DE102021132368A1

DE102021132368A1 - Radtrennkupplung

Info

Publication number: DE102021132368A1
Application number: DE102021132368.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Russell McBride; Norman Jerry Bird; Megan Mackenzie Gould; Diana Barbara Placha
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2022-06-09
Also published as: US11390160B2; US20220176813A1; CN114604038A

Abstract

Eine Radtrennkupplung beinhaltet ein Gehäuse, das an einem Achsschenkel anbringbar ist, und eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung innerhalb des Gehäuses verschiebbar gelagert ist und erste Zähne aufweist, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Radnabe zu koppeln, und zweite Zähne aufweist, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Halbwelle zu koppeln. Die Kupplungshülse ist zwischen einer eingekuppelten Position, in der die ersten Zähne an die Radnabe gekoppelt sind, und einer ausgekuppelten Position, in der die ersten Zähne von der Radnabe entkoppelt sind, verschiebbar. Ein Antriebsring ist mit der Kupplungshülse verbunden und innerhalb des Gehäuses gelagert, um relativ zu dem Gehäuse axial verschiebbar und drehfest zu sein. Ein Aktorring ist benachbart zu dem Antriebsring angeordnet, zur Drehung innerhalb des Gehäuses gelagert und relativ zu dem Gehäuse axialfest. Der Antriebsring bewegt die Kupplungshülse zwischen der eingekuppelten und der ausgekuppelten Position.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft Radtrennkupplungen, die dazu konfiguriert sind, eine Radnabe von einer Halbwelle zu trennen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kraftfahrzeuge beinhalten einen Antriebsstrang zum Antreiben des Fahrzeugs. Ein herkömmlicher Antriebsstrang beinhaltet einen Motor, der mit einem Getriebe gekoppelt ist. Die Antriebswelle verbindet eine Ausgangswelle des Getriebes mit einem Differential. Das Differential empfängt Leistung und leitet sie zu linken und rechten angetriebenen Rädern. Das Differential ist durch ein Paar von Halbwellen mit den Rädern verbunden. Jede der Halbwellen ist mit einer Radnabenbaugruppe verzahnt, die ein Radlager beinhaltet, das innerhalb eines Achsschenkels gelagert ist, der mit der Fahrzeugaufhängung verbunden ist. Die Radnabenbaugruppe beinhaltet eine Montageplatte mit Laschen, die dazu konfiguriert sind, sich mit den Rädern zu verbinden. In dieser Anordnung sind die angetriebenen Räder immer mit dem Antriebsstrang verbunden.
Einige Fahrzeuge beinhalten ein Allradantriebssystem, bei dem eine Primärantriebsachse durch einen Primäraktor angetrieben wird und eine Sekundärantriebsachse durch einen Sekundäraktor angetrieben wird. Der Sekundäraktor kann abgeschaltet werden, wenn er nicht für den Fahrzeugantrieb benötigt wird, jedoch können sich der Aktor und andere Komponenten des Sekundärantriebs weiterhin drehen, wodurch Drehverluste entstehen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine Radtrennkupplung ein Gehäuse, das an einem Achsschenkel anbringbar ist, und eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung innerhalb des Gehäuses verschiebbar gelagert ist und erste Zähne aufweist, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Radnabe zu koppeln, und zweite Zähne aufweist, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Halbwelle zu koppeln. Die Kupplungshülse ist zwischen einer eingekuppelten Position, in der die ersten Zähne an die Radnabe gekoppelt sind, und einer ausgekuppelten Position, in der die ersten Zähne von der Radnabe entkoppelt sind, verschiebbar. Ein Antriebsring ist mit der Kupplungshülse verbunden und innerhalb des Gehäuses gelagert, um relativ zu dem Gehäuse axial verschiebbar und drehfest zu sein. Ein Aktorring ist benachbart zu dem Antriebsring angeordnet, zur Drehung innerhalb des Gehäuses gelagert und relativ zu dem Gehäuse axialfest. Eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung verschiebt den Antriebsring von dem Aktorring weg, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu bewegen, und eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung ermöglicht es dem Antriebsring, sich in Richtung des Aktorrings zu verschieben, was es der Kupplungshülse ermöglicht, sich in die ausgekuppelte Position zu bewegen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine Radtrennkupplung eine Kupplungshülse, die für eine axiale Bewegung zwischen einer eingekuppelten Position, in der die Kupplungshülse eine Radnabe an eine Halbwelle koppelt, und einer ausgekuppelten Position, in der die Radnabe von der Halbwelle entkoppelt ist, verschiebbar gelagert ist. Ein Aktorring ist relativ zu der Kupplungshülse drehbar und weist eine radiale Stirnfläche auf, die eine erste umlaufende geneigte Fläche definiert. Ein Antriebsring ist relativ zur Kupplungshülse axialfest und in Bezug auf den Aktorring axial beweglich. Der Antriebsring weist eine radiale Stirnfläche auf, die eine zweite umlaufende geneigte Fläche definiert, wobei die erste und die zweite geneigte Fläche verschiebbar derart in Eingriff stehen, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung eine axiale Bewegung des Antriebsrings von dem Aktorring weg bewirkt, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu verschieben.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine Radbaugruppe einen Achsschenkel, eine Radnabe, die zur Drehung durch den Achsschenkel gelagert ist, eine Halbwelle, die durch die Radnabe gelagert ist, und eine Kupplungsbaugruppe, welche die Radnabe und die Halbwelle selektiv in Eingriff bringt und außer Eingriff bringt. Die Kupplungsbaugruppe beinhaltet eine Kupplungshülse, die drehfest an einer von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist und selektiv drehfest an der anderen von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist, wenn die Kupplungsbaugruppe eingekuppelt ist. Ein Aktorring ist derart mit der Kupplungshülse wirkgekoppelt, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung die Kupplungshülse in Eingriff mit der anderen von der Radnabe und der Halbwelle verschiebt, um die Kupplungsbaugruppe einzukuppeln, und derart, dass eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung ermöglicht, dass die Kupplungshülse von der anderen von der Radnabe und der Halbwelle getrennt wird, um die Kupplungsbaugruppe auszukuppeln.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs, das eine Primärantriebsachse und eine Sekundärantriebsachse aufweist.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Rückseite einer Radbaugruppe.
3A ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Radbaugruppe mit der eingekuppelten Radtrennkupplung.
3B ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Radbaugruppe mit der ausgekuppelten Radtrennkupplung.
4 ist eine teilweise auseinandergezogene Querschnittsansicht der Radtrennkupplung.
Die 5A und 5B sind schematische Darstellungen, die eine Ausführungsform eines Mechanismus zum Einkuppeln und Auskuppeln der Radtrennkupplung veranschaulichen.
Die 6A und 6B sind schematische Darstellungen, die eine Ausführungsform einer Nockenscheibe einer Aktoranordnung veranschaulichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind in der vorliegenden Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
In dieser Schrift verwendete Richtungsausdrücke beziehen sich auf die in den beispielhaften Figuren gezeigten Ansichten und Ausrichtungen.Eine Mittelachse oder Mittellinie ist in den Figuren gezeigt und nachstehend beschrieben.Ausdrücke wie etwa „äußeres“ und „inneres“ beziehen sich auf die Mittelachse.Zum Beispiel bedeutet eine „äußere“ Fläche, dass die Flächen von der Mittelachse abgewandt sind oder bordauswärts einer anderen „inneren“ Fläche liegen.Ausdrücke wie etwa „radial“, „Durchmesser“, „Umfang“ usw. beziehen sich ebenfalls auf die Mittelachse.Die Ausdrücke „vorderes“, „hinteres“, „oberes“ und „unteres“ bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Begriffe verbunden, gekoppelt, angebracht usw. beziehen sich auf direkt oder indirekt verbunden, gekoppelt, angebracht usw., sofern nicht ausdrücklich oder durch den Kontext etwas anderes angegeben ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein elektrifiziertes Fahrzeug 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das Fahrzeug 20 kann ein Allradantrieb sein und eine Primärantriebsachse 22 und eine Sekundärantriebsachse 24 beinhalten. Die Primärantriebsachse 22 kann die Hinterachse sein und die Sekundärantriebsachse 24 kann die Vorderachse sein oder umgekehrt. Die Primärantriebsachse 22 wird durch einen Primäraktor 26 angetrieben und die Sekundärachse 24 wird durch einen Sekundäraktor 28 angetrieben. Beispielhafte Aktoren beinhalten eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor. Der Motor kann durch eine Vielzahl verschiedener Arten von elektrischen Maschinen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann der Motor eine Wechselstrom-Permanentmagnet-Synchronmaschine sein. Der Motor kann dazu konfiguriert sein, als Motor zum Antreiben des Fahrzeugs und als Generator zum Wiedergewinnen von Energie, wie etwa während des regenerativen Bremsens, zu arbeiten. In der veranschaulichten Konfiguration sind sowohl der Primäraktor 26 als auch der Sekundäraktor 28 Elektromotoren. In anderen Ausführungsformen kann der Primäraktor 26 eine Brennkraftmaschine sein und kann der Sekundäraktor 28 ein Motor sein, oder umgekehrt. Die Motoren 26, 28 sind elektrisch mit einer Hochspannungsbatterie 36 verbunden. Eine Leistungselektronik (nicht gezeigt) konditioniert Gleichstromleistung (direct current power - DC-Leistung), die durch die Batterie 36 bereitgestellt wird, auf die Anforderungen des Motors 28. Die Leistungselektronik kann den Motoren zum Beispiel einen Dreiphasenwechselstrom (three-phase alternating current - Dreiphasen-AC) bereitstellen. Die Leistungselektronik ist zudem dazu konfiguriert, von den Motoren erzeugte AC-Leistung in DC-Leistung umzuwandeln, um die Batterie 36 wiederaufzuladen, wie etwa während des regenerativen Bremsens.
Der Primärmotor 26 kann an ein Differential 30 gekoppelt sein. Das Differential 30 leitet von dem Motor 26 erzeugtes Drehmoment über Halbwellen 34 zu den angetriebenen Rädern 32. (Wie in dieser Schrift verwendet, bezieht sich „Halbwelle“ auf eine beliebige Art von Welle, die Antriebsräder mit einem Antriebsstrang verbindet.) Das Differential 30 ist dazu konfiguriert, Drehzahlunterschiede zwischen den angetriebenen Rädern zu ermöglichen, um ein Kurvenfahren des Fahrzeugs zu erleichtern. Das Differential 30 kann ein offenes Differential oder ein Differential mit begrenztem Schlupf sein.
Die Sekundärachse 24 beinhaltet ebenfalls ein Differential 40. Das Differential 40 beinhaltet einen Träger 42, der über ein Getriebe 44 antreibbar mit dem Sekundäraktor 28 verbunden ist. Der Träger 42 lagert ein Paar gegenüberliegender Kegelräder 46 und ein Paar gegenüberliegender Seitenzahnräder 48, die mit den Kegelrädern 46 ineinandergreifen. Die linke und die rechte Halbwelle 50, 56 sind mit zugeordneten Seitenzahnrädern 48 verbunden. In dieser Schrift bedeuten „links“ und „rechts“ vom Blickwinkel des Fahrersitzes aus nach vorne gesehen. Zum Beispiel können die Halbwellen mit den Seitenzahnrädern verzahnt sein. Die linke Halbwelle 50 ist durch eine linke Trennkupplung 54 mit dem linken Rad 52 verbunden und die rechte Halbwelle 56 ist durch eine rechte Trennkupplung 60 mit dem rechten Rad 58 verbunden. Die Trennkupplungen 54, 60 sind auskuppelbar, um die Sekundärachse 24 von der Straße zu entkoppeln, wenn der Sekundäraktor 28 nicht verwendet wird. Dies reduziert Drehverluste und kann die elektrische Reichweite und dergleichen verbessern. Die nachstehenden Figuren und der zugehörige Text beschreiben beispielhafte Ausführungsformen der Kupplungen 54 und 60.
Unter Bezugnahme auf die 2, 3A und 3B beinhaltet eine Radbaugruppe 70 einen Achsschenkel 72, der an dem Fahrzeugaufhängungssystem angebracht und manchmal mit dem Fahrzeuglenksystem verbunden ist, wenn der Achsschenkel für die Vorderräder bestimmt ist. Eine Radnabe 74 ist zur Drehung durch den Achsschenkel 72 um eine Mittelachse (Mittellinie) 73 gelagert. Die Radnabe 74 beinhaltet eine Montageplatte 76, die dazu konfiguriert ist, sich mit dem Rad und einem Wellenabschnitt 78 zu verbinden, der durch ein Radlager (nicht gezeigt) innerhalb des Achsschenkels 72 gelagert ist. Der Achsschenkel 72 definiert ein Loch 86, das es einer Halbwelle 82 ermöglicht, sich dadurch zu erstrecken und sich mit der Radnabe 74 zu verbinden. Der Wellenabschnitt 78 ist hohl und nimmt einen Endabschnitt 80 der Halbwelle 82 auf. Ein Lager 83 oder ein anderes reibungsreduzierendes Element kann zwischen dem Wellenabschnitt 78 und der Halbwelle 82 angeordnet sein, um eine unabhängige Drehung zwischen diesen Komponenten zu gestatten, wenn die Trennkupplung ausgekuppelt ist.
Eine Radtrennkupplung 90 ist dazu konfiguriert, die Halbwelle 82 selektiv dergestalt an das Rad von 74 zu koppeln, dass dem angetriebenen Rad Leistung, die durch den Antriebsstrang erzeugt wird, bereitgestellt wird, wenn die Kupplung eingekuppelt ist, und um den Antriebsstrang von dem angetriebenen Rad zu isolieren, wenn die Kupplung ausgekuppelt ist. Die Trennkupplung 90 beinhaltet ein Gehäuse 92, das zumindest teilweise innerhalb des Lochs 86 aufgenommen und an dem Achsschenkel 72 montiert ist, wie etwa durch Befestigungselemente 94 oder dergleichen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Kupplungshülse 96 gelagert, die dazu konfiguriert ist, die Halbwelle 82 mit der Radnabe 74 zu verbinden. Die Kupplungshülse 96 kann innerhalb des Gehäuses 92 verschiebbar sein, um sich zwischen einer eingekuppelten Position (3A), in der die Kupplungshülse 96 drehfest an der Halbwelle 82 und der Radnabe 74 befestigt ist, und einer ausgekuppelten Position (3B), in der die Kupplungshülse 96 von mindestens einer von der Halbwelle 82 und der Radnabe 74 getrennt ist, zu bewegen.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Kupplungshülse 96 hohl und weist eine erste innere Umfangsfläche 98 mit ersten Zähnen 102 und eine zweite innere Umfangsfläche 100 mit zweiten Zähnen 104 auf. Der Durchmesser der Fläche 98 kann größer als der Durchmesser der Fläche 100 sein. Die ersten Zähne 102 sind dazu konfiguriert, mit Zähnen 106 in Eingriff zu treten, die auf einer Außenfläche des Wellenabschnitts 78 definiert sind. Die zweiten Zähne 104 sind dazu konfiguriert, mit Zähnen 108 in Eingriff zu treten, die auf einer äußeren Umfangsfläche 110 der Halbwelle 82 definiert sind. Die Zähne können zum Beispiel Innen- und Außenverzahnungszähne sein, die eine axiale Bewegung ermöglichen, während eine Drehbewegung eingeschränkt wird. Die Kupplungshülse 96 kann kontinuierlich mit einer von der Radnabe 74 und der Halbwelle 82 in Eingriff stehen und selektiv mit der anderen der Radnabe 74 und der Halbwelle 82 in Eingriff stehen. In der veranschaulichten Ausführungsform greifen die ersten Zähne 102 kontinuierlich in die Zähne 108 der Halbwelle 82 ein. Die Hülse 96 ist dazu konfiguriert, sich axial entlang dieser Zähne zu verschieben, um selektiv mit der Radnabe 74 in Eingriff zu treten, um die Trennkupplung 90 einzukuppeln. Die Trennkupplung 90 kann in die eingekuppelte oder ausgekuppelte Position vorgespannt sein.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Kupplung 90 durch ein elastisches Element 112 in die ausgekuppelte Position vorgespannt, das dazu konfiguriert ist, die Kupplungshülse 96 in Richtung der Halbwelle 82 zu drängen, sodass die Zähne 102 und 106 ausgekuppelt sind. Das elastische Element 112 kann eine ringförmige Feder sein, wie etwa eine Wellenfeder oder eine Membranfeder. Das elastische Element 112 kann auch eine oder mehrere Schrauben- oder Blattfedern sein, die in einer ringförmigen Packung angeordnet sein können, eine einzelne Schraubenfeder um die Halbwelle oder ein nachgiebiges Kunststoffmaterial, das in einem Ring oder als eine Anordnung von kleinen Zylindern gebildet ist, wie etwa Urethan. Das elastische Element kann auch zwischen der Stange 124 und dem statischen Gehäuse oder der Stange 124 und der Außenseite des Gehäuses des Aktors 122 platziert sein. Das elastische Element 112 kann auch innerhalb der Nockenscheibe 140 platziert sein und den Aktorarm 138 und das Schlitzende 180 berühren. Das elastische Element 112 kann hohl sein und auf der äußeren Umfangsfläche 114 der Hülse 96 sitzen. Das elastische Element 112 kann durch einen Sprengring 116 oder ein anderes Merkmal innerhalb des Gehäuses 92 gehalten werden.
Unter Bezugnahme auf die 3A, 3B und 4 ist eine Aktoranordnung 120 dazu konfiguriert, die Trennkupplung 90 einzukuppeln und auszukuppeln. Die Aktoranordnung 120 beinhaltet einen Aktor 122, der mit der Kupplungshülse 96 wirkgekoppelt ist. Der Aktor 122 kann ein linearer Aktor sein, wie etwa ein Elektromagnet, der elektronisch gesteuert wird. Der Aktor 122 kann eine Stange 124 (einen Anker) und eine elektromagnetische Spule (nicht gezeigt) beinhalten, die dazu konfiguriert ist, die Stange 124 axial zu bewegen, um die Kupplung 90 einzukuppeln und auszukuppeln. Der Aktor 122 kann ein Einrastelektromagnet sein, der dazu konfiguriert ist, die Stange 124 in der ausgefahrenen Position zu halten, ohne eine kontinuierliche Leistung an der Spule zu erfordern. Eine Art von Einrastelektromagnet verwendet einen Dauermagneten, um die Stange 124 in der ausgefahrenen Position zu halten, wenn die Spule stromlos ist.
Der Aktor 122 ist mit einem Antriebsmechanismus innerhalb des Gehäuses 92 der Kupplung 90 verbunden. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet der Antriebsmechanismus einen Aktorring 130 und einen Antriebsring 132. Die Ringe 130, 132 können hohle Mitten beinhalten, die auf der Außenfläche 114 sitzen. Die Hülse 96 und die Ringe 130, 132 können konzentrisch sein und um die Mittellinie 73 der Radbaugruppe 70 gelagert sein. Der Antriebsring 132 ist an die Kupplungshülse 96 gekoppelt. Zum Beispiel kann die Kupplungshülse 96 einen Bund 134 definieren, der in einer Nut 136 aufgenommen ist, die in dem Innendurchmesser des Rings 132 definiert ist. Der Antriebsring 132 kann innerhalb des Gehäuses 92 drehend begrenzt sein. Eine radiale Stirnfläche des Antriebsrings 132 kann mit dem elastischen Element 112 in Eingriff treten, um die Kupplungshülse 96 in die ausgekuppelte Position vorzuspannen. In alternativen Ausführungsformen kann der Antriebsring 132 einstückig mit der Hülse 96 ausgebildet sein. Der Aktorring 130 ist in dem Gehäuse 90 benachbart zu dem Antriebsring 132 angeordnet. Der Aktorring 130 ist axial begrenzt, aber innerhalb des Gehäuses 90 drehbar. Der Aktorring 130 ist mit der Stange 124 verbunden. Zum Beispiel kann der Aktorring 130 einen Taktstift 138 beinhalten, der sich von einem Außendurchmesser des Rings 130 radial nach außen erstreckt. Eine Nockenscheibe 140 verbindet den Taktstift 138 mit der Stange 124. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist die Nockenscheibe 140 dazu konfiguriert, die lineare Bewegung der Stange 124 (in der axialen Richtung) in eine Drehbewegung umzuwandeln, die verwendet wird, um den Aktorring 130 innerhalb des Gehäuses 92 zu drehen. Der Antriebsring 132 und der Aktorring 130 beinhalten zusammenwirkende Merkmale, die dazu konfiguriert sind, die Ringe als Reaktion auf eine Drehung des Aktorrings 130 in eine erste Richtung auseinanderzudrängen und sich aufgrund der Kraft des elastischen Elements 112 zusammenzubewegen, wenn der Ring 130 in eine zweite Richtung gedreht wird. Die Kupplung 90 kann eingekuppelt werden, indem die Stange 124 in Richtung der Radnabe 74 ausgefahren wird, was bewirkt, dass sich der Aktorring 130 dreht und auf den Antriebsring 132 drückt, wodurch die Kupplungshülse 96 in Eingriff mit der Radnabe 74 geschoben wird.
Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B können die Merkmale an den Ringen beliebige Merkmale sein, die dazu konfiguriert sind, eine Drehbewegung eines der Ringe in eine axiale Bewegung des anderen der Ringe umzuwandeln. In einer oder mehreren Ausführungsformen handelt es sich bei den Merkmalen um zusammenwirkende geneigte Flächen, die als Reaktion auf eine Drehung aneinander auflaufen, um eine axiale Trennung zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Aktorring 130 eine oder mehrere geneigte Flächen 150 beinhalten, die mit einer oder mehreren geneigten Flächen 152 des Antriebsrings 132 in Eingriff treten. Die geneigten Flächen 150 und 152 sind in entgegengesetzten Winkeln geneigt, die eine gleiche Größe aufweisen können, sodass die geneigten Flächen in einer ersten Drehposition (5A) des Aktorrings 130 ineinander sitzen und in einer zweiten Drehposition des Aktorrings 130 ( 5B) aneinander auflaufen, um die Kupplung 90 einzukuppeln.
Unter Bezugnahme auf 4 können die geneigten Flächen als Teil eines Nockens oder als Teil einer Aussparung bereitgestellt sein. In der veranschaulichten Ausführungsform weist der Aktorring 130 eine erste radiale Stirnfläche 154 auf, die eine Vielzahl von Aussparungen 156 definiert. Jede der Aussparungen 156 kann eine abwärts geneigte Fläche 158 beinhalten, die sich axial von der radialen Stirnfläche 154 bordeinwärts erstreckt und sich in Umfangsrichtung um die Stirnfläche 154 erstreckt. Die Tiefe der abwärts geneigten Fläche 158 nimmt von der Stirnfläche 154 in einer Umfangsrichtung des Aktorrings 130 zu. Jede der Aussparungen 156 kann zudem eine sich axial erstreckende Wand 160 beinhalten, die mit dem tiefsten Punkt der geneigten Fläche 158 verbunden ist.
Der Antriebsring 132 weist eine Stirnfläche 162 auf, die eine Vielzahl von Nocken (Vorsprüngen) 164 definiert, die in Form und Größe mit den Aussparungen 156 übereinstimmen können, sodass die Nocken 164 in den Aussparungen 156 aufgenommen werden können. Jede der Nocken 164 kann eine aufwärts geneigte Fläche 166 beinhalten, die axial von der radialen Stirnfläche 162 nach außen vorsteht und sich in Umfangsrichtung um die Stirnfläche 162 erstreckt. Die Höhe der aufwärts geneigten Fläche 166 nimmt von der Stirnfläche 162 in einer Umfangsrichtung des Antriebsrings 132 zu. Jeder der Nocken 164 kann zudem eine sich axial erstreckende Wand 168 beinhalten, die sich zwischen der äußersten Spitze der aufwärts geneigten Fläche 166 und der Stirnfläche 162 erstreckt. In einer alternativen Ausführungsform können sich die Nocken an dem Aktorring 130 befinden und können sich die Aussparungen an dem Antriebsring 132 befinden. In Ausführungsformen ohne den Antriebsring können die Nocken 166 oder die Aussparungen 156 einstückig mit der Kupplungshülse 96 ausgebildet sein.
Diese Anwendung ist nicht notwendigerweise auf die Verwendung von geneigten Flächen zum Drängen des Antriebsrings 132 von dem Aktorring 130 weg beschränkt. In einer alternativen Ausführungsform kann ein Kugelrampenmechanismus verwendet werden, um die Drehbewegung des Aktorrings 130 in eine axiale Bewegung des Antriebsrings 132 umzuwandeln. Hier können der Aktorring 130 und der Antriebsring 132 Taschen mit variabler Tiefe definieren, die in die Stirnflächen 154 bzw. 162 eingelassen sind. Eine Vielzahl von Kugeln ist innerhalb dieser Taschen angeordnet und dazu konfiguriert, auf abgewinkelten Stirnflächen der Taschen dergestalt zu laufen, dass eine relative Drehung zwischen den Ringen in eine erste Richtung bewirkt, dass die Kugeln aus den Taschen heraus laufen und die Ringe auseinander drängen, und eine relative Drehung zwischen den Ringen in eine zweite Richtung bewirkt, dass die Kugeln in die Taschen hinein laufen, wodurch die Ringe zusammenkommen können.
Unter Bezugnahme auf die 3, 6A und 6B wird, wie vorstehend beschrieben, die Nockenscheibe 140 verwendet, um eine lineare Bewegung des Aktors 122 in eine Drehbewegung des Aktorrings 130 umzuwandeln. Die Nockenscheibe 140 kann eine Gabel 170 beinhalten, die mit der Stange 124 verbunden ist. Die Scheibe 140 definiert einen Schlitz 174, der eine Spitze 176 des Taktstiftes 138 aufnimmt. Der Schlitz 174 ist in Bezug auf die axiale Richtung der Baugruppe schräg, sodass eine lineare, axiale Bewegung der Stange 124 den Aktorring 130 dreht. Der Schlitz 174 kann einen mittleren Abschnitt 178, der abgewinkelt ist, und ein Paar von Endabschnitten 180, 182, die senkrecht zu der axialen Richtung stehen, beinhalten. 6A zeigt die Stange 124 in einer eingefahrenen Position, die dazu führt, dass die Spitze 176 in dem Ende 180 des Schlitzes angeordnet ist. Diese Position entspricht dem Auskuppeln der Kupplung 90. Um die Kupplung 90 einzukuppeln, wird die Stange 124 ausgefahren. Die abgewinkelte Ausrichtung des mittleren Abschnitts 178 erzeugt eine Komponentenkraft in Umfangsrichtung auf den Taktstift 138, die den Aktorring 130 dazu drängt, sich zu drehen, wenn sich die Spitze 176 von dem Ende 180 zu dem Ende 182 bewegt. Die Kupplung 90 wird durch Einfahren der Stange 124 ausgekuppelt, wodurch bewirkt wird, dass sich die Spitze 176 von dem Ende 182 zu dem Ende 180 bewegt, was den Aktorring 130 dreht und ein Einfahren der Kupplungshülse 96 durch das Vorspannelement ermöglicht.
Die Aktoranordnung ist nicht auf einen linearen Aktor, der in der axialen Richtung ausgerichtet ist, beschränkt. In einer alternativen Ausführungsform kann ein linearer Aktor so ausgerichtet sein, dass er sich in der Umfangsrichtung erstreckt. In diesem Fall ist die Nockenscheibe möglicherweise nicht erforderlich und kann stattdessen der Aktor direkt mit dem Taktstift verbunden sein. Der lineare Aktor könnte auch radial ausgerichtet sein. Eine radiale Ausrichtung würde neben dem Taktstift mit einer Rampe, die ihn bewegt, und einer Feder, die ihn zurückführt, positioniert sein - oder ein Elektromagnet könnte mit einer Rampe auf jeder Seite drücken und ziehen. Die Aktoranordnung kann alternativ einen Drehaktor, wie etwa einen Elektromotor, beinhalten, der antreibbar mit dem Aktorring verbunden und dazu konfiguriert ist, den Aktorring zu drehen.
Die Kupplung kann sehr schnell ein- und auskuppeln, z. B. 75 Millisekunden, was es ermöglicht, die Trennkupplung in einem Fahrzeug zu verwenden, das die Sekundärachse aktiv abschaltet, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment niedrig ist. Wenn das vom Fahrer geforderte Drehmoment zunimmt, ist die Trennkupplung in der Lage, die Sekundärachse nahtlos wieder zu verbinden und Drehmoment unter Verwendung des sekundären Aktors auf eine Weise aufzubringen, die für den Fahrer aufgrund der extrem schnellen Betätigungszeit der Trennkupplung nicht erkennbar ist. Die Verwendung eines Elektromagneten als Antriebsmaschine ermöglicht diese schnelle Betätigung der Kupplung im Gegensatz zu einem Elektromotor, der nicht in der Lage ist, Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeiten im Millisekundenbereich bereitzustellen. Das rein elektrische System der Trennkupplung führt zu einem kompakten Paket, das kein klobiges Hydrauliksystem erfordert. Das System ist zudem sehr energieeffizient und in der Lage, eine Betätigung mit einem Energieverbrauch von weniger als 0,001 Watt/Stunde pro Verschiebung durchzuführen.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Platzbedarf, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Somit liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Radtrennkupplung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse, das an einem Achsschenkel anbringbar ist; eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung innerhalb des Gehäuses verschiebbar gelagert ist und erste Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Radnabe zu koppeln, und zweite Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Halbwelle zu koppeln, beinhaltet, wobei die Kupplungshülse zwischen einer eingekuppelten Position, in der die ersten Zähne mit der Radnabe gekoppelt sind, und einer ausgekuppelten Position, in der die ersten Zähne von der Radnabe entkoppelt sind, verschiebbar ist; einen Antriebsring, der mit der Kupplungshülse verbunden und innerhalb des Gehäuses gelagert ist, um relativ zu dem Gehäuse axial verschiebbar und drehfest zu sein; und einen Aktorring, der benachbart zu dem Antriebsring angeordnet, zur Drehung innerhalb des Gehäuses gelagert und relativ zu dem Gehäuse axialfest ist, wobei eine Drehung des Aktorrings in einer ersten Richtung den Antriebsring von dem Aktorring weg verschiebt, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu bewegen, und eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung dem Antriebsring ermöglicht, sich in Richtung des Aktorrings zu verschieben, was es der Kupplungshülse ermöglicht, sich in die ausgekuppelte Position zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Antriebsring erste Merkmale und beinhaltet der Aktorring zweite Merkmale, die dazu konfiguriert sind, mit den ersten Merkmalen in Eingriff zu treten, um eine Abstoßungskraft als Reaktion auf eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Merkmale eines von Nocken und Ausschnitten und sind die zweiten Merkmale das andere der Nocken und Ausschnitte.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Nocken so geformt, dass sie innerhalb der Ausschnitte aufgenommen werden können, und wobei die Nocken und Ausschnitte derart geformt sind, dass eine Drehung des Aktors in die erste Richtung die Nocken aus den Ausschnitten drängt und eine Drehung des Aktors in die zweite Richtung ermöglicht, dass die Nocken in den Ausschnitten aufgenommen werden.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jeder der Nocken eine aufwärts geneigte Fläche und definiert jeder der Ausschnitte eine abwärts geneigte Fläche, wobei die aufwärts und die abwärts geneigte Fläche zusammenwirken, um den Antriebsring und den Aktorring als Reaktion auf eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung auseinander zu drängen.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Antriebsring eine erste sich radial erstreckende Stirnfläche auf, die einen erhöhten Nocken definiert, der eine aufwärts geneigte Fläche aufweist, deren Höhe von der ersten Stirnfläche in einer Umfangsrichtung des Antriebsrings zunimmt, und weist der Aktorring eine zweite sich radial erstreckende Stirnfläche auf, die einen Ausschnitt definiert, der eine abwärts geneigte Fläche aufweist, deren Tiefe von der zweiten Stirnfläche in der Umfangsrichtung zunimmt, wobei der Nocken innerhalb des Ausschnitts aufgenommen wird, wenn die aufwärts geneigte Fläche mit der abwärts geneigten Fläche in Kontakt steht, derart, dass eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung bewirkt, dass die aufwärts geneigte und die abwärts geneigte Fläche aneinander auflaufen, um den Antriebsring und den Aktorring auseinander zu drängen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Nocken eine Vielzahl von Nocken und ist der Ausschnitt eine Vielzahl von Ausschnitten.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Aktorring eine erste sich radial erstreckende Stirnfläche auf, die einen erhöhten Nocken definiert, der eine aufwärts geneigte Fläche aufweist, deren Höhe von der ersten Stirnfläche in einer Umfangsrichtung des Aktorrings zunimmt, und weist der Antriebsring eine zweite sich radial erstreckende Stirnfläche auf, die einen Ausschnitt definiert, der eine abwärts geneigte Fläche aufweist, deren Tiefe von der zweiten Stirnfläche in der Umfangsrichtung zunimmt, wobei der Nocken innerhalb des Ausschnitts aufgenommen wird, wenn die aufwärts geneigte Fläche mit der abwärts geneigten Fläche in Kontakt steht, derart, dass eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung bewirkt, dass die aufwärts geneigte und die abwärts geneigte Fläche aneinander auflaufen, um den Antriebsring und den Aktorring auseinander zu drängen.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Kupplungshülse einen sich radial erstreckenden Bund und der Antriebsring weist eine innere Umfangsfläche auf, die eine Nut definiert, die den Bund aufnimmt, um die Kupplungshülse und den Antriebsring zu verbinden.
Gemäß einer Ausführungsform umgeben der Antriebsring und der Aktorring die Kupplungshülse.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Zähne an einer ersten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet und sind die zweiten Zähne an einer zweiten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet, wobei die erste Umfangsfläche einen größeren Durchmesser als die zweite Umfangsfläche aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein elastisches Element, das den Antriebsring in Richtung des Aktorrings vorspannt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen linearen Aktor, der eine ausfahrbare Stange aufweist, die axial ausgerichtet ist, wobei die Stange durch eine Nockenscheibe mit einem sich radial erstreckenden Taktstift des Aktorrings verbunden ist, wobei die Nockenscheibe dazu konfiguriert ist, die axiale Bewegung der Stange in eine Drehung des Aktorrings umzuwandeln.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Nockenscheibe einen Schlitz, der eine Spitze des Taktstiftes darin aufnimmt, wobei der Schlitz schräg ausgerichtet ist, sodass ein Ausfahren der Stange den Aktorring in die erste Richtung dreht, um die Kupplungshülse einzukuppeln, und ein Einfahren der Stange den Aktorring in die zweite Richtung dreht, um die Kupplungshülse auszukuppeln.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Radtrennkupplung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung zwischen einer eingekuppelten Position, in der die Kupplungshülse eine Radnabe an eine Halbwelle koppelt, und einer ausgekuppelten Position, in der die Radnabe von der Halbwelle entkoppelt ist, verschiebbar gelagert ist; einen Aktorring, der relativ zu der Kupplungshülse drehbar ist und eine radiale Stirnfläche aufweist, die eine erste umlaufende geneigte Fläche definiert; und einen Antriebsring, der relativ zu der Kupplungshülse axialfest und relativ zu dem Aktorring axial beweglich ist, wobei der Antriebsring eine radiale Stirnfläche aufweist, die eine zweite umlaufende geneigte Fläche definiert, wobei die erste und die zweite geneigte Fläche verschiebbar derart in Eingriff stehen, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung eine axiale Bewegung des Antriebsrings von dem Aktorring weg bewirkt, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu verschieben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: einen linearen Aktor, der dazu konfiguriert ist, die Kupplungshülse zwischen der eingekuppelten und der ausgekuppelten Position zu bewegen, wobei der lineare Aktor eine sich hin- und herbewegende Stange aufweist, die axial ausgerichtet ist; und eine Nockenscheibe, die einen Taktstift des Aktorrings mit der Stange verbindet und dazu konfiguriert ist, eine axiale Bewegung der Stange in eine Drehbewegung des Aktorrings umzuwandeln.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Kupplungshülse erste Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit der Radnabe zu koppeln, wenn sich die Kupplungshülse in der eingekuppelten Position befindet, und zweite Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit der Halbwelle zu koppeln, wenn sich die Kupplungshülse sowohl in der eingekuppelten als auch in der ausgekuppelten Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Zähne an einer ersten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet und sind die zweiten Zähne an einer zweiten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet, wobei die erste Umfangsfläche einen größeren Durchmesser als die zweite Umfangsfläche aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste geneigte Fläche in die radiale Stirnfläche des Aktorrings eingelassen und steht die zweite geneigte Fläche von der radialen Stirnfläche des Antriebsrings vor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Radbaugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Achsschenkel; eine Radnabe, die zur Drehung durch den Achsschenkel gelagert ist; eine Halbwelle, die durch die Radnabe gelagert ist; und eine Kupplungsbaugruppe, welche die Radnabe und die Halbwelle selektiv in Eingriff bringt und außer Eingriff bringt, wobei die Kupplungsbaugruppe Folgendes beinhaltet: eine Kupplungshülse, die drehfest an einer von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist und selektiv drehfest an der anderen von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist, wenn die Kupplungsbaugruppe eingekuppelt ist, und einen Aktorring, der derart mit der Kupplungshülse wirkgekoppelt ist, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung die Kupplungshülse in Eingriff mit der anderen von der Radnabe und der Halbwelle verschiebt, um die Kupplungsbaugruppe einzukuppeln, und derart, dass eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung ermöglicht, dass die Kupplungshülse von der anderen von der Radnabe und der Halbwelle getrennt wird, um die Kupplungsbaugruppe auszukuppeln.

Claims

Radtrennkupplung, Folgendes umfassend: ein Gehäuse, das an einem Achsschenkel anbringbar ist; eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung innerhalb des Gehäuses verschiebbar gelagert ist und erste Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Radnabe zu koppeln, und zweite Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit einer Halbwelle zu koppeln, beinhaltet, wobei die Kupplungshülse zwischen einer eingekuppelten Position, in der die ersten Zähne mit der Radnabe gekoppelt sind, und einer ausgekuppelten Position, in der die ersten Zähne von der Radnabe entkoppelt sind, verschiebbar ist; einen Antriebsring, der mit der Kupplungshülse verbunden und innerhalb des Gehäuses gelagert ist, um relativ zu dem Gehäuse axial verschiebbar und drehfest zu sein; und einen Aktorring, der benachbart zu dem Antriebsring angeordnet, zur Drehung innerhalb des Gehäuses gelagert und relativ zu dem Gehäuse axialfest ist, wobei eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung den Antriebsring von dem Aktorring weg verschiebt, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu bewegen, und eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung dem Antriebsring ermöglicht, sich in Richtung des Aktorrings zu verschieben, was es der Kupplungshülse ermöglicht, sich in die ausgekuppelte Position zu bewegen.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei der Antriebsring erste Merkmale beinhaltet und der Aktorring zweite Merkmale beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, mit den ersten Merkmalen in Eingriff zu treten, um eine Abstoßungskraft als Reaktion auf eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung zu erzeugen.
Radtrennkupplung nach Anspruch 2, wobei die ersten Merkmale eines von Nocken und Ausschnitten sind und die zweiten Merkmale das andere der Nocken und Ausschnitte sind.
Radtrennkupplung nach Anspruch 3, wobei die Nocken so geformt sind, dass sie innerhalb der Ausschnitte aufgenommen werden können, und wobei die Nocken und Ausschnitte derart geformt sind, dass eine Drehung des Aktors in die erste Richtung die Nocken aus den Ausschnitten drängt und eine Drehung des Aktors in die zweite Richtung ermöglicht, dass die Nocken in den Ausschnitten aufgenommen werden.
Radtrennkupplung nach Anspruch 3, wobei jeder der Nocken eine aufwärts geneigte Fläche beinhaltet und jeder der Ausschnitte eine abwärts geneigte Fläche definiert, wobei die aufwärts und abwärts geneigte Fläche zusammenwirken, um den Antriebsring und den Aktorring als Reaktion auf eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung auseinander zu drängen.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei der Antriebsring eine erste sich radial erstreckende Stirnfläche aufweist, die einen erhöhten Nocken definiert, der eine aufwärts geneigte Fläche aufweist, deren Höhe von der ersten Stirnfläche in einer Umfangsrichtung des Antriebsrings zunimmt, und der Aktorring eine zweite sich radial erstreckende Stirnfläche aufweist, die einen Ausschnitt definiert, der eine abwärts geneigte Fläche aufweist, deren Tiefe von der zweiten Stirnfläche in der Umfangsrichtung zunimmt, wobei der Nocken innerhalb des Ausschnitts aufgenommen wird, wenn die aufwärts geneigte Fläche mit der abwärts geneigten Fläche in Kontakt steht, derart, dass eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung bewirkt, dass die aufwärts geneigte und die abwärts geneigte Fläche aneinander auflaufen, um den Antriebsring und den Aktorring auseinander zu drängen, wobei der Nocken eine Vielzahl von Nocken ist und der Ausschnitt eine Vielzahl von Ausschnitten ist.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei der Aktorring eine erste sich radial erstreckende Stirnfläche aufweist, die einen erhöhten Nocken definiert, der eine aufwärts geneigte Fläche aufweist, deren Höhe von der ersten Stirnfläche in einer Umfangsrichtung des Aktorrings zunimmt, und der Antriebsring eine zweite sich radial erstreckende Stirnfläche aufweist, die einen Ausschnitt definiert, der eine abwärts geneigte Fläche aufweist, deren Tiefe von der zweiten Stirnfläche in der Umfangsrichtung zunimmt, wobei der Nocken innerhalb des Ausschnitts aufgenommen wird, wenn die aufwärts geneigte Fläche mit der abwärts geneigten Fläche in Kontakt steht, derart, dass eine Drehung des Aktorrings in die erste Richtung bewirkt, dass die aufwärts geneigte und die abwärts geneigte Fläche aneinander auflaufen, um den Antriebsring und den Aktorring auseinander zu drängen.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei die Kupplungshülse einen sich radial erstreckenden Bund definiert und der Antriebsring eine innere Umfangsfläche aufweist, die eine Nut definiert, die den Bund aufnimmt, um die Kupplungshülse und den Antriebsring zu verbinden.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei der Antriebsring und der Aktorring die Kupplungshülse umgeben.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, wobei die ersten Zähne an einer ersten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet sind und die zweiten Zähne an einer zweiten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet sind, wobei die erste Umfangsfläche einen größeren Durchmesser als die zweite Umfangsfläche aufweist.
Radtrennkupplung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen linearen Aktor, der eine ausfahrbare Stange aufweist, die axial ausgerichtet ist, wobei die Stange durch eine Nockenscheibe mit einem sich radial erstreckenden Taktstift des Aktorrings verbunden ist, wobei die Nockenscheibe dazu konfiguriert ist, die axiale Bewegung der Stange in eine Drehung des Aktorrings umzuwandeln, wobei die Nockenscheibe einen Schlitz definiert, der eine Spitze des Taktstiftes darin aufnimmt, wobei der Schlitz schräg ausgerichtet ist, sodass ein Ausfahren der Stange den Aktorring in die erste Richtung dreht, um die Kupplungshülse einzukuppeln, und ein Einfahren der Stange den Aktorring in die zweite Richtung dreht, um die Kupplungshülse auszukuppeln.
Radtrennkupplung, Folgendes umfassend: eine Kupplungshülse, die zur axialen Bewegung zwischen einer eingekuppelten Position, in der die Kupplungshülse eine Radnabe an eine Halbwelle koppelt, und einer ausgekuppelten Position, in der die Radnabe von der Halbwelle entkoppelt ist, verschiebbar gelagert ist; einen Aktorring, der relativ zu der Kupplungshülse drehbar ist und eine radiale Stirnfläche aufweist, die eine erste umlaufende geneigte Fläche definiert; und einen Antriebsring, der relativ zu der Kupplungshülse axialfest und relativ zu dem Aktorring axial beweglich ist, wobei der Antriebsring eine radiale Stirnfläche aufweist, die eine zweite umlaufende geneigte Fläche definiert, wobei die erste und die zweite geneigte Fläche verschiebbar derart in Eingriff stehen, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung eine axiale Bewegung des Antriebsrings von dem Aktorring weg bewirkt, um die Kupplungshülse in die eingekuppelte Position zu verschieben.
Radtrennkupplung nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen linearen Aktor, der dazu konfiguriert ist, die Kupplungshülse zwischen der eingekuppelten und der ausgekuppelten Position zu bewegen, wobei der lineare Aktor eine sich hin- und herbewegende Stange aufweist, die axial ausgerichtet ist; und eine Nockenscheibe, die einen Taktstift des Aktorrings mit der Stange verbindet und dazu konfiguriert ist, eine axiale Bewegung der Stange in eine Drehbewegung des Aktorrings umzuwandeln.
Radtrennkupplung nach Anspruch 12, wobei die Kupplungshülse erste Zähne beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, sich mit der Radnabe zu koppeln, wenn sich die Kupplungshülse in der eingekuppelten Position befindet, und zweite Zähne, die dazu konfiguriert sind, sich mit der Halbwelle zu koppeln, wenn sich die Kupplungshülse sowohl in der eingekuppelten als auch in der ausgekuppelten Position befindet, wobei die ersten Zähne an einer ersten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet sind und die zweiten Zähne an einer zweiten inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse gebildet sind, wobei die erste Umfangsfläche einen größeren Durchmesser als die zweite Umfangsfläche aufweist.
Radbaugruppe, Folgendes umfassend: einen Achsschenkel; eine Radnabe, die zur Drehung durch den Achsschenkel gelagert ist; eine Halbwelle, die durch die Radnabe gelagert ist; und eine Kupplungsbaugruppe, welche die Radnabe und die Halbwelle selektiv in Eingriff bringt und außer Eingriff bringt, wobei die Kupplungsbaugruppe Folgendes beinhaltet: eine Kupplungshülse, die drehfest an einer von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist und selektiv drehfest an der anderen von der Radnabe und der Halbwelle befestigt ist, wenn die Kupplungsbaugruppe eingekuppelt ist, und einen Aktorring, der derart mit der Kupplungshülse wirkgekoppelt ist, dass eine Drehung des Aktorrings in eine erste Richtung die Kupplungshülse in Eingriff mit der anderen von der Radnabe und der Halbwelle verschiebt, um die Kupplungsbaugruppe einzukuppeln, und derart, dass eine Drehung des Aktorrings in eine zweite Richtung ermöglicht, dass die Kupplungshülse von der anderen von der Radnabe und der Halbwelle getrennt wird, um die Kupplungsbaugruppe auszukuppeln.