EP2021646A1 - Device for axially adjusting at least one plate-type shifting element - Google Patents

Device for axially adjusting at least one plate-type shifting element

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EP2021646A1
EP2021646A1 EP07729512A EP07729512A EP2021646A1 EP 2021646 A1 EP2021646 A1 EP 2021646A1 EP 07729512 A EP07729512 A EP 07729512A EP 07729512 A EP07729512 A EP 07729512A EP 2021646 A1 EP2021646 A1 EP 2021646A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
grooves
ball ramp
wheel
axial adjustment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07729512A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alois BÖCK
Detlef Baasch
Robert Peter
Florian Knedler
Claus Granzow
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a device for axial adjustment of at least one lamellar switching element according to the closer defined in the preamble of claim 1 species,
  • Such a device for the axial adjustment of a lamellar switching element is known, for example, from EP 0 340 451 A2.
  • a device for axial adjustment is described which actuates a friction arrangement via a pressure ring by means of a selectively actuatable rotary drive.
  • an adjusting ring which can be driven by an electric motor via a pinion is provided. which causes an axial displacement of the pressure ring.
  • the pressure ring is itself arranged non-rotatably with respect to a housing.
  • control curves or control profiles are provided, which have a non-linear rate of change of the thrust ring effective axial component over the angle of rotation of the adjusting ring, and which between the pressure ring and the adjusting ring in ab leveragender, the pressure ring at rotation the adjusting ring shifting operative connection stand. It is u. a. proposed to perform the cams as located in the adjusting ring and the pressure ring grooves, wherein the adjusting ring interacts with the pressure ring by means of balls, which are located in the mutually corresponding grooves of the adjusting ring and the pressure ring.
  • the control cam has a non-linear rate of change, whereby in a first phase of the operation of the friction arrangement, a steep increase of the effective axial components to overcome the play of fins of the friction arrangement a strong spreading rate between the collar and the pressure ring causes.
  • the increase of the axial component then decreases progressively until the desired increase for the working range of the barrier effect is achieved and then remains constant until the end of the web
  • For the rate of change is at ball grooves an initial angle range of 6 ° to 9 ° and an outlet angle of 1 ° to 1, 5 ° is proposed as appropriate, with the exit angle remaining constant until the end of the track
  • the duration to overcome the clearance is small. Since the pitches of the intended ball grooves assume very low values, the axial adjustment path for actuating the fins of the friction arrangement is disadvantageously low.
  • the present invention has for its object to make a device for axial adjustment of a lamellar switching element of the type mentioned in such a way that a fast and safe operation of the lamellar switching element is ensured and is easy to control.
  • a device for axial adjustment of at least one lamellae switching element with a swivel wheel and a ball ramp disc adjacent thereto wherein the swivel wheel is axially fixed and rotatable and the ball ramp disc rotatably and axially displaceably mounted, and wherein the swivel wheel interacts with the ball ramp disc by means of rolling elements, which in depth-varying Grooves of the swivel wheel and arranged in corresponding grooves of the ball ramp disc, wherein the grooves have a variable pitch over their course.
  • the grooves starting from an initial position of the rolling elements in the open state of the louver switching element in a first direction of movement of the pivot wheel, an initial pitch between 10 ° and 25 ° in a clearance range of the louver switching element and a pitch of at least 1, 3 ° to 1, 7 °, in a workspace of the louver switching element.
  • the clearance of the lamellae switching element which may be a multi-plate clutch or a multi-disc brake, which advantageously very short operating times of the louver switching element can be achieved and an optimal combination of force and positioning time is reached.
  • the grooves in an area adjacent to the clearance area in a second direction of movement of the pivot wheel, which is opposite to the first direction of movement, adjacent region have a slope of at least approximately zero.
  • the means for axial adjustment for the operation of two lamellae switching elements may be provided, wherein the first direction of movement a first louver switching element closing and a second louver switching element opening Oreh Gayscardi of the swivel wheel and the second direction of movement is a rotational movement direction of the swivel wheel which opens the first slat selector element and closes the second selector element.
  • the ball ramp disc and / or on the other hand the slidability of the slats limiting the support disc on its surface facing the slats formed with a cooperating with the slats friction lining
  • the multi-disc brake running space is shortened and thus the package is optimized.
  • the design of the ball ramp disc with a sintered material whereby the processing of the ball ramp disc can be limited to certain local areas.
  • the manufacturing costs for the ball ramp disk fall in an advantageous manner from low.
  • FIG. 1 shows a partially sectional schematic representation of a rear axle transmission unit of a motor vehicle with an operable by an electric motor device for axial adjustment of a lamellar switching element
  • Figure 2 is a fragmentary schematic cross-sectional sketch of a groove of a ball ramp disc of the means for axial adjustment and a groove of a pivot wheel of the device for axial adjustment of Figure 1, wherein a guided ball on the ball ramp disc is shown in an initial position with the state of the lamellae switching element.
  • Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 2 of the means for A- xialeingna, wherein the ball is shown in a transition state between an end of a clearance and a beginning of a working range of the lamellar switching element;
  • Fig. 4 is an illustration of the axial adjustment device corresponding to Figs. 2 and 3 showing the ball in a state of the louver switching element in the work area;
  • Fig. 6 is a fragmentary schematic cross-sectional sketch of the groove of a ball ramp disc and the groove of the pivot wheel of the means for axial adjustment of Fig. 5, wherein the ball is shown in a neutral position.
  • a portion of a transmission unit 1 is shown, which is one of a drive engine or internal combustion engine 10 provided only, transmitted via a drive shaft 2 drive torque to a first output shaft 3 and a coaxial thereto and with respect to the drive shaft 2 symmetrically arranged second output shaft 5 distributed.
  • the gear unit 1 is provided for installation in a motor vehicle and is designed in the embodiment shown as Schuachsgetriebetician, but it is also conceivable that a substantially analog gear unit is used as Vorderachsgetriebetician. It is likewise conceivable to use the present transmission unit both as a front-axle transmission unit and as a rear-axle transmission unit, for example in a four-wheel drive motor vehicle,
  • the output shafts 3 and 5 which are rotatably mounted about a common longitudinal axis X are connected at their free ends in each case with a not-shown vehicle wheel, wherein viewed in the installed state of the Schuachsgetriebeisme 1, a vehicle wheel with respect to the first output shaft 3 on a vehicle in the front direction left transmission side 7 and a vehicle wheel with respect to the second output shaft 5 on a right transmission side 9 is located.
  • the Hinterachsgetriebetician 1 includes a Get ⁇ ' ebe housing 11, which with a substantially surrounding the drive shaft 2 front gear housing part 12 with a left side of the transmission 7 associated side gear housing part 13, from which the first output shaft 3 protrudes laterally, and with a non-illustrated the right transmission side 9 associated side gear housing part, from which the second output shaft 5 protrudes laterally, is formed.
  • the rear axle transmission unit 1 distributes the drive torque transmitted from the drive shaft 2 to the two output shafts 3 and 5 and can It also cause uneven Momentenvert ⁇ ilung on the two output shafts 3 and 5 and thus actively improve the driving characteristics.
  • the drive torque is introduced from the drive shaft 2 in a differential unit 15 which is formed with a differential 17 and a differential cage 19 and connected to a device 14 for influencing the drive torque to the output shafts 3 and 5.
  • a differential unit 15 which is formed with a differential 17 and a differential cage 19 and connected to a device 14 for influencing the drive torque to the output shafts 3 and 5.
  • For operative connection between the drive shaft 2 and the differential cage 19 is fixedly connected to the drive shaft 2 drive pinion 21 with a fixed connected to the differential cage 19 ring gear 23 into engagement, wherein the differential cage 19 is rotatably mounted about the longitudinal axis X and in the transmission housing 11th supported.
  • the differential 17 is formed in a manner known per se with two output-side bevel gears 25 and 27 connected to the respective output shaft 3 and 5 and with two bevel gears 29 and 31 meshing with the two bevel gears 25 and 27.
  • the two drive-side bevel gears 29 and 31 are rotatably mounted on a bolt 33 which is fixed in the differential cage 19 with respect to a rotation about the longitudinal axis X.
  • Fig. 1 shows two embodiments of the drive side bevel gears 29 and 31 and the cooperating output side bevel gears 25 and 27, which are each engaged with each other, the expert can select an alternative according to the particular application.
  • the device 14 is designed to influence the drive torque on the output shafts 3 and 5 with two symmetrically arranged to the transmission center axis Y identically constructed torque vectoring units of the two torque vectoring units in Fig. 1, only the left side of the transmission. 7 associated torque vectoring unit 35 is shown. which will be described below.
  • the torque vectoring units are arranged in the gear housing 11 and are in the present case continuously adjusted and actuated by a respective, switchable electric motor 37.
  • this has a planetary gear set formed as a gear ratio stage 39 without a ring gear and an actuatable by the electric motor 37 brake device 51, wherein the translation stage 39 with two sun gears 61 and 63 currently-. is formed, of which a first sun gear 61 fixed to the differential cage 19 and of which a second sun gear 63 is fixedly connected to the output shaft 3.
  • the sun gears 61 and 63 cooperate with present three rotatably mounted on a planetary carrier 65 planet, of which two planets 69 and 71 are visible, and which have a continuous toothing 73.
  • the brake device 51 has a lamellae brake 77 designed as a lamellae.
  • the with respect to their transfer capability infinitely adjustable multi-disc brake 77 has arranged as fins on the planet carrier 65 inner plates 75 which cooperate with defined in the gear housing 11 outer plates 79 by their axial adjustability such that they can be brought into a frictional or frictional contact.
  • the electric motor 37 actuates the brake device 51 via an intermediate gear 85 which is driven by its drive shaft 83 and is fixed to the drive shaft 83 of the electric motor 37 and actuates a device 87 for axial adjustment of the multi-disc brake 77.
  • the means 87 for axial adjustment of the multi-disc brake 77 is provided with a pivoting wheel 89, which is in engagement with the intermediate 85 and how the idler 85 is disposed on the side facing away from the transmission center axis Y side of the multi-disc brake 77, and one between the pivot wheel 89 and the multi-disc brake 77th arranged ball ramp plate 91 constructed
  • the translation stage 39 runs around the longitudinal axis X without torque transmission. If a friction connection in the multi-disc brake 77 is triggered via the electric mofor 37, a torque vectoring torque acting on the respective output shaft 3 or 5 is generated from the drive torque. This is done by a support of the flat support 65 via the braking device 51 in the Transmission housing 11. It is thus a torque transmission from the drive shaft 2 via the differential cage 19 and from there by means of the planet carrier 65 from the first sun gear 61 to the respective connected to the output shaft 3 and 5 second sun gear 63 is generated by means of which a different torque distribution the first output shaft 3 and the second output shaft 5 can be achieved.
  • the ball ramp disk 91 mounted in a rotationally fixed and axially displaceable manner in the gear housing 11 and the swivel wheel 89 have three grooves 93 which vary in depth about the first output shaft 3 of the axial adjustment device 87 over their radius.
  • grooves 93 of the ball ramp disk 91 corresponding, also varying in depth grooves 95 of the pivot wheel 89 are three trained as balls 97 rolling elements, via which at a controlled by the electric motor 37 rotation of the pivot wheel 89, an axial movement of the ball ramp plate 91st results, so that the housing-fixed outer disk 79 after overcoming a clearance of the multi-disc brake 77 with the inner disk 75 of the multi-disc brake 77 enter into a friction joint.
  • the maximum twist angle of the ball ramp disk 91 can be realized in an embodiment with three balls 97. Furthermore, by the use of only three balls 97 of the supporting portion per ball maximum, the load in relation to the number of balls due to manufacturing tolerances can not be increased by more balls. A maximum angle of rotation of the pivot wheel 89 thus has due to the present case with three balls 97 formed device 87 Axial setting a value of about 120 °. But it is also possible to use more balls,
  • the grooves 93 of the ball ramp disc 91 which in the present case represents a component made of sintered material, and the grooves 95 of the pivot wheel 89 are shown in FIG. 2 in a cross section and have, starting from a starting position shown in this figure, in which the ball ramp disc 91 and the Pivoting wheel 89 have a minimum axial distance from each other, over a circumferential region which is assigned to an axial, Lsymmetricspiel Scheme 130 of the lamellae switching element 77 associated adjustment S1, a constant large pitch and a subsequent peripheral region, which a travel S2 of a work area 132 with a structure of Coupling torque is assigned to a constant small slope.
  • the ball track sections of the clearance area 130 and the working area 132 are connected to each other via a radius 134.
  • FIGS. 3 and 4 which shows the ball 97 in further stages during a rotation of the swivel wheel 89 in a first direction of movement I, which represents a rotational movement closing the multidisk brake 77, in the clearance play area 130
  • the clearance of the multi-disc brake 77 can be overcome.
  • the working area 132 has a relatively small pitch of 1.4 ° to 1.7 °, whereby the axial adjustment of the multi-disc brake 77 can be made very precisely and only a slight moment is applied to the electric motor 37 to build up a clutch torque.
  • the clearance of the multi-disc brake 77 can be traversed quickly at a given maximum speed of the electric motor 37 and in the working area 132 a high positioning accuracy can be achieved with a high number of revolutions of the electric motor.
  • a high number of revolutions of the electric motor 37 results in a good Position control, which is expediently formed with a sensor, not shown.
  • the slope in the different regions 130, 132 can be selected depending on the required resolution such that an optimal path resolution is achieved on the electric motor 37 and that the non-linearity of friction linings of the fins 75, 79 of the multi-disc brake 77 is compensated, the slope is formed flatter with stiffer friction lining.
  • the ball ramp disk 91 and an opposite support disk of the disk switching element 77 are provided with a friction lining, with which these elements serve as end disks of the disk switching element 77,
  • Fig. 5 a largely the Schuachsgetriebetician of FIG. 1 corresponding Schuachsgetriebetician 1 is shown, which in contrast to the Schuachsgetriebetician of FIG. 1, only a single electric motor 37 ! for the control of both the torque vectoring unit 35 'of the vehicle front left side of the transmission 7 and the torque vectoring unit 36 of the vehicle front right side gear unit 9 associated with 87' for axial adjustment.
  • the electric motor 37 ' engages with a connecting shaft 105 which, in turn, cooperates by means of an intermediate gear 85', 86 with a respective swivel wheel 89 'or 90 of the device 87' associated with an output shaft 3 or 5 for axial adjustment.
  • FIGS. 6 shows by way of example the formation of the grooves 93 'of the ball ramp disk 91' and the pivot wheel 89 'on the first output shaft 3, wherein the ball ramp disk 92 and the pivot wheel 90 at the second Output shaft 5 are formed substantially identical.
  • the electric motor 37 ' actuates in a direction of its drive shaft 83' in one direction, for example, the left side of the transmission 7 associated disc brake 77 'in the first direction of movement I and upon rotation of its drive shaft 83' in the other direction of the right transmission side 9 associated Multi-disc brake 77B by rotation of the pivot wheel 90 in an opposite direction of movement H.

Abstract

The invention relates to a device for axially adjusting at least one plate-type shifting element comprising a pivoting wheel (89) and an adjoining ball ramp disc (91), the pivoting wheel (89) being axially fixed and rotatably mounted and the ball ramp disc (91) being non-rotatably mounted and axially displaceable. The pivoting wheel (89) co-operates with the ball ramp disc (91) by means of anti-friction bodies (97), which are situated in grooves (95) of differing depths in the pivoting wheel (89) and corresponding grooves (93) of the ball ramp disc (91), the gradient of said grooves (93, 95) varying over their length. According to the invention, starting from the initial position of the anti-friction bodies (97) when the plate-type shifting element is open, the grooves (93, 95) have an initial gradient of between 10° and 25° in a clearance area (130) of the plate-type shifting element in a first displacement direction (I) of the pivoting wheel (89) and a gradient of at least 1,4° in a working area (132) of the plate-type shifting element.

Description

Einrichtung zur Axialeinstellunq wenigstens eines Lamellenschalfelementes Device for the axial adjustment of at least one slat shutter element
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Axialeinstellung wenigstens eines Lamellenschaltelementes nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art,The invention relates to a device for axial adjustment of at least one lamellar switching element according to the closer defined in the preamble of claim 1 species,
Eine derartige Einrichtung zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes ist beispielsweise aus der EP 0 340 451 A2 bekannt Darin ist eine Einrichtung zur Axialeinstellung beschrieben, welche mittels eines selektiv betätigbaren Drehantriebs über einen Druckring eine Reibanordnung betätigt Hierzu ist ein von einem Elektromotor über ein Ritzel antreibbarer Stellring vorgesehen, welcher eine Axialverstellung des Druckrings bewirkt.Such a device for the axial adjustment of a lamellar switching element is known, for example, from EP 0 340 451 A2. A device for axial adjustment is described which actuates a friction arrangement via a pressure ring by means of a selectively actuatable rotary drive. For this purpose, an adjusting ring which can be driven by an electric motor via a pinion is provided. which causes an axial displacement of the pressure ring.
Der Druckring ist selbst undrehbar gegenüber einem Gehäuse angeordnet. An den einander zugewandten Stirnflächen des Druckrings und des Stellrings sind Steuerkurven bzw. Steuerprofile vorgesehen, welche eine nichtlineare Änderungsrate der auf den Druckring wirksamen Axial komponente über den Verdrehwinkel des Stellrings aufweisen, und welche zwischen dem Druckring und dem Stellring in abstützender, den Druckring bei Verdrehung des Stellrings verschiebender Wirkverbindung stehen. Dabei wird u. a. vorgeschlagen, die Steuerkurven als sich in dem Stellring und dem Druckring befindliche Nuten auszuführen, wobei der Stellring mit dem Druckring mittels Kugeln zusammenwirkt, welche sich in den korrespondierend zueinander angeordneten Nuten des Stellrings und des Druckrings befinden.The pressure ring is itself arranged non-rotatably with respect to a housing. At the mutually facing end faces of the pressure ring and the adjusting ring control curves or control profiles are provided, which have a non-linear rate of change of the thrust ring effective axial component over the angle of rotation of the adjusting ring, and which between the pressure ring and the adjusting ring in abstützender, the pressure ring at rotation the adjusting ring shifting operative connection stand. It is u. a. proposed to perform the cams as located in the adjusting ring and the pressure ring grooves, wherein the adjusting ring interacts with the pressure ring by means of balls, which are located in the mutually corresponding grooves of the adjusting ring and the pressure ring.
Die Steuerkurve weist dabei eine nicht-lineare Änderungsrate auf, wodurch in einer ersten Phase der Betätigung der Reibanordnung ein steiler Anstieg der wirksamen Axialkomponenten zur Überwindung des Spiels von Lamellen der Reibanordnung eine starke Spreizungsrate zwischen dem Stellring und dem Druckring bewirkt. Der Anstieg der Axial komponente fällt danach progressiv ab, bis der gewünschte Anstieg für den Arbeitsbereich der Sperrwirkung erreicht wird und dann bis zum Ende der Bahn konstant bleibt Für die Änderungsrate wird bei Kugelrillen ein Anfangswinkel bereich von 6° bis 9° und ein Auslaufwinkel von 1 ° bis 1 ,5° als angemessen vorgeschlagen, wobei der Auslaufwinkel bis zum Ende der Bahn konstant bleibtThe control cam has a non-linear rate of change, whereby in a first phase of the operation of the friction arrangement, a steep increase of the effective axial components to overcome the play of fins of the friction arrangement a strong spreading rate between the collar and the pressure ring causes. The increase of the axial component then decreases progressively until the desired increase for the working range of the barrier effect is achieved and then remains constant until the end of the web For the rate of change is at ball grooves an initial angle range of 6 ° to 9 ° and an outlet angle of 1 ° to 1, 5 ° is proposed as appropriate, with the exit angle remaining constant until the end of the track
Bei einer derartig gewählten Änderungsrate ist die Dauer zur Überwindung des Lüftspiels klein. Da die Steigungen der vorgesehenen Kugelrillen sehr geringe Werte annehmen, ist der axiale Einstellweg zur Betätigung der Lamellen der Reibanordnung nachteilhafterweise gering.At such a chosen rate of change, the duration to overcome the clearance is small. Since the pitches of the intended ball grooves assume very low values, the axial adjustment path for actuating the fins of the friction arrangement is disadvantageously low.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass eine schnelle und sichere Betätigung des Lamellenschaltelementes sichergestellt ist und auf einfache Weise zu steuern ist.The present invention has for its object to make a device for axial adjustment of a lamellar switching element of the type mentioned in such a way that a fast and safe operation of the lamellar switching element is ensured and is easy to control.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöstAccording to the invention this object is achieved with a gear unit having the features of claim 1
Es ist mithin eine Einrichtung zur Axialeinstellung wenigstens eines Lamellenschaltelementes mit einem Schwenkrad und einer hieran angrenzenden Kugelrampenscheibe vorgesehen, wobei das Schwenkrad axialfest und drehbar und die Kugelrampenscheibe drehfest und axial verschiebbar gelagert ist, und wobei das Schwenkrad mit der Kugelrampenscheibe mittels Wälzkörpern zusammenwirkt, welche in tiefenvariierenden Nuten des Schwenkrades und in damit korrespondierenden Nuten der Kugelrampenscheibe angeordnet sind, wobei die Nuten über ihrem Verlauf eine variable Steigung aufweisen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Nuten ausgehend von einer Anfangsposition der Wälzkörper bei geöffnetem Zustand des Lamellenschaltelementes in einer ersten Bewegungsrichtung des Schwenkrades eine Anfangssteigung zwischen 10° und 25° in einem Lüftspiel bereich des Lamellenschaltelements und eine Steigung von wenigstens 1 ,3° bis 1 ,7°, in einem Arbeitsbereich des Lamellenschaltelements aufweisen.There is thus provided a device for axial adjustment of at least one lamellae switching element with a swivel wheel and a ball ramp disc adjacent thereto, wherein the swivel wheel is axially fixed and rotatable and the ball ramp disc rotatably and axially displaceably mounted, and wherein the swivel wheel interacts with the ball ramp disc by means of rolling elements, which in depth-varying Grooves of the swivel wheel and arranged in corresponding grooves of the ball ramp disc, wherein the grooves have a variable pitch over their course. It is inventively provided that the grooves, starting from an initial position of the rolling elements in the open state of the louver switching element in a first direction of movement of the pivot wheel, an initial pitch between 10 ° and 25 ° in a clearance range of the louver switching element and a pitch of at least 1, 3 ° to 1, 7 °, in a workspace of the louver switching element.
Mittels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur Axialeinstellung kann bereits durch eine geringe Verdrehung des Schwenkrades das Lüftspiel des Lamellenschaltelementes, welches eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse sein kann, überwunden werden, wodurch vorteilhafterweise sehr kurze Betätigungszeiten des Lamellenschaltelements erzielt werden können und eine optimale Kombination aus Stellkraft und Stellzeit erreicht wird.By means of an inventively designed device for axial adjustment can be overcome by a slight rotation of the pivot wheel, the clearance of the lamellae switching element, which may be a multi-plate clutch or a multi-disc brake, which advantageously very short operating times of the louver switching element can be achieved and an optimal combination of force and positioning time is reached.
Werden die Steigung im Lüftspiel bereich und die Steigung im Arbeitsbereich als konstante Steigungen, d, h. als kontinuierliche Steigungen ohne Krümmungsradius, ausgebildet, welche mittels eines Radius ineinander übergehen, so ist eine sehr einfache Steuerkurve des Ansteuermechanismus des Lamellenschaltelementes ausgebildet.If the slope in the clearance range and the slope in the work area as constant slopes, d, h. formed as continuous slopes without radius of curvature, which merge into each other by means of a radius, so a very simple control cam of the drive mechanism of the louver switching element is formed.
Abweichend hiervon kann es aber ebenfalls vorgesehen sein, dass die Steigung des Arbeitsbereichs und des Lüftspielbereichs als eine kontinuierlich veränderliche Steigung realisiert istDeviating from this, however, it can also be provided that the slope of the working area and the clearance playing area is realized as a continuously variable pitch
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Nuten in einem an den Lüftspiel bereich in einer zweiten Bewegungsrichtung des Schwenkrades, welche der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, angrenzenden Bereich eine Steigung von wenigstens annähernd Null aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Axialeinstellung zur Betätigung zweier Lamellenschaltelemente vorgesehen sein, wobei die erste Bewegungsrichtung eine ein erstes Lamellenschaltelement schließende und eine ein zweites Lamellenschaltelement öffnende Orehbewegungsrichtung des Schwenkrades und die zweite Bewegungsrichtung eine das erste Lamel- lenschaltelement öffnende und eine das zweite Lamellenschaltelement schließende Drehbewegungsrichtung des Schwenkrades darstellt.In an advantageous embodiment of the invention, the grooves in an area adjacent to the clearance area in a second direction of movement of the pivot wheel, which is opposite to the first direction of movement, adjacent region have a slope of at least approximately zero. In such an embodiment, the means for axial adjustment for the operation of two lamellae switching elements may be provided, wherein the first direction of movement a first louver switching element closing and a second louver switching element opening Orehbewegungsrichtung of the swivel wheel and the second direction of movement is a rotational movement direction of the swivel wheel which opens the first slat selector element and closes the second selector element.
Es bietet sich dabei die Verwendung eines einzigen Motors zur Ansteuerung von zwei Kugelrampenscheiben an, wobei bei einem Schließen des einen Lamellenschaltelementes das andere Lamellenschaltelement nicht noch weiter geöffnet wird, wenn die Kugelrampenscheibe des anderen, nicht betätigten Lamellenschaltelementes mit einem Bereich mit einer Steigung von 0 mm pro Umdrehung ausgebildet wird. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise Sfellweg und Bauraum eingespartIt lends itself to the use of a single motor for driving two ball ramp discs, wherein the other disc switching element is not opened further when closing the one disc switching element, when the ball ramp disc of the other, non-actuated multi-plate switching element with a range with a pitch of 0 mm is formed per revolution. In this way Sfellweg and space is advantageously saved
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugelrampenscheibe und/oder eine andererseits die Verschiebbarkeit der Lamellen begrenzende Abstützscheibe an ihrer den Lamellen zugewandten Fläche mit einem mit den Lamellen zusammenwirkenden Reibbelag ausgebildet Damit können gegenüber herkömmlichen Lösungen Bauteile der Einrichtung zur Axialeinstellung eingespart werden, wodurch zum einen Kosten eingespart werden, zum anderen aber auch der quer zur Betäfigungsrichtung der Lamellenbremse verlaufende Bauraum verkürzt wird und somit das Package optimiert wird.In an advantageous embodiment of the invention, the ball ramp disc and / or on the other hand, the slidability of the slats limiting the support disc on its surface facing the slats formed with a cooperating with the slats friction lining Thus, compared to conventional solutions components of the device for axial adjustment can be saved, thereby costing a can be saved, on the other hand, but also the transversely to the Betäfigungsrichtung the multi-disc brake running space is shortened and thus the package is optimized.
Insbesondere vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Kugelrampenscheibe mit einem Sinterwerkstoff, womit die Bearbeitung der Kugelrampenscheibe auf bestimmte lokale Bereiche beschränkt werden kann. Die Herstellungskosten für die Kugelrampenscheibe fallen dabei in vorteilhafter Weise gering aus.Particularly advantageous is the design of the ball ramp disc with a sintered material, whereby the processing of the ball ramp disc can be limited to certain local areas. The manufacturing costs for the ball ramp disk fall in an advantageous manner from low.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und zwei unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, Es zeigt: Fig. 1 eine bereichsweise schematische Schnittdarstellung einer Hinterachsgetriebeeinheit eines Kraftfahrzeugs mit einer von einem E- lektro-Motor betätigbaren Einrichtung zur Axialeinstellung eines Lamellenschaltelementes;Further advantages and advantageous developments of the invention will become apparent from the claims and two embodiments described in principle with reference to the drawings, It shows: 1 shows a partially sectional schematic representation of a rear axle transmission unit of a motor vehicle with an operable by an electric motor device for axial adjustment of a lamellar switching element;
Fig. 2 eine ausschnittsweise schematische Querschnittsskizze einer Nut einer Kugelrampenscheibe der Einrichtung zur Axialeinstellung und einer Nut eines Schwenkrades der Einrichtung zur Axialeinstellung der Fig. 1 , wobei eine an der Kugelrampenscheibe geführte Kugel in einer Ausgangsstellung bei geöffnetem Zustand des Lamellenschaltelementes gezeigt ist;Figure 2 is a fragmentary schematic cross-sectional sketch of a groove of a ball ramp disc of the means for axial adjustment and a groove of a pivot wheel of the device for axial adjustment of Figure 1, wherein a guided ball on the ball ramp disc is shown in an initial position with the state of the lamellae switching element.
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Einrichtung zur A- xialeinstellung, wobei die Kugel in einem Übergangszustand zwischen einem Ende eines Lüftspieles und einem Anfang eines Arbeitsbereiches des Lamellenschaltelementes gezeigt ist;Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 2 of the means for A- xialeinstellung, wherein the ball is shown in a transition state between an end of a clearance and a beginning of a working range of the lamellar switching element;
Fig. 4 eine der Fig. 2 und Fig. 3 entsprechende Darstellung der Einrichtung zur Axialeinstellung, wobei die Kugel in einem Zustand des Lamellenschaltelementes in dem Arbeitsbereich gezeigt ist;Fig. 4 is an illustration of the axial adjustment device corresponding to Figs. 2 and 3 showing the ball in a state of the louver switching element in the work area;
Fig. 5 eine bereichsweise schematische Schnittdarstellung einer alternativen Hinterachsgetriebeeinheit mit zwei von einem Elektro- Motor betätigbaren Einrichtungen zur Axialeinstellung; und5 is a partially sectional schematic representation of an alternative Hinterachsgetriebeeinheit with two actuated by an electric motor means for axial adjustment. and
Fig. 6 eine ausschnittsweise schematische Querschnittsskizze der Nut einer Kugelrampenscheibe und der Nut des Schwenkrades der Einrichtungen zur Axialeinstellung der Fig. 5, wobei die Kugel in einer Neutral position dargestellt ist. In Fig. 1 ist ein Bereich einer Getriebeeinheit 1 gezeigt, welche ein von einer nur schematisch dargestellten Antriebsmaschine bzw. Brennkraftmaschine 10 bereitgestelltes, über eine Antriebswelle 2 übertragenes Antriebsmoment auf eine erste Abtriebswelle 3 und eine hierzu koaxial und bezüglich der Antriebswelle 2 symmetrisch angeordnete zweite Abtriebswelle 5 verteilt.Fig. 6 is a fragmentary schematic cross-sectional sketch of the groove of a ball ramp disc and the groove of the pivot wheel of the means for axial adjustment of Fig. 5, wherein the ball is shown in a neutral position. In Fig. 1, a portion of a transmission unit 1 is shown, which is one of a drive engine or internal combustion engine 10 provided only, transmitted via a drive shaft 2 drive torque to a first output shaft 3 and a coaxial thereto and with respect to the drive shaft 2 symmetrically arranged second output shaft 5 distributed.
Die Getriebeeinheit 1 ist zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen und ist in der gezeigten Ausführung als Hinterachsgetriebeeinheit ausgebildet, wobei jedoch auch denkbar ist dass eine im Wesentlichen analog aufgebaute Getriebeeinheit als Vorderachsgetriebeeinheit eingesetzt wird. Ebenfalls denkbar ist ein Einsatz der vorliegenden Getriebeeinheit sowohl als Vorderachsgetriebeeinheit als auch als Hinterachsgetriebeeinheit, beispielsweise bei einem allradgetriebenen Kraftfahrzeug,The gear unit 1 is provided for installation in a motor vehicle and is designed in the embodiment shown as Hinterachsgetriebeeinheit, but it is also conceivable that a substantially analog gear unit is used as Vorderachsgetriebeeinheit. It is likewise conceivable to use the present transmission unit both as a front-axle transmission unit and as a rear-axle transmission unit, for example in a four-wheel drive motor vehicle,
Die Abtriebswellen 3 bzw. 5, welche um eine gemeinsame Längsachse X drehbar gelagert sind, sind an ihren freien Enden jeweils mit einem nicht näher dargestellten Fahrzeugrad verbunden, wobei sich im Einbauzustand der Hinterachsgetriebeeinheit 1 ein Fahrzeugrad bezüglich der ersten Abtriebswelle 3 auf einer in Fahrzeugfrontrichtung betrachtet linken Getriebeseite 7 und ein Fahrzeugrad bezüglich der zweiten Abtriebswelle 5 auf einer rechten Getriebeseite 9 befindet. Die Hinterachsgetriebeeinheit 1 beinhaltet ein Getπ'ebe- gehäuse 11 , welches mit einem im Wesentlichen die Antriebswelle 2 umgebenden vorderen Getriebegehäuseteil 12 mit einem der linken Getriebeseite 7 zugeordneten seitlichen Getriebegehäuseteil 13, aus dem die erste Abtriebswelle 3 seitlich herausragt, und mit einem nicht näher dargestellten der rechten Getriebeseite 9 zugeordneten seitlichen Getriebegehäuseteil, aus dem die zweite Abtriebswelle 5 seitlich herausragt, ausgebildet ist.The output shafts 3 and 5, which are rotatably mounted about a common longitudinal axis X are connected at their free ends in each case with a not-shown vehicle wheel, wherein viewed in the installed state of the Hinterachsgetriebeeinheit 1, a vehicle wheel with respect to the first output shaft 3 on a vehicle in the front direction left transmission side 7 and a vehicle wheel with respect to the second output shaft 5 on a right transmission side 9 is located. The Hinterachsgetriebeeinheit 1 includes a Getπ ' ebe housing 11, which with a substantially surrounding the drive shaft 2 front gear housing part 12 with a left side of the transmission 7 associated side gear housing part 13, from which the first output shaft 3 protrudes laterally, and with a non-illustrated the right transmission side 9 associated side gear housing part, from which the second output shaft 5 protrudes laterally, is formed.
Die Hinterachsgetriebeeinheit 1 verteilt das von der Antriebswelle 2 ü- bertragene Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen 3 und 5 und kann dabei auch eine ungleiche Momentenvertβilung auf die beiden Abtriebswellen 3 und 5 bewirken und somit aktiv die Fahreigenschaften verbessern. Dabei wird das Antriebsmoment von der Antriebswelle 2 in eine Differenzialeinheit 15 eingeleitet, welche mit einem Differenzial 17 und einem Differenzialkorb 19 ausgebildet und mit einer Vorrichtung 14 zur Beeinflussung des Antriebsmoments auf die Abtriebswellen 3 und 5 verbunden ist. Zur Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle 2 und dem Differentialkorb 19 steht ein fest mit der Antriebswelle 2 verbundenes Antriebsritzel 21 mit einem fest mit dem Differenzialkorb 19 verbundenen Tellerrad 23 in Eingriff, wobei der Differenzialkorb 19 drehbar um die Längsachse X gelagert ist und sich in dem Getriebegehäuse 11 abstützt.The rear axle transmission unit 1 distributes the drive torque transmitted from the drive shaft 2 to the two output shafts 3 and 5 and can It also cause uneven Momentenvertβilung on the two output shafts 3 and 5 and thus actively improve the driving characteristics. The drive torque is introduced from the drive shaft 2 in a differential unit 15 which is formed with a differential 17 and a differential cage 19 and connected to a device 14 for influencing the drive torque to the output shafts 3 and 5. For operative connection between the drive shaft 2 and the differential cage 19 is fixedly connected to the drive shaft 2 drive pinion 21 with a fixed connected to the differential cage 19 ring gear 23 into engagement, wherein the differential cage 19 is rotatably mounted about the longitudinal axis X and in the transmission housing 11th supported.
Das Differenzial 17 ist in an sich bekannter Bauweise mit zwei mit der jeweiligen Abtriebswelle 3 bzw. 5 verbundenen abtriebsseitigen Kegelrädern 25 und 27 und mit zwei mit den beiden Kegelrädern 25 und 27 kämmenden an- triebsseitigen Kegelrädern 29 und 31 ausgebildet Die beiden antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 sind verdrehbar auf einem Bolzen 33 angeordnet, welcher in dem Differenzialkorb 19 bezüglich einer Drehung um die Längsachse X festgelegt ist.The differential 17 is formed in a manner known per se with two output-side bevel gears 25 and 27 connected to the respective output shaft 3 and 5 and with two bevel gears 29 and 31 meshing with the two bevel gears 25 and 27. The two drive-side bevel gears 29 and 31 are rotatably mounted on a bolt 33 which is fixed in the differential cage 19 with respect to a rotation about the longitudinal axis X.
Die Fig. 1 zeigt zwei Ausführungsbeispiele der antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 und der damit zusammenwirkenden abtriebsseitigen Kegelräder 25 und 27, welche jeweils miteinander in Eingriff stehen, wobei der Fachmann entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall eine Alternative auswählen kann.Fig. 1 shows two embodiments of the drive side bevel gears 29 and 31 and the cooperating output side bevel gears 25 and 27, which are each engaged with each other, the expert can select an alternative according to the particular application.
Wird von der Brennkraftmaschine 10 ein Antriebsmoment über die Antriebswelle 2 übertragen, so wird dieses über das Antriebsritzel 21 auf das Tellerrad 23 und den fest damit verbundenen Differenzialkorb 19 übertragen. Mittels des mit dem Differenzialkorb 19 verbundenen Bolzens 33 des Differen- zials 17 wird das Antriebsmoment auf die antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 des Differenzials 17 übertragen, welche das Antriebsmoment wiederum auf die abtriebsseitigen Kegelräder 25 und 27 des Differenzials 17 leiten und somit die Abtriebswellen 3 und 5 antreiben. Liegt keine Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 3 und 5 vor, so drehen sich die antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 mit dem Bolzen 33 ausschließlich um die Längsachse X. Sollte eine Abtriebswelle im Einbauzustand beispielsweise aufgrund der sich bei einer Kurvenfahrt unterschiedlich schnell drehenden Fahrzeugräder schneller rotieren als die andere, dann drehen sich die antriebsseitigen Kegelräder 29 und 31 zum Ausgleich der Drehzahldifferenz um den Bolzen 33, wobei der Bolzen 33 weiterhin das Antriebsmoment über seine Drehung um die Längsachse X auf die beiden Abtriebswellen 3, 5 weiterleitet.If a drive torque is transmitted by the internal combustion engine 10 via the drive shaft 2, this is transmitted via the drive pinion 21 to the ring gear 23 and the differential cage 19 firmly connected thereto. By means of the bolt 33 connected to the differential cage 19 of the different 17, the drive torque is transmitted to the drive-side bevel gears 29 and 31 of the differential 17, which in turn guide the drive torque to the output-side bevel gears 25 and 27 of the differential 17 and thus drive the output shafts 3 and 5. If there is no differential speed between the two output shafts 3 and 5, the bevel gears 29 and 31 rotate with the bolt 33 exclusively about the longitudinal axis X. Should an output shaft in the installed state, for example, rotate faster than when cornering at different speeds rotating vehicle wheels the other, then rotate the drive side bevel gears 29 and 31 to compensate for the speed difference around the bolt 33, wherein the bolt 33 further passes the drive torque via its rotation about the longitudinal axis X on the two output shafts 3, 5.
Neben einem Ausgleich einer unterschiedlichen Drehzahl der beiden Abtriebswellen 3 und 5 kann mit der Hinterachsgetriebeeinheit 1 eine unterschiedliche Momentenaufteilung auf die beiden Abtriebswellen 3 und 5 erreicht werden. Dazu ist die Vorrichtung 14 zur Beeinflussung des Antriebsmoments auf die Abtriebswellen 3 bzw. 5 mit zwei symmetrisch zu der Getriebemittelachse Y angeordneten baugleichen Torque-Vectoring-Einheiten ausgebildet wobei von den zwei Torque-Vectoring-Einheiten in Fig. 1 nur die der linken Getriebeseite 7 zugeordnete Torque-Vectoring-Einheit 35 dargestellt ist. welche im Folgenden beschrieben wird. Die Torque-Vectoring-Einheiten sind in dem Getriebegehäuse 11 angeordnet und werden vorliegend von jeweils einem zugeordneten, zuschaltbaren Elektro-Motor 37 stufenlos eingestellt und betätigt.In addition to balancing a different rotational speed of the two output shafts 3 and 5, a different torque distribution to the two output shafts 3 and 5 can be achieved with the rear axle transmission unit 1. For this purpose, the device 14 is designed to influence the drive torque on the output shafts 3 and 5 with two symmetrically arranged to the transmission center axis Y identically constructed torque vectoring units of the two torque vectoring units in Fig. 1, only the left side of the transmission. 7 associated torque vectoring unit 35 is shown. which will be described below. The torque vectoring units are arranged in the gear housing 11 and are in the present case continuously adjusted and actuated by a respective, switchable electric motor 37.
Wie bei der dargestellten Torque-Vectoring-Einheit 35 zu sehen ist, weist diese einen als Übersetzungsstufe 39 ausgebildeten Planetensatz ohne Hohlrad und eine von dem Elektro-Motor 37 betätigbare Bremsvorrichtung 51 auf, wobei die Übersetzungsstufe 39 mit zwei Sonnenrädern 61 und 63 ausge- bildet ist, wovon ein erstes Sonnenrad 61 fest mit dem Differenzialkorb 19 und wovon ein zweites Sonnenrad 63 fest mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist Die Sonnenräder 61 und 63 wirken mit vorliegend drei drehend auf einem Planetenträger 65 gelagerten Planeten zusammen, von denen zwei Planeten 69 und 71 ersichtlich sind, und welche eine durchgängige Verzahnung 73 aufweisen.As can be seen in the illustrated torque vectoring unit 35, this has a planetary gear set formed as a gear ratio stage 39 without a ring gear and an actuatable by the electric motor 37 brake device 51, wherein the translation stage 39 with two sun gears 61 and 63 ausge-. is formed, of which a first sun gear 61 fixed to the differential cage 19 and of which a second sun gear 63 is fixedly connected to the output shaft 3. The sun gears 61 and 63 cooperate with present three rotatably mounted on a planetary carrier 65 planet, of which two planets 69 and 71 are visible, and which have a continuous toothing 73.
Die Bremsvorrichtung 51 weist ein als Lamellenbremse 77 ausgebildetes Lamellenschaltelement auf. Die bezüglich ihrer Übertragungsfähigkeit stufenlos einstellbare Lamellenbremse 77 weist als Lamellen an dem Planetenträger 65 angeordnete Innenlamellen 75 auf, welche mit in dem Getriebegehäuse 11 festgelegten Außenlamellen 79 durch ihre axiale Verstellbarkeit derart zusammenwirken, dass sie in einen Reibkonfakt oder aus einem Reibkontakt bringbar sind. Der Elektro-Motor 37 betätigt die Bremsvorrichtung 51 vorliegend über ein von seiner Antriebswelle 83 angetriebenes, getriebegehäusefest gelagertes Zwischenrad 85, welches mit der Antriebswelle 83 des Elektro-Motors 37 in Eingriff steht und eine Einrichtung 87 zur Axialeinstellung der Lamellenbremse 77 betätigt. Die Einrichtung 87 zur Axialeinstellung der Lamellenbremse 77 ist mit einem Schwenkrad 89, welches mit dem Zwischenrad 85 in Eingriff steht und wie das Zwischenrad 85 auf der der Getriebemittelachse Y abgewandten Seite der Lamellenbremse 77 angeordnet ist, und einer zwischen dem Schwenkrad 89 und der Lamellenbremse 77 angeordneten Kugelrampenscheibe 91 aufgebautThe brake device 51 has a lamellae brake 77 designed as a lamellae. The with respect to their transfer capability infinitely adjustable multi-disc brake 77 has arranged as fins on the planet carrier 65 inner plates 75 which cooperate with defined in the gear housing 11 outer plates 79 by their axial adjustability such that they can be brought into a frictional or frictional contact. In the present case, the electric motor 37 actuates the brake device 51 via an intermediate gear 85 which is driven by its drive shaft 83 and is fixed to the drive shaft 83 of the electric motor 37 and actuates a device 87 for axial adjustment of the multi-disc brake 77. The means 87 for axial adjustment of the multi-disc brake 77 is provided with a pivoting wheel 89, which is in engagement with the intermediate 85 and how the idler 85 is disposed on the side facing away from the transmission center axis Y side of the multi-disc brake 77, and one between the pivot wheel 89 and the multi-disc brake 77th arranged ball ramp plate 91 constructed
In einem offenen Zustand der Lamellenbremse 77 läuft die Übersetzungsstufe 39 ohne Momentenübertragung um die Längsachse X um. Wird über den Elektro-Mofor 37 eine Reibverbindung in der Lamellenbremse 77 ausgelöst so wird aus dem Antriebsmoment ein auf die jeweilige Abtriebswelle 3 bzw. 5 wirkendes Torque-Vectoring-Ivloment erzeugt. Dies geschieht durch eine Abstützung des Planefenträgers 65 über die Bremsvorrichtung 51 in dem Getriebegehäuse 11. Es wird somit eine Momentenübertragung von der Antriebswelle 2 über den Differenzialkorb 19 und von dort mittels des Planetenträgers 65 von dem ersten Sonnenrad 61 auf das jeweilige mit der Abtriebswelle 3 bzw. 5 verbundene zweite Sonnenrad 63 erzeugt, mittels welcher eine unterschiedliche Momentenverteilung auf die erste Abtriebswelle 3 und die zweite Abtriebswelle 5 erreicht werden kann.In an open state of the multi-disc brake 77, the translation stage 39 runs around the longitudinal axis X without torque transmission. If a friction connection in the multi-disc brake 77 is triggered via the electric mofor 37, a torque vectoring torque acting on the respective output shaft 3 or 5 is generated from the drive torque. This is done by a support of the flat support 65 via the braking device 51 in the Transmission housing 11. It is thus a torque transmission from the drive shaft 2 via the differential cage 19 and from there by means of the planet carrier 65 from the first sun gear 61 to the respective connected to the output shaft 3 and 5 second sun gear 63 is generated by means of which a different torque distribution the first output shaft 3 and the second output shaft 5 can be achieved.
Zur Betätigung der Lamellenbremse 77 weisen die drehfest und axial- verschieblich in dem Getriebegehäuse 11 gelagerte Kugelrampenscheibe 91 und das Schwenkrad 89 um die erste Abtriebswelle 3 der Einrichtung 87 zur Axialeinstellung über ihren Radius verteilt drei in ihrer Tiefe variierende Nuten 93 auf. In mit den Nuten 93 der Kugelrampenscheibe 91 korrespondierenden, ebenfalls in ihrer Tiefe variierende Nuten 95 des Schwenkrades 89 befinden sich drei als Kugeln 97 ausgebildete Wälzkörper, über welche bei einem durch den Elektro-Motor 37 gesteuerten Verdrehen des Schwenkrades 89 eine Axialbewegung der Kugel rampenscheibe 91 resultiert, so dass die gehäusefesten Außenlamellen 79 nach Überwindung eines Lüftspieles der Lamellenbremse 77 mit den Innenlamellen 75 der Lamellenbremse 77 eine Reibverbindung eingehen.For actuating the multi-disc brake 77, the ball ramp disk 91 mounted in a rotationally fixed and axially displaceable manner in the gear housing 11 and the swivel wheel 89 have three grooves 93 which vary in depth about the first output shaft 3 of the axial adjustment device 87 over their radius. In with the grooves 93 of the ball ramp disk 91 corresponding, also varying in depth grooves 95 of the pivot wheel 89 are three trained as balls 97 rolling elements, via which at a controlled by the electric motor 37 rotation of the pivot wheel 89, an axial movement of the ball ramp plate 91st results, so that the housing-fixed outer disk 79 after overcoming a clearance of the multi-disc brake 77 with the inner disk 75 of the multi-disc brake 77 enter into a friction joint.
Da bei Verwendung einer Kugelrampenscheibe 91 mit konstantem Teilkreisdurchmesser der Kugelbahn der maximale verfügbare Verdrehwinkel bei 360° dividiert durch die Anzahl der Kugeln 97 liegt, kann bei einer Ausführung mit drei Kugeln 97 der maximale Verdrehwinkel der Kugelrampenscheibe 91 realisiert werden. Weiterhin ist durch die Verwendung von nur drei Kugeln 97 der Traganteil pro Kugel maximal, wobei die Traglast im Verhältnis zur Kugelanzahl aufgrund von Fertigungstoleranzen durch weitere Kugeln nicht erhöht werden kann. Ein maximaler Verdrehwinkel des Schwenkrades 89 weist somit aufgrund der vorliegend mit drei Kugeln 97 ausgebildeten Einrichtung 87 zur Axialeinstellung einen Wert von etwa 120° auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit, mehr Kugeln zu verwenden,Since using a ball ramp disc 91 with a constant pitch circle diameter of the ball track is the maximum available twist angle at 360 ° divided by the number of balls 97, the maximum twist angle of the ball ramp disk 91 can be realized in an embodiment with three balls 97. Furthermore, by the use of only three balls 97 of the supporting portion per ball maximum, the load in relation to the number of balls due to manufacturing tolerances can not be increased by more balls. A maximum angle of rotation of the pivot wheel 89 thus has due to the present case with three balls 97 formed device 87 Axial setting a value of about 120 °. But it is also possible to use more balls,
Die Nuten 93 der Kugelrampenscheibe 91 , welche vorliegend ein Bauteil aus Sinterwerkstoff darstellt, sowie die Nuten 95 des Schwenkrades 89 sind in der Fig. 2 in einem Querschnitt gezeigt und weisen ausgehend von einer in dieser Figur gezeigten Startposition, in welcher die Kugelrampenscheibe 91 und das Schwenkrad 89 einen minimalen axialen Abstand zueinander aufweisen, über einen Umfangbereich, welcher einem axialen, einem Lüftspielbereich 130 des Lamellenschaltelementes 77 zugeordneten Stellweg S1 zugeordnet ist, eine konstante große Steigung und über einen anschließenden Umfangsbereich, welcher einem Stellweg S2 eines Arbeitsbereichs 132 mit einem Aufbau eines Kupplungsmomentes zugeordnet ist, eine konstante kleine Steigung auf. Die Kugelbahnabschnitte des Lüftspielbereichs 130 und des Arbeitsbereichs 132 sind dabei über einen Radius 134 miteinander verbunden.The grooves 93 of the ball ramp disc 91, which in the present case represents a component made of sintered material, and the grooves 95 of the pivot wheel 89 are shown in FIG. 2 in a cross section and have, starting from a starting position shown in this figure, in which the ball ramp disc 91 and the Pivoting wheel 89 have a minimum axial distance from each other, over a circumferential region which is assigned to an axial, Lüftspielbereich 130 of the lamellae switching element 77 associated adjustment S1, a constant large pitch and a subsequent peripheral region, which a travel S2 of a work area 132 with a structure of Coupling torque is assigned to a constant small slope. The ball track sections of the clearance area 130 and the working area 132 are connected to each other via a radius 134.
Wie auch den Fig. 3 und Fig. 4 zu entnehmen ist, welche die Kugel 97 in weiteren Stadien bei einer Verdrehung des Schwenkrades 89 in eine erste Bewegungsrichtung I, welche einer die Lamellenbremse 77 schließende Drehbewegung darstellt, zeigt, nimmt in dem Lüftspielbereich 130 die Steigung einen Wert zwischen 10° und 25° ein. Dadurch kann vorteilhafterweise bereits durch eine sehr kleine Verdrehung des Schwenkrades 89 das Lüftspiel der Lamellenbremse 77 überwunden werden. Der Arbeitsbereich 132 weist dagegen eine relativ geringe Steigung mit 1 ,4° bis 1 ,7° auf, wodurch die axiale Einstellung der Lamellenbremse 77 sehr genau vorgenommen werden kann und an dem Elektro-Motor 37 nur ein geringes Moment zum Aufbau eines Kupplungsmomentes anliegt. Zudem kann das Lüftspiel der Lamellenbremse 77 bei einer gegebenen maximalen Drehzahl des Elektro-Motors 37 schnell durchlaufen werden und im Arbeitsbereich 132 eine hohe Stellgenauigkeit bei einer hohen Anzahl von Umdrehungen des Elektro-Motors erzielt werden. Eine hohe Anzahl von Umdrehungen des Elektro-Motors 37 resultiert dabei in einer guten Positionsregelung, welche zweckmäßigerweise mit einem nicht näher dargestellten Sensor ausgebildet ist.As can also be seen in FIGS. 3 and 4, which shows the ball 97 in further stages during a rotation of the swivel wheel 89 in a first direction of movement I, which represents a rotational movement closing the multidisk brake 77, in the clearance play area 130, FIG Increase a value between 10 ° and 25 °. As a result, advantageously already by a very small rotation of the pivot wheel 89, the clearance of the multi-disc brake 77 can be overcome. By contrast, the working area 132 has a relatively small pitch of 1.4 ° to 1.7 °, whereby the axial adjustment of the multi-disc brake 77 can be made very precisely and only a slight moment is applied to the electric motor 37 to build up a clutch torque. In addition, the clearance of the multi-disc brake 77 can be traversed quickly at a given maximum speed of the electric motor 37 and in the working area 132 a high positioning accuracy can be achieved with a high number of revolutions of the electric motor. A high number of revolutions of the electric motor 37 results in a good Position control, which is expediently formed with a sensor, not shown.
Die Steigung in den verschiedenen Bereichen 130, 132 kann je nach der geforderten Auflösung derart gewählt werden, dass eine optimale Wegauflösung am Elektro-Motor 37 erreicht wird und dass die Nichtlinearität von Reibbelägen der Lamellen 75, 79 der Lamellenbremse 77 kompensiert wird, wobei die Steigung bei steiferem Reibbelag flacher ausgebildet wird.The slope in the different regions 130, 132 can be selected depending on the required resolution such that an optimal path resolution is achieved on the electric motor 37 and that the non-linearity of friction linings of the fins 75, 79 of the multi-disc brake 77 is compensated, the slope is formed flatter with stiffer friction lining.
In besonders Bauraum sparender Weise sind vorliegend die Kugelrampenscheibe 91 und eine gegenüberliegende Abstützscheibe des Lamellen- schaltelementes 77 mit einem Reibbelag versehen, womit diese Elemente als Endlamellen des Lamellenschaltelementes 77 dienen,In a particularly space-saving manner, in the present case, the ball ramp disk 91 and an opposite support disk of the disk switching element 77 are provided with a friction lining, with which these elements serve as end disks of the disk switching element 77,
In Fig. 5 ist eine weitestgehend der Hinterachsgetriebeeinheit der Fig. 1 entsprechende Hinterachsgetriebeeinheit 1 gezeigt, welche im Unterschied zu der Hinterachsgetriebeeinheit der Fig. 1 nur einen einzigen Elektro-Motor 37! zur Ansteuerung der sowohl der Torque-Vectoring-Einheit 35' der in Fahrzeugfrontrichtung linken Getriebeseite 7 als auch der Torque-Vectoring-Einheit 36 der in Fahrzeugfrontrichtung rechten Getriebeseite 9 zugeordneten Einrichtung 87' zur Axialeinstellung aufweist.In Fig. 5 a largely the Hinterachsgetriebeeinheit of FIG. 1 corresponding Hinterachsgetriebeeinheit 1 is shown, which in contrast to the Hinterachsgetriebeeinheit of FIG. 1, only a single electric motor 37 ! for the control of both the torque vectoring unit 35 'of the vehicle front left side of the transmission 7 and the torque vectoring unit 36 of the vehicle front right side gear unit 9 associated with 87' for axial adjustment.
Der Elektro-Motor 37' steht mit einer Verbindungswelle 105 in Eingriff, welche wiederum mittels jeweils eines Zwischenrades 85', 86 mit jeweils einem einer Abtriebswelle 3 bzw. 5 zugeordneten Schwenkrad 89' bzw. 90 der Einrichtung 87' zur Axialeinstellung zusammenwirkt.The electric motor 37 'engages with a connecting shaft 105 which, in turn, cooperates by means of an intermediate gear 85', 86 with a respective swivel wheel 89 'or 90 of the device 87' associated with an output shaft 3 or 5 for axial adjustment.
Die Fig. 6 zeigt exemplarisch die Ausbildung der Nuten 93' der Kugelrampenscheibe 91' und des Schwenkrades 89' an der ersten Abtriebswelle 3, wobei die Kugelrampenscheibe 92 und das Schwenkrad 90 an der zweiten Abtriebswelle 5 im Wesentlichen baugleich ausgebildet sind. Gegenüber der Ausführung nach den Fig. 2 bis Fig. 4 weisen die Nuten 93!, 95' ausgehend von einer Anfangsposition der Kugeln 97 bei geöffneter Lamellenbremse 77' einen Bereich ohne Steigung auf, welcher sich bezüglich der Kugeln 97 in einem dem Lüftspielbereich 130' gegenüberliegendem Bereich befindet.6 shows by way of example the formation of the grooves 93 'of the ball ramp disk 91' and the pivot wheel 89 'on the first output shaft 3, wherein the ball ramp disk 92 and the pivot wheel 90 at the second Output shaft 5 are formed substantially identical. Compared to the embodiment according to FIGS. 2 to 4, the grooves 93 ! , 95 'starting from an initial position of the balls 97 with the multi-disc brake 77' open, an area without a slope, which is located with respect to the balls 97 in an area opposite the clearance area 130 '.
Der Elektro-Motor 37' betätigt bei einer Drehung seiner Antriebswelle 83' in eine Richtung beispielsweise die der linken Getriebeseite 7 zugeordnete Lamellenbremse 77' in die erste Bewegungsrichtung I und bei einer Drehung seiner Antriebswelle 83' in die andere Richtung die der rechten Getriebeseite 9 zugeordnete Lamellenbremse 77B durch Verdrehung des Schwenkrades 90 in eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung H. The electric motor 37 'actuates in a direction of its drive shaft 83' in one direction, for example, the left side of the transmission 7 associated disc brake 77 'in the first direction of movement I and upon rotation of its drive shaft 83' in the other direction of the right transmission side 9 associated Multi-disc brake 77B by rotation of the pivot wheel 90 in an opposite direction of movement H.
Durch eine solche Ausbildung der Nuten 93'. 95' der Kugel rampenschei- be 91 ' und des Schwenkrades 89' wird bei einem Schließen der der jeweiligen anderen Getriebeseite 7 bzw, 9 zugeordneten Lamellenbremse 77' bzw. 77B die Kugelrampenscheibe 91 ' und das Schwenkrad 89' nur gegeneinander verdreht, ohne dass daraus ein Stellweg an der Lamellenbremse 77' bzw. 77B resultiert. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Bauraum eingespart werden. By such a configuration of the grooves 93 '. 95 'of the ball ramp disk 91' and the swivel wheel 89 ', the ball ramp disk 91' and the swivel wheel 89 'is rotated against each other at a closing of the respective other side gear 7 and 9, associated disc brake 77' and 77B, without it a travel on the multi-disc brake 77 'and 77B results. As a result, space can be saved in an advantageous manner.
Bezugszeichenreference numeral
1 Hinterachsgetriebeeinheit1 rear axle unit
2 Antriebswelle2 drive shaft
3 erste Abtriebswelle3 first output shaft
5 zweite Abtriebswelle5 second output shaft
7 linke Getriebeseite7 left transmission side
9 rechte Getriebeseite9 right transmission side
10 Brennkraftmaschine10 internal combustion engine
11 Getriebegehäuse11 gearbox housing
12 vorderer Getriebegehäuseteil12 front gear housing part
13 seitlicher Getriebegehäuseteil13 lateral gear housing part
14 Vorrichtung zur Beeinflussung des Antriebsmoments auf die Abtriebswellen14 Device for influencing the drive torque on the output shafts
15 Differenzialeinheit15 differential unit
17 Differenzial17 differential
19 Differenzialkorb19 differential basket
21 Antriebsritzel21 drive pinions
23 Tellerrad23 ring gear
25 abtriebsseitiges Kegelrad25 output side bevel gear
27 abtriebsseitiges Kegelrad27 output side bevel gear
29 antriebsseitiges Kegelrad29 drive-side bevel gear
31 antriebsseitiges Kegelrad31 drive side bevel gear
33 Bolzen33 bolts
35 Torque-Vectoring-Einheit35 torque vectoring unit
35! Torque-Vectoring-Einheit35 ! Torque vectoring unit
36 Torque-Vectoring-Einheit36 torque vectoring unit
37 Elektro-Motor37 electric motor
37' Elektro-Motor Übersetzungsstufe Bremsvorrichtung erstes Sonnen rad zweites Sonnenrad Planetenträger Planet Planet Verzahnung Planet Innenlamellen Lamellenbremse der Torque-Vectoring-Einheit ' Lamellenbremse der Torque-Vectoring-Einheit B Lamellenbremse der Torque-Vectoring-Einheit Außenlamellen Antriebswelle Elektro-Motor ' Antriebswelle Elektro-Motor Zwischenrad ' Zwischenrad Zwischenrad Einrichtung zur Axialeinstellung ' Einrichtung zur Axialeinstellung Einrichtung zur Axialeinstellung Schwenkrad ' linkes Schwenkrad rechtes Schwenkrad Kugelrampenscheibe ' Kugelrampenscheibe Kugelrampenscheibe Nuten der Kugelrampenscheibe ' Nuten der Kugelrampenscheibe Nuten des Schwenkrades 95' Nuten des Schwenkrades37 'electric motor Gear stage Braking device First sun gear Second sun gear Planet carrier Planet Planet Gear teeth Planet inner disks Multi-disc brake of the torque vectoring unit Multi-disc brake of the torque vectoring unit Multi-disc brake of the torque vectoring unit Outer disks Drive shaft Electric motor 'Drive shaft Electric motor Intermediate gear' Intermediate gear Intermediate gear Axial adjustment device 'Axial adjustment device Axial adjustment device Pivoting wheel' Left swivel wheel Right swivel wheel Ball ramp disc 'Ball ramp disc Ball ramp disc Ball ramp disc grooves' Ball ramp disc grooves Carving wheel grooves 95 'grooves of the swivel wheel
97 Kugeln97 balls
105 Verbindungswelle105 connecting shaft
130 Lüftspielbereich130 clearance area
132 Arbeitsbereich132 workspace
134 Radius134 radius
136 Bereich ohne Steigung136 area without slope
I erste BewegungsrichtungI first direction of movement
Il zweite BewegungsrichtungIl second direction of movement
S1 StellwegS1 travel
S2 StellwegS2 travel
X LängsachseX longitudinal axis
Y Getriebemittelach.se Y gearbox axle

Claims

Patentansprüche claims
1. Einrichtung zur Axialeinstellung wenigstens eines Lamellenschaltele- mentes (77, 77', 77B) mit einem Schwenkrad (89, 89\ 90) und einer hieran angrenzenden Kugelrampenscheibe (91, 91', 92), wobei das Schwenkrad (89, 89', 90) axialfest und drehbar und die Kugelrampenscheibe (91 , 91 ', 92) drehfest und axial verschiebbar gelagert ist, und wobei das Schwenkrad (89, 89', 90) mit der Kugelrampenscheibe (91, 91', 92) mittels Wälzkörpern (97) zusammenwirkt, welche in tiefenvariierenden Nuten (95, 95'} des Schwenkrades (89, 89', 90) und in damit korrespondierenden Nuten (93, 93') der Kugelrampenscheibe (91, 91', 92) angeordnet sind, wobei die Nuten (93, 93', 95, 95') über ihrem Verlauf eine variable Steigung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (93, 93', 95, 95') ausgehend von einer Anfangsposition der Wälzkörper (97) bei geöffnetem Zustand des Lamellenschaltelementes (77, 77', 77B) in einer ersten Bewegungsrichtung (I) des Schwenkrades (89, 89', 90) eine Anfangssteigung zwischen 10° und 25° in einem Lüftspielbereich (130) des Lamellenschaltelements (77, 77', 77B) und eine Steigung von wenigstens 1,4° in einem Arbeitsbereich (132) des Lamellenschaltelements (77, 77', 77B) aufweisen.1. means for Axialeinstellung least one Lamellenschaltele- mentes (77, 77 ', 77B) with a swivel wheel (89, 89 \ 90) and an adjacent thereto ball ramp disc (91, 91', 92), wherein the swivel wheel (89, 89 ' , 90) axially fixed and rotatable and the ball ramp disc (91, 91 ', 92) rotatably and axially displaceably mounted, and wherein the pivot wheel (89, 89', 90) with the ball ramp disc (91, 91 ', 92) by means of rolling elements ( 97) which are arranged in depth-varying grooves (95, 95 ') of the swivel wheel (89, 89', 90) and in corresponding grooves (93, 93 ') of the ball ramp disc (91, 91', 92), wherein the Grooves (93, 93 ', 95, 95') have a variable pitch over their course, characterized in that the grooves (93, 93 ', 95, 95') starting from an initial position of the rolling bodies (97) in the open state of Slat switching element (77, 77 ', 77B) in a first direction of movement (I) of the swivel wheel (89, 89', 90) has an initial pitch between 10 ° and 25 ° in a clearance play area (130) of the louver switching element (77, 77 ', 77B) and a pitch of at least 1.4 ° in a working area (132) of the louver switching element (77, 77', 77B).
2. Einrichtung zur Axialeinstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung in dem Arbeitsbereich (132) wenigstens annähernd 1,7° beträgt2. Device for axial adjustment according to claim 1, characterized in that the slope in the working area (132) is at least approximately 1.7 °
3. Einrichtung zur Axialeinstellung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung im Lüftspielbereich (130) und die Steigung im Arbeitsbereich (132) konstante Steigungen darstellen, welche mittels eines Radius (134) ineinander übergehen. 3. Device for axial adjustment according to one of claims 1 or 2, characterized in that the slope in the clearance play area (130) and the slope in the working area (132) represent constant slopes, which merge into each other by means of a radius (134).
4. Einrichtung zur Axialeinstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (93, 93', 95, 95') in einem an den Lüftspiel bereich (130) in einer zweiten Bewegungsrichtung (Ii) des Schwenkrades (89', 90}, welche der ersten Bewegungsrichtung (I) entgegengesetzt ist, angrenzenden Bereich (138) eine Steigung von wenigstens annähernd Null aufweisen.4. Device for axial adjustment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the grooves (93, 93 ', 95, 95') in a region of the clearance (130) in a second direction of movement (Ii) of the pivot wheel (89 ', 90}, which is opposite to the first direction of movement (I), adjacent region (138) have a slope of at least approximately zero.
5. Einrichtung zur Axialeinstellung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Betätigung zweier Lamellenschaltelemen- te (77, 77', 77B) vorgesehen ist, wobei die erste Bewegungsrichtung (I) eine ein erstes tamellenschaltelement (77') schließende und eine ein zweites La- mellenschaltelement (77B) öffnende Drehbewegungsrichtung des Schwenkrades (89', 90) und die zweite Beweg ungsrichtung (II) eine das erste Lamellen- schaltelement (77') öffnende und eine das zweite Lamellenschaltelement (77B) schließende Drehbewegungsrichtung des Schwenkrades (89', 90) darstellt. 5. Axial adjustment device according to claim 4, characterized in that it is provided for actuating two lamellar shift elements (77, 77 ', 77B), the first movement direction (I) being a first tamell switching element (77') closing and one engaging second rotary switching element (77B) opening rotational movement direction of the swivel wheel (89 ', 90) and the second direction of movement (II) a first lamellae switching element (77') opening and a second louver switching element (77B) closing rotational movement direction of the pivot wheel (89 ', 90).
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