DE68905684T2

DE68905684T2 - Vorrichtung zur kraftuebertragung.

Info

Publication number: DE68905684T2
Application number: DE8989112483T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Hasegawa; Isao Hirota; Sakuo Kurihara; Masao Teraoka
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2009-07-08
Also published as: EP0350068A1; EP0350068B1; DE68905684D1; US5086867A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, die zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein auf Frontantrieb (FF) basierendes Fahrzeug mit Vierradantrieb (4WD) ist beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-172764 offenbart, wobei eine Viskositätskupplung und eine Kupplungseinrichtung an der Antriebswelle angeordnet sind. Wenn die Motorkraft intermittierend über eine relativ lange Antriebswelle, die mit hoher Drehzahl rotiert, auf die Räder übertragen wird, besteht wegen des großen Trägheitsmoments und der leichten Entstehung von Vibration ein Problem darin, daß die Antriebswelle durch spezielle Lagerteile gelagert werden muß, wenn eine Kraftübertragung in Verbindung mit der Antriebswelle vorgesehen ist. Außerdem ist in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-13823 ein Fahrzeug offenbart, bei dem eine Viskositätskupplung zur Übertragung eines 4WD-Fahrzeugs vorgesehen ist. Obwohl es in diesem Fall möglich ist, das oben erwähnte Vibrationsproblem zu lösen, weil die Viskositätskupplung getrennt von einem Differentialgetriebe angeordnet ist, besteht ein anderes Problem darin, daß die Antriebswellenlagerkonstruktion ziemlich kompliziert ist.
Aus der EP-A-0 247 008 ist eine Kraftübertragungsvorrichtung bekannt mit einem Gehäuse, das drehbar gelagert und von einer äußeren Kraft antreibbar ist, einer inneren Nabe, die drehbar innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, einer Viskositätskupplung, die zwischen einem inneren Umfang des Gehäuses und einem äußeren Umfang der inneren Nabe angeordnet ist, an einer Seite und innerhalb des Gehäuses, um über die Viskosität die relative Drehbewegung zwischen dem Gehäuse und der inneren Nabe zu beschränken, und mit einem Differentialgehäuse an der anderen Seite des Gehäuses und innerhalb desselben, wobei eine Differentialgetriebeanordnung innerhalb des Differentialgehäuses angeordnet und mit ersten und zweiten Wellen verbunden ist.
Das Vierrad-Kraftübertragungssystem dieser bekannten Art mit Frontdifferential und Zwischendifferential bildet zusammen mit zugehörigen Teilen des Übertragungssystems eine sehr komplizierte Konstruktion.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kraftübertragungsvorrichtung anzugeben, die ohne Erzeugung von Vibration und ohne Aufbringung einer erhöhten Kraft auf die Antriebswelle einen einfachen Aufbau hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Differentialgehäuse der Kraftübertragungsvorrichtung axial in Eingriff und außer Eingriff mit der inneren Nabe verlagerbar, und eine Kupplungseinrichtung ist für die axiale Verlagerung des Differentialgehäuses in Eingriff und außer Eingriff vorgesehen, wobei der Eingriff des Differentialgehäuses mit der inneren Nabe es ermöglicht, daß die auf das Gehäuse aufgebrachte äußere Kraft über die Viskositätskupplung übertragen wird, wobei die innere Nabe und das Differentialgehäuse zu der Differentialgetriebeanordnung zur Differentialverteilung auf die ersten und die zweiten Wellen vorgesehen sind und die Trennung des Differentialgehäuses von der inneren Nabe es ermöglicht, daß die erste und die zweite Welle bzw. Wellen frei von dem Einfluß der äußeren Antriebskraft rotieren.
Die Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführugnsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine schematische Darstellung, die ein Kraftfahrzeugantriebssystem zeigt, welches mit einer zweiten und einer dritten Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die die zweite Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die die dritte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die ein Kraftfahrzeugantriebssystem zeigt, welches mit einer vierten Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die die vierte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 7 eine partielle vergrößerte Seitenansicht zum besseren Verständnis eines Kupplungsrings;
Fig. 7 eine halbe Querschnittsansicht, die eine fünfte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei eine erste Kupplung C&sub1; eingerückt ist bzw. in Eingriff steht;
Fig. 8 eine halbe Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform, bei der eine zweite Kupplung C&sub2; eingerückt ist;
Fig. 9 eine halbe Querschnittsansicht, die die fünfte Ausführungsform zeigt, wobei die erste und die zweite Kupplung C&sub1; und C&sub2; ausgerückt sind;
Fig. 10 eine schematische Darstellung, die ein Kraftfahrzeugantriebssystem zeigt, welches mit einer sechsten Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die die sechste Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 12 eine halbe Querschnittsansicht entlang der Linie XVI- XVI in Fig. 11;
Fig. 13 eine halbe Querschnittsansicht entlang der Linie XVII- XVII in Figur 11;
Fig. 14, 15, 16 und 17 partielle Querschnittsansichten, die die sechste Ausführungsform zeigen, zur Unterstützung der Erläuterung ihrer Funktion;
Fig. 18 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugantriebssystems, welches mit einer siebten Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 19 eine Querschnittsansicht, die die siebte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 20 eine schematische Darstellung, die ein Kraftfahrzeugantriebssystem zeigt, welches mit einer achten Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 21 eine Querschnittsansicht, die die achte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt;
Fig. 22(a) eine Seitenansicht eines Gehäuseteils, von der rechten Seite gesehen;
Fig. 22(b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXVIII(b)-XXVIII(b) in Fig. 22, und
Fig. 22(c) eine Seitenansicht des Gehäuseteils, von der linken Seite gesehen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung (Vierradantriebsvorrichtung) gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 ist eine Flüssigkeitskupplung bzw. Viskositätskupplung 80 aus einem ersten drehbaren Bauteil 52, das integral mit einem äußeren Gehäuse 51 geformt ist, und einem zweiten drehbaren Bauteil 53 zusammengesetzt. Das Vorderradseitendifferentialgetriebe 60 besteht aus einem Differentialgehäuse 59, einer Ritzelwelle 62, die in eine Nut 59a in dem Differentialgehäuse 59 eingesetzt ist, Ritzelzahnrädern 63, die drehbar von der Ritzelwelle 62 gehalten sind, und zwei Seitenzahnrädern 64 und 65, die mit den Ritzelzahnrädern 63 kämmen. Die Seitenzahnräder 64 und 65 sind über Keilverzahnungen mit der linken Vorderradantriebswelle 66 und der rechten Vorderradantriebswelle 67 verbunden.
Das Differentialgehäuse 59 ist hier relativ zu der Ritzelwelle 62 verschieblich. Ein bewegliches Bauteil 69 ist an dem Differentialgehäuse 59 über ein Eingriffsteil 68 angebracht. Dieses bewegliche Bauteil 69 ist aus einem zylindrischen Abschnitt 69a, der an dem äußeren Umfang des Differentialgehäuses 59 angeordnet ist, und einem Eingriffsstück 69b zusammengesetzt, welches sich von dem zylindrischen Teil 69a zur rechten Seite in Figur 1 erstreckt. In dieses Eingriffsteil 69b ist eine Eingriffsnut 70 eingesetzt, die in dem äußeren Gehäuse 51 ausgebildet ist und sich in axialer Richtung der rechten Radantriebswelle 67 erstreckt.
Ein Ende des Eingriffsstücks 69b greift in ein verschiebliches Betätigungsteil 71 ein, das verschieblich in die äußeren Umfangswand des äußeren Gehäuses 51 vorgesehen ist.
Wenn das Betätigungsteil 71 nach rechts verlagert wird, weil das Differentialgehäuse 59 über das bewegliche Teil 69 nach rechts verschoben wird, gerät ein vorspringender Abschnitt 51a in dem äußeren Gehäuse 51 in Eingriff mit dieser Eingriffsnut 59a, so daß das äußere Gehäuse 51 mit dem Differentialgehäuse 59 verbunden ist. Ein Zahnrad 72 ist an der Innenfläche und der rechten Seite (in Fig. 1) des Differentialgehäuses 59 ausgebildet. An der linken Seite dieses Zahnrads 72 ist ein ringförmiges Freilaufteil 74 mit einem Zahnrad 73 an seinem inneren Umfang ausgebildet und durch Verwendung eines Eingriffsteils 75 positioniert. Ein Zahnrad 76, das in Eingriff mit dem Zahnrad 73 des Freilaufteils 74 geraten kann, ist an dem Seitenzahnrad 64 gebildet. Zwischen dem Seitenzahnrad 64 und einem zweiten Endwandteil 57 ist ein rauhes ringförmiges Antriebsteil 77 so oangeordnet, daß es durch Verzahnung mit dem zweiten drehbaren Teil 53 gekoppelt ist. Ein Zahnrad 78 ist an dem äußeren Umfang eines Antriebsteils 77 gebildet. Dieses Zahnrad 78 kann in ein Zahnrad 72 des Differentialgehäuses 59 oder das Zahnrad 73 des Freilaufteils 74 eingreifen.
Wenn das verschiebliche Betätigungsteil 71 nach rechts verschoben wird, weil das Differentialgehäuse 59 gleichzeitig nach rechts verlagert wird, greift das Zahnrad 72 des Differentialgehäuses 59 in ein Zahnrad 78 des Antriebsteils 77 ein. Wenn es im Gegensatz hierzu nach links verschoben wird, trennt sich das Zahnrad 72 von dem Zahnrad 78. Deshalb bilden die zwei Zahnräder 72 und 78 eine zweite Kupplung C&sub2; zum Verbinden und Trennen des Differentialgehäuses 59 mit und von dem zweiten drehbaren Teil 53.
Wenn das verschiebliche Betätigungsteil 71 weiter nach rechts aus einer Position verschoben wird, in der die zwei Zahnräder 72 und 78 ineinander eingreifen, weil das Differentialgehäuse 59 gleichzeitig nach rechts verlagert wird, steht das Zahnrad 72 nicht in Eingriff mit dem Zahnrad 78; das Zahnrad 72 greift nicht in das Zahnrad 78 ein. Das Zahnrad 73 des Leerlaufteils 74 greift in das Zahnrad 78 des Antriebsteils 77 und das Zahnrad 76 des Seitenzahnrads 64 ein; und der vorstehende Abschnitt 51a des äußeren Gehäuses 51 steht in Eingriff mit der Eingriffsnut 59a des Differentialgehäuses 59. Wenn es im Gegensatz nach links verschoben wird, trennt sich das Zahnrad 73 von den Zahnrädern 78 und 76, und der vorspringende Teil 51a trennt sich von der Eingriffsnut 59a. Deshalb bilden die Zahnräder 73, 78 und 76 eine dritte Kupplung C&sub3; zum Verbinden und Trennen des zweiten drehbaren Teils 53 mit und von dem Seitenzahnrad 64, und außerdem bilden die Eingriffsnut 59a und der Eingriffsabschnitt 51a eine erste Kupplung C&sub1; zum Verbinden und Trennen des äußeren Gehäuses 51 mit und von dem Differentialgehäuse 59.
Wenn das verschiebliche Betätigungstei1 71 weiter im großen Maße nach links in Fig. 1 verschoben wird, werden die erste, zweite und dritte Kupplung C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; allesamt ausgerückt bzw. getrennt. In diesen Zuständen wird eine Motorkraft von der Übertragung nur auf die Hinterräder über das Hinterradseitendifferentialgetriebe übertragen, um das Fahrzeug in dem gewöhnlichen Zweiradantriebsmodus anzutreiben. Unter diesen Bedingungen werden die Vorderräder durch das sich bewegende Fahrzeug gedreht, wenn die Hinterräder angetrieben werden, und deshalb wird das Differentialgehäuse 59 des Vorderradseitendifferentialgetriebes 60 gedreht. Da jedoch alle Kupplungen C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; ausgerückt sind, wird keine Kraft auf das erste drehbare Teil 52 der Viskositätskupplung 80 übertragen, d. h., die Viskositätskupplung 80 wird durch das im Zweirad-Hinterantriebsmodus bewegte Fahrzeug nicht gedreht, wodurch der Fahrwiderstand, die Brennstoffverbrauchsmenge und die Vibration reduziert werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein FF (Frontmotor-Frontantrieb)-4WD(Vierradantrieb)-Fahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung als hinteres Differentialgetriebe verwendet wird. Außerdem zeigt in Fig. 3 die obere Hälfte einen Zustand an, in dem die Kupplungseinrichtung eingerückt ist, während die untere Hälfte einen Zustand angibt, in dem die Kupplungseinrichtung ausgerückt, bzw. getrennt ist. Außerdem entspricht in Fig. 3 die horizontale Richtung der Fahrzeugseitenrichtung.
Der Kraftübertragungsweg wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Eine Antriebskraft eines Motors 201 wird über eine Übersetzung 203 in ihrer Geschwindigkeit geändert, auf ein Differentialgehäuse eines vorderradseitigen Differentialgetriebes 207 übertragen, welches in einer Übertragung 205 untergebracht ist, und dann direkt über zwei Vorderradwellen 209 und 210 veränderlich auf ein rechtes und linkes Vorderrad 213 und 215 verteilt. Außerdem wird eine Motorkraft auf die zweite Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung 219 über das Differentialgehäuse, einen Zwei-Vierschaltmechanismus, der in der Übertragung 205 untergebracht ist, um die Antriebskraft mit den Hinterrädern zu verbinden oder von diesen zu trennen, und eine Richtungsänderungsgetriebeanordnung (beide nicht gezeigt) übertragen. Das hintere Differentialgetriebe der Kraftübertragungsvorrichtung 219 verteilt eine übertragene Kraft veränderlich auf das rechte und das linke Hinterrad 225 und 227 über zwei hintere Radwellen 221 und 223.
Die Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Ein äußeres Gehäuse 229 ist aus einem Gehäusekörper 231 und seiner Abdeckung 233 zusammengesetzt und drehbar von einem Differentialträger (nicht dargestellt) zur Aufnahme eines hinteren Differentialgetriebes über ein Lager (nicht dargestellt) gehalten. Der Gehäusekörper 231 ist mit einem Flanschabschnitt 235 mit Schraubenlöchern 237 versehen, woran ein Ringzahnrad mittels Schrauben befestigt ist. Das Ringzahnrad steht in Eingriff mit einem Antriebsritzel, das mit der Antriebswelle 217 verbunden ist, und bildet eine Endreduktionsgetriebeanordnung zusammen mit einem Antriebsritzel. Wie oben beschrieben, wird das äußere Gehäuse 229 von einer Antriebskraft des Motors 201 angetrieben.
Innerhalb des äußeren Gehäuses 229 ist eine Abdeckung 233 mit einem Wellenlagerabschnitt 239 zur drehbaren Lagerung eines inneren Nabenabschnitts 241 versehen. Eine Arbeitskammer 243 ist zwischen der inneren Nabe 241 und dem Gehäusekörper 231 ausgebildet und mit einer viskosen Flüssigkeit wie einem Silkonöl gefüllt. Innerhalb der Arbeitskammer 243 ist ein Gehäusekörper 231 mit Zähnen 245 versehen, mit denen mehrere äußere Platten 249 in Eingriff stehen, und die innere Nabe 241 ist mit Zähnen 247 versehen, die in Eingriff mit mehreren inneren Platten 251 stehen. Diese Platten 249 und 251 sind abwechselnd angeordnet, und ein Abstandhalter 253 ist zwischen zwei äußeren Platten 249 angeordnet, um einen Zwischenraum zwischen diesen aufrecht zu erhalten. Außerdem ist ein Ring 255 auf dem rechten Ende der Arbeitskammer 243 angeordnet, deren äußere Zähne 257 in Eingriff mit Zähnen 245 des Gehäusekörpers 231 stehen. Eine Gummidichtung 259 mit einer X-Querschnittsform ist zwischen dem Ring 255 und der inneren Nabe 241 angeordnet; ein O-Ring 261 befindet sich zwischen dem Ring 255 und dem Gehäusekörper 231; und ein X-Ring 263 ist zwischen der Abdeckung 233 und der inneren Nabe 241 und an dem Wellenlagerabschnitt 239 angeordnet, so daß die Arbeitskammer wasserdicht gehalten ist und eine Viskositätskupplung 265 bildet.
Innerhalb des äußeren Gehäuss 229 ist ein Differentialgehäuse 267 an der rechten Seite der Viskositätskupplung 265 angeordnet und drehbar von dem Gehäusekörper 231 über eine Buchse 269 gehalten. Vier axiale Nuten 271 sind an dem inneren Umfang des Differentialgehäuses 267 ausgebildet. Eine Kreuz-förmige Ritzelwelle 273 steht in Eingriff mit diesen Nuten 271. Deshalb ist das Differentialgehäuse 267 zusammen mit der Ritzelwelle 273 drehbar und verschieblich gegenüber der Ritzelwelle 273. Vier Ritzelzahnräder 275 sind von der Ritzelwelle 273 drehbar gehalten. An beiden Seiten der Ritzelzahnräder 275 sind zwei Seitenzahnräder 277 und 279 koaxial angeordnet und kämmen mit den Ritzelzahnrädern 275. Eine Dichtungsscheibe 281 ist zwischen dem Differentialgehäuse 267 und den Ritzelzahnrädern 275 angeordnet; eine Dichtungsscheibe 283 befindet sich zwischen der inneren Nabe 241 und dem linken Seitenzahnrad 277; und eine Dichtungsscheibe 285 ist zwischen dem Gehäusekörper 231 und dem rechten Seitenzahnrad 279 angeordnet, um ein hinteres Differentialgetriebe 287 zu bilden. Das linke Seitenzahnrad 277 steht in verzahntem Eingriff mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit der rechten Radwelle 221 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist, und das Seitenzahnrad 279 steht in verzahntem Eingriff mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit der hinteren Radwelle 223 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist.
Die innere Nabe 241 ist an ihrem rechten Außenumfang mit Zähnen 289 versehen, und das Differentialgehäuse 287 ist mit Zähnen 291 versehen, die mit den Zähnen 289 an ihrem linken Innenumfang kämmen. Ein Käfig 293 ist an der rechten Endseite des Differentialgehäuses 267 angeordnet, und ein Käfig 295 befindet sich an der Seite der Scheibe 281. Der Gehäusekörper 231 ist mit mehreren Fenstern 297 an gleichmäßigen Winkelintervallen versehen und mit einem Abschnitt kleinen Durchmessers an seinem rechten Außenumfang. Ein Gleitring 299 ist axial verschieblich an diesem kleinen Durchmesserabschnitt angebracht. Der Gleitring 299 ist mit mehreren Armen 301 versehen, die durch die Fenster 297 in Kontakt mit dem Käfig 293 über ein Nadellager 303 greifen. Eine Rückholfeder 305 ist zwischen dem Käfig 293 und dem Käfig 295 angeordnet, um das Differentialgehäuse 267 nach rechts zu drücken. Außerdem steht eine Gabel 307 verschieblich in Eingriff mit dem Außenumfang des Gleitrings 299. Der Gleitring 299 ist mit einem vorspringenden Abschnitt 309 versehen, um die Gabel 307 an der linken Seite anzuhalten. Wenn demnach die Gabel 307 nach links gegen die elastische Kraft einer Rückholfeder 305 bewegt wird, wird das Differentialgehäuse 267 über den Gleitring 299 nach links bewegt. Ein abgestufter Abschnitt 311 befindet sich zwischen den Abschnitten kleinen Durchmessers und großen Durchmessers des Gehäusekörpers 231 und dient als Anschlag zum Verhindern eines Kontaktes zwischen dem nach links bewegten Differentialgehäuse 267 und dem Ring 255. Auf solche Weise ist eine Kupplungseinrichtung 313 konstruiert.
Wenn die Gabel 307 gegen die Rückholfeder 305 der Kupplungseinrichtung 313 bewegt wird, wird das Differentialgehäuse 267 wechselseitig zwischen der linken Eingriffsposition und der rechten Trennposition. Wenn es in die Eingriffsposition bewegt wird, steht das Differentialgehäuse 267 in Eingriff mit dem inneren Nabenteil 241 über die Zähne 289 und 291.
Wenn es in die Trennposition bewegt wird, wird das Differentialgehäuse 267 von dem inneren Nabenteil 241 getrennt. Der oben erwähnte Vorgang kann manuell von dem Fahrer oder automatisch entsprechend dem Lenkwinkel, der Geschwindigkeit, den Bremsen oder der Betätigung eines Zwei-Vier-WD-Schaltmechanismus erfolgen.
Die Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die Kupplungseinrichtung 313 in die Eingriffsposition verschoben wird, die in dem oberen Teil der Fig. 1 dargestellt ist, wird eine Motorkraft auf das Differentialgetriebe 287 über die Viskositätskupplung 265 übertragen. Wenn unter diesen Umständen ein großer Unterschied in der Drehzahl zwischen dem äußeren Gehäuse 229 der Viskositätskupplung 265 und der inneren Nabe 241 infolge eines Ungleichgewichts zwischen der Motorantriebskraft und der Belastung der Hinterräder 225 und 227 besteht, wird die Differentialrotation weitgehend infolge der Eigenschaften der Viskositätskupplung 265 beschränkt, so daß eine große Antriebskraft auf die Hinterräder 225 und 227 übertragen wird. Wenn die Rotationsdifferenz klein ist, wird eine große Differentialrotation erhalten, und ein kleines Drehmoment wird auf die Hinterräder 225 und 227 übertragen.
Wenn die Kupplungseinrichtung 313 in die Ausrückposition bzw. Trennposition verlagert wird, die in dem unteren Teil der Fig. 3 gezeigt ist, wird die Kraftübertragung zwischen der Viskositätskupplung 265 und dem hinteren Differentialgetriebe 287 unterbrochen, so daß die Hinterräder 225 und 227 frei laufen.
Die Funktion der zweiten Ausführungsform wird in Relation zu einem Fahrzeug erläutert, das in Fig. 2 abgebildet ist.
Wenn die Kupplungseinrichtung 313 greift bzw. eingerückt ist, wird das Fahrzeug in einem Vollzeit-4WD-Modus angetrieben. Wenn eine Differenz in der Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern 213, 215 und den Hinterrädern 225 und 227 in einem normalen Fahrzustand klein ist, weil die Übertragung des Drehmoments über die Viskositätskupplung 265 klein ist, fährt das Fahrzeug in einem Kraftverteilungszustand wie in einem FF-Basis- 2WD-Modus. Wenn jedoch die Belastung der Hinterräder 225 und 227 ansteigt, wie es der Fall ist, wenn die Vorderräder 213 und 215 gleiten, kann das Fahrzeug glatt fahren, weil eine große Antriebskraft auch auf Hinterräder 225 und 227 verteilt wird.
Wenn zudem das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit scharf wendet, wenn es beispielsweise in eine Garage gefahren wird, kann diese Rotationsdifferenz von der Viskositätskupplung 265 absorbiert werden, weil die Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern klein ist, weshalb die Antriebswelle 217 nicht verdreht wird, ohne daß eine Eckbremserscheinung erzeugt wird. Da ferner die Vorderräder 213 und 215 direkt angetrieben werden und die H interräder 225 und 227 über die Viskositätskupplung 265 angetrieben werden, wenn die Differenz der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern groß ist, ist es möglich, die Sicherheit des Fahrzeugs, die Lenkstabilität und die Fahrleistung auf schlammigen Straßen zu verbessern.
Wenn die Kupplungseinrichtung 313 ausgerückt wird, wird das Fahrzeug in einen perfekten 2WD-Zustand geschaltet, so daß das Fahrzeug in einem Modus äquivalent zu einem FF-Modus fährt.
In dem 2WD-Modus stoppen dann, wenn der 2-4WD-Schaltmechanismus der Übertragung 205 auf die 2WD-Modusseite geschaltet wird, die Richtungsänderungsgetriebeanordnung der Hinterräder 225 und 227 und die Antriebswelle 217 die Drehung. Deshalb ist es möglich, Abnutzung, Lärm, Vibration, Brennstoffverbrauchsmenge etc. infolge überflüssiger Drehungen dieser Elemente zu reduzieren, d.h. es ist möglich, die dieselbe Wirkung wie eine freie Nabenschaltung zu erhalten.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, das Trägheitsmoment der Antriebswelle 227 zu verringern, und Vibration infolge von Exzentrizität zu vermeiden, weil die Kraftübertragungsvorrichtung 219 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht an der Antriebswelle 217 angeordnet ist. Weil die Antriebswelle 217 nicht geteilt ist, ist es ferner unnötig, eine Vorrichtungslagereinrichtung entlang der Antriebswelle 217 vorzusehen.
Da die Viskositätskupplung 265 und das hintere Differentialgetriebe 287 entlang der axialen Richtung angeordnet sind und außerdem der Durchmesser des inneren Nabenteils 241 kleiner ist als derjenige des Differentialgehäuses 267, ist es möglich, den Durchmesser der Kraftübertragungsvorrichtung 219 zu verringern. Deshalb wird der Vorteil erzielt, daß die Höhe zwischen dem Fahrzeugboden und dem Untergrund vergrößert werden kann, wenn die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung bei einem Kraftfahrzeug angewendet wird. Da zudem der Durchmesser der Viskositätskupplung 265 reduziert ist und deshalb die relative Drehgeschwindigkeit zwischen den Eingangs- und Ausgangsteilen der Viskositätskupplung 265 reduziert werden kann, ist es möglich, die Haltbarkeit der X-Ringe 259 und 263 zu verbessern.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung 315. Diese Vorrichtung 315 ist auf dieselbe Weise wie die zweite Ausführungsform an dem Fahrzeug befestigt, wie Fig. 2 zeigt.
In Fig. 4 zeigt der obere Teil den Kupplungseingriffszustand und der untere Teil zeigt den Kupplungstrennzustand. Dieselben Bezugszeichen sind für gleiche Bauteile beibehalten, die dieselben Funktionen wie bei der vierte Ausführungsform haben, und nur der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen wird nachfolgend beschrieben.
Ein hinteres Differentialgetriebe 316 ist an der rechten Seite der Viskositätskupplung 265 angeordnet. Ein Differentialgehäuse 319 ist mit Keilzähnen 321 versehen, die mit Keilzähnen 289 des inneren Nabenteils 241 an dem linken inneren Umfang kämmen. Außerdem ist ds Differentialgehäuse 319 mit einem vorstehenden Abschnitt 323 an seinem rechten Außenumfang versehen. Ein Anschlagring 325 ist an der linken Seite des Differentialgehäuses 319 befestigt. Eine Buchse 327 ist verschieblich zwischen dem vorstehenden Teil 323 und dem Anschlagring 325 angeordnet. Das Differentialgehäuse 319 steht in drehbarem Eingriff mit einem Gehäusekörper 329, der das äußere Gehäuse 328 zusammen mit der Abdeckung 233 über diese Buchse 327 bildet. Auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform greift ein Ende der Ritzelwelle 273 in die Nut 271 ein, die in dem Innenumfang des Differentialgehäuses 319 ausgebildet ist. Daher ist das Differentialgehäuse 319 zusammen mit der Ritzelwelle 273 drehbar und axial gegenüber der Ritzelwelle 273 und dem Gehäusekörper 329 beweglich.
Der Gehäusekörper 329 ist mit mehreren Fenstern 331 in gleichmäßigen Winkelabständen versehen, und die Buchse 327 ist mit einer äußeren Umfangsnut 333 versehen. Ein Ende einer verzweigten Gabel 335 steht in Eingriff mit einer Hülse 337, die durch die Fenster 331 in Eingriff mit der äußeren Umfangsnut 33 der Buchse 327 verläuft. Somit ist eine Kupplungseinrichtung 339 gebildet.
Wenn die Kupplungseinrichtung 339 betätigt wird und die Gabel 335 nach links in Eingriffsposition bewegt wird, die in dem oberen Teil der Fig. 4 gezeigt ist, gerät das Differentialgehäuse 319 in Eingriff mit dem inneren Nabenteil 241 über die Zähne 289 und 331, so daß die Motorkraft auf das hintere Differentialgetriebe 317 über die Viskositätskupplung 265 übertragen wird. Wenn die Gabel 335 nach rechts in eine Trennposition bewegt wird, die in dem unteren Teil der Fig. 4 gezeigt ist, wird das Differentialgehäuse 319 von dem inneren Nabenteil 241 getrennt, so daß keine Motorkraft auf das hintere Differentialgetriebe 317 übertragen wird. Die Kupplungseinrichtung 339 wird manuell oder automatisch auf dieselbe Weise wie bei der vierten AUsführungsform nach rechts und links betätigt. Die anderen als die obigen Funktionen und Wirkungen sind dieselben wie bei der zweiten Ausführungsform.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 beschrieben.
Fig. 5 zeigt ein 4WD(Vierradantrieb)-Fahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung als hinteres Radantriebssystem verwendet wird. Außerdem zeigt in Fig. 6 die obere Hälfte einen Zustand, in dem die Kupplungseinrichtung greift, und die untere Hälfte zeigt einen Zustand, in dem die Kupplungseinrichtung ausgerückt ist. Außerdem entspricht in Fig. 6 die horizontale Richtung der Fahrzeugseitenrichtung, und die obere Richtung entspricht der Fahrzeugfront, die in Fig. 5 gezeigt ist.
Der Kraftübertragungsweg wird mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Eine Antriebskraft eines Motors 401 wird über eine Übersetzung 403 in ihrer Geschwindigkeit geändert und auf eine Übertragung 405 übertragen. Die Kraft, die auf die Übertragung 405 übertragen ist, wird auf das vordere Differentialgetriebe 407 und auf die Viskositätskupplung der Kraftübertragungsvorrichtung 411 gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Richtungsumkehrgetriebeanordnung und einen eingebauten 2-4WD-Schaltmechanismus (beides nicht dargestellt) und eine Antriebswelle 409 übertragen. Die auf das vordere Differentialgetriebe 407 übertragene Motorkraft wird differential bzw. veränderlich auf das linke und das rechte Vorderrad 407 und 419 über die Vorderradwellen 413 und 415 verteilt. Die Kraftübertragungsvorrichtung 411 überträgt Kraft von der Viskositätskupplung auf das hintere Differentialgetriebe, welches Antriebskraft veränderlich auf das linke und das rechte Hinterrad 425 und 427 über die zwei hinteren Radwellen 421 und 423 verteilt. Außerdem ist der 2-4WD-Schaltmechanismus ein Mechanismus zum Unterbrechen der Antriebskraft von den Hinterrädern 425 und 427.
Die Ausführungsform wird mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 beschrieben. Ein Gehäuse 429 besteht aus einem Gehäusekörper 431 und seiner Abdeckung 433, die vorübergehend mit Schrauben 435 befestigt ist, und ist drehbar von einem Differentialträger (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Kraftübertragugnsvorrichtung 411 über ein Lager (nicht dargestellt) gehalten. Das Gehäuse 429 ist mit einem Flanschabschnitt 437 mit einem Schraubenloch 439 versehen, an dem ein Ringzahnrad mittels Schrauben befestigt ist. Das Ringzahnrad (nicht dargestellt) steht in Eingriff mit einem Antriebsritzel, das mit der Antriebswelle 409 verbunden ist, und bildet gemeinsam mit einem Antriebsritzel eine Enduntersetzungsgetriebeanordnung. Wie oben beschrieben, wird das Gehäuse 429 von einer Antriebskraft des Motors 401 angetrieben.
Innerhalb des Gehäuses 429 ist ein Gehäusekörper 431 mit einem Wellentragabschnitt 441 zur drehbaren Halterung eines inneren Nabenteils 443 gebildet. Eine ringförmige Arbeitskammer 445 befindet sich zwischen dem Nabenteil 443 udn dem Gehäusekörper 431. Das Gehäuse 429 ist mit drei Löchern 447 und 449 zur Verbindung mit der Innenseite und der Außenseite der Arbeitskammer 445 versehen. Ein hochviskoses Silikonöl (viskoses Fluid) wird durch ein Loch in die Arbeitskammer 445 eingeführt, während Luft durch die anderen Löcher austritt. Nachdem das Öl eingefüllt ist, werden die Durchgangsbohrungen 447 und 449 geschlossen, indem Stahlkugeln 451 und 453 im Preßsitz in die Löcher 447 und 449 eingesetzt werden.
Innerhalb der Arbeitskammer 445 ist der Gehäusekörper 431 mit Keilzähnen 455 versehen, in die mehrere äußere Platten 459 eingreifen, und das Nabenteil 443 ist mit Keilzähnen 457 versehen, in die mehrere innere Platten 461 eingreifen. Diese Platten 459 und 561 sind abwechselnd angeordnet, und ein Abstandhalter 462 ist zwischen zwei äußeren Platten 459 angeordnet, um einen Abstand zwischer den beiden in geeigneter Weise aufrecht zu erhalten. Außerdem wird ein Ring 465 an der rechten Endseite der Arbeitskammer 445 angeordnet, dessen äußere Keilzähne 467 mit Zähnen 455 des Gehäusekörpers 431 kämmen. Eine im Querschnitt X-förmige Gummidichtung 469 und ein Rückenring 471 sind zwischen dem Ring 465 und dem inneren Nabenteil 443 angeordnet; ein O-Ring 473 befindet sich zwischen dem Ring 465 und dem Gehäuse 429; und ein X-Ring 445 und ein Rückenring 477 sind zwischen dem Gehäuse 429 und dem inneren Nabenteil 443 und an dem Wellenhalteabschnitt 441 angeordnet. Der Ring 465 ist mit einem abgestuften Abschnitt 479 versehen, um in Kontakt mit einem abgestuften 481 des Gehäusekörpers 431 gebracht zu werden und das Entfernen von dem Gehäuse 429 zu verhindern. Außerdem ist ein Käfig 483 in Kontakt mit dem rechten Ende des Rings 465 auf dem inneren Nabenteil 443 befestigt, um die linksgerichtete Bewegung des Gehäuses 429 zu verhindern. Damit ist eine Viskositätskupplung 485 konstruiert.
Innerhalb des Gehäuses 429 ist ein Kupplungsring 487 (Eingriffsteil) entsprechend einem Differentialgehäuse an der rechten Seite der Viskositätskupplung 485 angeordnet und drehbar und axial verschieblich von dem Gehäuse 429 über Nadellager 488 gehalten. Vier axiale Nuten 489 sind an dem inneren Umfang des Kupplungsrings 487 ausgebildet. Eine kreuzförmige Ritzelwelle 491 steht in Eingriff mit diesen Nuten 489. Dadurch ist der Kupplungsring 487 zusammen mit der Ritzelwelle 491 drehbar und gegenüber dem Gehäuse 429 und der Ritzelwelle 491 verschieblich. Vier Ritzelzahnräder 493 sind von der Ritzelwelle 491 drehbar gehalten. An beiden Seiten der Ritzelzahnräder 493 sind zwei Seitenzahnräder 495 und 497 koaxial angeordnet und kämmen mit den Ritzelzahnrädern 493. Eine runde Dichtungsscheibe 499 ist zwischen dem Kupplungsring 487 und dem Ritzelzahnrad 493 angeordnet; ein Dichtungsring 501 ist zwischen der Abdeckung 433 und dem linken Seitenzahnrad 495 vorgesehen; und ein Dichtungsring 433 befindet sich zwischen dem inneren Nabenteil 433 und dem rechten Seitenzahnrad 497, um ein hinteres Differentialgetriebe 505 zu bilden. Das linke Seitenzahnrad 495 kämmt mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit der hinteren Radwelle 421 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist, und das rechte Seitenzahnrad 497 kämmt mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit der rechten Radwelle 423 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist. Diese rechte und linke Übertragungswelle werden durch die Abdeckung 433 des Gehäuses 429 und dem Gehäusekörper 431 geführt. Ö-Nuten 507 und 509 sind an entsprechenden Positionen ausgebildet.
Das innere Nabenteil 443 ist mit Zähnen 511 an seinem rechten Außenumfang versehen, und der Kupplungsring 487 ist mit Zähnen 513 versehen, die mit den Zähnen 511 an dem linken Innenumfang kämmen. Ein Käfig 515 ist an der rechten Endseite des Kupplungsrings 487 angeordnet. Ein Ende 517 des Käfigs 515 ist an dem Kupplungsring 487 fixiert, indem dieser in eine ringförmige Aussparung 519 an dem Außenumfang des Kupplungsrings 487 gebogen ist. Eine Rückholfeder 521 (Vorspannteil) ist zwischen der Ritzelwelle 491 (eingesetzt in die Nut 489 des Kupplungsrings 487) und dem Käfig 515 angeordnet, um den Kupplungsring 487 nach links über den Käfig 515 vorzuspannen.
Die Abdeckung 433 des Gehäuses 429 ist mit mehreren Fenstern 523 an regelmäßigen Winkelabschnitten versehen. Außerdem ist ein Gleitring 525 axial beweglich an dem äußeren zylindrischen Umfang der Abdeckung 433 befestigt. Der Gleitring 525 ist mit mehreren Armen 527 versehen, die durch die Fenster 523 in Kontakt mit dem Käfig 515 über einen Gleitring 529 und ein Nadellager 531 greifen. Außerdem stehe eine Gabel (nicht dargestellt) verschieblich in Eingriff mit dem Außenumfang des Gleitrings 525. Die Gabel und diese Elemente 525, 529, 531 und 515 bilden eine Verlagerungs- bzw. Verschiebungseinrichtung.
Wenn der Kupplungsring 487 nach rechts gegen eine Kraft der Rückstellfeder 521 durch Betätigung der Gabel bewegt wird, greift das innere Nabenteil 443 in den Kupplungsring 487 ein, weil die Zähne 511 mit den Zähnen 513 kämmen. Wenn in diesem Fall der Arm 527 nach rechts bewegt wird, ist es möglich, zu verhindern, daß das rechte Ende des Kupplungsrings 487 in Kontakt mit dem linken Ende des Gehäusekörpers 431 gebracht wird, weil die rechte Seitenfläche 535 in Kontakt mit der linken Seitenfläche des Fensters 523 gebracht ist. Wenn die Gabel angehalten wird, wird der Kupplungsring 487 von einer Kraft der Rückstellfeder 521 nach links bewegt, wie in der unteren Hälfte in Figur 6 oder durch die gestrichelten Linien in dessen oberen Teil gezeigt ist, so daß die Zähne 511 von den Zähnen 513 getrennt werden; d.h., daß das innere Nabenteil 443 von dem Kupplungsring 487 getrennt wird.
Der oben erwähnte Vorgang kann manuell von dem Fahrer oder automatisch entsprechend dem Lenkwinkel, der Beschleunigung, dem Bremsen etc. erfolgen.
Die Arbeitsweise dieser vierten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die Kraftübertragungsvorrichtung 411 in Eingriff steht, wie in dem oberen Teil der Figur 6 gezeigt ist, wird eine Motorkraft auf das Differentialgetriebe 505 über die Viskositätskupplung 485 übertragen. Unter diesen Bedingungen wird dann, wenn ein großer Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Gehäuse 429 und dem inneren Nabenabschnitt 443 infolge eines Ungleichgewichts zwischen der Motorantriebskraft, die auf das Gehäuse 429 der Viskositätskupplung 485 wirkt, und dem Antriebswiderstand der Hinterräder 425 und 427 besteht, die Differentialrotation wegen des Scherwiderstandes des Silikonöls weitgehend beschränkt, so daß eine große Antriebskraft auf die Hinterräder 425 und 427 übertragen wird. Wenn die Dredifferenz klein ist, wird eine große Differentialdrehung bewirkt, und ein kleines Drehmoment wird auf die Hinterräder 428 und 427 übertragen.
Wenn die Kraftübertragungsvorrichtung 411 in die Trennposition verschoben ist, die in dem unteren Teil der Figur 6 gezeigt ist, wird die Kraftübertragung zwischen der Viskositätskupplung 485 und dem hinteren Differentialgetriebe 505 unterbrochen, so daß die Hinterräder 425 und 427 frei drehen.
Die Funktion der vierten Ausführungsform wird mit Bezug auf ein Fahrzeugantriebssystem erläutert, das in Fig. 5 gezeigt ist.
Wenn die Vorrichtung 411 durch Betätigung der Gabel in Eingriff steht, wird das Fahrzeug in einem Vollzeit-4WD-Modus angetrieben. Da die Vorderräder 417 und 419 unter diesen Bedingungen direkt angetrieben und die Hinterräder 425 und 427 über die Viskositätskupplung 485 angetrieben werden, ist es möglich, die Fahrzeugsicherheit, Lenkstabilität und Fahrleistung auf schlammigen Straßen zu verbessern.
Wenn das Fahrzeug auf einer gepflasterten Straße ohne große Beschleunigung und Bremsen fährt, ist die Differenz der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern 417, 419 und den Hinterrädern 425 und 427, d.h. die Differenz der Drehgeschwindigkeit zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen der Viskositätskupplung 485 klein. Da die Antriebskraft, die auf die Hinterräder 425 und 427 übertragen wird, klein ist, fährt das Fahrzeug demnach in einem Antriebskraftverteilungsmodus als FF (Frontmotor und Frontantrieb)-2WD (Zweiradantrieb)-Modus.
Wenn die Vorderräder 417 und 419 gleiten, wird, da die Differenz der Drehgeschwindigkeit der Viskositätskupplung 485 ansteigt, eine große Antriebskraft auf die Hinterräder 425 und 427 übertragen, so daß das Fahrzeug glatt fahren kann.
Wenn zudem das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit scharf gewendet wird, beispielsweise beim Einstellen in eine Garage, kann, weil die Differenz der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern klein ist, diese Drehdifferenz von der Viskositätskupplung 485 absorbiert werden, so daß es möglich ist, ein glattes Kurvenfahren ohne Eckbremserscheinung auszuführen.
Wenn die Vorrichtung 411 ausgerückt wird, wird das Fahrzeug in einen perfekten 2WD-Zustand geschaltet, so daß das Fahrzeug in einem Modus fährt, der einem FF-Modus äquivalent ist.
Wenn der 2-4WD-Schaltmechanismus der Übertragung 405 auf die 2WD-Seite geschaltet ist, hören während der 2WD-Fahrt die Antriebswelle 409, die Enduntersetzungsgetriebeanordnung und die Viskositätskupplung 485, die das Hinterradantriebssystem bilden, auf zu rotieren. Dadurch ist es möglich, Abnutzung, Lärm, Vibration, Brennstoffverbrauchsmenge etc. infolge einer verschwenderischen Umdrehung dieser Elemente zu reduzieren, d.h. es ist möglich, dieselbe Wirkukng wie bei einer freien Nabenkupplung zu erzielen. Die Wirkung der vierten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Da die Rückstellfeder 521 zwischen der Ritzelwelle 491 und dem Käfig 515 angeordnet ist und ferner in die Nut 489 des Kupplungsrings 487 eingreift, d.h. da die Rückstellfeder 521 zwischen zwei drehenden Teilen angeordnet ist (nicht zwischen zwei relativ zueinander drehenden Teilen) ist es möglich, Abnutzung und Widerstand infolge Gleitkontakts zu reduzieren.
Da ferner die Rückstellfeder 521 innerhalb der Nut 589 angeordnet ist, ist es möglich, den Windendurchmesser der Rückstellfeder 521 zu verringern und damit einen Draht großen Durchmessers für eine große elastische Kraft zu verwenden. Da zudem vier Federn in die vier Nuten 489 getrennt eingesetzt werden können, ist es möglich, eine große elastische Kraft als Ganzes zu erhalten, wodurch ein zuverlässiger Eingriffs/Trenn-Vorgang erreicht wird. Außerdem werden die Nuten 489 gemeinsam als Einsatznuten verwendet, so daß kein zusätzlicher Raum erforderlich ist.
Da ferner die Viskositätskupplung 485 und das Differentialgetriebe 505 zusammengebaut sind, ist es möglich, die Kraftübertragungsvorrichtung 411 auf der Radwelle, nicht auf der Antriebswelle anzubringen, wodurch ein Anstieg des Trägheitsmoments der Antriebswelle 409 verringert und daher Vibration vermieden ist. Außerdem ist die Antriebswelle 409 nicht geteilt, und es sind keine Antriebswellenlagerteile erforderlich. Da bei dieser Ausführungsform die Viskositätskupplung 485 und das Differentialgetriebe 505 entlang ihrer axialen Richtung angeordnet sind, ist außerdem der Durchmesser des inneren Nabenteils 443 kleiner als derjenige des Kupplungsrings 487, wodurch der Durchmesser der Vorrichtung 411 verringert wird. Beim Gebrauch für ein Fahrzeug führt dies zu einem Vorteil, daß die Höhe zwischen dem Fahrzeugboden und dem Untergrund vergrößert werden kann. Da der Durchmesser der Viskositätskupplung 485 reduziert ist, kann außerdem die relative Drehgeschwindigkeit zwischen dem Gehäuse 429 und dem inneren Nabenteil 443 reduziert werden, weshalb die Nutzungsdauer der X-förmigen Ringe 469 und 475 verlängert werden kann.
Der Käfig 483 kann verhindern, daß das Nabenteil 443 von dem Gehäuse 429 entfernt wird. Daher ist kein Befestigungsanschlag zum Halten des Nabenteils 443 erforderlich, wenn das Gehäuse 429 bearbeitet wird, bevor das Differentialgetriebe 505 montiert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rissen sinkt. Wenn zudem das Differentialgetriebe 505 zur Wartung entfernt wird, ist es nicht erforderlich, den Eingriff des Nabenteils 443 und der inneren Platten 461 wieder herzustellen. Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Rückstellfeder 521 in einer solchen Weise anzuordnen, daß der Kupplungsring 487 nach rechts in einer Eingriffsposition vorgespannt wird. In diesem Fall wird der Kupplungsring 487 getrennt, indem die Verschiebungseinrichtung 533 in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird.
Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor wird auf die zwei Vorderräder über eine Übersetzung, eine Übertragung, und eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung übertragen. Außerdem wird die Antriebskraft von der Übertragung auf die zwei Hinterräder über ein hinterradseitiges Differentialgetriebe übertragen.
Die Kraftübertragungsvorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Eine Antriebskraft von dem Motor wird auf ein rohzylindrisches äußeres Gehäuse 601 übertragen. Dieses Außengehäuse 601 ist integral mit einem ersten zylindrischen, drehbaren Teil 602 ausgebildet, in dem ein zweites zylindrisches, drehbares Teil 603 angeordnet ist. Die innere Umfangswand des ersten drehbaren Teils 602 ist mit Zähnen versehen, die mit mehreren ersten Widestandsplatten 604 in Eingriff stehen. Die äußere Umfangswand ds zweiten drehbaren Teils 603 ist ebenfalls mit Zähnen versehen, die mit mehreren zweiten Widerstandsplatten 605 in Eingriff stehen.
Ein erstes Endwandteil 605 und ein zweites Endwandteil 607 sind an beiden seitlichen Enden des ersten und des zweiten drehbaren Teils 602 und 603 angeordnet. Das erste Endwandteil 606 ist an einem Ende des ersten drehbaren Teils 607 befestigt. Das zweite Endwandteil 607 ist über Zähne mit dem ersten drehbaren Teil 602 verbunden. Eine Arbeitskammer 608 ist durch das erste drehbare Teil 602, das zweite drehbare Teil 603, das erste Endwandteil 606 und das zweite Endwandteil 607 gebildet und mit einem viskosen Fluid wie Silikonöl gefüllt. Auf diese Weise ist eine Viskositätskupplung 630 durch die obigen zwei drehbaren Teil 602 und 603, die zwei Endwandteile 606 und 607 und die zwei Widerstandsplatten 604 und 605 konstruiert.
Andererseits ist ein vorderradseitiges Differentialgetriebe 610 innerhalb des Außengehäuses 601 angeordnet, um eine Antriebskraft von dem Außengehäuse 601 zu übertragen. Das vorderradseitige Differentialgetriebe 610 ist aus einem Differentialgehäuse 609, einer Ritzelwelle 612, Ritzelzahnrädern 613, die drehbar von der Ritzelwelle 612 gehalten sind, und zwei Seitenzahnrädern 614 und 615 zusammengesetzt, die mit den Ritzelzahnrädern 613 kämmen. Die zwei Seitenzahnräder 614 und 615 sind über Zähne mit der linken frontseitigen Radantriebswelle 616 und der rechten frontseitigen Radantriebswelle 617 verbunden.
Das Differentialgehäuse 609 ist hier verschieblich gegenüber der Ritzelwelle 612. Ein bewegliches Teil 619 ist an dem Differentialgehäuse 609 durch ein Eingriffsteil 618 und einen Differentialgehäusestufenabschnitt 609b angebracht. Das bewegliche Teil 619 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 619a, der an der äußeren Umfangsfläche des Differentialgehäuss 609 angeordnet ist, und einem Eingriffsstück 619b, das sich in Figur 7 von diesem zylindrischen Abschnitt 619a nach rechts erstreckt. Das Eingriffsstück 619b ist in eine Nut 620 in dem Außengehäuse 601 eingesetzt und erstreckt sich in der axialen Richtung der rechten Radantriebswelle 617. Ein Ende des Eingriffsstücks 619b steht in Eingriff mit einem verschieblichen Betätigungsteil 621, das an der äußeren Umfangswand des Außengehäuses 601 vorgesehen ist.
Das Differentialgehäuse 609 ist an der inneren Umfangsfläche und an der linken Seite in Fig. 11 mit einem Zahnrad 622 versehen. An der linken Seite dieses Zahnrades 622 ist ein ringförmiges Leerlaufteil 624 mit einem inneren Zahnrad 623 eingesetzt und von einem Anschlagteil 625 gestoppt. Ein Zahnrad 626, das in das Zahnrad 623 des Leerlaufteils 624 eingreifen kann, ist an dem Seitenzahnrad 614 gebildet. Ein ringförmiges Antriebsteil 627 kämmt mit dem zweiten drehbaren Teil 603 und ist zwischen dem Seitenzahnrad 614 und dem zweiten Endwandteil 607 angeordnet. Das Antriebsteil 627 ist mit einem Zahnrad 628 an seinem Außenumfang versehen. Das Zahnrad 628 kann in Eingriff mit dem Zahnrad 620 des Differentialgehäuses 609 und dem Zahnrad 623 des Leerlaufteils 624 geraten.
Wenn das Betätigungsteil 621 in die in Fig. 7 dargestellte Position verschoben ist, weil das Differentialgehäuse 609 ebenfalls verlagert ist, kämmt das Zahnrad 622 des Differentialgehäuses 609 mit dem Zahnrad 628 des Antriebsteils 627. Wenn das Differentialgehäuse 609 aus der Position gemäß Fig. 7 in die Position gemäß Fig. 9 bewegt wird, wird das Zahnrad 622 von dem Zahnrad 228 getrennt. Deshalb bilden die zwei Zahnräder 622 und 628 eine erste Kupplung C&sub1; zum Koppeln und Trennen des Differentialgehäuses 609 mit und von dem zweiten drehbaren Teil 603.
Wenn das Betätigungsteil 621 nach rechts bewegt wird, wie Fig. 8 zeigt, wird, weil das Differntialgehäuse 609 ebenfalls nach rechts verschoben wird, das Zahnrad 622 von dem Zahnrad 628 getrennt, und der Vorsprungsabschnitt 601a des Außengehäuses 601 wird in die Nut 609a des Differentialgehäuses 609 eingesetzt. Beim Verschieben nach links wird der Vorsprungsabschnitt 601a von der Nut 609a getrennt. Deshalb bilden die Einbaunut 609a und der Vorsprungsabschnitt 601a eine zweite Kupplung C&sub2; zum Koppeln und Trennen des Außengehäuses 601 mit und von dem Differentialgehäuse 609.
Die Betriebsweise der so aufgebauten Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Wenn bei dieser Vorrichtung die ersten und zweiten Kupplungen C&sub1; und C&sub2; eingerückt oder getrennt sind, kann eine Antriebskraft von dem Motor über verschiedene Übertragungswege übertragen werden, so daß verschiedene Antriebszustände ausgewählt werden können.
Wenn das Betätigungsteil 621 in die in Figur 7 gezeigte Position verschoben wird, kämmt das Zahnrad 622 des Differentialgehäuses 609 mit dem Zahnrad 628 des Antriebsteils 627. D.h., die erste Kupplung C&sub1; ist eingerückt, so daß das Differentialgehäuse 609 und das zweite drehbare Teil 603 verbunden sind. Bei diesen ersten Kupplungseingriffszuständen (C&sub1; ) wird eine Kraft auf das Außengehäuse 601, weiter auf das erste drehbare Teil 602 und weiter auf die Vorderräder über die Viskositätskupplung 630 und das Differentialgetriebe 610 übertragen, wie durch die durchgezogenen Linien in Figur 7 gezeigt ist. Deshalb wird eine Differentialbewegugn zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern erhalten, wodurch das Auftreten von Bremserscheinungen an engen Ecken vermieden ist. Da außerdem die Viskositätskupplung 630 in Betrieb ist, kann verhindert werden, daß eines der Vorder- und Rückräder im Leerlauf dreht, ohne daß eine Kraft auf die anderen Räder übertragen wird.
Wenn das Betätigungsteil 621 nach rechts in Fig. 8 verschoben wird, wird der Vorsprungsabschnitt 601a des Außengehäuses 601 in die Nut 609a des Differentialgehäuses 601 eingesetzt. In diesem Fall wird das Zahnrad 622 des Differentialgehäuses 609 von dem Zahnrad 628 des Antriebsteils 627 getrennt, und das Zahnrad 628 des Antriebsteils 627 und das Zahnrad 626 des Seitenzahnrades 614 greifen über das Zahnrad 623 des Leerlaufteils 624 ineinander ein. D.h., die erste Kupplung C&sub1; wird getrennt und die zweite Kupplung C&sub2; eingerückt, so daß das Außengehäuse 601 mit dem Differentialgehäuse 609 verbunden ist, und daß zweite drehbare Teil 603 ist mit dem Seitenzahnrad 614 verbunden. Wenn die zweite Kupplung C&sub2; in Eingriff steht, wird eine auf das Außengehäuse 601 übertragene Antriebskraft auf die Vorderräder über das Differentialgetriebe 610 übertragen, wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 8 gezeigt ist.
Wenn eine Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen der linken Radantriebswelle 616 und der rechten Radantriebswelle 617 bei einem Kraftfahrzeug besteht, welches auf einer schlammigen Straße fährt, ist wegen der Verbindung des Seitenzahnrades 614 mit dem zweiten drehbaren Teil 613 die relative Drehung zwischen dem ersten drehbaren Teil 602 und dem zweiten drehbaren Teil 603 durch Viskositätswiderstand der Viskositätskupplung begrenzt, so daß der Differentialvorgang zwischen der rechten Radantriebswelle 616 und dem Differentialgehäuse 609 begrenzt ist, um die Fahrleistung auf einer schlammigen Straße zu verbessern.
Wenn das Betätigungsteil 621 weiter nach links verschoben wird, wie Figur 9 zeigt, werden die erste und zweite Kupplung C&sub1; und C&sub2; getrennt. Unter diesen Bedingungen wird eine Motorkraft von der Übertragung 603 nur auf die Hinterräder über das hinterradseitige Differentialgetriebe übertragen, so daß das Fahrzeug in dem üblichen 2-Hinterradsantriebsmodus angetrieben wird. In diesem Fall werden die Vorderräder von dem sich bewegen Fahrzeug gedreht, wenn die Hinterräder angetrieben werden, weshalb das Differentialgehäuse 609 des vorderradseitigen Differentialgetriebes 610 gedreht wird. Da jedoch die Kupplungen C&sub1; und C&sub2; getrennt sind, wird keine Kraft auf das erste drehbare Teil 602 der Viskositätskupplung 630 übertragen; d.h., die Viskositätskupplung 630 wird von dem sich bewegenden Fahrzeug, das in dem 2-Hinterradantriebsmodus angetrieben wird, nicht gedreht, wodurch der Fahrwiderstand, die Brennstoffverbrauchsmenge und die Vibration verringert werden.
Da die erste und die zweite Kupplung C&sub1; und C&sub2; innerhalb des Außengehäuses 601 angeordnet sind, wie oben beschrieben ist, werden immer dann, wenn das Betätigungsteil 621 verschoben wird, die zwei Kupplungen C&sub1; und C&sub2; eingerückt oder getrennt, und deshalb ist es möglich, geeignete Antriebsbedingungen gemäß den Straßenzuständen und dem Fahrzustand zu erreichen. Deshalb ist es möglich, das Steuersystem zum Vorsehen des geeigneten Antriebsmodus zu vereinfachen. Im Ergebnis können die Kosten der Vorrichtung und das Auftreten von Schwierigkeiten reduziert werden.
Da die erste und die zweite Kupplung C&sub1; und C&sub2; innerhalb des Außengehäuses 601 angeordnet sind und außerdem das Betätigungsteil 621 zum Verschieben des Differentialgehäuses 609 an dem Außenumfang des Außengehäuses 601 vorgesehen ist, kann die Vorrichtung kompakt gemacht werden, wodurch die Konstruktionsfreiheit der Kraftübertragungsvorrichtung an dem Fahrgestell erhöht ist.
Eine sechste Ausführungsform der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren 10 bis 17 beschrieben. In Figur 11 zeigt die obere Hälfte einen Eingriffszustand und die untere Hälfte einen Trennzustand. Außerdem zeigt Fig. 10 ein 4WD-Fahrzeug, bei dem die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung als hinterradseitiges Antriebssystem verwendet ist.
Der Kraftübertragungsweg wird mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben. Eine Antriebskraft eines Motors 701 wird über eine Übersetzung 703 in der Geschwindigkeit geändert und auf eine Übertragung 705 übertragen. Die auf die Übertragung 705 übertragene Kraft wird auf ein Vorderraddifferentialgetriebe 707 und auf die Viskositätskupplung der Kraftübertragugnsvorrichtung 711 gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Richtungsumkehrgetriebeanordnung und einen eingebauten 2-4WD-Schaltmechanismus (beides nicht dargestellt) und eine Antriebswelle 709 übertragen. Die auf das vordere Differentialgetriebe 707 übertragene Motorkraft wird veränderlich auf das linke und das rechte Vorderrad 717 und 719 über Vorderradwellen 713 und 715 verteilt. Die Kraftübertragungsvorrichtung 711 überträgt Kraft von der Viskositätskupplung auf das hintere Differentialgetriebe, welches Antriebskraft auf das linke und das rechte Hinterrad 725 und 727 über zwei Hinterradwellen 721 und 723 veränderlich verteilt. Außerdem ist der 2- 4WD-Schaltmechanismus ein Mechanismus zum Unterbrechen der Kraft von den Hinterrädern 725 und 727.
Die Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 11 beschrieben. Ein Gehäuse 729 ist aus einem Gehäusekörper 731 und einem Seitenplattenteil 733 zusammengesetzt und drehbar von einem Differentialträger (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Kraftübertragungsvorrichtung 711 über ein Lager (nicht dargestellt) gehalten. Das Gehäuse 729 ist mit einem Flanschabschnitt 735 mit Schraubenlöchern 737 versehen, an dem ein Ringzahnrad mit Schrauben befestigt ist. Das Ringzahnrad (nicht dargestellt) kämmt mit einem Antriebsritzel, das mit der Antriebswelle 709 verbunden ist, und bildet zusammen mit dem Antriebsritzel ein Enduntersetzungsgetriebeanordnung. Wie oben beschrieben, wird das Gehäuse 729 von einer Antriebskraft des Motors 701 angetrieben.
Innerhalb des Gehäuss 729 ist ein Seitenplattenteil 733 mit einem Wellenhalteabschnitt 739 zum drehbaren Lagern eines inneren Nabenteils 741 versehen. Eine ringförmige Arbeitskammer 743 ist zwischen dem inneren Nabenteil 741 und dem Gehäusekörper 731 ausgebildet und mit einem viskosen Fluid wie Silikonöl gefüllt. Innerhalb der Arbeitskammer 743 ist der Gehäusekörper 731 mit Zähnen 745 versehen, in die mehrere äußere Platten 749 eingreifen, und das Nabenteil 741 ist mit Zähnen 747 versehen, in die mehrere Innenplatten 751 eingreifen. Diese Platten 749 und 751 sind abwechselnd angeordnet, und ein Abstandhalter 753 ist zwischen zwei äußeren Platten 749 angeordnet, um einen Zwischenraum zwischen den beiden geeignet aufrecht zu erhalten. Außerdem ist ein Ring 755 an dem rechten Ende der Arbeitskammer 743 angeordnet, deren äußere Zähne 757 in Eingriff mit Zähnen 745 an dem Gehäusekörper 731 stehen. Eine im Querschnitt X-förmige Gummidichtung 759 und ein Stützring 761 sind zwischen dem Ring 755 und dem Nabenteil 741 angeordnet; ein O-Ring 763 befindet sich zwischen dem Ring 755 und dem Gehäusekörper 731, und ein X- Ring 765 und ein Stützring 767 sind zwischen dem Gehäusekörper 731 und dem Nabenteil 741 an dem Wellentragabschnitt 739 angeordnet. Auf diese Weise ist eine Viskositätskupplung 769 aufgebaut.
Innerhalb des Gehäuses 729 ist ein Kupplungsring 771, der einem Differentialgehäuse entspricht, auf der rechten Seite der Viskositätskupplung 769 angeordnet und drehbar und axial verschieblich von dem Gehäuse 729 gehalten. Vier axiale Nuten 775 sind an der inneren Umfangsfläche des Kupplungsrings 771 ausgebildet. Eine kreuzförmige Ritzelwelle 777 steht in Eingriff mit diesen Nuten 775, so daß sie axial beweglich ist. Deshalb wird der Kupplungsring 771 zusammen mit der Ritzelwelle 777 gedreht und ist verschieblich gegenüber dem Gehäuse 729 und der Ritzelwelle 777. Vier Ritzelzahnräder 779 sind drehbar von der Ritzelwelle 777 gehalten. An beiden Seiten der Ritzelzahnräder 779 sind zwei Seitenzahnräder 781 und 783 koaxial angeordnet und kämmen mit den Ritzelzahnrädern 779. Eine runde Scheibe 785 ist zwischen dem Kupplungsring 771 und dem Ritzelzahnrad 769 angeordnet; eine Scheibe 787 befindet sich zwischen dem Gehäusekörper 731 und dem linken Seitenzahnrad 783, und eine Scheibe 789 ist zwischen dem Nabenteil 741 und dem rechten Seitenzahnrad 781 angeordnet, um ein hinteres Differentialgetriebe 791 zu bilden. Das linke Seitenzahnrad 781 kämmt mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit der Hinterradwelle 721 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist, und das rechte Seitenzahnrad 783 kämmt mit einer Übertragungswelle (nicht dargestellt), die mit Hinterradwelle 723 über ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden ist.
Das Nabenteil 741 ist mit Zähnen 793 an seinem rechten Außenumfang versehen, und der Kupplungsring 771 hat Zähne 795, die mit den Zähnen 793 an dem linken Innenumfang kämmen.
Der Kupplungsring 771, die Zähne 795 des Kupplungsrings 771 und die Zähne 793 des Nabenteils 741 bilden eine Kupplungseinrichtung 796 zum Koppeln der Viskositätskupplung 769 mit und von dem hinteren Differentialgetriebe 791.
Ein erster Eingriffsabschnitt (Zahnrad) 799 ist an dem rechten Ende des Innenumfangs des Gehäuses 729 ausgebildet. Außerdem ist ein zweiter Eingriffsabschnitt (Zahnrad) 803 mit derselben Teilung wie das Zahnrad 799 an dem Außenumfang des rechten Seitenzahnrades 783 gebildet. Ein geeigneter Zwischenraum befindet sich zwischen der Innenumfangsfläche des Zahnrads 799 und der Außenumfangsfläche des Zahnrads 803. Die axiale Breite des Zahnrades 799 ist größer als diejenige des Zahnrades 803 und steht nach innen vor (in Richtung der linken Seite in Figur 15). Andererseits sind Eingriffsnuten 805, die in Eingriff mit den Zahnrädern 799 und 803 geraten können, an dem rechten Ende des Kupplungsrings 771 vorgesehen. Der Kupplungsring 771, die Eingriffsnuten 805 des Kupplungsrings 771, das Zahnrad 799 des Gehäuses 729 und das Zahnrad 803 des rechten Seitenzahnrades 783 bilden einen Differentialsperrmechanismus 807 zum Sperren des Differentialbetriebs des Differentialgetriebes 791. Außerdem bilden der Kupplungsring 771, die Eingriffsnuten 805 des Kupplungsrings 771 und das Zahnrad 799 des Gehäuses 729 eine Schalteinrichtung 809 zum Verbinden des Differentialgetriebes 791 mit dem Gehäuse 729, um direkt Kraft auf das Differentialgetriebe 791 ohne Durchgang durch die Viskositätskupplung 769 zu übertragen.
Der Gehäusekörper 731 des Gehäuses 729 ist mit mehreren Schlitzfenstern 811 an gleichmäßigen Winkelintervallen versehen. Außerdem ist ein Gleitring 813 axial beweglich an dem äußeren zylindrischen Umfang des Gehäusekörpers 731 angebracht. Der Gleitring 813 ist mit mehreren Armen 815 versehen, die durch die Schlitzfenster 811 in Kontakt mit dem Kupplungsring 771 geführt sind. Außerdem ist eine Gabel (nicht dargestellt), die verschieblich in eine Nut 819 eingreift, in dem Außenumfang des Gleitrings 813 geformt. Die Gabel, der Gleitring 813 und die Arme 815 bilden eine Verschiebungseinrichtung 821 für den Kupplungsring 771.
Wenn der Kupplungsring 771 durch Betätigung der Gabel nach links bewegt wird, greifen die Zähne 793 in die Zähne 795 ein, um das Nabenteil 741 mit dem Kupplungsring 771 zu verbinden, wie in der oberen Hälfte der Figur 11 oder in Figur 14 gezeigt ist.
Wenn der Kupplungsring 771 durch Betätigung der Gabel nach rechts bewegt wird, werden die Zähne 793 aus den Zähnen 795 ausgerückt, um das Nabenteil 741 von dem Kupplungsring 771 zu trennen, wie in der unteren Hälfte in Figur 11 oder in Figur 15 gezeigt ist.
Wenn der Kupplungsring 771 durch Betätigung der Gabel weiter nach rechts bewegt wird, geraten die Eingriffsnuten 805 in Eingriff mit dem Zahnrad 799, um das Gehäuse 729 mit dem Kupplungsring 771 zu verbinden, wie Figur 16 zeigt.
Wenn der Kupplungsring 771 durch Betätigung der Gabel zum äussersten rechten Ende bewegt wird, stehen die Eingriffsnuten 805 in Eingriff mit dem Zahnrad 799 und außerdem mit dem Zahnrad 803, um das Gehäuse 729 mit dem Kupplungsring 791 und dem rechten Seitenzahnrad 783 zu verbinden, wie in Figur 17 gezeigt ist.
Die oben erwähnte Gabelbetätigung kann manuell durch den Fahrer oder automatisch entsprechend dem Lenkwinkel, der Beschleunigung, dem Bremsen etc. erfolgen.
Die Funktion dieser Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Wenn der Kupplungsring 771 in Eingriff mit dem Nabenteil 741 steht, wie in der oberen Hälfte der Figur 11 oder in Figur 14 gezeigt ist, wird Motorkraft über die Viskositätskupplung 769 auf das hintere Differentialgetriebe 791 übertragen. Wenn in diesem Falle eine große Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Gehäuse 729 und dem Nabenteil 741 wegen eines Ungleichgewichts zwischen der von der Viskositätskupplung 769 auf das Gehäuse 729 aufgebrachten Motorantriebskraft und dem Fahrwiderstand der Hinterräder 725 und 727 besteht, wird die Differentialrotation weitgehend durch den Scherwiderstand des Silikonöls beschränkt, so daß eine große Antriebskraft auf die Hinterräder 725 und 727 übertragen wird. Wenn die Rotationsdifferenz klein ist, wird eine große Differentialrotation möglich, und ein kleines Drehmoment wird auf die Hinterräder 725 und 727 übertragen.
Wenn der Kupplungsring 771 von dem Nabenteil 741 getrennt ist, wie in der unteren Hälfte in Figur 11 oder in Figur 15 gezeigt ist, wird die Kraftübertragung zwischen der Viskositätskupplung 769 und dem hinteren Differentialgetriebe 791 unterbrochen, so daß die Hinterräder 725 und 727 frei drehen.
Wenn der Kupplungsring 771 von dem Nabenteil 741 getrennt ist und in Eingriff mit dem Gehäuse 729 steht, wie in Figur 16 gezeigt ist, wird Motorkraft auf das hintere Differentialgetriebe 791 über das Gehäuse 729 übertragen. Das hintere Differentialgetriebe 791 verteilt die übertragene Kraft veränderlich auf das linke und das rechte Hinterrad 725 und 727 über die Hinterradwellen 721 und 723.
Wenn der Kupplungsring 771 von dem Nabenteil 741 getrennt ist und in Eingriff mit dem Gehäuse 729 und dem rechten Seitenzahnrad 783 steht, wie in Figur 17 gezeigt ist, wird wegen der Verbindung des Gehäuses 729 mit dem rechten Seitenzahnrad 783 und infolge der Wirkung des Differentialsperrmechanismus 807, der den Differentialbetrieb sperrt, Motorkraft direkt übertragen, so daß das Fahrzeug von einer schlammigen Straße freikommen kann.
Die Funktion der sechsten Ausführungsform wird im Zusammenhang mit einem Fahrzeugantriebsystem erläutert, das in Figur 10 dargestellt ist, wenn die Viskositätskupplung 769 in Eingriff mit dem hinteren Differentialgetriebe 791 steht und das Fahrzeug in einem Vollzeit-4WD-Modus angetrieben wird. Weil die Vorderräder 717 und 719 direkt und die Hinterräder 725 und 727 über die Viskositätskupplung 769 angetrieben werden, ist es unter diesen Bedingungen möglich, die Fahrzeugsicherheit, Lenkstabilität und Fahrleistung auf schlammigen Straßen zu verbessern.
Wenn das Fahrzeug auf einer gepflasterten Straße ohne große Beschleunigung und Bremsen fährt, ist der Unterschied der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern 717, 719 und den Hinterrädern 725 und 727 klein (Differenz der Drehgeschwindigkeit zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen der Viskositätskupplung 769. Da die auf die Hinterräder 725 und 727 übertragene Antriebskraft klein ist, fährt das Fahrzeug demnach in einem solchen Antriebskraftverteilungsmodus wie einem FF (Frontmotor und Frontantrieb)-2WD (Zweiradantrieb)-Modus.
Da die Differenz der Drehgeschwindigkeit der Viskositätskupplung 769 anwächst, wenn die Vorderräder 717 und 719 gleiten, wird eine große Kraft auf die Hinterräder 725 und 727 übertragen, so daß das Fahrzeug glatt fahren kann.
Wenn zudem das Fahrzeug mit einer niedrigen Gschwindigkeit eine scharfe Kurve fährt, wenn es beispielsweise in eine Garage fährt, kann, da die Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern klein ist, diese Rotationsdifferenz von der Viskositätskupplung 769 absorbiert werden, so daß ein glattes Kurvenfahren ohne eine Bremserscheinung an engen Ecken ermöglicht ist.
Wenn die Viskositätskupplung 769 von dem hinteren Differentialgetriebe 791 getrennt wird, wird das Fahrzeug in einen perfekten 2WD-Status geschaltet, so daß das Fahrzeug in einem Modus fahren kann, der einem FF-Modus äquivalent ist.
Während der 2WD-Fahrt hören, wenn der 2-4WD-Schaltmechanismus der Übertragung 705 zur 2WD-Seite geschaltet ist, die Antriebswelle 709, die Enduntersetzungsgetriebeanordnung und die Viskositätskupplung 769, die das hintere Radantriebssystem bilden, auf zu rotieren. Deshalb ist es möglich, Abnutzung, Lärm, Vibration, Brennstoffverbrauch etc. infolge überflüssiger Umdrehungen dieser Elemente zu reduzieren, d.h. es ist möglich, denselben Effekt wie bei einer freien Nabenkupplung zu erhalten. Wenn die Viskositätskupplung 769 von dem hinteren Differentialgetriebe 791 getrennt ist und außerdem das hintere Differentialgetriebe 791 in Eingriff mit dem Gehäuse 729 steht, erhält das Fahrzeug einen starren 4WD-Modus, in dem alle vier Räder 717, 719 und 725 und 727 direkt angetrieben werden.
Wenn das hintere Differentialgetriebe 791 mit dem Differentialsperrmechanismus 807 verbunden ist, ist die Differentialfunktion zwischen dem linken und rechten Hinterrad 725 und 727 gesperrt. D.h., wenn eines der Hinterräder auf einer schlammigen Straße ohne Sperrung gleitet, wird die Differentialumdrehung zwischen den zwei Hinterrädern 725 und 727 erhöht, so daß es unmöglich ist, das Fahrzeug von einer schlammigen Straße weg zu fahren. Wenn jedoch das hintere Differential 791 mit dem Differentialsperrmechanismus 807 verbunden ist, wird, weil die Differentialfunktion zwischen den zwei Hinterrädern 725 und 727 gesperrt werden kann, Motorkraft direkt auf die zwei Hinterräder 725 und 727 übertragen, um das Fahrzeug von einer schlammigen Straße weg zu fahren.
In der Kraftübertragungsvorrichtung 711 der vorliegenden Erfindung ist es wegen des Zusammenbaus der Viskositätskupplung 769 und des Differentialgetriebes 791 möglich, die Kraftübertragungsvorrichtung 711 nicht an der Antriebswelle 709 zu befestigen, wie dies üblich ist, um so einen Anstieg des Trägheitsmoments der Antriebswelle 709 zu verringern und damit Vibration zu verhindern. Außerdem ist die Antriebswelle 709 nicht geteilt, und es sind keine Antriebswellenlagerteile erforderlich.
Da bei dieser Ausführungsform die Viskositätskupplung 769 und das Differentialgetriebe 791 entlang ihrer axialen Richtung angeordnet sind, ist zudem der Durchmesser des inneren Nabenteils 741 kleiner als derjenige des Kupplungsrings 771, wodurch der Durchmesser der Vorrichtung 711 verringert wird. Bei der Verwendung für ein Fahrzeug ergibt dies den Vorteil, daß die Höhe zwischen dem Fahrzeugboden und dem Untergrund erhöht werden kann. Da außerdem der Durchmesser der Viskositätskupplung 769 reduziert ist, kann die relative Drehgeschwindigkeit zwischen dem Gehäuse 729 und dem inneren Nabenteil 741 reduziert werden, weshalb es möglich ist, die Nutzungsdauer der X-förmigen Ringe 759 und 765 zu erhöhen.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform die Schalteinrichtung 809 zur Übertragung von Kraft auf das Differentialgetriebe 791 ohne Verwendung der Viskositätskupplung 769 für die Vorrichtung 711 vorgesehen, weshalb ein starrer 4WD-Modus erhalten werden kann. Selbst wenn die Viskositätskupplung 769 Schwierigkeiten bereitet, ist es möglich, das Fahrzeug in einem 4WD-Modus anzutreiben.
Da außerdem bei dieser Ausführungsform der Differentialsperrmechanismus 807 zum Sperren der Differentialfunktion des Differentialgetriebes 791 für die Vorrichtung 711 vorgesehen ist, kann die Fähigkeit, das Fahrzeug von einer schlammigen Straße zu befreien, verbessert werden.
Die Figuren 18 und 19 zeigen eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kraftübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird als ein Kraftsystem eines Fahrzeugs verwendet, das in Figur 18 gezeigt ist. Die obere Seite in Figur 19 entspricht der Vorderseite in Figur 18.
Das in Figur 18 gezeigte Fahrzeug ist ein FF-4WD-Fahrzeug, bei dem ein Motor direkt mit den Vorderrädern gekoppelt ist. Dieses Antriebssystem ist aus einem Motor 1101, einer Übertragung 1103, einem Übergang 1105, einem vorderradseitigen Differentialgetriebe 1107, Vorderradwellen 1109 und 1111, Vorderrädern 1113 und 1115, einer Antriebswelle 1117, einem hinteren Differentialgetriebe 1119 (Kraftübertragungsvorrichtung der Erfindung), hinteren Radwellen 1121 und 1123 und Hinterrädern 1125 und 1127 zusammengesetzt.
Ein Gehäuse 1129 des hinteren Differentialgetriebes 1119 ist drehbar von einem Differentialträger 1135 über Lager 1131 und 1133 gehalten. Der Differentialträger 1135 ist mit Getriebeöl gefüllt. Das Gehäuse 1129 ist aus einem Gehäuse 1139 einer Viskositätskupplung 1137 und einem Differentialgehäuse 1143 des Differentialgetriebes 1141 zusammengesetzt. Das Gehäuse 1139 und das Gehäuse 1143 sind durch Befestigung zweier Flansche 1145 und 1147 mit Schrauben fixiert.
Ein Ringzahnrad 1151 ist an der Differentialgehäuse (1143) der Flansche 1145 und 1147 mit Schraubenbolzen 1153 und Muttern 1155 befestigt. Zum Fixieren werden Muttern 1155 zwischen den Flansch 1145 und die Viskositätskupplung 1137 eingesetzt und gedreht, um die Schrauben in die Befestigungsrichtung zu drehen. Der Zwischenraum S für die Muttern 1155 ist im Vergleich zu dem herkömmlichen Raum erheblich reduziert.
Eine Antriebsritzelwelle 1157 ist drehbar von dem Differentialträger 1135 über ein Lager 1159 gehalten, das auf der Antriebswellenseite (1117) vorgesehen ist, wie Figur 25 zeigt. Die Antriebsritzelwelle 1157 ist mit einem Antriebsritzelzahnrad 1161 versehen, das an einem Endabschnitt mit dem Ringzahnrad 1151 kämmen kann. Wie oben beschrieben, wird das Gehäuse 1129 von Motorkraft angetrieben.
Innerhalb des Gehäuses 1139 ist ein inneres Nabenteil 1163 drehbar angeordnet. Eine Arbeitskammer 1165 befindet sich zwischen diesen Teilen 1139 und 1163, und ihre Wasserdichtigkeit wird von X-Ringen 1167 und 1169 und Stützringen 1171 und 1173 erreicht. Eine Scheibe 1175 ist zwischen den Teilen 1139 und 1163 angeordnet.
Die Arbeitskammer 1165 ist mit einem hochviskosen Silikonöl gefüllt. Ein Paar Plattenanordnungen, die aus mehreren abwechselnd angeordneten Platten 1175 und 1177 zusammengesetzt sind, stehen in Eingriff mit Zähnen 1179 des Gehäuses 1139 und Zähnen 1180 des Nabenteils 1163, und zwar getrennt, um so eine Viskositätskupplung 1137 zu bilden.
Wenn das Gehäuse 1129 (Gehäuse 1139) von der Motorkraft gedreht wird, wird diese Umdrehung von den Platten 1175 auf die Platten 1177 durch eine Scherkraft des Silikonöls übertragen, um das Nabenteil 1163 zu drehen. Wenn in diesem Fall eine Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen den zwei Teilen 1139 und 1163 groß ist, wird die Rotationsdifferenz beschränkt, um eine großes Drehmoment zu übertragen. Wenn die Differenz klein ist, wird die Rotationsdifferenz absorbiert, um ein kleines Drehmoment zu übertragen.
Innerhalb des Differentialgehäuses 1143 ist ein Antriebsring 1181 drehbar und axial beweglich angeordnet. Der Antriebsring 1181 ist mit axialen Nuten 1183 versehen, in die Enden der Ritzelwellen 1185 eingreifen. Ritzelzahnräder 1187 sind drehbar von den Ritzelwellen 1185 gehalten, und eine Scheibe 1189 ist zwischen dem Antriebsring 1181 und den Ritzelzahnrädern 1187 angeordnet. Die Ritzelzahnräder 1187 kämmen mit einem Paar Seitenzahnrädern 1191 und 1193 von ihren beiden Seiten. Eine Scheibe 1195 und ein Stützring 1197 sind zwischen dem linken Seitenzahnrad 1191 und dem Nabenteil 1163 angeordnet, und eine Scheibe 1195 und ein Stützring 1197 befinden sich zwischen dem rechten Seitenzahnrad 1193 und dem Differentialgehäuse 1143. Auf diese Weise ist das Differentialgetriebe 1141 aufgebaut. Zwei hintere Radwellen 1121 und 1123 kämmen mit dem linken und dem rechten Seitenrad 1191 und 1193. Anschlagringe 1199 sind jeweils für diese Zähne vorgesehen.
Die Hinterradwellen 1121 und 1123 sind drehbar von dem Gehäuse 1129 gehalten. Ölnuten 1201 sind an dem Lagerabschnitt ausgebildet. Außerdem sind Dichtungen 1203 zwischen den Hinterradwellen 1121 und 1123 und dem Differentialträger 1135 vorgesehen.
Wenn ein Drehmoment auf den Antriebsring 1181 eingegeben wird und deshalb der angetriebene Ring 1181 rotiert, wird Kraft veränderlich auf das linke und rechte Hinterrad 1125 und 1127 über die Ritzelwelle 1185, die Ritzelzahnräder 1187, zwei Seitenzahnräder 1191 und 1193 und die Hinterradwellen 1121 und 1123 wegen der Selbstdrehung der Ritzelzahnräder 1187 veränderlich verteilt.
Das Nabenteil 1163 ist mit Zähnen 1205 versehen; das Gehäuse 1139 der Viskositätskupplung 1137 ist mit Zähnen 1207 versehen; der Antriebsring 1181 enthält Zähne 1205 an seinem linken Innenumfang, und das rechte Seitenzahnrad 1193 hat Zähne 1209 an seinem Außenumfang. Diese Zähne werden eingerückt oder getrennt, wenn der Antriebsring 1181 nach rechts und nach links bewegt wird. Die Zahneingriffsreihenfolge ist folgendermaßen: alle Zähne werden getrennt, wie Fig. 19 (Position A) zeigt; der Antriebsring 1181 wird nach links bewegt, weshalb die Zähne 1205 in Eingriff geraten (Position B); die Zähne 1205 bleiben im Eingriff, und außerdem geraten die Zähne 1207 in Eingriff (Position C).
Da die Kraftübertragung zwischen dem Gehäuse 1129 und der Viskositätskupplung 1137 oder dem Differentialgetriebe 1141 an der Position A getrennt ist, drehen die Hinterräder 1125 und 1127 frei.
An der Position B wird Motorkraft über die Viskositätskupplung 1137 auf das Differentialgetriebe 1141 übertragen.
An der Position C wird Motorkraft direkt von dem Gehäuse 1129 auf das gesperrte Differentialgetriebe 1141, die Viskositätskupplung 1137 passierend, übertragen.
Eine Rückstellfeder 1213 ist zwischen dem Gehäuse 1139 und dem Antriebsring 1181 angeordnet, um den Antriebsring 1181 über die Scheibe 1211 nach rechts vorzuspannen. Eine Hülse 1217 mit einem Arm 1215 ist verschieblich an dem rechten Ende des äußeren Umfangs des Gehäuses 1129 angeordnet. Dieser Arm 1215 wird durch einen Ausschnitt 1219 in dem Gehäuse 1129 in Kontakt mit dem Antriebsring 1181 über eine Scheibe 1221 geführt. Ein Ende der Gabel 1225 ist drehbar an dem Außenumfang der Hülse 1217 über ein Lager 1223 angebracht. Der Antriebsring 1181 wird nach rechts und nach links bewegt, wie durch einen Pfeil in Fig. 19 dargestellt ist, indem das obige Betätigungssystem von einem hydraulischen Betätigungsorgan (nicht dargestellt) angetrieben wird.
Der Verschiebungsvorgang des Antriebsring 1181 wird manuell von den Fahrer oder automatisch entsprechend den Lenkzuständen oder Straßenflächenbeschaffenheiten bewirkt.
Die Funktion wird nachfolgend beschrieben. Wenn die Kraftübertragungsvorrichtung 1119 in die Position A während der Fahrt auf einer befestigten Straße eingestellt ist, kann das Fahrzeug in einem FF-2WD-Modus fahren, wodurch der Brennstoffverbrauch im Vergleich zu einer Fahrt in dem 4WD-Modus verbessert ist. Da die Rotationsdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern auf einer befestigten Straße klein ist, ist selbst bei Einstellung auf Position B ein Übertragungsdrehmoment durch die Viskositätskupplung 1137 klein, so daß das Fahrzeug in einem Modus fährt, der dem 2WD-Modus äquivalent ist.
Wenn das Fahrzeug auf einer schlammigen Straße fährt, während die Vorrichtung 1119 auf die Position B eingestellt ist, und außerdem die Vorderräder 1113 und 1115 gleiten, wird, weil eine große Rotationsdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern erzeugt wird, ein großes Drehmoment über die Viskositätskupplungs 1137 auf die Hinterräder 1125 und 1127 übertragen, so daß das Fahrzeug glatt auf einer schlammigen Straße oder von dieser weg fahren kann, ohne festzustecken. Außerdem ist es möglich, einen Differentialsperrzustand zu erhalten, wenn die Vorrichtung 1119 in die Position C eingestellt ist.
Wenn die Vorrichtung 1119 auf die Position A oder B eingestellt ist, während das Fahrzeug eine Kurve fährt, ist es möglich, das Fahrzeug glatt zu wenden. Wenn zudem das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit eine schnelle Kurve fährt, wenn es beispielsweise in eine Garage eingestellt wird, kann eine Bremserscheinung vermieden werden, wenn die Vorrichtung 1119 in die Position A oder B eingestellt ist.
Da ein Raum zum Einsetzen von Schrauben klein ist, wie oben beschrieben wurde, ist es nicht nötig, die Viskositätskupplung 1137 axial von dem Ringzahnrad 1151 weg anzuordnen, um eine Behinderung durch die Gewindebolzen 1153 oder Muttern 1155 zu verhindern. Damit kann der Durchmesser der Viskositätskupplung 1137 und damit das Drehmoment vergrößert werden. Außerdem ist der Raum der Lager 113 und 1133 klein und die Starrheit bzw. Festigkeit des Gehäuses 1129 ist hoch, weshalb Lärm oder Vibration verhindert werden können.
Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Viskositätskupplung als einen Differentialbeschränkungsmechanismus des Differentialgetriebes zu verwenden, oder eine Reibungskupplung wie eine Mehrscheibenkupplung anstelle der Viskositätskupplung zu benutzen. Außerdem kann die Vorrichtung mit dem Differentialgetriebe als ein zentrales Differentialgetriebe konstruiert werden.
Die Figuren 20 bis 22 zeigen eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kraftübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird als Kraftsystem eines Fahrzeugs verwendet, das in Figur 20 dargestellt ist. Die obere Seite in Figur 21 entspricht der Vorderseite in Figur 20. Dieses Kraftsystem ist aus einem Motor 1301, einer Übertragung 1303, einer Kupplung 1305, einem vorderradseitigen Differentialgetriebe 1307, Vorderradwellen 1309 und 1311, Vorderrädern 1313 und 1315, einer Übertragung 1317, einer 2-4WD-Schalteinrichtung 1319 zum Trennen der Kraft von den Hinterrädern innerhalb der Übertragung 1317, einer Antriebswelle 1321, einem hinteren Differentialgetriebe 1323 (einer Kraftübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung), Hinterradwellen 1325 und 1327 und Hinterrädern 1329 und 1331 zusammengesetzt.
Ein Differentialgehäuse 1333 des hinteren Differentialgetriebes 1323 ist drehbar von einem Differentialträger 1339 über Lager 1335 und 1337 gehalten. Das Differentialgehäuse 133 ist durch Verbindung eines linken und eines rechten Gehäuseteils 1341 und 1343 mittels Schrauben 1345 ausgebildet. Die Gehäuseteile 1341 und 1343 sind außerdem an einem Ringzahnrad 1349 mittels Schrauben 1347 befestigt. Eine Antriebsritzelwelle 1351, die mit der Antriebswellenseite 1321 verbunden ist, ist drehbar von dem Differentialträger 1339 gehalten. Ein Antriebsritzel 1353 ist integral mit der Welle 1351 ausgebildet und kämmt mit einem Ringzahnrad 1349. Wie oben beschrieben, wird das Differentialgehäuse 1333 von einer Motorkraft angetrieben. Der Differentialträger 1339 ist mit Schmiermittel gefüllt.
Wie in Fig. 22 gezeigt ist, ist das linke Gehäuse 1341 des Differentialgehäuse 1333 mit äußeren, axial ausgesparten Abschnitten 1357 an gleichmäßigen Winkelintervallen und außerdem mit Durchgangsbohrungen 1349 in den ausgesparten Abschnitten 1357 versehen. Die Durchgangsbohrung 1359 ist in Drehrichtung des Differentialgehäuses 1333 radial nach außen geneigt, wie Fig. 22(c) zeigt. Wenn demnach das Differentialgehäuse 1333 zu rotieren beginnt, wird das Schmiermittel, das von dem Ringzahnrad 1349 gedreht und angehoben wird, in das Differentialgehäuse 1333 durch die Ausnehmungen 1357 und die Durchgangsbohrungen 1359 eingeführt. Eine Neigung der Durchgangsbohrung 1359 dient der Förderung des Einströmens des Schmiermittels in das Gehäuse 1333. Wenn der Schmiermittelspiegel so angestiegen ist, daß der konvexe Abschnitt 1361 des Gehäuseteils 1341 unter dem Schmiermittelspiegel liegt ist es, weil das Schmiermittel direkt von den konvexen Abschnitten 1361 angehoben wird, möglich, die Menge des zur Innenseite fließenden Schmiermittels zu erhöhen. Wenn das Differentialgehäuse 1333 zu rotieren aufhört, wird Schmiermittel in den Aussparungen 1357 angesammelt und fließt über die Durchgangsbohrung 1359 nach innen.
Ein Seitenwandteil 1363 ist an der inneren rechten Seite des Gehäuseteils 1341 angeschweißt. Ein Nabenteil 1365 ist drehbar innerhalb des Gehäuseteils 1341 angeordnet. Ein Kupplungsring 1367, der mit dem Nabenteil 1365 verbunden ist, ist an der rechten Seite des Seitenwandteils 1363 angeordnet.
Zwischen diesen Teilen 1341, 1363 und 1365 ist eine Arbeitskammer 1369 gebildet und mit einem hochviskosen Silikonöl gefüllt. Die Wasserdichtigkeit wird durch X-Ringe 1371 und 1373 und Stützringe 1375 und 1377 erzielt. Ein Paar Plattenanordnungen, die aus mehreren abwechselnd angeordneten äußeren und inneren Platten 1379 und 1381 bestehen, greifen in Zähne 1383 des Gehäuses 1341 und Zähne 1385 des Nabenteils 1365 getrennt ein, um eine Viskositätskupplung 1387 zu bilden.
Wenn das Differentialgehäuse 1334 gegenüber dem Nabenteil 1365 gedreht wird, wird diese Umdrehung von den äußeren Platten 1379 auf die inneren Platten 1381 durch eine Scherkraft des Silikonöls übertragen, um das Nabenteil 1365 zu drehen. Wenn in diesem Fall eine Differenz in der Rotationsgeschwindigkeit zwischen den zwei Teilen 1333 und 1365 groß ist, wird die Rotationsdifferenz beschränkt, um ein großes Drehmoment zu übertragen. Wenn die Differenz klein ist, wird die Rotationsdifferenz absorbiert, um ein kleines Drehmoment zu übertragen.
Innerhalb des rechten Gehäuseteils 1343 ist eine Hülse 1389 drehbar und axial beweglich angeordnet. Die Hülse 1389 ist mit axialen Nuten 1391 versehen, in die Enden der Ritzelwellen 1393 eingreifen. Ritzelzahnräder 1395 sind drehbar von den Ritzelwellen 1393 gehalten. Die Ritzelzahnräder 1395 kämmen mit zwei Seitenzahnrädern 1397 und 1399.
Das linke Seitenzahnrad 1397 kämmt mit einer Radwelle 1401, die einen rechten Endabschnitt einer hinteren linken Radwelle 1325 bildet, und ist von einem Käfig 1403 fixiert. Das rechte Seitenzahnrad 1399 kämmt mit einer Radwelle 1405, die einen linken Endabschnitt einer hinteren linken Radwelle 1327 bildet, und ist von einem Käfig 1403 fixiert. Ein Gleitlager 1407 ist zwischen dem linken Seitenrad 1397 und dem Nabenteil 1365 der Viskositätskupplung 1387 angeordnet. Auf diese Weise ist eine Differentialgetriebeanordnung 1409 aufgebaut.
Wenn demnach die Hülse 1389 rotiert, wird Kraft veränderlich auf die zwei Seitenzahnräder 1397 und 1399 über die Ritzelwelle 1393 und die Ritzelzahnräder 1395 wegen der Selbstdrehung der Zahnräder 1395 verteilt, um die Hinterräder 1329 und 1331 anzutreiben. Scheiben 1411 und 1413 sind zwischen dem Zahnrad 1397 und dem Kupplungsring 1367 und zwischen dem Nabenteil 1365 und dem Gehäuseteil 1341 angeordnet, um eine Druckkraft aufzunehmen, die von dem Zahnrad 1397 infolge des Eingriffs zwischen den Zahnrädern 1397 und 1395 ausgeübt wird.
Zähne 1415 sind an dem linken Ende des inneren Umfangs der Hülse 1389 ausgebildet, und andere Zähne 1417 und 1419, die mit den Zähnen 1415 kämmen können, befinden sich an dem Außenumfang des Seitenwandteils 1363 und des Kupplungsrings 1367.
Ein Druckteil 1421 ist axial verschieblich an dem Außenumfang eines zylindrischen Abschnitts an einem rechten Ende des Gehäuseteils 1343 angebracht. Der Arm 1423 des Teils 1421 ist durch das Gehäuseteil 1343 geführt und drückt die Hülse 1389 über einen Ring 1425. Dieses Druckteil 1421 ist mit einem Betätigungsglied über ein Lager 1427 und ein Bedienungsteil 1429 verbunden. Dieses Betätigungsglied wird manuell von dem Fahrer oder automatisch entsprechend den Lenkzuständen oder den Straßenflächenbeschaffenheiten bedient. Das Betätigungsglied verschiebt die Hülse 1389 nach links über das Druckteil 1421. Außerdem ist eine Rückstellfeder 1431 zwischen der Hülse 1389 und dem Seitenwandteil 1363 angeordnet, um die Hülse 1389 nach rechts zurückzuführen, wenn das Betätigungsglied in Ruhestellung ist.
Durch den oben erwähnten Verschiebungsvorgang wird die Hülse 1389 in eine Position A verlagert (untere Hälfte in Fig. 21), wo die Hülse 1389 weder mit dem Seitenwandteil 1363 noch mit dem Kupplungsring 1367 in Eingriff steht, in eine Position B, in der die Hülse 1389 nur mit dem Kupplungsring 1367 in Eingriff steht, und in eine Position C, wo die Hülse 1389 mit beiden Teilen 1363 und 1367 in Eingriff ist.
Wenn sich die Hülse 1389 an der Position A befindet, werden wegen der Trennung der Viskositätskupplung 1387 von der Differentialgetriebeanordnung 1409 die Elemente von den hinteren Radwellen 1325 und 1327 zu der Hülse 1389 von der Drehkraft der Hinterräder 1329 und 1331 gedreht. An der Position B wird Motorkraft auf die Differentialgetriebeanordnung 1409 über die Viskositätskupplung 1387 übertragen. An der Position C wird Motorkraft direkt von dem Differentialgehäuse 1333 auf die Differentialgetriebeanordnung 1409 an der Viskositätskupplung 1387 vorbei übertragen.
Obwohl das Differentialgehäuse 1333 durch die 2-4-Schalteinrichtung 1319 an der Position A stoppt, fließt Schmiermittel, wie durch den Pfeil gezeigt ist, durch die Durchgangsbohrungen 1359 in dem Differentialgehäuse 1333 zwischen der Viskositätskupplung 1387 und der Differentiallageranordnung 1409, so daß die Gleitabschnitte zwischen den angehaltenen Elementen und den rotierenden Elementen, beispielsweise zwischen dem Außenumfang der Hülse 1389 und dem Innenumfang des Differentialgehäuses 1333, dem Befestigungsabschnitt der Rückstellfeder 1431, dem Gleitlager 1407, den Ringen 1411, 1413 und 1425 geschmiert werden können.
An der Position B kann der Gleitabschnitt zwischen dem Seitenwandteil 1363 und dem Kupplungsring 1367 durch Betätigung der Viskositätskupplung 1387 geschmiert werden. Die Differentialgetriebeanordnung 1409 kann an jeder Position A, B oder C geschmiert werden.
Die Funktion wird in Bezug auf ein Fahrzeug gemäß Fig. 20 erläutert.
Wenn die 2-4-Schalteinrichtung 1319 in Eingriff steht und das hintere Differentialgetriebe 1323 in die Position B oder C eingestellt ist, wird das Fahrzeug im 4WD-Modus angetrieben. An der Position C wird Kraft unter Umgehung der Viskositätskupplung 1387 übertragen, so daß es möglich ist, den Kraftstoffverbrauch und die Stabilität der Geradeausfahrt zu verbessern. An der Posiiton B kann wegen der Kraftübertragung auf die Hinterräder über die Viskositätskupplung 1387 die Kurvenleistung verbessert werden, und das Fahrzeug wird im wesentlichen im Vorderradantriebsmodus auf einer befestigten Straßen und automatisch in einem 4WD-Modus auf einer schlammigen Straße angetrieben. Außerdem kann eine Bremserscheinung enger Ecken vermieden werden.
Wenn die Vorrichtung 1323 in die Position A eingestellt ist, wird das Fahrzeug im Vorderradantriebsmodus angetrieben, so daß der Brennstoffverbrauch verbessert werden kann. Wenn zudem die 2-4-Schalteinrichtung 1319 getrennt wird, ist es deswegen, weil die Antriebswelle 1321 zu rotieren aufhört, möglich, die Abnutzung der drehenden Elemente, Lärm, Vibration etc. zu reduzieren, und so den Brennstoffverbrauch zu verbessern.

Claims

1. Kraftübertragungsvorrichtung mit:

a) einem Gehäuse (51, 229; 328; 429; 601; 729; 1129), das drehbar gelagert und geeignet ist, von einer äußeren Kraft angetrieben zu werden;

b) einer inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365), die drehbar in dem Gehäuse (229; 328; 429; 601; 729; 1129) gelagert ist;

c) einer Viskositätskupplungsvorrichtung (80; 265; 485; 630; 769; 1137; 1387), die zwischen einem inneren Umfang des Gehäuses (229; 328; 429; 601; 729; 1129) und einem äußeren Umfang der inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365) an einer Seite und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, um über die Viskosität die relative Drehbewegung zwischen dem Gehäuse (229; 328; 429; 601; 729; 1129) und der inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365) zu begrenzen;

d) einem Differentialgehäuse (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333), das an der anderen Seite und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und

e) einer Differentialgetriebeanordnung (287; 317; 505; 1141; 1409), die innerhalb des Differentialgehäuses (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333) angeordnet ist und mit ersten und zweiten Wellen (221, 223; 421, 423; 721, 723; 1121, 1123; 1325, 1327) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

1) daß das Differentialgehäuse (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333) axial verschiebbar ist, in und außer Eingriff mit der inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365); und

2) daß eine Kupplungseinrichtung (C; 331; 339; 487; 622; 628; 796) weiterhin für die axiale Verschiebung des Differentialgehäuses (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333) in und außer Eingriff vorgesehen ist, wobei der Eingriff des Differentialgehäuses (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333) mit der inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365) ermöglicht, daß die auf das Gehäuse aufgebrachte äußere Kraft über die Viskositätskupplungsvorrichtung (80; 265; 485; 630; 769; 1137; 1387), wobei die innere Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365) und das Differentialgehäuse (59; 267; 319; 609; 771; 1143; 1333) zu der Differentialgetriebeanordnung (287; 317; 505; 1141; 1409) für die differentielle Verteilung zu den ersten und zweiten Wellen (221, 223; 421, 423; 721, 723; 1121, 1123; 1325, 1327) übertragen wird, und der äußere Eingriff des Differentialgehäuses (59; 67; 319; 609; 771; 1143; 1333) von der inneren Nabe (53; 241; 443; 603; 741; 1163; 1365) ermöglicht, daß sich die ersten und zweiten Wellen (221, 223; 421, 423; 721, 723; 1121, 1123; 1325, 1327) frei von dem Einfluß der äußeren Antriebskraft drehen können.

2. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Sperreinrichtung (807) aufweist zum Sperren des Differentialbetriebs des Differentialgetriebes.

3. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Ringrad (1151) aufweist, das an einem Flansch (1145) des Gehäuses (1129) befestigt ist und mit einem weiteren Flansch (1147) des Differentialgetriebes (1141) mit Stiftbolzen (1153) und Muttern (1155) befestigt ist, um einen Raum zwischen der Viskositätskupplung und dem Differentialgetriebe zu verringern.

4. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Differentialgehäuse (1333) des Differentialgetriebes mit einem vertieften Bereich (1357) und einer Öffnung (1359) ausgebildet ist, die radial auswärts entlang einer Drehrichtung des Differentialgehäuses geneigt ist, um Schmiermitteln zu erlauben, in das Differentialgehäuse zu fließen.