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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungs-Anordnung für ein von einem Motor angetriebenes Fahrzeug und insbesondere ein Getriebe und eine Endantriebsanordnung eines Antriebsstrangs des von einem Motor angetriebenen Fahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge können einen primären Antrieb, wie z.B. einen Motor, zur Erzeugung von Leistung und eine Getriebe-Anordnung aufweisen, welche mit dem primären Antrieb gekoppelt ist, um die Leistung an eine Kraftübertragungs- oder an eine Endantriebsanordnung zu übertragen. Die Endantriebsanordnung bewegt ein Zahnrad oder eine Antriebsnabe, welche das Fahrzeug entlang einer Fläche antreibt. Solche Fahrzeuge weisen, in verschiedenen Konfigurationen, ein oder mehrere sich mit einer Fläche in Eingriff befindliche Traktionselemente, wie z.B. Räder oder Ketten, auf, welche durch die Endantriebsanordnung angetrieben werden. Bei vielen Konfigurationen ist der Ausgang des Getriebes, typischerweise eine Antriebswelle, mit einem Eingang der Endantriebsanordnung verbunden.
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Während eines Fahrzeugbetriebs kann es an einem gewissen Punkt wünschenswert oder notwendig sein, das Getriebe in Stand zu halten oder zu warten. Dazu kann das Getriebe von dem Fahrzeug entfernt werden. In anderen Situationen kann es notwendig sein, die Antriebsanordnung von dem Fahrzeug zu entfernen. In noch anderen Situationen kann es notwendig sein, das Fahrzeug von einem Ort zu einem anderen Ort für eine Reparatur oder eine Wartung abzuschleppen. In jeder dieser Situationen wird der Ausgang des Getriebes oft von der Antriebsanordnung getrennt, um die Wartung durchzuführen. Alternativ kann die Endantriebsanordnung vollständig von dem Fahrzeug entfernt werden, wobei aber dieses Entfernen äußerst komplex und äußerst zeitaufwendig sein kann.
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Bei einigen Kettenfahrzeugen, wie z.B. Militärfahrzeugen, kann eine Zugangsöffnung, wie z.B. eine Luke, für einen Techniker vorhanden sein, um auf den Ausgang des Getriebes zuzugreifen, so dass der Getriebeausgang gänzlich innerhalb des geschlossenen Raumes von der Endantriebsanordnung getrennt werden kann. Während der Zugang zu der Zugangsöffnung kein Spezialwerkzeug erfordert, ist der Umfang des verfügbaren Raums, um die Trennung und die Verbindung des Getriebes mit der Antriebsanordnung durchzuführen, begrenzt. In anderen Fällen ist der Entwurf der Endantriebsanordnung und des Zahnrads für die Kette derart, dass entweder ein beschränkter oder kein Zugang durch die Endantriebsanordnung vorhanden ist, um das Getriebe zu erreichen. Eine Luke wäre bei dem Innenraum des Fahrzeugs zum Zugang erforderlich. In anderen Situationen kann es erforderlich sein, die Endantriebsanordnung von dem Antriebsstrang zu trennen und von dem Fahrzeug zu entfernen, bevor das Getriebe gewartet werden kann. Eine Wartung in diesen Fällen kann einen wesentlichen Umfang an Zeit und Aufwand erfordern.
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Daher sind Mittel erforderlich, um eine Endantriebsanordnung mit einem Getriebeausgang zu verbinden und/oder von diesem zu trennen, welche dadurch den Umfang an Zeit und Arbeit während einer Instandsetzung, einer Reparatur oder eines Abschleppens eines Fahrzeugs verringern. Darüber hinaus wäre es weiter wünschenswert, einen Verbindungs- und Trennungs-Mechanismus bereitzustellen, welcher einen verbesserten Zugang zu den Antriebskomponenten bereitstellt.
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Die Druckschrift
US,5,26,915 A offenbart eine Planetenantriebsbaugruppe für ein Fahrzeug, die eine Radbefestigungsspindel aufweist. Dabei umfasst ein Gestängemechanismus eine Koppelwelle, die einen reduzierten Halsabschnitt aufweist, der gleitend in einer Axialbohrung aufgenommen ist und mit einer O-Ring-Dichtung versehen ist, um ein Auslaufen von Schmiermittel zu verhindern. Die Koppelwelle umfasst auch einen vergrößerten Kopfteil mit einer Rippe am Umfang, die in einer Senkbohrung einer Spindel aufgenommen ist. Die Koppelwelle ist axial verschiebbar.
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Die Druckschrift
US,3,504,564 A beschreibt ein Endgetriebe, das über ein Planetenuntersetzungsgetriebe und eine von außen zugängliche Trennvorrichtung zur Verwendung an einem Fahrzeug aufweist, um die Antriebe zwischen dem Getriebeausgang und dem Endantriebseingang zu trennen, wodurch das Fahrzeug vor Ort für den Schleppbetrieb vorbereitet werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Mittel bereitgestellt, um entweder Wellen zur Übertragung einer mechanischen Leistung miteinander zu verbinden oder diese Wellen voneinander zu trennen, wobei der Fluss von mechanischer Leistung von einem Element zu einem anderen verhindert wird. Die Verbindungs- und Trennungs-Funktionen werden bewerkstelligt, ohne die Leistungsübertragungselemente (Motor, Getriebe, Endantrieb) von dem Fahrzeug zu entfernen, und solche Funktionen können rasch entgegengesetzt verwendet werden, um zu einem ursprünglichen Zustand zurückkehren. Die Merkmale einer Verbindungs- und Trennungs-Vorrichtung stellen eine axiale Bewegung von Koppelkomponenten bereit und ordnen die Koppelkomponenten aktiv entweder in dem verbundenen Zustand oder in dem getrennten Zustand an.
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Insbesondere werden erfindungsgemäß ein Fahrzeug-Antriebsstrang mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1, eine Verbindungs- und Trennungs-Anordnung für einen Fahrzeug-Antriebsstrang mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 10 und ein Verfahren zum Trennen und Verbinden eines Getriebes mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 14 vorgeschlagen. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Figurenliste
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Die vorab beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, wie sie erzielt werden, wird durch Bezug zu der folgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Figuren ersichtlicher und die Erfindung selbst wird besser verstanden.
- 1 ist eine teilweise perspektivische Darstellung eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeugs mit einer Endantriebsanordnung, welche durch einen Körper des Fahrzeugs gehalten wird.
- 2 ist eine schematische Darstellung eines Vorderabschnitts eines Kettenfahrzeugs mit einem Getriebe, einer Endantriebsanordnung und Fahrzeugketten.
- 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Getriebe-Antriebselements, eines Antriebgetriebes einer Endantriebsanordnung und einer Koppelvorrichtung, dargestellt in einer ersten und in einer zweiten Stellung.
- 4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Getriebe-Antriebselements, eines Antriebgetriebes einer Endantriebsanordnung und einer Koppelvorrichtung, dargestellt in einer ersten und in einer zweiten Stellung.
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Entsprechende Bezugszeichen werden eingesetzt, um entsprechende Teile überall in den verschiedenen Darstellungen zu bezeichnen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen, welche im Folgenden beschrieben werden, sollen nicht vollständig sein oder die Erfindung auf die genauen Ausbildungen einschränken, welche in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart werden. Stattdessen sind die Ausführungsformen so gewählt und beschrieben worden, dass der Fachmann die Prinzipien und Arbeitsweisen der vorliegenden Erfindung versteht.
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In einem allgemeinen Sinn betrifft die vorliegende Offenbarung die Steuerung einer Drehmomentübertragung von einem Teil zu einem anderen. In einem Zustand können ein erstes Teil und ein zweites Teil miteinander gekoppelt oder verbunden sein, so dass ein Drehmoment zwischen ihnen übertragen werden kann, und in einem zweiten Zustand können das erste und das zweite Teil voneinander entkoppelt oder getrennt sein, so dass kein Drehmoment zwischen ihnen übertragen werden kann. Während diese Offenbarung verschiedene Beispiele dieser Steuerung bei einer Fahrzeuganwendung bereitstellt, soll die Offenbarung nicht auf diese Anwendung beschränkt sein. Der Fachmann erkennt, dass verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung außerhalb der Fahrzeuganwendung darin bereitgestellt werden.
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1 stellt eine Ausführungsform eines vorderen Abschnitts einer Maschine oder eines Fahrzeugs 100 dar. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Vorderabschnitt eines Kettenfahrzeugs ohne die Ketten dargestellt. Das Fahrzeug weist einen Körper oder einen Rumpf 102 auf, welcher ausgestaltet ist, um die verschiedenen Anordnungen und Komponenten des Fahrzeugs einschließlich einer Endantriebsanordnung 104 zu halten. Die Endantriebsanordnung 104 ist in einem Hohlraum 106, welcher sich in einer Seite 108 des Körpers 102 befindet, angeordnet. Die Endantriebsanordnung 104 wird in dem Hohlraum 106 durch mehrere Befestigungsmittel 110 gehalten. Die Endantriebsanordnung 104 weist eine Antriebsnabe 112 auf, welche ausgestaltet ist, um die Kette (nicht dargestellt) des Fahrzeugs zu halten und anzutreiben. Die Antriebsanordnung weist darüber hinaus einen Zugang 114 auf, welcher eine Öffnung definiert, durch welche ein Verbindungs- und Trennungs-Mechanismus innerhalb der Endantriebsanordnung 104 betrieben wird. Eine Kappe 116 ist ausgestaltet, um in den Zugang 114 eingeführt zu werden, um die Öffnung abzudecken und um im Wesentlichen das unerwünschte Eindringen von Dreck oder Fremdkörpern in die Endantriebsanordnung zu verhindern. Die dargestellte Endantriebsanordnung 104 ist auf einer rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet. Eine zweite Endantriebsanordnung 118 (nicht dargestellt) ist auf einer linken Seite des Fahrzeugs angeordnet.
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2 ist eine schematische Darstellung eines vorderen Abschnitts 120 des Fahrzeugs 100 mit einem Getriebe 122. Eine Getriebe-Antriebswelle (nicht dargestellt) ist betriebsbereit mit dem Getriebe 122 und der Endantriebsanordnung 104 verbunden. Die Endantriebsanordnung 104 ist durch die Antriebsnabe 112 der 1 betriebsbereit mit einer ersten Kette 130 oder einem sich mit einer Fläche in Eingriff befindlichen Traktionsteil verbunden. Die Endantriebsanordnung 118 ist mit einer anderen Seite des Getriebes 122 gekoppelt, welche betriebsbereit mit einer zweiten Kette 132 verbunden ist. Während des Betriebs des Fahrzeugs 100 treibt ein primärer Antrieb 134, welcher betriebsbereit mit dem Getriebe 122 gekoppelt ist, die Ketten 130 und 132 durch den Betrieb der Endantriebsanordnungen 104 und 118 an, wie es dem Fachmann bekannt ist.
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3 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts der Endantriebsanordnung 104 der 1 und der 2 dar. Während 3 die Endantriebsanordnung 104 darstellt, welche auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 der 1 dargestellt ist, besitzt die Endantriebsanordnung 118, welche auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, im Wesentlichen dieselbe Konfiguration. Daher gilt die Diskussion der Endantriebsanordnung 104 in gleicher Weise für die Endantriebsanordnung 118.
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Wie man der 3 entnehmen kann, ist die Endantriebsanordnung 104 betriebsbereit über ein Getriebe-Antriebselement 140 mit dem Getriebe 122 verbunden. Das Getriebe-Antriebselement 140 fungiert als ein Getriebe-Koppelelement oder ein Getriebe-Ausgangselement, welches die Getriebe-Ausgangswelle mit der Endantriebsanordnung 104 koppelt. Das Getriebe-Antriebselement 140 ist betriebsbereit mit der Getriebe-Antriebswelle verbunden. Eine Drehung der Getriebewelle treibt daher das Getriebe-Antriebselement 140 für eine Drehung um eine Längsachse 146 der Getriebewelle an. Das Getriebe-Antriebselement 140 dient als Ausgabe von Geschwindigkeit und Drehmoment von dem Getriebe, und Elemente des Getriebes 122 sind vorgeschaltet, welche die Geschwindigkeit und das Drehmoment ändern, die dem Getriebe-Antriebselement 140 zugeführt werden.
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Während einer initialen Montage der Endantriebsanordnung 104 mit dem Körper 102 wird die Endantriebsanordnung 104 in dem Hohlraum 106 angeordnet und durch die Befestigungsmittel 110 an dem Rumpf befestigt. Der Hohlraum 106 ist derart angeordnet, dass eine Anordnung der Endantriebsanordnung 104 eine Längsachse 148 eines Endantriebselements 150 mit der Längsachse 146 ausrichtet. Bei einer Ausführungsform entspricht das Endantriebselement einem Getriebe oder Zahnrad. Wenn es einmal ausgerichtet ist, ist das Endantriebselement 150 angeordnet, um betriebsbereit mit dem Getriebe-Antriebselement 140 mittels einer Koppelvorrichtung 152 verbunden zu sein, welche in einem Hohlraum 154 angeordnet ist, welcher durch das Endantriebselement 150 definiert wird. Der Hohlraum 154 ist im Allgemeinen zylindrisch und ist bei den Endantriebs-Zahnrädern durch eine Innenfläche mit Zähnen 156 und eine glatte Fläche 158 definiert. Bei einer Ausführungsform erstrecken sich die Zähne 156 entlang näherungsweise der Hälfte des im Allgemeinen zylindrischen Hohlraums, wie es dargestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen erstrecken sich die Zähne um mehr oder weniger als die Hälfte der Länge des inneren Hohlraums 154 entlang der Längsachse 148.
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Die Koppelvorrichtung 152 weist eine im Allgemeinen zylindrische Endantriebs-Eingangswelle oder eine Koppelwelle 160 auf, welche in einer ersten Stellung 162 und in einer zweiten Stellung 164 dargestellt ist. Die Koppelwelle 160 ist in der ersten Stellung 162 angeordnet, welche einer rückgezogenen oder getrennten Stellung entspricht, um eine Montage des Getriebes 122 in dem Fahrzeug zu ermöglichen. Während die Koppelwelle 160 in 3 so erscheint, als weise sie zwei Stücke auf, weist die dargestellte Ausführungsform ein einziges Stück oder eine einheitliche Koppelwelle auf, wobei ein Teil von dieser in der ersten Stellung 162 und ein Teil von dieser in der zweiten Stellung 164 dargestellt ist. Eine Außenfläche 166 weist Zähne 168 auf, welche sich entlang der Länge der Koppelwelle 160 erstrecken und sich mit den Zähnen 156 des Endantriebselements 150 in Eingriff befinden. Aufgrund der zylindrischen Konfiguration der Koppelwelle 160 sind die Zähne über den Umfang um die Außenfläche der Koppelwelle 160 herum angeordnet. Die Verbindung des Getriebes 122 entweder mit der Endantriebsanordnung 104 oder der Endantriebsanordnung 118 wird hergestellt, indem die Koppelwelle 160 mit dem Getriebe-Antriebselement 140 und von dort mit dem Endantriebselement 150 gekoppelt wird.
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Die Koppelwelle 160 ist ausgestaltet, um sich in Längsrichtung entlang der Längsachse 148 in dem Hohlraum 154 und in Längsrichtung entlang der Längsachse 146 in einem im Allgemeinen kreisförmigen Hohlraum 180, welcher durch das Getriebe-Antriebselement 140 definiert ist, zu bewegen. Eine Innenfläche des Getriebe-Antriebselements 140 weist Zähne 204 auf, welche ausgestaltet sind, um sich mit den Zähnen 168 der Koppelwelle 160 in Eingriff zu befinden. Wenn sich die Zähne 168 der Koppelwelle 160 einmal vollständig in Eingriff mit den Zähnen 204 befinden, ist eine Verbindung zwischen der Getriebewelle und dem Endantriebselement 150 vollständig hergestellt.
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Damit die Koppelwelle 160 vollständig mit dem Getriebe-Antriebselement 140 in Eingriff kommt, wird die Koppelwelle 160 durch eine Antriebs-Betätigungsvorrichtung 184 entlang der Längsachse 148 getrieben. Die Antriebs-Betätigungsvorrichtung 184 wird durch ein Werkzeug (nicht dargestellt) angetrieben, welches mit einem durch den Zugang 114 zugreifbaren Kopf 186 verbunden ist. Ein Entfernen der Kappe 116 von dem Zugang 114 legt eine Öffnung offen, welche Ausmaße aufweist, die ausreichen, damit das Werkzeug mit dem Kopf 186 in Eingriff kommen kann. Bei einer Ausführungsform ist das Werkzeug ein Sechskantwerkzeug, welches ausgestaltet ist, um mit einem Sechskantkopf in Eingriff zu kommen.
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Der Kopf 186 ist betriebsbereit mit einer Betätigungsvorrichtung 190 mit Zähnen 192 gekoppelt, welche ausgestaltet sind, um mit Zähnen 194 eines Antriebselements 196, wie z.B. einer Antriebsschraube bzw. Mitnehmerschraube, in Eingriff zu kommen. Die Betätigungsvorrichtung 190 weist darüber hinaus Außenzähne auf, welche mit entsprechenden Innenzähnen einer Haltestruktur 197 an einer Schnittstelle 199 in Eingriff kommen. Die Betätigungsvorrichtung 190 und das Antriebselement 196 befinden sich ständig durch die zugehörigen Zähne 192 und 194 in Eingriff. Eine Bewegung des Kopfes / der Betätigungsvorrichtung 186/190 entlang der Achse 148 zwischen der ersten Stellung 201 und der zweiten Stellung 203 bewirkt, dass ein Betätigungsvorrichtungs-Zahn bzw. Keil 192 in Längsrichtung entlang eines zugehörigen Antriebselement-Zahns bzw. Keils 194, welcher axial ortsfest ist, gleitet. Die Antriebs-Betätigungsvorrichtung 184 ist in einer ersten Stellung 201 (die oberste Stellung ist dargestellt) und einer zweiten Stellung 203 (die unterste Stellung ist dargestellt) dargestellt. Ein Eingriff der Zähne bei der Schnittstelle 199 bei der ersten Stellung 201 verhindert eine Drehung des Kopfes 186. In diesem Zustand wird die Stellung der Betätigungsvorrichtung 190 durch ein nachgiebiges Element, wie z.B. eine Feder 198, gehalten, welche die Betätigungsvorrichtung 190 in der Figur nach rechts lenkt. Um der Betätigungsvorrichtung 190 zu ermöglichen, das Antriebselement 196 zu drehen, wird das Werkzeug, welches sich mit dem Kopf 186 in Eingriff befindet, mit Druck in Längsrichtung in der Figur in die linke Richtung bewegt, um die Feder 198 zusammenzudrücken und um die Zähne der Betätigungsvorrichtung 190 aus einem Eingriff mit den Zähnen der Haltestruktur 197 zu bringen. In dieser Stellung ist die Betätigungsvorrichtung 190 (die unterste Stellung 203 ist dargestellt) drehbar. Wenn die Feder 198 zusammengedrückt ist, ist daher eine Drehung des Werkzeugs nicht beschränkt und dreht die Betätigungsvorrichtung 190 und das Antriebselement 196 um die Achse 148, was die Koppelwelle 160 entlang der Achse 148 zum Eingriff mit dem Getriebe-Antriebselement 140 bewegt. Genauer gesagt bewegt, wie es in 3 dargestellt ist, eine Drehung des Antriebselements 196 das Koppelelement / die Mutter 200, was die Koppelwelle 160 entweder über die Feder 206, wenn sie nach links bewegt wird, um verbunden zu werden, oder über einen Halt 210 nach rechts in eine Trennungsrichtung bewegt. Bei einer Ausführungsform ist die Feder eine zylindrische spiralförmige Druckfeder.
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Bei der Ausführungsform der 3 bewegt das Antriebselement 196 die Koppelwelle 160 durch eine Bewegung eines Koppelelements 200, welches auch als eine Mutter 200 identifiziert wird. Das Koppelelement 200 ist zwischen dem Antriebselement 196 und der Koppelwelle 160 angeordnet. Das Antriebselement 196 weist ein spiralförmiges Gewinde auf, welches sich mit einem spiralförmigen Gewinde des Koppelelements 200 an einer Schnittstelle 205 in Eingriff befindet. Das Koppelelement 200 ist auch in Umfangsrichtung bezüglich der Koppelwelle 160 mittels einer Zahnschnittstelle 202 verriegelt. Das Antriebselement 196 wird axial / in Längsrichtung festgehalten, um seine Verschiebung nach links oder rechts entlang der Achse 148 zu begrenzen. Da sich das Koppelelement 200 nicht relativ zu der Koppelwelle 160 drehen kann und da sich das Antriebselement 196 nicht verschieben kann, bewegt dann eine Drehung des Antriebselements 196 das Koppelelement zu dem Getriebe-Antriebselement 140, so dass ein Eingriff des Koppelelements mit der Koppelwelle 160 die Koppelwelle 160 zu dem Getriebe-Antriebselement 140 bewegt, so dass die Zähne 168 mit den Zähnen 204 des Getriebe-Antriebselements 140 in Eingriff kommen. Nach einem vollständigen Eingriff der Zähne 168 mit den Zähnen 204 ist die Getriebe-Antriebswelle mit dem Endantriebselement 150 gekoppelt, um die Ketten 130 anzutreiben.
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Eine Drehung des Kopfes / der Betätigungsvorrichtung 186/190 bewirkt eine Drehung der mit Gewinde versehenen Welle (des Antriebselements) 196 mittels Gleiten, aber mit einer immer in Eingriff befindlichen Zahnverbindung zwischen den zugehörigen Zähnen 192 und 194. Das Antriebselement 196 verschiebt sich nicht axial / in Längsrichtung nach links oder rechts, wie es dargestellt ist. Die Mutter 200 verschiebt sich entlang der Achse 148 mittels der Gewinde der Mutter 200 und der Welle 196 bei einer Schnittstelle 205 nach links oder rechts.
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Ein nachgiebiges Teil oder eine Feder 206 ist zwischen der Koppelwelle 160 und dem Antriebselement 196 angeordnet. Die Feder 206 wird durch das Koppelelement 200 zwischen einem ersten Halt 208 und dem Koppelelement / der Mutter 200 zusammengedrückt. Um sich an das Zusammendrücken der Feder 206 anzupassen, kann das Koppelelement in Längsrichtung entlang der Achse 148 bei der Zahnschnittstelle 202 gleiten, ohne dass es in Umfangsrichtung außer Eingriff mit der Koppelwelle 160 kommt. Der Halt 210 wird durch die Bewegung der Mutter 200 direkt belastet, während die mit Zähnen versehene Koppelwelle 160 von dem mit nach innen gerichteten Zähnen versehenen Getriebe-Ausgangsteil 140 getrennt (außer Eingriff gebracht) wird. Die Feder 206 speichert die potentielle Energie, wenn die Koppelwelle 160 nicht geeignet mit dem Getriebe-Antriebselement 140 ausgerichtet ist, dessen Fehlausrichtung einen gleitenden Zahneingriff der Zähne 168 und 204 verhindert. Eine Ausrichtung der Zähne 168 und 204 wird über eine Relativbewegung zwischen dem Getriebe-Antriebselement 140 und der Koppelwelle 160 hervorgerufen. Typischerweise ermöglicht eine leichte Umfangsdrehung des Getriebe-Antriebselements 140, dass die Feder 206 eine Energie freisetzt, wobei anschließend ein Einrastvorgangseingriff bei der Zahnverbindung des Getriebe-Antriebselements 140 und der Koppelwelle 160 auftritt. Das Endantriebselement 150 und das Getriebe-Antriebselement 140 bewegen sich von einer nicht ausgerichteten Stellung in Umfangsrichtung zu einer ausgerichteten Stellung, um zu ermöglichen, dass die Koppelwelle 160 und das Getriebe-Antriebselement 140 vollständig in Eingriff kommen.
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Während die Feder 206 ein Ausrichten der Koppelwelle 160 mit dem Getriebe-Antriebselement 140 unterstützt, weist die Antriebs-Betätigungsvorrichtung 184 bei einer anderen Ausführungsform, wie sie in 4 dargestellt ist, kein Koppelelement 200, keine Feder 206, keinen ersten Halt 208 und keinen zweiten Halt 210 auf. Bei dieser Konfiguration weist ein Antriebselement 212, wie z.B. eine Antriebsschraube, welche durch den Kopf 186 gedreht wird, ein spiralförmiges Gewinde auf, welches sich mit einem spiralförmigen Gewinde einer Koppelwelle 214 bei einer Schnittstelle 216 in Eingriff befindet. Eine Drehung des Antriebselements 212 bewegt daher die Koppelwelle 214 zu dem Getriebe-Antriebselement 140. Bei dieser Ausführungsform ist kein Ausrichtungsunterstützungsmechanismus vorhanden und folglich wird eine Verbindung und/oder eine Trennung zwischen der Koppelwelle 214 und dem Getriebe-Antriebselement 140 durch eine Drehung des Kopfes 186 durchgeführt, welche die Koppelwelle 214 zu dem Getriebe-Antriebselement 140 bewegt. Eine eingerastete Ausrichtung der Koppelwelle 214 und des Getriebe-Antriebselements 140 wird durch eine Bewegung in Umfangsrichtung (Drehung) entweder des Getriebe-Antriebselements 140 oder des Endantriebselements 150 bewerkstelligt. Eine Relativbewegung in Umfangsrichtung des Getriebe-Antriebselements 140 und des Endantriebselements 150 kann durch ein Starten des Motors durchgeführt werden, um dem Lenksystem des Getriebes eine Motorleistung bereitzustellen und bei der Ausgangswelle eine leichte Lenkbewegung bereitzustellen.
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Die Darstellung der 4 zeigt die Koppelwelle 214 in einer außer Eingriff befindlichen Stellung 218 und in einer vollständig in Eingriff befindlichen Stellung 220. Wie vorab mit Bezug zu 3 beschrieben ist, ist die Koppelwelle ein im Allgemeinen zylindrisches Einzelstück oder eine einheitliche Koppelwelle. Die Koppelwelle 214 bewegt sich entlang einer Längsachse 222. Die Koppelwelle 214 ist in der ersten Stellung 218 angeordnet, welche eine vollständig zurückgezogene oder getrennte Stellung ist, um eine Montage des Getriebes 122 in dem Fahrzeug zu ermöglichen. Die Koppelwelle 214 befindet sich in der zweiten Stellung 220 vollständig mit dem Getriebe-Antriebselement in Eingriff. Eine Außenfläche der Koppelwelle 214 weist Zähne 224 auf, welche sich entlang der Länge der Koppelwelle 214 erstrecken und welche sich mit den Zähnen 156 des Endantriebselements 150 und den Zähnen 204 des Getriebe-Antriebselements 140 in Eingriff befinden.
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Unter bestimmten Bedingungen, in welchen sich das Fahrzeug 100 nicht länger aufgrund seiner eigenen Leistung bewegt, was z.B. von einem Fehler des Motors oder des Getriebes herrührt, wird das Endantriebselement 150 vom Getriebe-Antriebselement 140 getrennt (wenn es verbunden war). Um das Endantriebselement 150 von dem Getriebe-Antriebselement 140 zu trennen, wird der Kopf 186 mit einem Werkzeug in eine Richtung gedreht, welche der Richtung entgegengesetzt ist, die vorher verwendet wurde, um die Koppelwelle 160 oder die Koppelwelle 214 mit dem Getriebe-Antriebselement 140 zu verbinden. Wenn sie einmal getrennt sind, wird das Fahrzeug 100 zu einer anderen Stelle abgeschleppt, wo eine Reparatur durchgeführt werden kann. Nach der Reparatur wird die Koppelwelle 160 oder die Koppelwelle 214 in einen Eingriff mit dem Getriebe-Antriebselement 140 bewegt, um das Endantriebselement 150 des Endantriebs-Getriebes mit der Koppelwelle 160 zu verbinden.
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Eine Verbindung eines Ausgangs eines Getriebes mit einem am Fahrzeug angebrachten Endantrieb oder Getriebe ist im Allgemeinen unabhängig von der Montage des Getriebes in das Fahrzeug. Daher stellt die vorliegende Offenbarung eine einfache und geradlinige Verbindung der Leistungsübertragungselemente bereit, ohne dass etwas nach der vollständigen Montage des Getriebes beschädigt wird. In ähnlicher Weise wird eine Trennung der Antriebselemente voneinander, um ein Entfernen des Getriebes zu ermöglichen oder ein Abschleppen eines defekten Fahrzeugs zu ermöglichen, ohne dass nicht betriebsbereite Antriebselemente beschädigt werden, bereitgestellt. Darüber hinaus wird die Zahnwelle 160 entweder aktiv in der „Verbindungs“-Stellung (die Koppelwelle 160 befindet sich vollständig mit dem Getriebe-Antriebselement 140 in Eingriff) oder in der „Trennungs-Stellung“ (die Koppelwelle 160 befindet sich vollständig außer Eingriff mit dem Getriebe-Antriebselement 140) verriegelt. Die Offenbarung stellt alle diese Funktionen und Merkmale in einem kompakten, einfachen und robusten Mechanismus zur Verfügung.
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Während beispielhafte Ausführungsformen, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfassen, vorab offenbart worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen soll diese Anmeldung jegliche Variationen, Einsatzfälle oder Adaptionen der Erfindung abdecken, welche ihre allgemeinen Prinzipien einsetzen. Darüber hinaus soll diese Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, welche nach dem Stand der Technik innerhalb bekannter oder üblicher Praxis liegen, auf welche sich diese Erfindung bezieht und welche innerhalb der Grenzen der beigefügten Ansprüche liegen.
