DE102021130861B4 - Differentialbaugruppe mit umschaltbarkeit von 2wd auf 4wd mit wirbelstromgesteuerter kugelrampe - Google Patents

Differentialbaugruppe mit umschaltbarkeit von 2wd auf 4wd mit wirbelstromgesteuerter kugelrampe Download PDF

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Abstract

Trennvorrichtung (400), aufweisend:einen Stützring (410), welcher in einem Differentialgehäuse (310) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, ein darin montiertes Ritzel (321, 322) abzustützen,einen Kupplungsring (420), dessen eines Ende das Differentialgehäuse (310) durchdringt und welcher in dem Differentialgehäuse (310) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Stützring (410) gekuppelt oder von diesem entkuppelt zu werden,einen Aktuator, welcher dazu eingerichtet ist, das andere Ende des Kupplungsrings (420) zu drücken, um den Stützring (410) und den Kupplungsring (420) zu kuppeln, undein elastisches Element (430), welches mit einem exponierten Abschnitt des Kupplungsrings (420), welcher außerhalb des Differentialgehäuses (310) angeordnet ist, verbunden ist, wobei das elastische Element (430) ein Ende, welches in Kontakt mit dem Differentialgehäuse (310) steht, und ein anderes Ende, welches in Kontakt mit dem Aktuator steht, aufweist,wobei der Aktuator aufweist:eine erste Kugelrampe (441),eine zweite Kugelrampe (442), welche zwischen der ersten Kugelrampe (441) und dem Kupplungsring (420) angeordnet ist,eine Kugel (443), welche zwischen der ersten Kugelrampe (441) und der zweiten Kugelrampe (442) angeordnet ist,eine Dreh-Leiterplatte (444), welche so ausgestaltet ist, dass sie einen Außenumfang der ersten Kugelrampe (441) umgibt, undeine oder mehrere elektromagnetische Einrichtungen, welche entlang eines Außenumfangs der Dreh-Leiterplatte (444) vorgesehen sind und so eingerichtet sind, dass sie ein elektromagnetisches Feld (M) erzeugen, wenn Strom angelegt wird, wobei die elektromagnetische Einrichtung die Kugel (443) betätigt, indem sie einen Wirbelstrom (C) auf der Dreh-Leiterplatte (444), welche sich durch das elektromagnetische Feld, welches erzeugt wird, wenn Strom angelegt wird, dreht, induziert, undwobei die Betätigung der Kugel (443) es der zweiten Kugelrampe (442) ermöglicht, den Kupplungsring (420) in eine Richtung zum Stützring (410 zu verschieben, so dass ein Mitnehmerabschnitt des Kupplungsrings (420) und ein Mitnehmerabschnitt des Stützrings (410) miteinander gekuppelt werden,wobei die elektromagnetische Einrichtung aufweist:einen Kern (446), welcher an dem Außenumfang der Dreh-Leiterplatte (444) angeordnet ist, undeine Magnetspule (445), welche auf dem Außenumfang der Dreh-Leiterplatte (444) angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass sie das Innere des Kerns (446) durchdringt und eine Außenseite des Kerns (446) umgibt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Differentialbaugruppe mit Umschaltbarkeit von 2WD auf 4WD mit wirbelstromgesteuerter Kugelrampe, insbesondere eine Trennvorrichtung für solch eine Differentialbaugruppe, welche es einem Fahrzeug, wie z.B. einem Verbrennungsmotor-Fahrzeug (ICEV), einem Hybridelektrofahrzeug (HEV), einem Elektrofahrzeug (EV) oder einem Batterieelektrofahrzeug (BEV) ermöglicht, einen Vierradantrieb auszuführen.
  • Hintergrundtechnik
  • Im Allgemeinen bezieht sich eine Trennvorrichtung auf eine Vorrichtung, welche in einer Differentialbaugruppe montiert ist und dazu in der Lage ist, einen unnötigen Leistungsverlust durch Umschalten zwischen Zweiradfahrbetrieb (2WD) und Vierradfahrbetrieb (4WD) zu minimieren, indem sie eine Differentialwelle in Abhängigkeit von einer Fahrsituation ein- oder auskuppelt.
  • Bei den meisten Trennvorrichtungen in der verwandten Technik, welche keine erfindungsgemäße Technik, sondern Stand der Technik ist, wird ein Steuersystem, wie z.B. ein Hydraulikmotor oder ein Pneumatikmotor, dazu verwendet, eine Hülse zu bewegen, um die Leistung eines Eingangsteils, wie z.B. eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors, oder eines Ausgangsteils, wie z.B. eines Fahrzeugrads, zu unterbrechen und dadurch den Fahrmodus vom Vierradfahrbetrieb (4WD) auf den Zweiradfahrbetrieb (2WD) umzuschalten.
  • 1 ist eine Ansicht, die eine Trennvorrichtung aus der verwandten Technik zeigt. 1 betrifft eine Trennvorrichtung 200 aus der verwandten Technik, welche mit einer Differentialbaugruppe 100 verbunden ist. Ein Differentialradsatz ist in einem Differentialgehäuse 101 der Differentialbaugruppe 100 montiert. Der Differentialradsatz weist zwei Kegelräder, nämlich ein erstes und ein zweites, 111 und 112 sowie zwei Ritzel 121 und 122 auf, welche mit dem ersten und dem zweiten Kegelrad 111 und 112 in Eingriff stehen.
  • Die Trennvorrichtung 200 in der verwandten Technik weist auf: eine Differentialwelle 210, welche in dem Differentialgehäuse 101 vorgesehen und mit dem ersten Kegelrad 111 verbunden ist, welches in 2 auf der rechten Seite angeordnet ist, eine Nabe 220, welche mit einem rechten Fahrzeugrad verbunden ist, eine Kugelumlaufspindel 240, welche mit einem Elektromotor 230 verbunden ist und dazu eingerichtet ist, durch einen Betrieb des Elektromotors 230 gedreht zu werden, eine Mutter 250, welche dazu eingerichtet ist, sich entlang der Kugelumlaufspindel 240 zu bewegen, wenn die Kugelumlaufspindel 240 in einem Zustand betrieben wird, in dem die Mutter 250 mit der Kugelumlaufspindel 240 verbunden ist, und eine Gabel 280, welche dazu eingerichtet ist, entlang einer Führungsschiene 260 durch einen Betrieb der Mutter 250 bewegbar zu sein und eine Hülse (auch Muffe genannt) 270 zu bewegen, um die Differentialwelle 210 und die Nabe 220 miteinander zu verbinden oder voneinander zu lösen.
  • In der Trennvorrichtung 200 der verwandten Technik wird die Kugelumlaufspindel 240 durch den Betrieb des Elektromotors 230, welcher einen Positionssensor aufweist, gedreht. Die Drehung der Kugelgewindespindel 240 bewegt die Gabel 280 zusammen mit der Mutter 250, welche sich entlang der Kugelgewindespindel 240 bewegt. Wenn sich die Gabel 280 bewegt, bewegt sich die mit der Gabel 280 verbundene Hülse 270, so dass die Differentialwelle 210 und die Nabe 220 miteinander in Eingriff kommen, um die Leistung zu koppeln. Die Leistung wird unterbrochen, wenn sich die Differentialwelle 210 und die Nabe 220 voneinander lösen. Insbesondere, wenn die Kugelumlaufspindel 240 durch den Betrieb des Elektromotors 230 in eine Richtung gedreht wird, bewegt sich die Hülse 270 in Richtung der Differentialwelle 210, und die Differentialwelle 210 und die Nabe 220 kommen miteinander in Eingriff, so dass die Leistung auf das rechte Fahrzeugrad übertragen wird. Hingegen, wenn die Kugelumlaufspindel 240 durch den Betrieb des Elektromotors 230 in die andere Richtung gedreht wird, bewegt sich die Hülse 270 in Richtung zur Nabe 220, und die Differentialwelle 210 und die Nabe 220 lösen sich voneinander.
  • Im Falle der Trennvorrichtung in der verwandten Technik ist jedoch die Struktur zur Verbindung der Differentialwelle und der Nabe, welche vom Elektromotor separat sind, durch die Kugelumlaufspindel, die Gabel und die Hülse kompliziert, was die Gesamtlänge übermäßig vergrößert, einen Bauraum und das Gewicht erhöht und die Fahrzeugmontierbarkeit nachteilig macht. Außerdem ist der für den Betrieb des Elektromotors erforderliche Stromverbrauch (20A) übermäßig hoch, und ein Hub eines BLDC-Elektromotors muss präzise gesteuert werden, was den Betrieb der Steuerungsvorrichtung kompliziert macht und die Herstellungskosten erhöht. Im Falle des Zweiradfahrbetriebs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb und abgekoppelten Hilfsantriebsrädern wird ein Untersetzungsgetriebe angehalten, wenn die Drehung eines Eingangsteils gestoppt wird. Wenn das Fahrzeug in dem Zustand, in dem die Differentialwelle und die Nabe voneinander getrennt sind, mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt, besteht ein fatales Problem darin, dass eine hohe Differentialbewegung des Ritzels, welches sich mit hoher Geschwindigkeit gemeinsam mit der Drehung des linken Kegelrads dreht, Geräusche und Vibrationen verursacht.
  • Im Gegensatz dazu stellt die vorliegende Erfindung eine Trennvorrichtung bereit, welche aufweist: ein Differentialgehäuse, welches dazu eingerichtet ist, ein Eingangsdrehmoment zu übertragen, einen Differentialradsatz, welcher dazu eingerichtet ist, eine Differentialbewegung durchzuführen, einen Stützring, welcher dazu eingerichtet ist, ein Ritzel des Differentialradsatzes zu stützen; einen Kupplungsring, welcher dazu eingerichtet ist, das Differentialgehäuse und den Stützring voneinander zu lösen, ein elastisches Element, welches dazu eingerichtet ist, den Kupplungsring elastisch abzustützen, und einen Aktuator, welcher dazu eingerichtet ist, einen Betrieb einer Kugelrampe unter Verwendung einer berührungslosen Wirbelstrombremskraft zwischen einer Magnetspule und einer Dreh-Leiterplatte zu steuern. Daher ist es möglich, einen Mechanismus mit einer Struktur zu realisieren, in welcher das Differentialgehäuse und der Stützring voneinander gelöst werden, um keine große Differentialbewegung zu verursachen. Darüber hinaus macht das neue Konzept, welches mit dem berührungslosen Wirbelstrom angewendet wird, die Trennvorrichtung kompakt und hat einen Vorteil hinsichtlich der Reduzierung von Lärm.
  • Aus der KR 10 2017 123 869 A sind ferner eine Differentialgetriebeanordnung und ein Untersetzungsgetriebe mit einer Trennvorrichtung bekannt, wobei die Differentialgetriebeanordnung aufweist: ein Getriebegehäuse, ein Antriebszahnrad, welches koaxial zum Getriebegehäuse angeordnet und relativ zum Getriebegehäuse drehbar ist, und ein Kraftübertragungsmittel zum Übertragen oder Sperren von Kraft, die auf das Antriebszahnrad übertragen wird, auf das Gehäuse, wodurch es nicht notwendig ist, eine separate Trennvorrichtung vorzusehen, so dass es möglich ist, das Gewicht und die Montagezeit zu reduzieren, wobei außerdem keine separate Trennvorrichtung zwischen einem Gleichlaufgelenk und einem Gleichlaufgelenk und einem Untersetzungsgetriebe vorzusehen, wenn ein Differential während der Fahrt immer dreht (während sich ein Rad dreht), wodurch ein Schmiersystem in einem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes als Ölumwälzungsmethode eingesetzt werden kann, was eine Ölfläche verringert und das Gewicht des Öls reduziert.
  • Aus der DE 102 16 290 A1 sowie der US 2005 / 0 115 755 A1 sind jeweils eine Trennvorrichtung bekannt, aufweisend: einen Stützring, welcher in einem Differentialgehäuse vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, ein darin montiertes Ritzel abzustützen, einen Kupplungsring, dessen eines Ende das Differentialgehäuse durchdringt, welcher in dem Differentialgehäuse vorgesehen ist und welcher dazu eingerichtet ist, mit dem Stützring gekuppelt oder von diesem entkuppelt zu werden, einen Aktuator, welcher dazu eingerichtet ist, das andere Ende des Kupplungsrings zu drücken, um den Stützring und den Kupplungsring zu kuppeln, und ein elastisches Element, welches mit einem exponierten Abschnitt des Kupplungsrings, welcher außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet ist, verbunden ist, wobei das elastische Element ein Ende, welches in Kontakt mit dem Differentialgehäuse steht, und ein anderes Ende, welches in Kontakt mit dem Aktuator steht, aufweist.
  • Weitere Trennvorrichtungen für Allradsysteme und Differentiale sind aus der DE 10 2014 221 198 A1 und der DE 101 57 899 A1 bekannt.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Angesichts der obigen Ausführungen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trennvorrichtung bereitzustellen, welche einen Aktuator eines neuen Konzepts verwendet, welcher mit berührungslosem Wirbelstrom angewendet wird und eine kompakte Struktur aufweist, wobei ein Differentialgehäuse und ein Stützring voneinander gelöst werden, um keine hohe Differentialbewegung zu verursachen, wodurch die Montierbarkeit und das Geräuschverhalten verbessert werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Trennvorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die vorliegende Erfindung schafft folglich eine Struktur, bei welcher das Differentialgehäuse und der Stützring voneinander getrennt sind, die hohe Differentialbewegung nicht erzeugt wird und der Aktuator auf Grundlage des berührungslosen Wirbelstromkonzepts integriert ist. Daher ist es möglich, das Geräuschverhalten und die Montierbarkeit mit der kompakten Größe zu verbessern.
  • Im Fall der Hilfsräder, welche (insbesondere antriebslos) rollen, wenn das Fahrzeug in den Zweiradantriebsmodus (2WD-Modus) fährt, wenn die Trennvorrichtung gelöst bzw. außer Eingriff ist, dreht sich gemäß der vorliegenden Erfindung der Stützring zum Stützen der Kegelräder ebenfalls, was es möglich macht, die hohe Differentialbewegung zu verhindern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Stromverbrauch gering, da die Magnetspule verwendet wird. Die Größe der Magnetspule kann durch die Erhöhung der Kraft, welche durch die Kugelrampe erzeugt wird, verringert werden, was es ermöglicht, den Stromverbrauch zu minimieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht keine Reibung, da die Dreh-Leiterplatte und das elektromagnetische Feld eine berührungslose Drehbewegung ausführen, wodurch Abrieb und Geräusche an den Bauteilen vermieden werden können. Außerdem ist kein zusätzlicher spezieller Beschichtungsvorgang erforderlich, was eine Kostenreduzierung ermöglicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein teurer Aktuator, wie z.B. ein BLDC-Elektromotor, eine Kugelumlaufspindel oder eine Gabel, welche in der verwandten Technik einen hohen Stromverbrauch erfordern, durch die Magnetspule und die Kugelrampe ersetzt werden, welche preiswert sind und einen geringen Stromverbrauch erfordern, was eine Kostenreduzierung ermöglicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es durch die Integration der Differentialbaugruppe und der Trennvorrichtung möglich, die Gesamtlänge deutlich zu reduzieren und das Gewicht erheblich zu verringern sowie die Montierbarkeit des (Baugruppen-)Pakets zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können großformatige Bauteile, wie z.B. eine Nabe und eine Hülse, entfallen sowie Lager zur Lagerung der großformatigen Bauteile entfallen, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren lassen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Differentialbaugruppe und die Trennvorrichtung integriert, was eine Vereinfachung des Montagevorgangs ermöglicht.
  • Die vorstehende Erläuterung dient nur der Veranschaulichung und ist in keiner Weise als einschränkend anzusehen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Eigenschaften werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Eigenschaften durch Bezugnahme auf die Zeichnungen und die folgende detaillierte Beschreibung deutlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Ansicht, welche eine Trennvorrichtung aus dem Bereich der verwandten Technik darstellt.
    • 2 ist eine Ansicht, welche eine Trennvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 und stellt einen Zustand dar, in dem eine einzelne Magnetspule an einer Dreh-Leiterplatte montiert ist.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 und stellt einen Zustand dar, in dem eine Mehrzahl von Magnetspulen an der Dreh-Leiterplatte montiert ist.
  • Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
  • In den Figuren beziehen sich durchgehend durch zahlreiche Figuren der Zeichnung(en) gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Zunächst ist bei der Zuordnung von Bezugszeichen zu Bestandteilen der jeweiligen Zeichnungen zu beachten, dass gleiche Bestandteile nach Möglichkeit mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, auch wenn die Bestandteile in verschiedenen Zeichnungen dargestellt sind.
  • 2 ist eine Ansicht, welche eine Trennvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • In einem Fall, in dem Vorderräder oder Hinterräder eines Vierradantrieb-Fahrzeugs (4WD-Fahrzeugs) Hauptantriebsräder sind und die anderen Räder Hilfsräder sind, stellt eine Trennvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Leistungsübertragungsunterbrechungsvorrichtung bereit, welche dazu imstande ist, einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern, indem ein Rotationswiderstand (Schleppwiderstand) eines Hilfsrad-Untersetzungsgetriebes, welcher verursacht wird, wenn das Fahrzeug segelt, verhindert wird und eine gegenelektromotorische Kraft (auch EMK abgekürzt) eines Elektromotors, wenn das Fahrzeug nur mit der Kraft der Hauptantriebsräder fährt, verhindert wird.
  • Wie in 2 dargestellt, ist die Trennvorrichtung (z.B. Ausrückvorrichtung, Entkuppelvorrichtung) 400 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Differentialbaugruppe 300 verbunden. Die Trennvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf einen Stützring 410, welcher dazu eingerichtet ist, ein Differentialritzel 320 (umfassend Ritzel 321, 322) zu stützen, einen Kupplungsring 420, welcher dazu eingerichtet ist, mit dem Stützring 410 gekuppelt oder von ihm entkuppelt zu werden, einen Aktuator, welcher dazu eingerichtet ist, den Kupplungsring 420 so zu drücken, dass der Stützring 410 und der Kupplungsring 420 miteinander gekuppelt werden, und ein elastisches Element 430, welches dazu eingerichtet ist, den Aktuator elastisch abzustützen, indem es mit dem Kupplungsring 420 verbunden ist.
  • Insbesondere weist ein Differentialgehäuse 310, welches die Differentialbaugruppe 300 bildet, einen Verlängerungsabschnitt 311 auf. Der Verlängerungsabschnitt 311 erstreckt sich von einer Seite des Differentialgehäuses 310 aus in Richtung zum Aktuator.
  • Das Differentialgehäuse 310 kann eine separierbare Struktur aufweisen. Beispielsweise kann eine Abdeckung 310a an einem seitlichen Ende des Differentialgehäuses 310, welches in Richtung zu einem Antriebsrad (z.B. Antriebszahnrad) 340 gerichtet ist, angeordnet sein und die Abdeckung 310a kann durch ein Verbindungselement, wie z.B. einen Bolzen, befestigt oder gelöst werden. Das Antriebsrad 340 kann auf der Außenseite der Abdeckung 310a angebracht sein. Die Abdeckung 310a kann ein zweites Kegelrad 332 abstützen.
  • Das Differentialgetriebe ist im Differentialgehäuse 310 untergebracht und weist ein erstes und ein zweites Kegelrad 331 und 332 sowie ein erstes und ein zweites Ritzel 321 und 322 auf. Das erste Kegelrad 331 kann in 2 beispielsweise auf der rechten Seite angeordnet sein. Das zweite Kegelrad 332 kann in 2 zum Beispiel auf der linken Seite angeordnet sein.
  • Getriebezähne sind an einem hin zum zweiten Kegelrad 332 gerichteten Ende des ersten Kegelrads 331 vorgesehen. Das andere Ende des ersten Kegelrads 331 kann durch das Innere des Verlängerungsabschnitts 311 teilweise nach außen hin exponiert sein. Das erste und das zweite Kegelrad 331 und 332, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, können über eine Antriebswelle (nicht dargestellt) mit Hilfsrädern (nicht dargestellt) an zwei gegenüberliegenden Seiten, nämlich einer linken und einer rechten Seite, verbunden sein.
  • An dem Verlängerungsabschnitt 311 kann ein Stützelement 460 vorgesehen sein. Das Stützelement 460 kann eine erste Kugelrampe 441 des Aktuators stützen. Bei dem Stützelement 460 kann es sich um ein Axiallager handeln. Das Stützelement 460 kann an einer Fläche der ersten Kugelrampe 441 des Aktuators angeordnet sein. Der Verlängerungsabschnitt 311 kann durch ein Lager drehbar gelagert sein.
  • Der Stützring 410 ist in dem Differentialgehäuse 310 vorgesehen. Der Stützring 410 ist in dem Differentialgehäuse 310 angeordnet und stützt das erste und das zweite Ritzel 321 und 322 ab. Beispielsweise ist der Stützring 410 so aufgebaut, dass er vom Differentialgehäuse 310 getrennt bzw. gelöst werden kann, um im Differentialgehäuse 310 zu arbeiten. Eine Zentralachse 411 ist im Stützring 410 vorgesehen. Das erste und das zweite Ritzel 321 und 322 sind drehbar mit zwei gegenüberliegenden Seiten der Zentralachse 411 verbunden. Das erste und das zweite Ritzel 321 und 322 sind zwischen dem ersten und dem zweiten Kegelrad 331 und 332 angeordnet.
  • Der Kupplungsring 420 ist in dem Differentialgehäuse 310 in einem Zustand, in dem ein Ende des Kupplungsrings 420 das Differentialgehäuse 310 durchdringt, vorgesehen. Der Kupplungsring 420 kann mit dem Stützring 410 gekuppelt oder von diesem entkuppelt werden.
  • Der Kupplungsring 420 weist zwei Mitnehmerabschnitte (z.B. zwei Klauenabschnitte) auf, um gleichzeitig mit einem Mitnehmerabschnitt (z.B. einem Klauenabschnitt) des Differentialgehäuses 310 und einem Mitnehmerabschnitt (z.B. einem Klauenabschnitt) des Stützrings 410 gekuppelt zu werden. Im Einzelnen kann der Kupplungsring 420 einen ersten Mitnehmerabschnitt 421 und einen zweiten Mitnehmerabschnitt 422 aufweisen. Der erste Mitnehmerabschnitt 421 und der zweite Mitnehmerabschnitt 422 sind an einem Ende des Kupplungsrings 420, welches im Differentialgehäuse 310 angeordnet ist, vorgesehen.
  • Insbesondere kann der erste Mitnehmerabschnitt 421 an einer Spitze (z.B. einem axialen Stirnende) des Kupplungsrings 420, welche einer Seitenfläche des Stützrings 410 zugewandt ist, vorgesehen sein. Der zweite Mitnehmerabschnitt 422 kann an einer Außenumfangsfläche des Kupplungsrings 420 senkrecht zum ersten Mitnehmerabschnitt 421 vorgesehen sein.
  • Der erste Mitnehmerabschnitt 421 ist einem dritten Mitnehmerabschnitt 413, welcher an dem Stützring 410 vorgesehen ist, zugeordnet. Der dritte Mitnehmerabschnitt 413 kann an einer dem ersten Mitnehmerabschnitt 421 zugewandten Seitenfläche des Stützrings 410 vorgesehen sein.
  • Der zweite Mitnehmerabschnitt 422 ist einem vierten Mitnehmerabschnitt 314, welcher an dem Differentialgehäuse 310 vorgesehen ist, zugeordnet. Der vierte Mitnehmerabschnitt 314 kann an einer Innenumfangsfläche des Differentialgehäuses 310, welche dem zweiten Mitnehmerabschnitt 422 zugewandt ist, vorgesehen sein.
  • Die beiden Mitnehmerabschnitte von dem ersten und dem zweiten Mitnehmerabschnitt 421 und 422, welche wie oben beschrieben senkrecht zueinander stehen, können sicher (z.B. verlässlich) mit dem dritten und vierten Mitnehmerabschnitt 413 und 314 gekuppelt werden oder sein.
  • Das elastische Element 430 ist außerhalb (z.B. an der Außenseite) des Differentialgehäuses 310 angeordnet. Das elastische Element 430 kann zum Beispiel eine Rückstellfeder sein. Das elastische Element 430 ist mit einem exponierten Abschnitt 423 des Kupplungsrings 420 verbunden. Das elastische Element 430 weist ein Ende, welches in Kontakt mit dem Differentialgehäuse 310 steht, und ein anderes Ende, welches in Kontakt mit einer zweiten Kugelrampe 442 des Aktuators steht, auf.
  • Der Aktuator kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, in welcher die Kugelrampe unter Verwendung einer Bremskraft eines berührungslosen Wirbelstroms C zwischen einer Magnetspule 445 und einer Dreh-Leiterplatte (auch z.B. rotierende Leiterplatte genannt) 444 betrieben (z.B. betätigt) wird.
  • Insbesondere drückt der Aktuator auf das andere Ende des Kupplungsrings 420, um den Stützring 410 und den Kupplungsring 420 miteinander zu kuppeln.
  • Der Aktuator weist die erste Kugelrampe 441, die zweite Kugelrampe 442, welche zwischen der ersten Kugelrampe 441 und dem Kupplungsring 420 angeordnet ist, eine (z.B. mindestens eine) Kugel 443, welche zwischen der ersten Kugelrampe 441 und der zweiten Kugelrampe 442 angeordnet ist, die Dreh-Leiterplatte 444, welche so ausgestalte ist, dass sie einen Außenumfang der ersten Kugelrampe 441 umgibt, und eine elektromagnetische Einrichtung, welche entlang eines Außenumfangs der Dreh-Leiterplatte 444 vorgesehen ist, auf.
  • Insbesondere ist die erste Kugelrampe 441 so angebracht, dass ein Mittelpunkt der ersten Kugelrampe 441 (z.B. im Querschnitt in 2 betrachtet) auf der Außenseite des Verlängerungsabschnitts 311 angeordnet ist. Die erste Kugelrampe 441 liegt der zweiten Kugelrampe 442 gegenüber. Die erste Kugelrampe 441 kann z.B. in Form einer kreisförmigen Platte mit einem größeren Außendurchmesser als die zweite Kugelrampe 442 vorgesehen sein.
  • Die zweite Kugelrampe 442 kann z.B. als kreisförmige Platte mit einem kleineren Außendurchmesser als die erste Kugelrampe 441 vorgesehen sein. Eine Fläche der zweiten Kugelrampe 442, welche dem Kupplungsring 420 zugewandt ist, kann mit dem anderen Ende des Kupplungsrings 420 durch eine Schraube 450 oder ein Verfahren, wie zum Beispiel Schweißen, verbunden sein.
  • Die zweite Kugelrampe 442 ist so angebracht, dass ein Mittelpunkt der zweiten Kugelrampe 442 (z.B. im Querschnitt in 2 betrachtet) auf der Außenseite des Verlängerungsabschnitts 311 angeordnet ist. Eine dem Kupplungsring 420 zugewandte Fläche der zweiten Kugelrampe 442 wird von dem elastischen Element 430 elastisch gestützt. Die Fläche der zweiten Kugelrampe 442, welche dem Kupplungsring 420 zugewandt ist, drückt das andere Ende des Kupplungsrings 420 in Richtung zum Stützring 410.
  • Die Kugel 443 ist zwischen der ersten Kugelrampe 441 und der zweiten Kugelrampe 442 angeordnet. Die Kugel 443 kann zum Beispiel eine Stahlkugel sein. Die erste Kugelrampe 441 weist eine erste Nut (z.B. erste Rille) 441a auf. Die zweite Kugelrampe 442 weist eine zweite Nut (z.B. erste zweite Rille) 442a auf, welche mit der ersten Nut 441a korrespondiert (z.B. der ersten Nut zugeordnet ist oder entsprechend ausgestaltet ist). Die äußere Gestalt der ersten und der zweiten Nut 441 a und 442a entsprechen der Kugel 443. Die Kugel 443 ist zwischen der ersten Nut 441 a und der zweiten Nut 442a eingebracht.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 und stellt einen Zustand dar, in dem eine einzelne Magnetspule an einer Dreh-Leiterplatte montiert ist, und 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 und stellt einen Zustand dar, in dem eine Mehrzahl von Magnetspulen an der Dreh-Leiterplatte montiert ist.
  • Die Dreh-Leiterplatte 444 ist so aufgebaut, dass sie den Außenumfang der ersten Kugelrampe 441 umgibt, und die elektromagnetische Einrichtung ist an einem Außenumfang der Dreh-Leiterplatte 444 vorgesehen. Die Dreh-Leiterplatte 444 kann aus einem (z.B. nichtmetallischen und/oder metallischen) Material, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer, ausgebildet sein. Eine oder mehrere elektromagnetische Einrichtungen können auf einer Außenseite der Dreh-Leiterplatte 444 vorgesehen sein.
  • Beispielsweise kann die Dreh-Leiterplatte 444 mit der ersten Kugelrampe 441 durch ein Verfahren, wie zum Beispiel Schweißen oder Presspassen, verbunden sein. Die Dreh-Leiterplatte 444 kann beispielsweise durch ein Element, wie beispielsweise eine Ausgleichs- oder Distanzscheibe 470, so eingestellt werden, dass ein vorbestimmter Luftspalt G in einer berührungslosen Weise ohne direkte Reibung mit der Magnetspule 445 vorhanden ist. Die Ausgleichsscheibe 470 oder dergleichen kann dazu verwendet werden, einen Fehler (z.B. Fertigungstoleranzen, etc.) auszugleichen, wenn die Dreh-Leiterplatte 444 und die Magnetspule 445, welche den Aktuator bilden, bearbeitet und zusammengesetzt werden.
  • Insbesondere kann die elektromagnetische Einrichtung den Wirbelstrom C auf der Dreh-Leiterplatte 444, welche sich durch das elektromagnetische Feld M, das erzeugt wird, wenn Strom angelegt wird, dreht, induzieren. Die Wirbelstrombremskraft wird durch den Wirbelstrom C auf die erste Kugelrampe 441, welche direkt mit der Dreh-Leiterplatte 444 verbunden ist, ausgeübt, so dass die Kugel 443 betätigt wird und die zweite Kugelrampe 442 durch die Betätigung der Kugel 443 in Richtung zum Kupplungsring 420 gedrückt wird. Wenn der Kupplungsring 420 durch die zweite Kugelrampe 442 gedrückt wird, kann der erste Mitnehmerabschnitt 421 mit dem dritten Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 gekuppelt werden und kann der zweite Mitnehmerabschnitt 422 präzise mit einem vierten Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 gekuppelt werden.
  • Die elektromagnetische Einrichtung weist einen Kern 446 und die Magnetspule 445 auf. Die Magnetspule 445 und der Kern 446 können beispielsweise an einem Getriebegehäuse (nicht dargestellt) fixiert sein. Die Trennvorrichtung 400 kann in das Getriebegehäuse (nicht dargestellt) eingebettet sein. Der Kern 446 ist am Außenumfang der Dreh-Leiterplatte 444 angeordnet.
  • Wie in 3 dargestellt, kann ein einzelner Kern 446 am Außenumfang der Dreh-Leiterplatte 444 vorgesehen sein. Wie in 4 dargestellt, können drei oder mehr Kerne 446 am Außenumfang der Dreh-Leiterplatte 444 vorgesehen sein. Die Magnetspule 445 kann so aufgebaut sein, dass sie um den Außenumfang des Kerns 446 gewickelt ist, während sie das Innere des Kerns 446 durchdringt.
  • Ein Betrieb der Trennvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung während des Zweiradfahrbetriebs wird beschrieben.
  • Wie in 2 dargestellt, ist in einem anfänglichen Zustand, bevor Strom an die Magnetspule 445 während des Zweiradfahrbetriebs (2WD) angelegt wird, der Kupplungsring 420 in eine Richtung, in welche der Mitnehmerabschnitt entkoppelt ist, angeordnet. Daher kann die Trennvorrichtung im Zweiradantriebsmodus (2WD-Modus) in einer Normal-offen-Weise arbeiten.
  • Insbesondere ist die zweite Kugelrampe 442 im Zustand des Zweiradfahrbetriebs (2WD) benachbart zur ersten Kugelrampe 441 angeordnet, indem sie durch die elastische Kraft des elastischen Elements 430 gedrückt wird. Daher kuppeln bzw. rücken der erste Mitnehmerabschnitt 421 des Kupplungsrings 420 und der dritte Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 aus und kuppeln bzw. rücken der zweite Mitnehmerabschnitt 422 des Kupplungsrings 420 und der vierte Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 aus. In diesem Zustand wird der Betrieb einer Leistungsquelle, z.B. eines Elektromotors (nicht dargestellt) eines Untersetzungsgetriebes, gestoppt, so dass die Leistung der Leistungsquelle nicht auf das Antriebsrad 340 übertragen wird.
  • Wenn die beiden Hilfsräder (nicht dargestellt) rollen, wird die Drehkraft der beiden Hilfsräder über die Antriebswelle (nicht dargestellt) auf die beiden ersten und zweiten Kegelräder 331 und 332 übertragen, so dass sich das erste und das zweite Kegelrad 331 und 332 drehen.
  • Da das erste und das zweite Kegelrad 331 und 332 mit dem ersten und dem zweiten Ritzel 321 und 322 im Eingriff sind, dreht sich auch der Stützring 410 gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Kegelrad 331 und 332, wenn sich das erste und das zweite Kegelrad 331 und 332 drehen.
  • Da in diesem Fall der Stützring 410 vom Differentialgehäuse 310 gelöst ist, dreht sich nur der Stützring 410, aber das Differentialgehäuse 310 dreht sich nicht. Daher kann der Zweiradfahrbetrieb so durchgeführt werden, dass die Hilfsräder rollen und nur die Hauptantriebsräder antreiben.
  • Wie oben beschrieben, wird beim Rollen der beiden Hilfsräder (nicht dargestellt) die Drehkraft der beiden Hilfsräder über das erste und zweite Kegelrad 331 und 332 und das erste und zweite Ritzel 321 und 322 nur auf den Stützring 410 übertragen. Daher dreht sich der Stützring 410 in dem Differentialgehäuse 310 in dem Zustand, in dem sich das Differentialgehäuse 310 nicht dreht, was es ermöglicht, eine große Differentialbewegung zu verhindern.
  • Nachfolgend wird ein Betrieb der Trennvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung während des Vierradfahrbetriebs beschrieben.
  • Wie in 2 dargestellt, wird der Strom an die Magnetspule 445 angelegt, wenn sich die mit dem Differentialgehäuse 310 verbundene Dreh-Leiterplatte 444 während des Betriebs des Fahrzeugs dreht.
  • Während des Vierradfahrbetriebs (4WD) wird die Magnetspule 445 mit Strom versorgt und folglich wird das elektromagnetische Feld M erzeugt. Der Wirbelstrom C wird auf der Dreh-Leiterplatte 444, die durch das erzeugte elektromagnetische Feld M gedreht wird, erzeugt.
  • Der Wirbelstrom C erzeugt eine Rotationswiderstandskraft in einer Richtung, welche der Drehrichtung entgegengesetzt ist. Die Rotationswiderstandskraft wird basierend auf einem Wirbelstrombremsprinzip erzeugt. Die Rotationswiderstandskraft erzeugt einen Geschwindigkeitsunterschied (z.B. Drehzahldifferenz) zwischen der ersten und der zweiten Kugelrampe 441 und 442, welche mit der Dreh-Leiterplatte 444 verbunden sind. In diesem Fall können die Mitnehmerbereiche des Kupplungsrings 420 und des Stützrings 410 durch die Betätigung der Stahlkugel 443 gekuppelt werden.
  • Die zweite Kugelrampe 442 ist mit dem Kupplungsring 420 durch den Bolzen 450 oder durch Schweißen zusammengebaut und integriert, so dass die zweite Kugelrampe 442 durch das elastische Element 430 im Anfangszustand in die Richtung, in der die Mitnehmerabschnitte gelöst werden, angeordnet (z.B. vorgespannt) wird, und die zweite Kugelrampe 442 kann gedreht werden, indem sie mit dem Differentialgehäuse 310 durch den Eingriff der Mitnehmerabschnitte des Kupplungsrings 420 und des Differentialgehäuses 310 synchronisiert wird.
  • Insbesondere wird der Wirbelstrom C auf der Dreh-Leiterplatte 444 erzeugt und wird die Rotationswiderstandskraft in der zur Drehrichtung entgegengesetzten Richtung durch den Wirbelstrom C erzeugt, so dass die Stahlkugel 443 die zweite Kugelrampe 442 in der Axialrichtung (z.B. in 2 nach links) verschiebt. Die zweite Kugelrampe 442 drückt den Kupplungsring 420 gemeinsam mit dem elastischen Element 430 in Richtung zum Stützring 410.
  • Wenn der Kupplungsring 420 durch die zweite Kugelrampe 442 gedrückt wird, wird der erste Mitnehmerabschnitt 421 des Kupplungsrings 420 mit dem dritten Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 gekuppelt (z.B. in Eingriff gebracht) und wird der zweite Mitnehmerabschnitt 422 des Kupplungsrings 420 mit dem vierten Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 gekuppelt (z.B. in Eingriff gebracht). Daher kann das Fahrzeug im Vierradantriebsmodus (4WD-Modus) betrieben werden.
  • Während des Vierradfahrbetriebs (4WD) wird die Leistung der Leistungsquelle, wie z.B. des Elektromotors des Untersetzungsgetriebes, auf das Antriebsrad 340 übertragen. Da die Mitnehmerabschnitte des Kupplungsrings 420 und des Stützrings 410 gekuppelt sind, wird die Leistung der Leistungsquelle über das Antriebsrad 340 auf das Differentialgehäuse 310 übertragen, so dass sich das Differentialgehäuse 310 dreht. Das Antriebsrad 340 kann mit dem Differentialgehäuse 310 durch ein Verbindungselement, wie z.B. einen Bolzen, verbunden sein und die Leistung der Leistungsquelle auf das Differentialgehäuse 310 übertragen.
  • Wenn sich das Differentialgehäuse 310 dreht, dreht sich der Stützring 410 im Differentialgehäuse 310. Während des Vierradfahrbetriebs (4WD) ist der erste Mitnehmerabschnitt 421 des Kupplungsrings 420 mit dem dritten Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 gekuppelt und ist der zweite Mitnehmerabschnitt 422 des Kupplungsrings 420 mit dem vierten Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 gekuppelt, so dass die Leistung der Leistungsquelle über das Antriebsrad 340, das Differentialgehäuse 310 und den Kupplungsring 420 auf den Stützring 410 übertragen werden kann.
  • Wenn sich der Stützring 410 dreht, wird die Leistung auf das erste und zweite Kegelrad 331 und 332 übertragen, welche mit dem ersten und zweiten Ritzel 321 und 322 im Eingriff sind, so dass sich das erste und zweite Kegelrad 331 und 332 drehen.
  • Wenn sich das erste und das zweite Kegelrad 331 und 332 drehen, wird die Kraft über die Antriebswelle (nicht dargestellt), welche mit dem ersten und dem zweiten Kegelrad 331 und 332 an zwei gegenüberliegenden Seiten verbunden ist, auf die beiden Hilfsräder übertragen, so dass sich die beiden Hilfsräder drehen können. Daher kann der Vierradantrieb ausgeführt werden, indem die Leistung der Leistungsquelle sowohl auf die Hilfsräder als auch auf die Hauptantriebsräder übertragen wird.
  • Wenn indessen die Stromzufuhr an die Magnetspule 445 abgeschaltet (z.B. unterbrochen) wird, verschwindet die Rotationswiderstandskraft. Dadurch wird das komprimierte elastische Element 430 zurück in den Anfangszustand ausgedehnt. Da das elastische Element 430 ausgedehnt wird, wird die zweite Kugelrampe 442, welche den Kupplungsring 420 drückt, in die ursprüngliche Position in Richtung zur ersten Kugelrampe 441 bewegt, so dass die Druckkraft des Kupplungsrings 420 verschwindet.
  • Da die Druckkraft des Kupplungsrings 420 verschwindet, werden der erste Mitnehmerabschnitt 421 des Kupplungsrings 420 und der dritte Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 voneinander gelöst (z.B. entkuppelt bzw. ausgerückt) und werden der zweite Mitnehmerabschnitt 422 des Kupplungsrings 420 und der vierte Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 voneinander gelöst (z.B. entkuppelt bzw. ausgerückt).
  • Da die ersten und zweiten Mitnehmerabschnitte 421 und 422 des Kupplungsrings 420 so ausgebildet sind, dass sie flache Oberflächen aufweisen, können der dritte Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 und der vierte Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 schnell mit geeigneter Reaktionsgeschwindigkeit damit in Kontakt kommen, wenn der dritte Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 und der vierte Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 damit gekuppelt werden. Außerdem werden der dritte Mitnehmerabschnitt 413 des Stützrings 410 und der vierte Mitnehmerabschnitt 314 des Differentialgehäuses 310 durch eine geeignete Kraft gekuppelt. Daher ist eine präzise Steuerung nicht erforderlich, und es kann ein einfaches Steuersystem implementiert werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Sensor, welcher dazu in der Lage ist, eine Verschiebung zu messen, erforderlich sein, um so angebracht zu sein, dass die Trennung des Kupplungsrings und des Stützrings während des Vorgangs der Korrektur und des Betätigens der Magnetkraft gemäß dem Hub der zweiten Kugelrampe verhindert wird. Hierzu kann, obwohl in den Zeichnungen nicht speziell dargestellt, ein Hubsensor zur Messung einer Verschiebung und zur Überprüfung, ob der Kupplungsring und der Stützring ordnungsgemäß gekuppelt sind, vorgesehen werden. Der Hubsensor kann ein Ein/Aus-Sensor sein, welcher auf ausfallsichere Weise nur Ein-/Aus-Positionen erfasst.
  • Wie in 3 dargestellt, kann die Magnetspule 445 nur um einen einzigen Abschnitt in Umfangsrichtung der Dreh-Leiterplatte 444 gewickelt sein, wenn das elektromagnetische Feld M für die jeweiligen Drehpositionen der Dreh-Leiterplatte 444 verändert werden muss, um den Wirbelstrom C zu erzeugen.
  • Wie in 4 dargestellt, wenn die für die Anwendung erforderliche Wirbelstrombremskraft hoch ist, wird die Mehrzahl von Magnetspulen 445 in der Umfangsrichtung vorgesehen, so dass die Rotationswiderstandskraft (Bremskraft) erhöht werden kann.
  • Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung die Struktur bereit, in welcher das Differentialgehäuse und der Stützring voneinander separiert sind, die hohe Differentialbewegung nicht erzeugt wird, und der Aktuator auf Grundlage eines berührungslosen Wirbelstromkonzepts integriert ist. Daher ist es möglich, das Geräuschverhalten und die Montierbarkeit bei kompakten Abmessungen zu verbessern. Im Falle der Hilfsräder, welche rollen, wenn das Fahrzeug in dem Zweiradfahrantriebsmodus (2WD-Modus) fährt, wenn die Trennvorrichtung gelöst bzw. außer Eingriff ist, dreht sich ferner gemäß der vorliegenden Erfindung der Stützring für die Abstützung des Kegelrads ebenfalls, was es möglich macht, die hohe Differentialbewegung zu verhindern. Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Stromverbrauch gering, da die Magnetspule verwendet wird. Die Größe der Magnetspule kann durch die Erhöhung der Kraft, welche durch die Kugelrampe erzeugt wird, verringert werden, wodurch der Stromverbrauch minimiert werden kann. Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung keine Reibung erzeugt, da die Dreh-Leiterplatte und das elektromagnetische Feld eine berührungslose Drehbewegung ausführen, was es ermöglicht, Abrieb und Lärm an den Bauteilen zu vermeiden. Außerdem ist kein zusätzlicher spezieller Beschichtungsvorgang erforderlich, was eine Kostenreduzierung ermöglicht. Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein teurer Aktuator, wie zum Beispiel ein BLDC-Elektromotor, eine Kugelumlaufspindel oder eine Gabel, welche in der verwandten Technik einen hohen Stromverbrauch erfordern, durch die Magnetspule und die Kugelrampe ersetzt werden, welche preisgünstig sind und einen geringen Stromverbrauch erfordern, was eine Kostenreduzierung ermöglicht. Da die Differentialbaugruppe und die Trennvorrichtung integriert werden, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung ferner möglich, die Gesamtlänge deutlich zu reduzieren und das Gewicht erheblich zu verringern sowie die Montierbarkeit des (Baugruppen-)Pakets zu verbessern. Darüber hinaus können gemäß der vorliegenden Erfindung großformatige Komponenten, wie beispielsweise eine Nabe und eine Hülse entfernt werden, und können Lager für die Lagerung der großformatigen Komponenten entfernt werden, was es möglich macht, die Herstellungskosten zu reduzieren. Darüber hinaus sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Differentialbaugruppe und die Trennvorrichtung integriert, was eine Vereinfachung des Montagevorgangs ermöglicht.

Claims (11)

  1. Trennvorrichtung (400), aufweisend: einen Stützring (410), welcher in einem Differentialgehäuse (310) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, ein darin montiertes Ritzel (321, 322) abzustützen, einen Kupplungsring (420), dessen eines Ende das Differentialgehäuse (310) durchdringt und welcher in dem Differentialgehäuse (310) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Stützring (410) gekuppelt oder von diesem entkuppelt zu werden, einen Aktuator, welcher dazu eingerichtet ist, das andere Ende des Kupplungsrings (420) zu drücken, um den Stützring (410) und den Kupplungsring (420) zu kuppeln, und ein elastisches Element (430), welches mit einem exponierten Abschnitt des Kupplungsrings (420), welcher außerhalb des Differentialgehäuses (310) angeordnet ist, verbunden ist, wobei das elastische Element (430) ein Ende, welches in Kontakt mit dem Differentialgehäuse (310) steht, und ein anderes Ende, welches in Kontakt mit dem Aktuator steht, aufweist, wobei der Aktuator aufweist: eine erste Kugelrampe (441), eine zweite Kugelrampe (442), welche zwischen der ersten Kugelrampe (441) und dem Kupplungsring (420) angeordnet ist, eine Kugel (443), welche zwischen der ersten Kugelrampe (441) und der zweiten Kugelrampe (442) angeordnet ist, eine Dreh-Leiterplatte (444), welche so ausgestaltet ist, dass sie einen Außenumfang der ersten Kugelrampe (441) umgibt, und eine oder mehrere elektromagnetische Einrichtungen, welche entlang eines Außenumfangs der Dreh-Leiterplatte (444) vorgesehen sind und so eingerichtet sind, dass sie ein elektromagnetisches Feld (M) erzeugen, wenn Strom angelegt wird, wobei die elektromagnetische Einrichtung die Kugel (443) betätigt, indem sie einen Wirbelstrom (C) auf der Dreh-Leiterplatte (444), welche sich durch das elektromagnetische Feld, welches erzeugt wird, wenn Strom angelegt wird, dreht, induziert, und wobei die Betätigung der Kugel (443) es der zweiten Kugelrampe (442) ermöglicht, den Kupplungsring (420) in eine Richtung zum Stützring (410 zu verschieben, so dass ein Mitnehmerabschnitt des Kupplungsrings (420) und ein Mitnehmerabschnitt des Stützrings (410) miteinander gekuppelt werden, wobei die elektromagnetische Einrichtung aufweist: einen Kern (446), welcher an dem Außenumfang der Dreh-Leiterplatte (444) angeordnet ist, und eine Magnetspule (445), welche auf dem Außenumfang der Dreh-Leiterplatte (444) angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass sie das Innere des Kerns (446) durchdringt und eine Außenseite des Kerns (446) umgibt.
  2. Trennvorrichtung (400) nach Anspruch 1, wobei eine Fläche der zweiten Kugelrampe (442) mit dem Kupplungsring (420) verbunden ist, die andere Fläche der zweiten Kugelrampe (442) hin zur ersten Kugelrampe (441) zugewandt ist, und eine Fläche der zweiten Kugelrampe (442), welche hin zum Kupplungsring (420) zugewandt ist, durch das elastische Element (430) elastisch abgestützt ist und das andere Ende des Kupplungsrings (420) in Richtung zum Stützring (410) drückt.
  3. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Kugel (443) zwischen einer ersten Nut (441a) in der ersten Kugelrampe (441) und einer zweiten Nut (442a) in der zweiten Kugelrampe (442), welche mit der ersten Nut (441 a) korrespondiert, eingebracht ist, und die erste und die zweite Nut (441 a, 442a) mit der Kugel (443) zusammenpassen.
  4. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein erster und ein zweiter Mitnehmerabschnitt (421, 422) an einem Ende des Kupplungsrings (420 vorgesehen sind.
  5. Trennvorrichtung (400) nach Anspruch 4, wobei der erste Mitnehmerabschnitt (421) mit einem dritten Mitnehmerabschnitt (413), welcher am Stützring (410) vorgesehen ist, kuppelbar ist und der zweite Mitnehmerabschnitt (422) mit einem vierten Mitnehmerabschnitt (314), welcher am Differentialgehäuse (310) vorgesehen ist, kuppelbar ist.
  6. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dreh-Leiterplatte (444) aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet ist.
  7. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kugel (443) eine Stahlkugel ist.
  8. Trennvorrichtung (400) nach Anspruch 1, wobei die Magnetspule (445) und der Kern (446) an einem Getriebegehäuse fixiert sind und unabhängig von einer Drehung des Differentialgehäuses (310) sind.
  9. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Differentialgehäuse (310) einen an einer Seite davon bereitgestellten Verlängerungsabschnitt (311) aufweist, und der Aktuator außerhalb des Verlängerungsabschnitts (311) montiert ist.
  10. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Zentralachse (411) im Stützring (410) vorgesehen ist, Ritzel (321, 322) an zwei gegenüberliegenden Seiten der Zentralachse (411) drehbar verbunden sind, und Kegelräder (331, 332), welche mit den beiden Ritzeln (321, 322) in Eingriff stehen, an zwei gegenüberliegenden Seiten, mit den beiden Ritzeln (321, 322) dazwischenliegend, vorgesehen sind.
  11. Trennvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Abdeckung (310a) abnehmbar an einem seitlichen Ende des Differentialgehäuses (310) vorgesehen ist, und ein Antriebsrad (340) an der Abdeckung montiert ist.
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