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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb
im allgemeinen und insbesondere ein Verteilergetriebe mit lösbarer Kupplungsanordnung.
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Angesichts
der steigenden Nachfrage nach Fahrzeugen mit Vierradantrieb, werden
zur Zeit zahlreiche verschiedene Kraftübertragungssysteme in die Antriebszüge von Kraftfahrzeugen
eingebaut, um Antriebsdrehmoment an alle vier Räder zu übertragen. Bei vielen Fahrzeugen
ist zwischen dem Haupt- und dem Nebenantriebsstrang ein Verteilergetriebe angeordnet,
das mit einer Betriebsartkupplung in Form einer Klauenkupplung ausgestattet
ist, die zum drehfesten Verbinden des Nebenantriebsstrangs mit dem
Hauptantriebsstrang wahlweise einrückbar ist, um einen zuschaltbaren
Vierradantrieb einzustellen. Wenn die Betriebsartkupplung nicht
eingerückt
ist, wird das gesamte Antriebsdrehmoment an den Hauptantriebsstrang
abgegeben, um einen Zweiradantrieb einzustellen.
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Ein
neuer Trend bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb geht dahin, das Verteilergetriebe
mit einer elektronisch gesteuerten Übertragungskupplung anstelle
der Betriebsartkupplung auszustatten. Die Übertragungskupplung ist betätigbar,
um ohne Eingabe oder Eingreifen seitens des Fahrers Antriebsdrehmoment
automatisch an die nicht angetriebenen zu leiten, wenn an den angetriebenen
Rädern
Zug verloren geht, um so einen bedarfsabhängigen Vierradantrieb einzustellen.
Typischerweise ist die Übertragungskupplung
eine Mehrscheiben-Kupplungsanordnung, die zwischen der Hauptabtriebswelle
und der Nebenabtriebswelle des Verteilergetriebes installiert ist
und von einem kraftbetriebenen Betätiger in Abhängigkeit
von Steuersignalen, die von einer Steuerung gesendet werden, betätigt wird.
Die Steuersignale basieren auf aktuellen Betriebseigenschaften des
Fahrzeugs (d.h. Fahrzeuggeschwindigkeit, Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen den Achsen, Lenkwinkel, usw.), die von verschiedenen Sensoren
erfaßt
werden. Somit können
derartige „bedarfsabhängige" Verteilergetriebe
adaptive Steuerschemata verwenden, um die Drehmomentaufteilung während jeglicher
Fahr- und Straßenbedingungen
automatisch zu steuern. In vielen Fällen kann der Fahrer neben dem
bedarfsabhängigen
Vierradantrieb auch zwischen dem Zweiradantrieb und dem zuschaltbaren Vierradantrieb
wählen.
Genauer gesagt: Wenn der Zweiradantrieb gewählt ist, ist die Kupplungsanordnung
gelöst,
um das gesamte Drehmoment an die Hauptabtriebswelle abzugeben. Ist
dagegen der zuschaltbare Vierradantrieb gewählt, so ist die Kupplungsanordnung
vollständig
in Eingriff, um die Nebenabtriebswelle fest mit der Hauptabtriebswelle
zu verbinden. Beispiele für
derartige Vierrad-Antriebssysteme sind in den gemeinsam gehaltenen
Patenten
US 5,323,871 ,
US 5, 363, 938 ,
US 5,702,321 und
US 5,725,453 offenbart.
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Obwohl
zur Zeit zahlreiche bedarfsabhängige
Kupplungssteuersysteme ähnlich
den oben beschriebenen bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb Verwendung
finden, besteht ein Bedarf, die Technologie zu verbessern und bekannte
Nachteile der Systeme zu beseitigen. Wenn beispielsweise ein bedarfsabhängiges Verteilergetriebe
in seiner Zweirad-Antriebsart arbeitet, bewirkt die durch die Relativdrehung
zwischen den sich wechselseitig überlappenden
Kupplungsscheiben der Kupplungsanordnung hervorgerufene viskose
Mitnahme, das Drehen der Nebenabtriebswelle, was wiederum zu Wirkungsverlusten
und höherem
Kraftstoffverbrauch führt.
Diese Situation wird besonders bei kaltem Wetter verschärft, wenn
die Viskosität
des Fluids im Verteilergetriebe relativ hoch ist. Es wäre also
wünschenswert, ein
bedarfsabhängiges
Verteilergetriebe mit einer Übertragungskupplung
auszustatten, die derartige Wirkungsverluste auf Grund von Kupplungsschleifen umgeht
oder erheblich reduziert.
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Eine
Kupplungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
der
US 4 807 732 A bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin,
ein Verteilergetriebe zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug mit
Vierradantrieb anzugeben, das eine Übertragungskupplung hat, die
zwischen der Hauptabtriebswelle und der Nebenabtriebswelle installiert
ist und wahlweise von der Hauptabtriebswelle gelöst werden kann, wenn das Fahrzeug
in einer Zweirad-Antriebsart betrieben wird.
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Als
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann die Übertragungskupplung
wahlweise mit der Hauptabtriebswelle verbunden werden, wenn das
Fahrzeug in einer Vierrad-Antriebsart betrieben werden soll.
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Als
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Übertragungskupplung
in einer bedarfsabhängigen
Vierrad-Antriebsart betätigbar,
wobei der Prozentsatz des an die Nebenabtriebswelle abgegebenen
Antriebsdrehmoments in Abhängigkeit und
als Funktion der Relativdrehung zwischen der Hauptabtriebswelle
und der Nebenabtriebswelle gesteuert wird. Zudem ist die Übertragungskupplung
in einer zuschaltbaren (oder zeitweisen) Vierrad-Antriebsart betätigbar,
um die Nebenabtriebswelle drehbar mit der Hauptabtriebswelle zu
verbinden.
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Gemäß einer
weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann die Übertragungskupplung während der
Fahrt des Kraftfahrzeugs eingerückt und
ausgerückt
werden, um das Schalten zwischen den verschiedenen Antriebsarten
während
des Fahrbetriebs zu ermöglichen.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
enthält
das Verteilergetriebe der vorliegenden Erfindung eine Hauptabtriebswelle,
eine Nebenabtriebswelle und eine Übertragungskupplung, die zwischen
der Hauptabtriebswelle und der Nebenabtriebswelle angeordnet ist.
Die Übertragungskupplung
enthält
eine innere Trommel, die drehbar auf der Hauptabtriebswelle gelagert
ist und Kupplungszähne hat,
die mit Kupplungszähnen
auf der Hauptabtriebswelle wahlweise in Eingriff gebracht werden
können, eine
auf der Hauptabtriebswelle drehbar gelagerte äußere Trommel, die mit der Nebenabtriebswelle drehfest
verbunden ist, und ein Kupplungspaket, das wirkungsmäßig zwischen
der inneren Trommel und der äußeren Trommel
angeordnet ist. Das Kupplungspaket enthält einen Satz an der inneren
Trommel befestigte innere Kupplungsscheiben, und einen Satz an der äußeren Trommel
befestigte äußere Kupplungsscheiben,
die sich mit den inneren Kupplungsscheiben wechselseitig überlappen.
Die Übertragungskupplung
enthält
ferner eine Beaufschlagungsplatte, die mit der Hauptabtriebswelle
drehbar gekoppelt ist und bewegbar ist, um eine zusammendrückende Kupplungseinrückkraft
auf das Kupplungspaket auszuüben,
eine erste Feder, die zwischen der inneren und der äußeren Trommel
wirkt, um die innere Trommel in eine „Trennstellung" vorzuspannen, in
der ihre Kupplungszähne
von den Kupplungszähnen
auf der Hauptabtriebswelle gelöst
sind, und eine zweite Feder, die zwischen der inneren Trommel und
der Beaufschlagungsplatte wirkt, um die Beaufschlagungsplatte in
eine „gelöste" Stellung vorzuspannen,
in der sie von dem Kupplungspaket gelöst ist. Das Verteilergetriebe
enthält
außerdem eine
kraftbetriebene Betätigerbaugruppe,
um die Bewegung der Beaufschlagungsplatte zu bewirken, Sensoren
zum Erfassen von Fahrzeugeigenschaften und zum Erzeugen von Sensorsignalen,
einen Betriebsartwähler,
der es dem Fahrer ermöglicht,
eine gewünschte
Betriebsart einzustellen und ein entsprechendes Betriebsartsignal
zu erzeugen, und eine Steuerung zum Steuern der Betätigung der
Betätigerbaugruppe
in Abhängigkeit
der Sensorsignale und der Betriebsartsignale.
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Wenn
eine Zweirad-Antriebsart gewählt
ist, spannt die erste Feder die innere Trommel in ihre Trennstellung
vor und die zweite Feder spannt die Beaufschlagungsplatte in ihre
gelöste
Stellung vor, wodurch die Übertragungskupplung
von der Hauptabtriebswelle gelöst
ist. Somit wird das gesamte Antriebsdrehmoment über das Verteilergetriebe an die
Hauptabtriebswelle abgegeben. Ist jedoch eine bedarfsabhängige Vierrad-Antriebsart
gewählt,
so bewirkt die Betätigerbaugruppe,
dass sich die Beaufschlagungsplatte aus ihrer gelösten Stellung
in eine „Bereit"-Stellung bewegt, um die zweite Feder
zusammenzudrücken
und das Kupplungspaket einzurücken.
Gleichzeitig hält
die erste Feder die innere Trommel in ihrer Trennstellung, um eine
Reaktionskraft zum Zusammendrücken
des Kupplungspakets bereitzustellen. Somit bewirkt die Drehung der
Beaufschlagungsplatte, dass sich die innere Trommel dreht, bis ihre
Drehgeschwindigkeit und diejenige der Hauptabtriebswelle synchron
sind. Bei erfolgter Drehzahlsynchronisation bewegt sich die innere Trommel
gegen die Vorspannkraft der ersten Feder aus ihrer Trennstellung
in eine „Verbindungsstellung", in der ihre Kupplungszähne in die
Kupplungszähne
auf der Hauptabtriebswelle eingreifen. Somit bewirkt die Bewegung
der Beaufschlagungsplatte in ihre Bereit-Stellung, das Synchronisieren
und nachfolgende Koppeln der inneren Trommel mit der Hauptabtriebswelle.
Gleichzeitig mit der Bewegung der inneren Trommel in ihre Verbindungsstellung
wird die Beaufschlagungsplatte in ihrer Bereit-Stellung gehalten,
wodurch die auf das Kupplungspaket ausgeübte Kupplungseinrückkraft
reduziert und ein minimales Verhältnis
der Drehmomentaufteilung zwischen Hauptabtriebswelle und Nebenabtriebswelle eingestellt
wird. Wenn die Übertragungskupplung
mit der Hauptabtriebswelle verbunden ist, moduliert die Steuerung
den betätigten
Zustand der Betätigerbaugruppe
als Funktion von Fahrzeugeigenschaften, die von den Sensoren erfasst
werden, um die Beaufschlagungsplatte zwischen ihrer Bereit-Stellung
und einer „gesperrten" Stellung zu bewegen.
In ihrer gesperrten Stellung übt
die Beaufschlagungsplatte eine maximale Kupplungseinrückkraft
auf das Kupplungspaket aus, um ein maximales Verhältnis der
Drehmomentaufteilung zwischen Hauptabtriebswelle und Nebenabtriebswelle
einzustellen. Somit kann das Verhältnis der Drehmomentaufteilung
automatisch zwischen seinem Minimalwert und seinem Maximalwert variiert
werden, wenn das Verteilergetriebe in der bedarfsabhängigen Vierrad-Antriebsart
arbeitet. Wenn schließlich
eine zuschaltbare Vierrad-Antriebsart
gewählt
ist, bewirkt die Betätigerbaugruppe,
dass sich die Beaufschlagungsplatte in ihre gesperrte Stellung bewegt,
wodurch die Übertragungskupplung vollkommen
betätigt
ist, um die Nebenabtriebswelle fest mit der Hauptabtriebswelle zu
verbinden.
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Weitere
Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus dem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung und der
angefügten
Ansprüche,
die in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen die momentan
als am besten erachtete Art und Weise definieren, die vorliegende
Erfindung auszuführen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
einen beispielhaften Kraftfahrzeug-Antriebszug dar, der mit dem
Verteilergetriebe der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist
eine Schnittansicht des Verteilergetriebes, das mit einer lösbaren Übertragungskupplung
und einem Kupplungsbetätigungssystem
nach der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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3 ist
ein vergrößerter Teilschnitt
der 2, der die Komponenten der Übertragungskupplung deutlicher
zeigt; und
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4 ist
eine Seitenansicht der Sektorplatte, die zu dem Kupplungsbetätigungssystem
des Verteilergetriebes gehört.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verteilergetriebe,
das zur bei einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb verwendet wird
und das mit einer Übertragungskupplung
ausgestattet ist, die wahlweise lösbar ist, um Wirkungsverluste
auf Grund von Kupplungsschleifen zu reduzieren. Insbesondere kann
die Übertragungskupplung
mit einer angetriebenen Welle in dem Verteilergetriebe wahlweise
verbunden oder von dieser gelöst
werden. Zwar ist die Übertragungskupplung
im folgenden in Verbindung mit einem speziellen Verteilergetriebe
dargestellt, doch kann die lösbare
Kupplungsanordnung der vorliegenden Erfindung selbstverständlich zur
Installation zwischen zwei beliebigen rotierenden Elementen angepaßt werden,
um Drehkraft (d.h. Antriebsdrehmoment) wahlweise zwischen diesen
zu übertragen.
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Die 1 der
Zeichnungen zeigt einen Antriebszug 10 für ein Kraftfahrzeug
mit Vierradantrieb. Der Antriebszug 10 enthält einen
Hauptantriebsstrang 12, einen Nebenantriebsstrang 14,
und einen Motor/Antriebsstrang 16, der Drehzug (d.h. Antriebsdrehmoment)
an die Antriebsstränge
liefert. Bei der hier dargestellten speziellen Anordnung ist der Hauptantriebsstrang 12 der
hintere Antriebsstrang, während
der Nebenantriebsstrang 14 der vordere Antriebsstrang ist.
Der Kraftzug 16 enthält
einen Motor 18, ein mehrgängiges Getriebe 20 und
ein Verteilergetriebe 22. Der hintere Antriebsstrang 12 enthält ein Paar
Hinterräder 24,
die an einander abgewandten Enden einer Hinterachsbaugrupe 26 angebracht sind,
die ein hinteres Differential 28 hat, das an ein Ende einer
hinteren Antriebswelle 30 gekoppelt ist, deren anderes
Ende an eine hintere Abtriebswelle 32 des Verteilergetriebes 22 gekoppelt
ist. Der vordere Antriebsstrang 14 enthält ein Paar Vorderräder 34, die
an einander abgewandten Enden einer Vorderachsbaugruppe 36 angebracht
sind, die ein vorderes Differential 38 hat, das an ein
Ende einer vorderen Antriebswelle 40 gekoppelt ist, deren
anderes Ende an eine vordere Abtriebswelle 42 des Verteilergetriebes 22 gekoppelt
ist. Zusätzlich
ist die Vorderachsbaugruppe 36 mit einem Achs-Trennsystem
ausgestattet, das eine Trennkupplung 44 und eine kraftbetriebene
Betätigerbaugruppe 46 enthält. Wie
es normalerweise der Fall ist, ist die Trennkupplung 44 in
einer „gesperrten" Betriebsart betätigbar,
um das vordere Differential 38 mit dem Rest der Vorderachsbaugruppe 36 zu
koppeln, um Antriebsdrehmoment von der vorderen Abtriebswelle 42 an
die Vorderräder 34 abzugeben.
Die Trennkupplung 44 ist ferner in einer „gelösten" Betriebsart betätigbar,
um das vordere Differential 38 von der Vorderachsbaugruppe 36 zu
entkoppeln, so dass die Vorderräder 34 von
der vorderen Abtriebswelle 42 getrennt sind. Die Betätigerbaugruppe 46 ist
dafür vorgesehen,
die Trennkupplung 44 zwischen ihrer gesperrten und ihrer
gelösten
Betriebsart zu schalten. Alternativ kann ein Rad-Trennsystem der
Art eingesetzt werden, die zwei Trennkupplungen hat, um das Vorderrad 34 mit
den Antriebswellen der Vorderachsbaugruppe 36 wahlweise zu
verbinden oder von diesen zu trennen. Verschiedene Varianten derartiger
Achs- und Rad-Trennsysteme kommen derzeit bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb
zum Einsatz. Bei diesen Anwendungsbeispielen wird die Trennkupplung
jeweils in die gesperrte Betriebsart geschaltet, wenn das Fahrzeug
in einer Vierrad-Antriebsart
arbeitet, und in die gelöste
Betriebsart geschaltet, wenn das Fahrzeug in einer Zweirad-Antriebsart
arbeitet.
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Wie
weiter in 1 dargestellt, enthält der Antriebszug 10 ferner
ein elektronisch gesteuertes Kraftübertragungssystem, das es dem
Fahrer ermöglicht,
zwischen einer Zweirad-Antriebsart, einer zuschaltbaren Vierrad-Antriebsart
und einer bedarfsabhängigen
Vierrad-Antriebsart zu wählen.
Dafür ist das
Verteilergetriebe 22 mit einer Übertragungskupplung 50 ausgestattet,
die betätigbar
ist, um Antriebsdrehmoment von der hinteren Abtriebswelle 32 an
die vordere Antriebswelle 42 zu übertragen, um die zuschaltbare
und die bedarfsabhängige
Vierrrad-Antriebsart einzustellen. Das Kraftübertragungssystem enthält ferner
eine kraftbetriebene Betätigerbaugruppe 52 zum
Betätigen
der Übertragungskupplung 50, Fahrzeugsensoren 54 zum
Erfassen bestimmter dynamischer Eigenschaften und Betriebseigenschaften des
Fahrzeugs, einen Betriebsartwähler 56,
der dem Fahrer das Wählen
einer der verfügbaren
Antriebsarten ermöglicht,
und eine Steuerung 58 zum Steuern der Betätigung der Betätigerbaugruppen 46 und 52 in Abhängigkeit
von Eingangssignalen von den Fahrzeugsensoren 54 und dem
Betriebsartwähler 56.
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Gemäß vorliegender
Erfindung kann die Übertragungskupplung 50 wahlweise
mit der hinteren Abtriebswelle 32 verbunden bzw. von dieser
getrennt werden. Wenn der Betriebsartwähler 56 die Wahl der
Zweirad-Antriebsart meldet, wird die Übertragungskupplung 50 von
der hinteren Abtriebswelle 32 getrennt und die Trennkupplung 44 wird
in ihre gelöste
Stellung geschaltet, wodurch das gesamte Antriebsdrehmoment von
dem Kraftzeug 16 an den hinteren Antriebsstrang 12 abgegeben
wird, wie noch ausführlicher
beschrieben wird. Wenn dagegen die zuschaltbare oder die bedarfsabhängige Vierrad-Antriebsart
gewählt
ist, wird die Übertragungskupplung 50 mit
der hinteren Abtriebswelle 32 verbunden und die Trennkupplung 44 wird
in ihre gesperrte Betriebsart geschaltet, wodurch die Übertragungskupplung 50 betätigbar ist,
um Antriebsdrehmoment an die vordere Abtriebswelle 42 und
den vorderen Antriebsstrang 14 abzugeben.
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Wie
speziell in den 2 und 3 dargestellt,
enthält
das Verteilergetriebe 22 eine Gehäusebaugruppe 60, die
an das Gehäuse
des Getriebes 20 anzuschrauben ist. Ein Antriebswellenstumpf 62 ist von
der Gehäusebaugruppe 60 drehbar
gelagert und zum Verbinden mit der Abtriebswelle des Getriebes 20 geeignet.
Wie zu erkennen ist, ist die hintere Abtriebswelle 32 zwischen
der Antriebswelle 62 und der Gehäusebaugruppe 60 drehbar
gelagert, während die
vordere Abtriebswelle 42 von der Gehäusebaugruppe 60 drehbar
gelagert ist. Gemäß der Darstellung
enthält
das Verteilergetriebe 22 ferner einen Planetenzahnradsatz 64 mit
einem Sonnenrad 66, einem an der Gehäusebaugruppe 60 befestigten
Hohlrad 68 und einem Satz Planetenräder 70, die mit dem Sonnenrad 66 und
dem Hohlrad 68 in Eingriff stehen. Jedes Planetenrad 70 ist
auf einer Planetenradwelle 72 drehbar gelagert, die zwischen
einer vorderen Trägerplatte 74 und
einer hinteren Trägerplatte 76 verlaufen,
die so miteinander verbunden sind, dass sie einen Planetenradträger 78 bilden.
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Der
Zahnradsatz 64 dient als Getriebeuntersetzungseinheit,
die in Verbindung mit einem Bereichswechselmechanismus 80 betätigbar ist,
um eine erste Antriebsverbindung zwischen Antriebswelle 62 und
hinterer Abtriebswelle 32 oder eine zweite Antriebsverbindung
zwischen Planetenradträger 78 und
hinterer Abtriebswelle 32 einzustellen. Der Bereichswechselmechanismus 80 enthält eine
Bereichsmuffe 82, die so angebracht ist, dass sie sich mit
der hinteren Abtriebswelle 32 dreht und auf ihr eine axiale
Gleitbewegung in zwei Richtung ausführen kann. Für die erste
Antriebsverbindung ist die Bereichsmuffe 82 in einer Hochbereich-Stellung
(H) angeordnet, so dass ihre inneren Kupplungszähne 84 mit äußeren Kupplungszähnen 86 auf
der Antriebswelle 62 in Eingriff stehen, wodurch die hintere
Abtriebswelle 32 von der Antriebswelle 62 direkt
angetrieben wird, um eine Hochbereich-Antriebsart einzustellen.
Für die
zweite Antriebsverbindung ist die Bereichsmuffe 82 in einer
Niedrigbereich-Stellung (L) angeordnet, so dass ihre äußeren Kupplungszähne 88 mit
auf einem ringförmigen
Vorsprung der hinteren Trägerplatte 76 ausgebildeten
inneren Kupplungszähnen 90 in
Eingriff stehen, wodurch die hintere Abtriebswelle 32 durch
einen Planetenradträger 78 mit einer
verringerten Drehzahl relativ zur Antriebswelle 62 angetrieben
wird, um eine Niedrigbereich-Antriebsart einzustellen. Eine neutrale
nichtangetriebene Antriebsart ist eingestellt, wenn die Bereichsmuffe 82 in
einer zentralen neutralen Stellung (N) angeordnet ist, wobei ihre
Kupplungszähne
weder mit den entsprechenden Kupplungszähnen auf der Antriebswelle 62 noch
mit den entsprechenden Kupplungszähnen an der hinteren Trägerplatte 76 in
Eingriff stehen, wodurch kein Antriebsdrehmoment auf die hintere
Abtriebswelle 32 übertragen
wird.
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Des
weiteren enthält
der Bereichswechselmechanismus 80 eine Bereichsgabelbaugruppe 92, umfassen
eine Schaltstange 94, die von in der Gehäusebaugruppe 60 ausgebildeten
Halteaufnahmen gehalten ist, eine an der Schaltstange 94 befestigte Bereichsgabel 96 und
ein Paar Zentrierfedern 97. Die Bereichsgabel 96 hat
eine Nut, in der eine Nase 98 an der Bereichsmuffe 82 aufgenommen
ist. Die Bereichsgabelbaugruppe 92 enthält außerdem einen Bereicdhsring 100,
der an der Schaltstange 94 befestigt ist und eine konturierte
Bereichsnut 102 hat. Als Mittel zum Betätigen des Bereichswechselmechanismus 80 enthält die kraftbetriebene Betätigerbaugruppe 52 gemäß der Darstellung
einen elektrisch betriebenen Drehbetätiger 104 mit einem
rotierenden Ausgangselement 106 und eine an dem Ausgangselement 106 befestigte
Sektorplatte 108. Ein Bereichsstift 110 ist an
der Sektorplatte 108 befestigt und in der Nut 102 des
Bereichsrings 100 gehalten. Somit bewirkt die Drehung der
Sektorplatte 108 auf die gesteuerte Betätigung des Drehbetätigers 104 hin,
dass der Bereichsstift 110 mit einer Kurvenscheibenfläche der
Bereichsnut 102 in Kontakt steht, die so konturiert ist,
dass eine entsprechende axiale Bewegung der Bereichsgabelbaugruppe 92 erzeugt
wird, um die Bereichsmuffe 82 in die gewählte Bereichsposition
zu bringen. Da der Zahnradsatz 64 und der Bereichswechselmechanismus 80 in
dem Verteilergetriebe 22 enthalten sind, kann der Betriebsartwähler 56 die Wahl
von zumindest fünf
unterschiedlichen Betriebsarten ermöglichen. Dazu gehören ein
Hochbereich-Zweiradantrieb, der Neutralbetrieb, ein zuschaltbarer
Hochbereich-Vierradantrieb und ein zuschaltbarer Niedrigbereich-Vierradantrieb
sowie ein bedarfsabhängiger
Hochbereich-Vierradantrieb.
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Weiter
zeigen die 2 und 3 Mittel zum Übertragen
von Antriebsdrehmoment von der hinteren Abtriebswelle 32 an
die vordere Abtriebswelle 42 durch die Übertragungskupplung 50.
Genauer gesagt ist ein Antriebsrad 112 drehfest mit einem
axialen Nabensegment 114 einer äußeren Trommel 116 verbunden,
die zu der Übertragungskupplung 50 gehört. Ein
Sicherungsring 118 platziert das Antriebsrad 112 axial
auf dem Nabensegment 114 und hält es auf diesem fest. Das
Nabensegment 114 ist mittels einer Lagerbaugruppe 120 auf
der hinteren Abtriebswelle 32 drehbar gelagert. Außerdem ist
ein angetriebenes Rad 122 drehfest an der vorderen Abtriebswelle 42 befestigt
und auf dieser durch einen Sicherungsring 124 axial gehalten.
Eine geschlossene Kraftkette 126 steht mit den Rädern 112 und 122 in
Eingriff. Somit ergibt eine Drehung der äußeren Trommel 116 der Übertragungskupplung 50 eine
Drehung der vorderen Abtriebswelle 42.
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Gemäß der Darstellung
ist die Übertragungskupplung 50 eine
mechanisch betätigte
Mehrscheiben-Kupplungsbaugruppe mit einer inneren Trommel 130,
die drehbar auf der hinteren Abtriebswelle 32 befestigt
ist und in einer Trommelkammer angeordnet ist, die durch ein Trommelsegment 132 der äußeren Trommel 116 gebildet
ist. Die innere Trommel 130 enthält eine integrale Reaktionsplatte 134 und
einen Satz innere Kupplungszähne 136,
die dazu geeignet sind, auf eine axiale Gleitbewegung der inneren
Trommel 130 relativ zur äußeren Trommel 116 hin
mit auf der hinteren Abtriebswelle 32 ausgebildeten externen
Kupplungszäh nen 138 in
Eingriff zu treten bzw. sich aus dem Eingriff mit diesen zu lösen. Wie
zu erkennen ist, sind eine Druckscheibe 140 und ein Sicherungsring 142 am
Ende des Nabensegments 114 der äußeren Trommel 116 vorgesehen. Die
Größe der axialen
Bewegung der inneren Trommel 130 relativ zur äußeren Trommel 116 ist
durch eine Anschlagschulter 144 an der hinteren Abtriebswelle 32 und
einen Haltering 146 begrenzt, der in einer Nut in der hinteren
Abtriebswelle 32 montiert ist. Die Übertragungskupplung 50 enthält ferner
einen Satz innere Kupplungsscheiben 148, die drehfest mit der
inneren Trommel 130 verbunden und auf einem Nabenvorsprung 150 zwischen
einer Stirnfläche 152 der
Reaktionsplatte 134 und einem in einer Nut auf dem Nabenvorsprung 150 montierten
Sicherungsring 154 gehalten sind. Außerdem ist ein Satz äußerer Kupplungsscheiben 156 drehfest
mit dem Trommelsegment 132 der äußeren Trommel 116 verbunden und
abwechselnd überlappend
mit den inneren Kupplungsscheiben 148 angeordnet. Die einander überlappenden
Kupplungsscheiben 148 und 156 bilden ein Mehrscheiben-Reibkupplungspaket 158.
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Wie
in den Zeichnungen dargestellt, enthält die Übertragungskupplung 50 ferner
eine Beaufschlagungsplatte 160, die durch eine drehfeste
Verbindung 162 mit der hinteren Abtriebswelle 32 verbunden
ist und Stirnfläche 164 hat,
die dazu geeignet ist, auf eine axiale Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160 relativ
zu der hinteren Abtriebswelle 32 hin mit dem Kupplungspaket 158 in
Kontakt zu treten bzw. sich von diesem zu lösen. Eine Drucklagerbaugruppe 166 ist
vorgesehen, um die Beaufschlagungsplatte 160 zum Steuern
der auf das Kupplungspaket 158 ausgeübten zusammendrückenden
Kupplungseinrückkraft
axial zu bewegen. Die Drucklagerbaugruppe 166 enthält eine
drehbar auf der hinteren Abtriebswelle 32 angebrachte Hülse 168,
eine an der Hülse 168 befestigte
Schubplatte 170 und ein zwischen einer Innenfläche der
Schubplatte 170 und einer Außenfläche der Beaufschlagungsplatte 160 gehaltenes
Drucklager 172. Ein Sicherungsring 174 legt die
Hülse 168 und
die Schubplatte 170 axial fest, während er eine Rückwärtsbewegung
derselben begrenzt. Die Übertragungskupplung 50 enthält ferner eine
erste Feder 176, die in der Trommelkammer angeordnet ist
und zwischen der inneren Trommel 130 und der äußeren Trommel 116 wirkt,
um die innere Trommel 130 in die in 3 dargestellte
Trennstellung vorzuspannen. Wenn die innere Trommel 130 in ihrer
Trennstellung angeordnet ist, stehen ihre Kupplungszähne 136 nicht
mit den Kupplungszähnen 138 auf
der hinteren Abtriebswelle 32 in Eingriff. Die Übertragungskupplung 50 enthält außerdem eine zweite
Feder 178, die zwischen der inneren Trommel 130 und
der Beaufschlagungsplatte 160 wirkt, um die Beaufschlagungsplatte 160 in
die in 3 dargestellte „gelöste" Stellung vorzuspannen. Befindet sich
die Beaufschlagungsplatte 160 in ihrer gelösten Stellung,
so ist sie von dem Kupplungspaket 158 getrennt.
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Die
Drehung der Sektorplatte 108 dient nicht nur zum Steuern
der Bewegung der Bereichsgabelbaugruppe 92, sondern auch
zum Steuern der axialen Position der Beaufschlagungsplatte 160 relativ
zu dem Kupplungspaket 158. Zum Umwandeln der Drehbewegung
der Sektorplatte 108 in eine axiale Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160 ist
ein Hebelarm 180 z.B. durch ein Kugelgelenk 182 schwenkbar
an der Gehäusebaugruppe 60 montiert
und hat eine gegabelte Stange 184, die auf die Schubplatte 170 einwirkt.
An einem geflanschten Ende 186 des Hebelarms 180 ist
ein Stift 188 befestigt, an dem eine Rolle 190 gelagert
ist. Die Rolle 190 berührt
eine profilierte Kante, im folgenden als Bereichskurvenfläche 192 bezeichnet,
der Sektorplatte 108, so dass eine gesteuerte Drehung der
Sektorplatte 108 eine entsprechende Schwenkbewegung des
Hebelarms 180 erzeugt, wodurch wiederum die axiale Bewegung
der Schubplatte 170 und der Beaufschlagungsplatte 160 gesteuert
wird. Vorzugsweise ist der Drehbetätiger 104 eine Getriebemotor/Schrittgeber-Baugruppe,
die elektrische Steuersignale von der Steuerung 58 empfängt, um
die Richtung und Größe der Drehbewegung
des Ausgangselements 106 zu steuern.
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Wie
in 4 dargestellt, definiert die Sektorplatte 108 sechs
unterschiedliche Positionen, die mit „4WL-LOCK", „4WL-ADAPT", „NEU", „2WH", „4WH-ADAPT" und „4WH-LOCK" bezeichnet sind. Genauer
gesagt dient die Drehung der Sektorplatte 108 um die Achse „A" zum Bewegen der
Rolle 190 entlang einer Wirkungslinie „B" bedingt durch das Profil der Kurvenfläche 192 und
bewirkt dadurch die Schwenkbewegung des Hebelarms 180.
Eine derartige Drehung der Sektorplatte 108 bewirkt zudem
die koordinierte Bewegung der Bereichsgabelbaugruppe 92,
da der Bereichsstift 110 mit der Kurvenscheibenfläche der
Bereichsnut 102 ein Eingriff steht.
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Wenn
der Hochbereich-Zweiradantrieb gewählt ist, sendet der Betriebsartwähler 56 das
entsprechende Signal an die Steuerung 58, die ihrerseits
ein elektrisches Signal an den Drehbetätiger 104 sendet,
um eine Drehung der Sektorplatte 108 in ihre 2WH-Stellung
zu bewirken. Diese Drehung der Sektorplatte 108 in ihre
2WH-Stellung bewirkt,
dass der Bereichsstift an der Kurvenfläche der Bereichsnut 102 zur
Anlage kommt, um die Bereichsmuffe 82 in ihrer H-Stellung
axial anzuordnen.
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Diese
Drehung bewirkt zudem, dass die Rolle 190 ein erstes Kantensegment 194 der
Betriebsartkurvenfläche 192 berührt, das
den Hebelarm 180 schwenkend positioniert, so dass die zweite
Feder 178 in der Lage ist, die Beaufschlagungsplatte 160 in ihre
gelöste
Stellung vorzuspannen, was wiederum die erste Feder 176 in
die Lage versetzt, die innere Trommel 130 in ihre Trennstellung
vorzuspannen. Wie in 3 dargestellt, ist die Übertragungskupplung 50 von
der hinteren Abtriebswelle 32 getrennt, und es wird kein
Antriebsdrehmoment auf die äußere Trommel 116 übertragen.
Wenn die Übertragungskupplung 50 gelöst ist,
ist das Kupplungspaket 158 von der mitgenommenen Verbindung
mit der hinteren Abtriebswelle 32 gelöst, so dass keine Relativdrehung
zwischen der inneren Trommel 130 und der äußeren Trommel 116 aufgrund
von Mitnahme zwischen den einander überlappenden Kupplungsscheiben
auftritt. Außerdem
sendet die Steuerung 58 ein Signal an die Betätigerbaugruppe
46 zum Schalten der Trennkupplung 44 in ihre gelöste Stellung.
Wenn der Hochbereich-Zweiradantrieb gewählt ist, wird somit das gesamte
Drehmoment von der hinteren Abtriebswelle 32 an den hinteren
Antriebsstrang 12 abgegeben.
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Ist
der Neutralbetrieb gewählt,
sendet die Steuerung 58 das entsprechende elektrische Signal an
den Betätiger 104,
um die Sektorplatte 108 aus ihrer 2WH-Stellung in ihre
NEU-Stellung zu drehen. Diese Drehung bewirkt, dass der Bereichsstift 102 die
Kurvenscheibenfläche
der Bereichsnut 102 in dem Ring 100 berührt, um
die Bereichsmuffe 82 in ihre N-Stellung zu bewegen. Gleichzeitig
bewirkt diese Drehung der Sektorenplatte 108, dass die
Rolle 190 an dem ersten Kantensegment 194 der
Betriebsartkurvenfläche 192 entlang
läuft,
bis sie in einer vertieften Arretierung 196 platziert ist.
Wenn die Rolle 190 in der Arretierung 196 sitzt,
ist die Beaufschlagungsplatte 160 in ihrer gelösten Stellung
gehalten. Somit ist sowohl der Zahnradsatz 64 als auch
die Übertragungskupplung 50 von
der hinteren Abtriebswelle 32 getrennt, so dass an keinen
der Antriebsstränge
Antriebsdrehmoment über
das Verteilergetriebe 22 übertragen wird. Außerdem ist
die Trennkupplung 44 in ihrer gelösten Stellung gehalten.
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Danach,
wenn der zuschaltbare Niedrigbereich-Vierradantrieb gewählt ist,
wird die Sektorenplatte 108 durch den Betätiger 104 aus
ihrer NEU-Stellung in ihre 4WL-LOCK-Stellung
gedreht. Diese Drehung veranlasst die Rolle 190, sich aus
der Arretierung 196 zu bewegen und zunächst ein zweites Kantensegment 198 der
Betriebsartkurvenfläche 192 zu
berühren.
Das Profil des zweiten Kantensegments 198 bewirkt eine
Schwenkbewegung des Hebelarms 180, was wiederum die Be aufschlagungsplatte 160 veranlasst,
sich aus ihrer gelösten
Stellung in eine Stellung zu bewegen, in der sie mit dem Kupplungspaket 158 in
Kontakt steht. Diese axiale Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160 bewirkt
das Zusammendrücken
der zweiten Feder 178, während die erste Feder 176 die
innere Trommel 130 in ihrer Trennstellung hält. Da die
Beaufschlagungsplatte 160 drehfest mit der hinteren Abtriebswelle 32 verbunden
ist, bewirkt dieser Kontakt mit dem Kupplungspaket 158,
dass das Kupplungspaket 158 gegen den Reaktionsflansch 134 zusammengedrückt wird,
wodurch die Drehung sowohl der inneren Trommel 130 als
auch der äußeren Trommel 116 hervorgerufen
wird. Sobald sich die Sektorenplatte 108 in die mittlere
4WL-ADAPT-Stellung gedreht hat, befindet sich die Rolle 190 am
Schnittpunkt des zweiten Kantensegments 198 und eines dritten
Kantensegments 200. An diesem Punkt hat die Drehgeschwindigkeit
der inneren Trommel 130 zugenommen, so dass sie mit der
Drehgeschwindigkeit der hinteren Abtriebswelle 32 synchron
ist. Die innere Trommel 130 selbst bewegt sich in ihre
Verbindungsstellung, während
sie die erste Feder 176 zusammendrückt, wodurch ihre Kupplungszähne 136 mit
den Kupplungszähnen 138 auf
der hinteren Abtriebswelle 32 in Eingriff kommen, um die
innere Trommel 130 drehbar mit der hinteren Abtriebswelle 32 zu
koppeln. Somit wirkt das zweite Kantensegment 198 als Synchronisationsrampenfläche, um
die innere Trommel 130 mit der hinteren Abtriebswelle 32 zu
synchronisieren und nachfolgend zu koppeln. Eine weitere Drehung
der Sektorenplatte 108 aus ihrer 4WL-ADAPT-Stellung auf
ihre 4WL-LOCK-Stellung
zu bewirkt, dass die Rolle 190 gegen das dritte Kantensegment 200 läuft. Das
Profil des dritten Kantensegments 200 bewirkt eine weitere
Schwenkbewegung des Hebelarms 180, was wiederum in einer
fortgesetzten axialen Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160,
des Kupplungspakets 158 und der inneren Trommel 130 resultiert.
Wenn sich die Sektorenplatte 108 in ihrer 4WL-LOCK-Stellung
befindet, stößt die innere
Trommel 130 an die Anschlagschulter 144, um ihre
weitere axiale Bewegung relativ zu der äußeren Trommel 130 zu
verhindern. Außerdem
wird das Kupplungspaket 158 vollständig zusammengedrückt, um
die äußere Trommel 116 fest
mit der inneren Trommel 130 zu verbinden, wodurch die Übertragungskupplung 50 vollständig eingerückt ist,
um den zuschaltbaren Vierrad-Antriebsbetrieb einzustellen.
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Gleichzeitig
mit dem Verbinden und dem vollständigen
Einrücken
der Übertragungskupplung 50 bewirkt
die Drehung der Sektorenplatte 108 aus ihrer NEU-Stellung in ihre
4WL-LOCK-Stellung, dass der Bereichsstift 110 die Kurvenscheibenfläche der
Nut 102 in dem Bereichsring 100 berührt, um
die Bereichsmuffe 82 aus ihrer N-Stellung in ihre L-Stellung zu
bewegen. Außerdem
aktiviert die Steuerung 58 die Betätigerbaugruppe 46,
die Trennkupplung 44 in ihre gesperrte Betriebsart zu schalten,
sobald der Betriebsartwähler 56 die
Wahl des zuschaltbaren Niedrigbereich-Vierradantriebs meldet. Nachfolgendes Schalten
des Verteilergetriebes 22 in den Neutralbetrieb oder den
Hochbereich-Zweiradantrieb bewirkt die entgegengesetzte Drehung
der Sektorenplatte 108, um der Beaufschlagungsplatte 160 die
Rückkehr
in ihre gelöste
Stellung zu ermöglichen,
in der die erste Feder 176 in der Lage ist, die innere
Trommel 130 aus ihrer Verbindungsstellung in ihre Trennstellung
zu drücken,
um die Übertragungskupplung 50 zu
lösen.
Obwohl gewöhnlich
nicht verwendet, ist ein bedarfsabhängiger Niedrigbereich-Vierradantrieb verfügbar, um
das über
die Übertragungskupplung 50 übertragene
Drehmoment durch Steuern der Stellung der Sektorenplatte 108 zwischen
ihrer 4WL-ADAPT-Stellung
und ihrer 4WL-LOCK-Stellung zu modulieren. Ein Steuerschema ähnlich dem
im folgenden für
den bedarfsabhängigen
Hochbereich-Vierradantrieb kann verwendet werden, um die bedarfsabhängige Betätigung der Übertragungskupplung 50 im
Niedrigbereich regulierbar zu steuern, wenn eine derartige Antriebsart
verfügbar
ist.
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Wenn
der Fahrer den Betriebsartwähler 56 betätigt, um
vom Hochbereich-Zweiradantrieb in den bedarfsabhängigen Hochbereich-Vierradantrieb
zu schalten, wird der Drehbetätiger 104 von
der Steuerung 58 zum Drehen der Sektorenplatte 108 aus
ihrer 2WH-Stellung in ihre 4WH-ADAPT-Stellung betätigt. Diese
Bewegung bewirkt, dass die Rolle 190 das erste Kantensegment 194 verläßt und gegen
ein viertes Kantensegment 202 der Betriebsartkurvenfläche 192 zur
Anlage kommt. Das Profil des vierten Kantensegments 202 bewirkt
eine Schwenkbewegung des Hebelarms 180 zum Bewegen der
Beaufschlagungsplatte 160 aus ihrer gelösten Stellung in eine „Bereit"-Stellung. Diese
Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160 in ihre Bereit-Stellung
bewirkt das Zusammendrücken
der zweiten Feder 178, während die erste Feder 176 die
innere Trommel 130 in ihrer Trennstellung hält. Außerdem drückt die
Beaufschlagungsplatte 160 das Kupplungspaket 158 gegen
den Reaktionsflansch 134 zusammen, um zu bewirken, dass
sich die innere Trommel 130 und die äußere Trommel 116 mit
der Beaufschlagungsplatte 160 drehen. Sobald die Geschwindigkeit
der inneren Trommel 130 und diejenige der hinteren Abtriebswelle 32 synchron
sind, bewegt sich die innere Trommel 130 in ihre Verbindungsstellung,
wobei ihre Kupplungszähne 136 mit
den Kupplungszähnen 138 auf
der hinteren Abtriebswelle 32 in Eingriff stehen. Somit
wirkt das vierte Kantensegment 202 als Synchronisationsrampenfläche zum
Synchronisieren und nachfolgenden Koppeln der Übertragungskupplung 50 und
der hinteren Abtriebswelle 32. Zudem dient diese axiale Bewegung
der inneren Trommel 130 in ihre Trennstellung, während die
Beaufschlagungsplatte 160 in ihrer Bereit-Stellung gehalten
wird, dazu, die auf das Kupplungspaket 158 ausgeübte zusammendrückende Kupplungseinrückkraft
zu lösen,
so dass ein vorbestimmtes minimales Verhältnis der Drehmomentverteilung
zwischen der hinteren Abtriebswelle 32 und der vorderen
Abtriebswelle 42 eingestellt ist. Danach sendet die Steuerung 58 ein
Signal an die Betätigerbaugruppe 46,
um die Trennkupplung 44 in ihren gesperrten Betrieb zu
schalten. Außerdem
ist das Profil der Bereichsnut 100 so beschaffen, dass
die Drehung der Sektorenplatte 108 zwischen ihrer 2WH-Stellung und ihrer
4WH-ADAPT-Stellung die Bereichsmuffe 82 in ihrer H-Stellung
hält.
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Wenn
die Übertragungskupplung 50 nicht gelöst ist und
das Verteilergetriebe 22 in seinem bedarfsabhängigen Hochbereich-Vierradantrieb
arbeitet, steuert die Steuerung 58 automatisch den Betrag an
Antriebsdrehmoment, der an die vordere Abtriebswelle 42 übertragen
wird, indem sie die Drehung der Sektorenplatte 108 in zwei
Richtungen zwischen ihrer 4WH-ADAPT-Stellung und ihrer 4WH-LOCK-Stellung steuert.
Diese Drehung der Sektorenplatte 108 bewirkt, dass die
Rolle 190 an einem fünften
Kantensegment 204 der Betriebsartkurvenfläche 198 entlang
läuft.
Das Profil des fünften
Kantensegments 204 bewirkt eine Schwenkbewegung des Hebelarms 180 zum
Bewegen der Beaufschlagungsplatte 160 zwischen ihrer Bereit-Stellung
und einer „gesperrten" Stellung. Befindet
sich die Sektorenplatte 108 in ihrer 4WH-ADAPT-Stellung,
so ist die Beaufschlagungsplatte 160 in ihrer Bereit-Stellung
angeordnet und ein vorbestimmter minimaler Prozentsatz an Drehmoment
wird von der hinteren Abtriebswelle 32 an die vordere Abtriebswelle 42 übertragen.
Vorzugsweise liegt der minimale Prozentsatz an durch die Übertragungskupplung 50 an
die vordere Abtriebswelle 42 übertragenem Drehmoment im Bereich
von beispielsweise drei bis zehn Prozent, so dass jegliches Spiel
durch Vorladen des vorderen Antriebsstrangs 14 in Vorbereitung
auf die bedarfsabhängige
Steuerung der Übertragungskupplung 50 in
Hochbereich aufgenommen wird. Befindet sich die Sektorenplatte 108 dagegen
in ihrer 4WH-LOCK-Stellung,
so ist die Beaufschlagungsplatte 160 in ihrer gesperrten
Stellung angeordnet, wobei die innere Trommel 130 an der
Schulter 144 anliegt und das Kupplungspaket 158 vollständig zusammengedrückt ist,
so dass ein maximaler Prozentsatz an Drehmoment an die vordere Abtriebswelle 42 übertragen
wird. Der maximale Prozentsatz an Drehmoment, der zum Übertragen
an die vordere Ab triebswelle 42 verfügbar ist, beträgt fünfzig Prozent.
Das Profil der Bereichsnut 100 ist so beschaffen, dass
diese Drehung der Sektorenplatte 108 zwischen ihrer 4WH-ADAPT-Stellung
und ihrer 4WH-LOCK-Stellung die Bereichsmuffe 82 in ihrer H-Stellung
hält.
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Vorzugsweise
gehören
zu den Fahrzeugsensoren 54 ein Drehzahlsensor für die hintere
Abtriebswelle und ein Drehzahlsensor für die vordere Abtriebswelle.
Wenn das Verteilergetriebe 22 in der bedarfsabhängigen Antriebsart
arbeitet, berechnet die Steuerung die Drehzahldifferenz zwischen
den Abtriebswellen 32 und 42 anhand der von den
Drehzahlsensoren gelieferten Sensorsignale. Ausgehend von der Größe der Geschwindigkeitsdifferenz
sendet die Steuerung 58 Steuersignale an den Drehbetätiger 104,
um die Drehstellung der Sektorenplatte 108 zwischen ihrer
4WH-ADAPT-Stellung und ihrer 4WH-LOCK-Stellung zu steuern, um die
Relativdrehung (d.h. Schlupf) zwischen den Abtriebswellen 32 und 42 adaptiv
zu steuern. Selbstverständlich
kann bei der Übertragungskupplung 50 jedes
beliebige Kupplungssteuerschema zum automatischen und adaptiven
Steuern der Drehmomentverteilung über eine modulierbare Kupplungsbaugruppe
verwendet werden, basierend auf Signalen, die von weiteren Sensoren
(d.h. Beschleunigung, Lenkwinkel, Bremsen, Motordrehmoment, etc.)
geliefert werden, die zusammen als Fahrzeugsensoren 54 bezeichnet sind.
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Wenn
der zuschaltbare Hochbereich-Vierradantrieb gewählt ist, wird die Sektorenplatte 108 in ihre
4WH-LOCK-Stellung gedreht, die wie oben erwähnt die Rolle 190 veranlasst,
gegen das fünfte Kantensegment 204 zur
Anlage zu kommen, um den Hebelarm 180 zu schwenken, um
die Beaufschlagungsplatte 160 in ihre Sperrstellung zu
bewegen, in der eine maximale Kupplungseinrückkraft auf das Kupplungspaket 158 ausgeübt wird,
wodurch die vordere Abtriebswelle 42 drehbar mit der hinteren
Abtriebswelle 32 verbunden wird. Vorzugsweise ist die Betätigerbaugruppe 52 mit
einer Bremseinheit ausgestattet, die betätigbar ist, um das Ausgangselement 106 des
Betätigers 104 festzuhalten,
um die Sektorenplatte 108 in der 4WL-LOCK-Stellung oder der
4WH-LOCK-Stellung zu halten, wenn der entsprechende zuschaltbare
Niedrigbereich-Vierradantrieb oder Hochbereich-Vierradantrieb gewählt ist. Die
Bremseinheit dient dazu, die Bedienungsanforderungen des Betätigers 104 zu
minimieren, die notwendig sind, um die Übertragungskupplung 50 in vollständig eingerücktem Zustand
zu halten. Für
die Schmierung ist das Verteilergetriebe 22 mit einer wellengetriebenen
Schmiermittelpumpe 210 ausgestattet, die Fluid aus einem
Reservoir innerhalb der Gehäusebaugruppe 60 an
ei nen zentralen Kanal 212 in der hinteren Abtriebswelle
befördert. Über eine
Reihe radialer Öffnungen 214 wird
Schmiermittel an die zu schmierenden Bauteile und Flächen abgegeben.
Wie zu erkennen ist, ermöglichen
radiale Öffnungen 216 in
der inneren Trommel 130 dem Schmiermittel das Kühlen des
Kupplungspakets 158.
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Vorstehende
Beschreibung offenbart und beschreibt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Übertragungskupplung 50 könnte jedoch
bei einstufigen Verteilergetrieben verwendet werden, bei denen der
Zahnradsatz 64 und der Bereichswechselmechanismus 80 entfallen. Auch
könnte
die Bewegung der Beaufschlagungsplatte durch Alternativen zu der
dargestellten Anordnung aus Hebelarm und Sektorplatte erreicht werden.
Beispielsweise könnte
ein hydraulisches Steuerventil, gesteuert von der Steuerung 58,
verwendet werden, um den Fluiddruck zu regulieren, der an eine Druckkammer
abgegeben wird, um die Bewegung eines Kolbens relativ zu der Beaufschlagungsplatte 160 oder
dem Kupplungspaket 158 zu steuern. Als weitere Alternative
könnte
ein elektromagnetischer Betätiger
die Betätigung
eines Kugelrampenbetätigers
steuern, um die Bewegung der Beaufschlagungsplatte 160 zu
steuern. Somit wird der Fachmann ohne weiteres erkennen, dass derartige
Variationen, Modifikationen und/oder Alternativen als Äquivalente
zu dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel
erachtet werden und eingesetzt werden können, ohne vom eigentlichen
Gedanken und Umfang der Erfindung gemäß den folgenden Ansprüchen abzuweichen.