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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Differentialbegrenzungseinrichtung für eine Differentialeinrichtung
und speziell eine Differentialbegrenzungseinrichtung für eine Differentialeinrichtung,
die eine Kupplungseinrichtung hat.
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Herkömmlicherweise
weist eine Differentialeinrichtung eine Differentialbegrenzungseinrichtung
auf, die zusätzlich
ein vorbestimmtes Differentialbegrenzungsdrehmoment als ein Anfangsdrehmoment
aufbringt, und im Fall von Schlupf der einen von den Ausgangswellen überträgt es ein
Drehmoment auf die andere Ausgangswelle unter Umgehung der einen
Ausgangswelle.
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Eine
Differentialbegrenzungseinrichtung, die eine hydraulische Lamellenkupplung
aufweist, ist bekannt. In einer Zentraldifferentialeinrichtung vom
Planetenradtyp, die in der ungeprüften JP-Patentveröffentlichung
Nr. Hei. 5-112 149 angegeben ist, ist eine hydraulische Lamellenkupplung
zwischen einem Träger
und einer Antriebswelle vorgesehen.
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Die
hydraulische Lamellenkupplung erzeugt ein Differentialbegrenzungsdrehmoment
in Abhängigkeit
von einem Schlupf des Hinterrads oder dergleichen. In dieser hydraulischen
Lamellenkupplung wird ein Differentialbegrenzungsdrehmoment von
einer Kupplungseinrichtung vom Lamellentyp erzeugt. Somit kann ein
relativ großes
Drehmoment erzeugt werden.
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Andererseits
benötigt
die hydraulische Lamellenkupplung eine Hydraulikeinrichtung zur
Durchführung
einer Einrücksteuerung
der Kupplungseinrichtung. Daher wird die Konstruktion kompliziert.
Bei manchen Konstruktionen der Differentialeinrichtung ist es schwierig,
eine Hydraulikdruckquelle anzubringen.
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Die
US 4 757 727 zeigt eine
Differentialbegrenzungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialbegrenzungseinrichtung für eine Differentialeinrichtung
anzugeben, wobei die Differentialbegrenzungseinrichtung imstande
ist, eine Einrücksteuerung
einer Lamellenkupplungseinrichtung mit einer einfachen Konstruktion
auszuführen.
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Die
vorstehend angegebene Aufgabe kann gelöst werden mit einer Differentialbegrenzungseinrichtung
für eine
Differentialeinrichtung, wobei die Differentialbegrenzungseinrichtung
relative Drehungen einer Welle begrenzt, um Antriebskraft in einen Träger einzuleiten
und von dem Träger
abzunehmen, der mit der Welle ausgefluchtet ist, wobei die Differentialbegrenzungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung folgendes aufweist:
eine mit der Welle ausgefluchtete
Kupplungseinrichtung zum Eingriff mit der Welle und dem Träger;
einen
ringförmigen
Kupplungskolben, der gemeinsam mit der Welle gedreht wird und in
einer Axialrichtung der Welle zurückziehbar bewegbar ist, so
daß auf
die Kupplungseinrichtung Druck aufgebracht wird;
vorspringende
Teile, die in der Axialrichtung vorspringen und jeweils ein Ende
haben, das dem Kupplungskolben gegenüberliegt; und
Nockenkämme, die
an einer Oberfläche
des Kupplungskolbens gebildet sind und den vorspringenden Teilen
gegenüberliegen,
wobei die Nockenkämme
jeweils in Gleitkontakt mit den Enden der vorspringenden Teile gebracht
werden;
wobei sich die vorspringenden Teile entlang den Nockenkämmen des
Nockenteils zurückziehbar
bewegen, um den Kupplungskolben in der Axialrichtung zu bewegen,
wenn sich der Träger
und die Welle relativ zueinander drehen;
wobei jeder von den
Nockenkämmen
Nockenoberflächen
hat, die so ausgebildet sind, daß sie in bezug auf eine Richtung
ihrer Drehung relativ zu dem vorspringenden Teil asymmetrisch ausgebildet
sind.
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Bei
einer Ausführungsform
der Differentialbegrenzungseinrichtung ist es vorteilhaft, daß die Differentialeinrichtung
eine Differentialeinrichtung vom Planetenradtyp ist, die folgendes
aufweist: ein Sonnenrad, das an der Welle vorgesehen ist; Ritzel,
die mit dem Sonnenrad kämmen;
und Ritzelwellen, welche die Ritzel an dem Träger drehbar abstützen, und wobei
die vorspringenden Teile mit den Ritzelwellen ausgebildet sind,
die von dem Träger
vorspringen.
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Außerdem ist
es bei einer Ausführungsform der
Differentialbegrenzungseinrichtung vorteilhaft, daß eine maximale
Verlagerung des Kupplungskolbens durch die Nockenkämme in der
Axialrichtung kleiner als eine Hublänge des Kupplungskolbens ist, innerhalb
welcher der Kupplungskolben zurückziehbar
bewegbar ist, und die Nockenkämme
kontinuierlich in Ringgestalt ausgebildet sind.
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Ferner
kann eine Ausführungsform
der Differentialbegrenzungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
folgendes aufweisen: elastische Elemente, die zwischen dem Kupplungskolben
und der Kupplungseinrichtung angeordnet sind, um Druck auf die Kupplungseinrichtung
aufzubringen.
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Außerdem weist
eine Ausführungsform
der Differentialbegrenzungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ferner ein elastisches Element auf, das in der Kupplungseinrichtung
angeordnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine mechanische Anordnung einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung
für ein
Vierradantriebsfahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Längsschnitt
durch eine Zentraldifferentialeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Kupplungskolbens gemäß der ersten
Ausführungsform;
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4 ist
eine Abwicklung eines Nockenteils gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 ist eine erläuternde Darstellung einer Bewegung
eines Kupplungskolbens, die auf Nockenkämmen basiert, gemäß der ersten
Ausführungsform;
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6 ist eine erläuternde Darstellung zur Erklärung einer
Modifikation von Nockenkämmen;
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7 ist
eine erläuternde
Darstellung zur Erklärung
einer anderen Modifikation von Nockenkämmen;
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8 ist
ein Längsschnitt
durch eine Zentraldifferentialeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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9 ist
ein Längsschnitt
durch eine Zentraldifferentialeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die 1 bis 7 zeigen
eine erste Ausführungsform
der Erfindung. Dabei ist 1 eine schematische Ansicht
eines Antriebskraftverteilungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung für
ein Fahrzeug mit Vierradantrieb. 2 ist ein
Schnitt durch eine Zentraldifferentialeinrichtung. 3 zeigt
eine Perspektivansicht eines Kupplungskolbens.
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4 zeigt
eine Abwicklung eines Nockenteils. 5 zeigt
eine erläuternde
Darstellung zur Veranschaulichung des Betriebs eines Kupplungskolbens
auf der Basis von Nockenkämmen. 6 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung
einer Modifikation eines Nockenkamms. 7 zeigt
eine erläuternde
Darstellung zur Veranschaulichung einer anderen Modifikation eines
Nockenkamms.
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In 1 bezeichnet 1 eine
vertikal montierte Transaxle-Einheit, die ein Antriebssystem für ein Fahrzeug
mit Vierradantrieb ist. Die Transaxle-Einheit 1 hat ein
Drehmomentwandlergehäuse 2 und
ein Differentialgehäuse 3,
die im vorderen Teil der Transaxle-Einheit 1 angeordnet
und integral mit der Transaxle-Einheit 1 ausgebildet sind.
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Ein
Getriebegehäuse 4 ist
mit den Hinterenden der genannten Gehäuse 2 und 3 verbunden.
Ein Getriebefortsatz 5 ist mit dem Hinterende des Getriebegehäuses 4 verbunden.
Eine Kraftübertragungseinrichtung
ist in dem Getriebefortsatz 5 installiert. Eine Ölwanne 6 ist
an der Unterseite des Getriebegehäuses 4 angebracht.
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10 bezeichnet
einen Motor. Eine Kurbelwelle 11 des Motors 10 ist
mit dem Eingang eines Drehmomentwandlers 13 gekoppelt,
der eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 12 hat,
die in dem Drehmomentwandlergehäuse 2 angeordnet
ist. Eine Getriebeeingangswelle 14 eines Automatikgetriebes 30,
das in dem Getriebegehäuse 4 angeordnet
ist, ist mit der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 13 gekoppelt.
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Eine
Ausgangswelle (Getriebeausgangswelle) 15 des Automatikgetriebes 30 ist
mit der Eingangswelle (Getriebeeingangswelle) 14 ausgefluchtet.
Die Getriebeausgangswelle 15 ist mit dem Eingang einer
Zentraldifferentialernrichtung 50 gekoppelt, die in dem
Getriebefortsatz 5 angeordnet ist. Eine Vorderachsenantriebswelle 16 und
eine Hinterachsenantriebswelle 20 als Wellenteile sind
auf verteilte Weise mit dem Ausgang der Zentraldifferentialeinrichtung 50 gekoppelt.
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Die
Vorderachsenantriebswelle 15 ist parallel mit der Eingangswelle 14 und
der Getriebeausgangswelle 15 in dem Getriebegehäuse 4 angeordnet.
Das Hinterende der Vorderachsenantriebswelle 16 ist mit
der Zentraldifferentialeinrichtung 50 durch ein Untersetzungsgetriebepaar 17 und 18 gekoppelt. Das
Vorderende der Vorderachsenantriebswelle 16 weist eine
Vorderachsendifferentialeinrichtung 19 auf, die in dem
Differentialgehäuse 3 angeordnet
ist.
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Die
Vorderradausgangswelle (nicht gezeigt) zur Abstützung der Vorderräder über die
Achse ist mit der Vorderachsendifferentialeinrichtung 19 gekoppelt.
Die Hinterachsenantriebswelle 20 ist an der Hinterradausgangswelle
(nicht gezeigt) zur Abstützung der
Hinterräder über die
Achse durch eine Kardanwelle 21, eine Hinterachsendifferentialeinrichtung 22 und
der gleichen vorgesehen.
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Das
Automatikgetriebe 30 weist ein vorderes Planetengetriebe 31 und
ein hinteres Planetengetriebe 32 auf. In Verbindung mit
dem hinteren Planetengetriebe 32 weist das vordere Planetengetriebe 31 folgendes
auf: eine Hochdrehmomentkupplung 33, eine Rückwärtskupplung 34,
ein Bremsband 35, eine Vorwärtskupplung 36, einen
Schaltfreilauf 37, eine Niedrigdrehmoment-/Rückwärtskupplung 38 und Freilaufkupplungen 39 und 40.
Einige dieser Reibeingriffelemente werden selektiv eingerückt, so
daß eine Gangschaltstufe
eines Vorwärts-Vierganggetriebes und
eines Rückwärts-Einganggetriebes
gebildet wird.
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Im
vorderen Teil des Automatikgetriebes 30 verbindet eine Ölpumpe 41 eine
Pumpenradhülse 13a mit
einer Antriebswelle 42 und treibt diese ständig an.
Ein Steuerventilkörper 43 ist
in der Ölwanne 6 enthalten.
Der Steuerventilkörper 43 liefert Öl an die vorstehenden
Reibeingriffelemente und leitet Öl
von ihnen ab, so daß das
Ein- und Ausrücken
dieser Elemente individuell gesteuert wird.
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Die
Zentraldifferentialeinrichtung 50 besteht aus einer Differentialeinrichtung
vom Planetenradtyp. Dabei ist, wie 2 zeigt,
ein erstes Sonnenrad 51 mit großem Durchmesser integral mit
der Getriebeausgangswelle 15. Eine Vielzahl (z. B. drei)
von ersten Ritzeln 52 mit kleinem Durchmesser kämmen mit
dem ersten Sonnenrad 51 und sind voneinander äquidistant
beabstandet.
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Ein
zweites Sonnenrad 53 mit kleinem Durchmesser ist mit der
Hinterachsenantriebswelle 20 integral. Eine Vielzahl (z.
B. drei) von zweiten Ritzeln 54 mit großem Durchmesser kämmen mit
dem zweiten Sonnenrad und sind voneinander äquidistant beabstandet.
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Die
ersten und die zweiten Ritzel 52 und 54 sind jeweils
integral mit Ritzelelementen 55 ausgebildet. Die Ritzelelemente 55 sind
an Ritzelwellen 57, die an einem Träger 56 befestigt sind,
drehbar abgestützt.
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Die
Getriebeausgangswelle 15 ist am Vorderende des Trägers 56 angeordnet
und in den Träger eingesetzt
und darin drehbar. Die Hinterachsenantriebswelle 20 ist
an dem Hinterende des Trägers
angeordnet und in den Träger
eingesetzt und darin drehbar. Das erste Sonnenrad 51 und
das zweite Sonnenrad 53 sind in dem zentralen Raum davon
angeordnet. Die Ritzelwellen 57 sind horizontal angeordnet,
so daß die
ersten Ritzel 52 mit dem ersten Sonnenrad 51 kämmen und
die zweiten Ritzel 54 mit dem zweiten Sonnenrad 53 kämmen.
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Das
Untersetzungsgetriebe 17 ist an dem Träger 56 befestigt.
Eine Antriebskraft, die durch die Ritzelwellen 57 auf den
Träger 56 übertragen
wird, wie in 1 gezeigt ist, wird auf die
Vorderräder über die
Untersetzungsgetriebe 17 und 18, die Vorderachsenantriebswelle 16 und
die Vorderachsendifferentialeinrichtung 19 übertragen.
Eine Antriebskraft, die von der Hinterachsenantriebswelle 20 auf
das zweite Sonnenrad 53 übertragen wird, wird auf die
Hinterräder über die
Hinterachsendifferentialeinrichtung 22 übertragen.
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Eine
Differentialbegrenzungseinrichtung 60 vom Lamellentyp ist
an dem hinteren Teil der Zentraldifferentialeinrichtung 50 vorgesehen
und bewirkt eine Differentialbegrenzung zwischen den Vorder- und
Hinterrädern.
Die Differentialbegrenzungseinrichtung 60 besteht aus einer
Kupplungstrommel 61, die an dem Hinterende des Trägers 56 be festigt
ist, und einer Kupplungsnabe 62, die innerhalb der Kupplungstrommel
auf die Hinterachsenantriebswelle 20 aufgekeilt ist.
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Ein
Kupplungskolben 63 ist auf die Außenumfangsoberfläche der
Kupplungsnabe 62 aufgekeilt, und der Kupplungskolben 63 ist
in einer Richtung entlang der Hinterachsenantriebswelle 20 zurückziehbar
bewegbar. Der Kupplungskolben 63 ist mit der Kupplungsnabe 62 durch
Aufkeilen so gekoppelt, daß er
sich in der Richtung entlang der Hinterachsenantriebswelle zurückziehbar
bewegen kann, und er wird gemeinsam mit der Hinterachsenantriebswelle 20 gedreht.
Infolgedessen ist er relativ zu der Kupplungstrommel 61 zurückziehbar
und drehbar bewegbar.
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Ein
rohrförmiges
Teil 63a ist mit dem Hinterende des Kupplungskolbens 63 in
einem solchen Zustand integral ausgebildet, daß die Außenumfangsoberfläche des
rohrförmigen
Teils 63a der Innenumfangsoberfläche der Kupplungstrommel 61 gegenüberliegt.
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Eine
Vielzahl von Antriebsplatten 65, die durch Aufkeilen mit
dem rohrförmigen
Teil 63a verbunden sind, und eine Vielzahl von angetriebenen Platten 66,
die mit der Kupplungstrommel 61 gekoppelt sind, sind alternierend
entlang der Hinterachsenantriebswelle 20 zwischen der Kupplungstrommel 61 und
dem rohrförmigen
Teil 63a angeordnet. In ihrem hinteren Teil ist eine mit
der Kupplungstrommel 61 durch Aufkeilen gekoppelte Halteplatte 67 in
Eingriff mit und in Anlage an einem Sicherungsring 68 angeordnet,
so daß ein
Schlüsselteil
einer Lamellenkupplungseinrichtung 70 gebildet wird.
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Die
Hinterenden der Ritzelwellen 57 sind nach hinten verlängert und
springen von dem Hinterende des Trägers 56 vor, und diese
vorspringenden Enden bilden vorspringende Teile 75. Diese
vorspringenden Teile 75 liegen dem Vorderende des Kupplungskolbens 63 in
der Kupplungstrommel 61 gegenüber. Ein Nockenteil 80,
das mit den vorspringenden Teilen 75 in Gleitkontakt ist,
ist an dem Vorderende des Kupplungskolbens 63 ausgebildet.
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In
der Konstruktion des Nockenteils 80, wie sie in 3 gezeigt
ist, sind eine Vielzahl (drei bei dem Ausführungsbeispiel) von gleich
ausgebildeten Nockenkämmen 81 kontinuierlich
in Ringform angeordnet. (Die Zahl der Nockenkämme 81 kann geeignet
gewählt
werden mit der Vorgabe, daß sie
innerhalb der Zahl von Ritzelwellen liegt.) Bei jedem dieser Nockenkämme 81 sind
schräge
Nockenoberflächen 81b symmetrisch
an beiden Seiten einer oberen Oberfläche 81a positioniert.
Jeder der vorspringenden Teile 75 liegt einer Position
zwischen den schrägen
Nockenoberflächen 81b der
Nockenkämme 81 gegenüber (siehe 4).
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Wie 4 zeigt,
ist eine Distanz zwischen der vorderen Endfläche des Kupplungskolbens 63 und
der oberen Oberfläche 81a länger als
eine Hublänge
des Kupplungskolbens 63, innerhalb welcher der Kupplungskolben 63 zurückziehbar
bewegbar ist. Dadurch wird ein Gleitbereich jedes vorspringenden Teils 75 über die
schrägen
Nockenoberflächen 81b definiert.
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Es
wird nun der Betrieb der so ausgebildeten Ausführungsform beschrieben. Eine
von dem Motor 10 erzeugte Antriebskraft wird in die Eingangswelle 14 des
Automatikgetriebes 30 durch den Drehmomentwandler 13 eingeleitet.
Eine Antriebskraft, die in dem Automatikgetriebe eine vorbestimmte
Geschwindigkeitsänderung
erfahren hat, wird an der Getriebeausgangswelle 15 abgenommen
und in das erste Sonnenrad 51 der Zentraldifferentialeinrichtung 50 eingeleitet.
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Die
ersten Ritzel 52, die mit dem ersten Sonnenrad 51 kämmen, sind
integral mit den zweiten Ritzeln 54 ausgebildet, die mit
dem zweiten Sonnenrad 53 der Hinterachsenantriebswelle 20 kämmen. Da das
Untersetzungsgetriebe 18 der Vorderachsenantriebswelle 16 mit
dem Untersetzungsgetriebe 17 des Trägers 55 kämmt, der
die Ritzel 52 und 54 trägt, wird ein von der Getriebeausgangswelle 15 abgenommenes
Drehmoment auf die Hinterachsenantriebswelle 20 und die
Vorderachsenantriebswelle 16 durch die Zentraldifferentialeinrichtung 50 verteilt.
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Ein
auf die Hinterachsenantriebswelle 20 verteiltes Drehmoment
wird auf die Hinterradantriebswelle (nicht gezeigt), welche die
Hinterräder trägt, über die
Hinterachsen antriebswelle 20, die Kardanwelle 21 und
die Hinterachsendifferentialeinrichtung 22 übertragen.
Ein auf die Vorderachsenantriebswelle 16 verteiltes Drehmoment
wird durch die Vorderachsendifferentialeinrichtung 19 auf
die Vorderradantriebswelle (nicht gezeigt) übertragen. Dadurch fährt das
Fahrzeug in der Allradantriebs-Betriebsart.
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In
einem Fall, in dem das Fahrzeug auf eine schlechte Straße, eine
Straße
mit niedrigem Reibwert gerät
oder in einem Zustand fährt,
in dem eines der Räder
aufschwimmt, erfolgt dann, wenn eine unterschiedliche Umdrehung
zwischen den Vorder- und Hinterradantriebswellen auftritt, wenn
also der Träger 56 und
die Hinterachsenantriebswelle 20 relativ zueinander gedreht
werden, eine relative Drehung der vorspringenden Teile 75 und
des Kupplungskolbens 63 zueinander.
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Dabei
wird der Kupplungskolben 63 entlang den Nockenkämmen 81 (den
schrägen
Nockenoberflächen 81b)
rückwärtsbewegt,
um Druck auf die Kupplungseinrichtung 60 aufzubringen.
Infolgedessen werden die Antriebsplatten 65 in Gleitkontakt
mit den angetriebenen Platten 66 gebracht. Und in der Differentialbegrenzungseinrichtung 60 wird
ein Differentialbegrenzungsdrehmoment erzeugt, das von der Größe einer
Verlagerung "l" (siehe 5b) des Kupplungskolbens 63 abhängig ist.
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Wenn
der Träger 56 und
die Hinterachsenantriebswelle 20 weiterhin relativ zueinander
gedreht werden und die vorspringenden Teile 75 die Enden der
Gleitbereiche der Nockenkämme 81 erreichen, ist
die Größe der Verlagerung "l" des Kupplungskolbens 63 maximiert
(= Hublänge
des Kupplungskolbens 63), und die Kupplungseinrichtung 60 ist
vollständig
festgelegt, so daß die
Zentraldifferentialeinrichtung 50 differentialmäßig gesperrt
ist.
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Bei
der vorstehenden Ausführungsform
wird die Einrücksteuerung
der Lamellenkupplungseinrichtung 70 mit einer einfachen
Konstruktion ausgeführt, welche
die vorspringenden Teile 75 an der Endfläche des
Trägers 56 und
den Nockenteil 80 an der Oberfläche des Kupplungskolbens 63,
der den vorspringenden Teilen 75 gegenüberliegt, aufweist.
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Es
ist also nicht notwendig, eine komplizierte Hydraulikeinrichtung
zu verwenden, und das führt
zu einer Vereinfachung der Konstruktion der Differentialbegrenzungseinrichtung 60.
Außerdem
benötigt
eine solche Einrichtung keine Hydraulikdruckquelle usw. Dadurch
wird der Konstruktionsfreiheitsgrad bezüglich der Auslegung der Differentialeinrichtung
oder dergleichen vergrößert.
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Außerdem sind
die Ritzelwellen 57 von der Endfläche des Trägers 56 vorspringend
ausgebildet, so daß die
erforderliche Teilezahl verringert ist. Das trägt zu einer weiteren strukturellen
Vereinfachung der Differentialbegrenzungseinrichtung 60 bei.
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Die
Distanz von der vorderen Endfläche
des Kupplungskolbens bis zu der oberen Oberfläche 81a der Nockenkämme 81 ist
kürzer
als die Hublänge,
innerhalb welcher der Kupplungskolben 63 zurückziehbar
bewegbar ist (6a). Infolgedessen kann
die maximale Verlagerung "lmax" (siehe 6b) des Kupplungskolbens 63 durch
das Gleiten der vorspringenden Teile 75 relativ zu den
Nockenkämmen 81 so vorgegeben
werden, daß sie
kleiner als die Hublänge ist.
Somit kann der Differentialbegrenzungseinrichtung 60 eine
Drehmomentbegrenzungsfunktion hinzugefügt werden.
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Wenn
also bei der vorstehenden Konstruktion die vorspringenden Teile 75 relativ
zu dem Kupplungskolben 63 um ein vorbestimmtes Maß gedreht werden,
dann bewegen sich die Gleitoberflächen der Nockenkämme 81,
an denen die vorspringenden Teile 75 gleiten, von den schrägen Nockenoberflächen 81b zu
der oberen Oberfläche 81a,
und die Verlagerung des Kupplungskolbens 63 erreicht ihren
Maximalwert. Infolgedessen wird die Verlagerung des Kupplungskolbens 63 begrenzt,
so daß verhindert wird,
daß ein
von der Lamellenkupplungseinrichtung 70 erzeugtes Drehmoment
größer wird
und ein vorbestimmtes Drehmoment überschreitet.
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Wie 7 zeigt,
ist ein Neigungswinkel θ1 der
schrägen
Nockenoberfläche 81b von
jedem der Nockenkämme 81 so
vorgegeben, daß er
von einem Neigungswinkel θ2
der schrägen
Nockenoberflächen 81b verschieden
ist. Der Nockenkamm 81 ist so konfiguriert, daß er hinsichtlich
einer Richtung seiner Drehbewegung in bezug auf den vorspringenden
Teil 75 asymmetrisch ist. Wenn dies der Fall ist, kann
die Charakteristik des in der Kupplungseinrichtung 70 erzeugten
Differentialbegrenzungsdrehmoments so vorgegeben werden, daß sie sich
in Abhängigkeit
von einer Richtung der relativen Drehung des Trägers 56 und der Hinterachsenantriebswelle 20 zueinander ändert.
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8 ist
ein Längsschnitt
und zeigt eine Zentraldifferentialeinrichtung, die eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich
von der ersten Ausführungsform
dadurch, daß Schraubenfedern 92 als
elastische Elemente zwischen dem Kupplungskolben 63 und
der Lamellenkupplungseinrichtung 70 angeordnet sind.
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Die
sonstigen Bereiche der zweiten Ausführungsform, die der ersten
Ausführungsform
entsprechen oder ihr gleichen, werden nicht erneut beschrieben und
tragen die gleichen Bezugszeichen wie vorher.
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Genauer
gesagt, es ist eine Vielzahl von Ausnehmungen 91 (in 8 ist
nur eine Ausnehmung 91 gezeigt) in der Oberfläche des
Kupplungskolbens 63 ausgebildet, die der Kupplungseinrichtung 70 gegenüberliegt.
Die Schraubenfeder 92 wird jeweils in einer der Ausnehmungen 91 gehalten.
Die Hinterenden dieser Schraubenfedern 92 springen von
dem Hinterende des Kupplungskolbens 63 vor.
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Die
Größe jeder
Schraubenfeder 92 ist so gewählt, daß sie länger als ein Zwischenraum δ zwischen
dem Kupplungskolben 63 und der Lamellenkupplungseinrichtung 70 unter
der Bedingung ist, daß die
Verlagerung "l" des Kupplungskolbens 63, wenn
er nach hinten verlagert wird, 0° ist.
Die Schraubenfedern 92 drücken die Lamellenkupplungseinrichtung 70 mit
einer gegebenen schwachen Kraft rückwärts.
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Die
so ausgebildete zweite Ausführungsform erzeugt
die nachstehende vorteilhafte Wirkung zusätzlich zu der Wirkung der ersten
Ausführungsform. Da
der Kupplungskolben 63 die Schraubenfedern 92 ständig mit
einer geringen Kraft in Rückwärtsrichtung beaufschlagt,
erzeugt die Lamellenkupplungseinrichtung 70 ein Eingangsdrehmoment.
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9 ist
ein Längsschnitt
durch eine Zentraldifferentialeinrichtung, die eine dritte Ausführungsform
der Erfindung ist. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich
von der ersten Ausführungsform
dadurch, daß eine
Tellerfeder 95 als elastisches Element in der Lamellenkupplungseinrichtung 70 angeordnet
ist. Der Einfachheit halber werden für ähnliche oder gleiche Bereiche
wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Speziell
bildet die Lamellenkupplungseinrichtung 70 einen Zwischenraum Δ zwischen
der Halteplatte 67 und dem Sicherungsring 68,
wenn die Verlagerung "l" des Kupplungskolbens 63 bei
der Verlagerung nach hinten 0° ist.
Eine Tellerfeder 95, die um mehr als den Zwischenraum Δ eindrückbar ist,
ist zwischen der Halteplatte 67 und dem Sicherungsring 68 angeordnet.
Die Tellerfeder 95 drückt die
Lamellenkupplungseinrichtung 70 (die Antriebsplatten 65 und
die angetriebenen Platten 66 u. dgl.) mit einer geringen
Kraft nach vorn.
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Die
dritte Ausführungsform
weist die nachstehende vorteilhafte Wirkung zusätzlich zu der Wirkung der ersten
Ausführungsform
auf. Da die Tellerfeder 95 ständig mit einer geringen Kraft
in Vorwärtsrichtung
gedrückt
wird, erzeugt die Lamellenkupplungseinrichtung 70 ein Anfangsdrehmoment.
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Durch
geeignetes Einstellen einer Federkonstanten der Tellerfeder 95 kann
die Charakteristik des von der Lamellenkupplungseinrichtung 70 erzeugten Drehmoments
in bezug auf die Verlagerungsgröße des Kupplungskolbens 63 unterschiedlich
eingestellt werden.
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In
jeder der oben angegebenen Ausführungsformen
ist in der Differentialeinrichtung vom Planetenradtyp die Differentialbegrenzungseinrichtung
vorgesehen. Falls erforderlich, wird ein vorspringendes Teil integral
mit dem Träger
einer Differentialeinrichtung vom Kegelradtyp gebildet, so daß eine ähnliche
Differentialbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird.
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Es
ist ersichtlich, daß die
Anordnung der Ein- und Ausgangselemente der Differentialeinrichtung nicht
auf die vorstehend beschriebene Anordnung beschränkt ist.
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Die
Differentialeinrichtung, bei der die Differentialbegrenzungseinrichtung
verwendet wird, ist nicht auf die Zentraldifferentialeinrichtung
beschränkt.
Es versteht sich, daß die
Differentialeinrichtung bei der Vorderachsendifferentialeinrichtung,
der Hinterachsendifferentialeinrichtung oder dergleichen anwendbar
ist.
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Die
Ausbildung der schrägen
Nockenoberflächen
ist selbstverständlich
nicht auf die beschriebene Konfiguration beschränkt. Bei einem Beispiel einer anderen
Konfiguration sind die schrägen
Nockenoberflächen
gekrümmt,
und die Hubstrecke des Kupplungskolbens in bezug auf die relativen
Drehungen des Kupplungskolbens und des Nockens ändert sich als Exponentialfunktion.
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Wenn,
wie die vorstehende Beschreibung zeigt, der Träger und die Welle relativ zueinander
gedreht werden, bewegen die an dem Träger ausgebildeten vorspringenden
Teile den Kupplungskolben unter Zurückziehen entlang den Nockenkämmen des Kupplungskolbens,
so daß eine
Lamellenkupplung gebildet wird, die imstande ist, mit der Welle
und dem Träger
in Eingriff zu gelangen. Daher kann eine Einrücksteuerung der Kupplung mit
einer einfachen Konstruktion durchgeführt werden.