektromagnetspule 200 in eine Spulennut 210 eingegossen, die im Polstück 202 ausgebildet ist. Das Polstück 202, das in dem bereitgestellten Beispiel das Motorausgangselement 190 ist, ist eine ringförmige Struktur, die aus einem magnetisch empfindlichen Material gebildet ist und die eine Polstückoberfläche 214 definiert. Die Polstückoberfläche 214 ist konzentrisch um die zweite Achse 32 angeordnet und ist kegelstumpfförmig in einer Weise konfiguriert, dass sie mit der Ankeroberfläche 66 zusammenpasst. Falls gewünscht, kann eine Senkbohrung 218 oder eine andere Form von Diskontinuität in dem Polstück 202 ausgebildet sein, um den unteren Abschnitt, über den die Polstückoberfläche 214 die Ankeroberfläche 66 kontaktieren kann, effektiv zu verringern. Die Buchse 204 wird in dem Polstück 202 aufgenommen und ist an der Lagerbefestigungsfläche 78 des Motorhalterungsabschnitts 62 für eine Gleitbewegung entlang der zweiten Achse 32 angebracht. Die Halterung 206 kann fest mit dem Polstück 202 gekoppelt sein und in das Gehäuse 12 eingreifen, um die Drehung des Linearmotors 140 um die zweite Achse 32 relativ zu dem Gehäuse 12 zu begrenzen oder zu verhindern. In dem bereitgestellten Beispiel überspannt die Halterung 206 die Lagerzapfen 28 und kontaktiert diese.
-
Bezugnehmend auf 4, wenn sich die Elektromagnetspule 200 in einem stromführenden Zustand befindet, erzeugt die Elektromagnetspule 200 ein Magnetfeld, und der Magnetfluss wird in einem Übertragungsweg übertragen, der sich zwischen der Polstückoberfläche 214 und der Ankeroberfläche 66 erstreckt, um das Polstück 202 in der ersten Verlaufsrichtung (Pfeil 192) entlang der zweiten Achse 32 in Richtung des Ankerabschnitts 60 zu ziehen. Das Polstück 202 wird mit ausreichender Kraft an den Ankerabschnitt 60 angezogen, sodass das Polstück 202 die zweiten Hebelsegmente 182 der Hebel 136 kontaktiert, wenn das Polstück 202 in der ersten Richtung (Pfeil 192) mit ausreichender Kraft bewegt wird, um die Vorspannkraft der Vorspannfeder 134 zu überwinden und zu veranlassen, dass die Hebel 136 um die Stifte 138 schwenkbar gelagert werden, sodass die ersten Hebelsegmente 180 den in Umfangsrichtung sich erstreckenden Vorsprung 154 an der zweiten Klaue 132 kontaktieren, um die zweite Klaue 132 in die zweite Richtung (Pfeil 194) entlang der zweiten Achse 32 zu treiben und die zweite Klaue 132 in die zweite Position zu bewegen, wobei die zweite Klaue 132 von der ersten Klaue 130 entkoppelt ist.
-
Zurückkehrend zu 3, wenn die elektromagnetische Spule 200 spannungslos ist, wird das durch die elektromagnetische Spule 200 erzeugte Magnetfeld abgebaut, wodurch das Polstück 202 nicht magnetisch von dem Ankerabschnitt 60 angezogen wird. Mangels der magnetisch erzeugten Kraft zwischen dem Polstück 202 und dem Ankerabschnitt 60 reicht die Kraft der Vorspannfeder 134 aus, um das Differenzialausgangselement 44b und die zweite Klaue 132 entlang der zweiten Achse 32 anzutreiben, um die zweite Klaue 132 in die erste Position zu bewegen, wobei die zweite Klaue 132 mit der ersten Klaue 130 in Eingriff steht.
-
Obwohl eine Kupplung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, veranschaulicht und beschrieben wurde, um selektiv ein Seitenzahnrad eines Differenzialgetriebes mit einem Differenzialausgangselement zu koppeln, versteht es sich, dass die vorliegenden Lehren eine breitere Anwendung vorsehen. Beispielsweise ist eine zweite Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, in 5 veranschaulicht und ist im Allgemeinen mit der Referenzziffer 10' gekennzeichnet. Die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente 10' ist als Nebenabtrieb mit einem Gehäuse 12', einer Eingangswelle 250, einem Zwischengetriebe 252, einer Kupplung 254, einer Vielzahl von Hebeln 136, einer Vielzahl von Stiften 138 und einem Linearmotor 140' dargestellt. Ein erstes Lager 260 wird zwischen dem Gehäuse 12' und der Eingangswelle 250 aufgenommen, um die Eingangswelle 250 relativ zu dem Gehäuse 12' zur Drehung um eine Achse 32' zu tragen. Ein zweites Lager 262 ist zwischen der Eingangswelle 250 und dem Zwischengetriebe 252 angeordnet, sodass das Zwischengetriebe 252 relativ zur Eingangswelle 250 um die Achse 32' drehbar ist. Die Kupplung 254 umfasst einen ersten Satz von Außenzähnen 270, die mit der Eingangswelle 250 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt sind, einen zweiten Satz von Außenzähnen 272, die auf dem Zwischengetriebe 252 ausgebildet sind, und eine innenverzahnte Manschette 274. Die Innenzähne der Manschette 274 greifen passend in den ersten Satz von Außenzähnen 270 ein, sodass die Manschette 274 drehfest aber axial verschiebbar mit der Eingangswelle 250 gekoppelt ist. Die Manschette 274 ist beweglich zwischen einer ersten Position, in der die Innenzähne der Manschette 274 nur mit dem ersten Satz von Außenzähnen 270 in Eingriff stehen, und einer zweiten Position, in der die Innenzähne der Manschette 274 sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Satz von Außenzähnen 270 und 272 in Eingriff stehen, um dadurch das Zwischengetriebe 252 mit der Eingangswelle 250 zu koppeln. Die Hebel 136 werden in den Hebelöffnungen 74' aufgenommen, die in dem Gehäuse 12' ausgebildet sind. Die Stifte 138 werden durch die Hebel 136 aufgenommen und koppeln die Hebel 136 schwenkbar mit dem Gehäuse 12'. Es können eine oder mehrere Vorspannfedern (nicht speziell dargestellt) eingesetzt werden, um die Manschette 274 in eine gewünschte Position vorzuspannen. In dem bereitgestellten Beispiel werden Torsionsfedern (nicht dargestellt) eingesetzt, um die Hebel 136 in Kontakt mit einer ersten, an der Manschette 274 ausgebildeten Umfangsrippe 280 zu drängen und die Manschette 274 entlang der Achse 32' in die erste Position zu treiben. Der Linearmotor 140', der in dem bereitgestellten Beispiel als Magnetspule dargestellt ist, kann betrieben werden, um das Motorausgangselement 190', das eine hülsenartige Struktur ist, in Kontakt mit den zweiten Hebelsegmenten 182 der Hebel 136 mit ausreichender Kraft zu treiben, um die Torsionsfedern zu überwinden und die Hebel 136 um die Stifte 138 zu schwenken, um die ersten Hebelsegmente 180 in Kontakt mit einer zweiten, an der Manschette ausgebildeten Umfangsrippe 282 zu treiben und die Manschette 274 entlang der Achse 32' in die zweite Position zu treiben.
-
Die Beschreibung der Offenbarung ist lediglich exemplarisch und somit sind Abweichungen, die nicht vom Kern der Offenbarung abweichen, als im Umfang der Offenbarung enthalten anzusehen. Derartige Abweichungen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
