WO2012013288A1 - Getriebeeinheit - Google Patents

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WO2012013288A1
WO2012013288A1 PCT/EP2011/003364 EP2011003364W WO2012013288A1 WO 2012013288 A1 WO2012013288 A1 WO 2012013288A1 EP 2011003364 W EP2011003364 W EP 2011003364W WO 2012013288 A1 WO2012013288 A1 WO 2012013288A1
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WO
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clutch
axle
engagement
coupling part
side coupling
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/003364
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English (en)
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Inventor
Johannes Quehenberger
Original Assignee
Magna Powertrain Ag & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Magna Powertrain Ag & Co Kg filed Critical Magna Powertrain Ag & Co Kg
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    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/348—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed
    • B60K17/35—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed including arrangements for suppressing or influencing the power transfer, e.g. viscous clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
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    • F16H2048/102—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears with spur gears engaging face gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/24—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using positive clutches or brakes

Definitions

  • the present invention relates to a transmission unit for a drive train of a motor vehicle having a primary axis and a secondary axis, with an intermediate-differential gear comprising an input element, a primary axis associated primary output element and a secondary axis associated secondary réellesele- element, and a clutch assembly for selectively locking the inter-axle differential gear and separating the secondary axle from the intermediate-differential gear, the clutch assembly comprising a clutch base, an input-side clutch part, and a secondary-side clutch part, the clutch base being rotatably coupled to the secondary output member of the inter-axle differential gear; Input-side coupling part is rotatably coupled to the input element of the intermediate-differential gear and the secondary axle-side coupling part with the secondary axis of the motor veh gs coupled or coupled.
  • Such transmission units are used for example in drive trains of temporary four-wheel drive motor vehicles.
  • the arrangement of a coupling base rotatably coupled to the secondary output element between an input-side coupling part and a secondary-axis-side coupling part allows simple switching between at least two states, namely a 2WD state and a 4WD state.
  • the 2WD state is a state in which only the primary axis is driven.
  • the intermediate axle differential gear is locked in this state and the secondary axle or the one leading to the secondary axle Section of the powertrain is decoupled from the drive unit.
  • In the 4WD condition there is a permanent four-wheel drive with preset torque distribution and allows speed compensation between the primary axis and the secondary axis.
  • the front axle can be the primary axle and the rear axle the secondary axle, or vice versa.
  • the intermediate differential can be an open differential, a differential-sensing differential, or a differential speed-sensing differential.
  • the intermediate differential can make a symmetrical split of torque (50 to 50) or asymmetric split of torque (e.g., 40 to 60).
  • the advantage of an arrangement consisting of coupling base, input-side coupling part and secondary-axis-side coupling part consists in particular in a compact construction of the gear unit and in a relatively simple actuator system of the coupling arrangement.
  • switching between the 2WD state and the 4WD state under load is difficult. Therefore, there is a need to simplify the control in a transmission unit of the type described above and to enable easy switching between the 2WD state and the 4WD state under load.
  • the object is achieved by a gear unit with the features of claim 1.
  • the clutch arrangement has at least one first and at least one second engagement element, wherein each of the first and second engagement elements is non-rotatably coupled to the clutch base and selectively engageable with the input side clutch part or the secondary side clutch part to form a coasting function Freewheeling function of the first engagement element and the free-wheeling function of the second engagement element in opposite directions of rotation are effective, wherein the clutch assembly is selectively brought into one of the following states: in a 2WD state, in which the first engagement member and the second engagement member with the input-side coupling part in
  • freewheeling function denotes a cooperation in which the engagement of the respective engagement element with the associated coupling part is effective for driving in one direction of rotation and is inactive in the other direction of rotation. That the engagement elements form the direction of rotation dependent effective driver for the respective coupling parts.
  • the invention makes it possible to successively switch the first engagement element and the second engagement element so as initially to set the transition state in which the freewheeling function is active, and then - when both engagement elements are switched - due to the oppositely effective freewheeling functions a complete positive fit of Bring about coupling. In the transient state, no distortion of the drive train is possible. That For example, the primary axis may precede while the freewheeling function of the first
  • the secondary axis can precede while the free-wheeling function of the second engagement element is active.
  • the second engagement element can be switched as soon as the secondary side coupling part tempers to a faster rotational movement than that of the clutch base for a short time - eg due to a slip occurring on the primary axis, which occurs with a relative slip Slowing down the rotational movement of the clutch base is connected, or as a result of cornering.
  • a torque build-up In a subsequent inversion of the speed ratio takes place immediately a torque build-up and the first engagement element can also be switched. So there must be no speed equal to the clutch assembly, as in a pure claw clutch is the case, but it suffices the correct sign of the speed difference.
  • the first engagement element may be switched while the transmission of the drive torque to the secondary axis side coupling part is via the clutch base and the second engagement element. Thereafter, the second engagement element can be switched as soon as a reduced torque is transmitted to the secondary axis. This may be the case, for example, as a result of a load change or due to a bump.
  • the second engagement element can be preloaded in the meantime in the direction of the input-side coupling part.
  • the freewheeling function of the first engagement element and the freewheeling function of the second engagement element are selected such that in the transitional state the clutch base rotatably coupled to the input element of the intermediate-axle differential gear rotates more slowly than the input side clutch part and the secondary axle side clutch part to perform. In this way, both the primary axis and the secondary axis can precede in the transition state, so that tension in the drive train can be reliably avoided.
  • the clutch assembly may be associated with a control device which is adapted to release for a change from the 2WD state to the 4WD state only the second engagement element of the input-side coupling part and engage with the secondary axis side coupling part and then the first engagement element to release from the input side coupling part and engage with the secondary axle side coupling part.
  • a control device which is adapted to release for a change from the 2WD state to the 4WD state only the second engagement element of the input-side coupling part and engage with the secondary axis side coupling part and then the first engagement element to release from the input side coupling part and engage with the secondary axle side coupling part.
  • the coupling arrangement may be associated with a control device which is designed to first release the first engagement element from the secondary-axis-side coupling part and to bring it into engagement with the input-side coupling part for a change from the 4WD state to the 2WD state, and thereafter releasing the second engagement member from the secondary axle-side clutch part and engaging with the input-side clutch part.
  • the second engagement member is preferably engaged with the input side clutch member as soon as the drive torque transmitted to the secondary axle becomes sufficiently small for trouble-free engagement due to a load change or due to bumps.
  • the first and second engagement elements are axially driven and spring-loaded on the clutch base to realize the respective freewheeling function. Under an axial movement becomes a Movement understood in the direction of the axis of rotation of the coupling base.
  • drive means may be provided, for example, an electromagnetic, electric motor or hydraulic drive.
  • the spring-back storage can by means of a spring accumulator, in particular a
  • Compression spring comprises, be realized.
  • the engagement elements may be mounted such that they can be displaced selectively in the direction of the input-side coupling part or the secondary-axis-side coupling part.
  • the first and second engagement elements at at least one end, preferably at both ends, a ramp.
  • the ramp makes it possible that the engagement member is pushed away in the axial direction in a release position, if a corresponding relative direction of rotation reversal occurs.
  • the first and second engagement elements may in particular have a respective locking pin.
  • the coupling arrangement has a plurality of first engagement elements and a plurality of second engagement elements, which are arranged distributed circumferentially on the coupling base. This allows a smooth and effective torque transmission between the coupling base and the respective coupling part in the existing engagement.
  • the invention also relates to a drive train with a gear unit of the type described above, wherein at least one separating clutch between the clutch assembly and the secondary axle of the force vehicle or in the secondary axis of the motor vehicle to be able to shut down a section of the drive train located between the clutch arrangement and the secondary axle of the motor vehicle while the clutch arrangement is in the 2WD state.
  • One of the clutch assembly associated control device as described above can also control the disconnect clutch.
  • the separating clutch or the clutch assembly comprises a synchronizer. The leading to the secondary axis drive train can then be towed over the synchronizer on the secondary axis.
  • FIG. 1 is a simplified representation of a drive train of a motor vehicle, in which a transmission unit according to the invention is integrated.
  • FIG. 2 shows a clutch arrangement of the transmission unit according to FIG. 1 in a 2WD state.
  • Fig. 3 shows the coupling arrangement according to FIG. 2 in one
  • Fig. 4 shows the coupling arrangement according to FIG. 2 in one
  • FIG. 1 the drive train of a motor vehicle is shown, in the front region of a drive unit 11 is arranged, in the present embodiment, an internal combustion engine.
  • the drive unit 1 1 is connected via a change gear 13 and an intermediate-differential gear 15 permanently connected to a Vorderachsdifferential 17 comprehensive front axle 18 of the motor vehicle, so that on the front axle 18 seated front wheels 21 are permanently driven while driving by the drive unit 11.
  • the front axle 18 is therefore also referred to as the primary drive axle or primary axle.
  • the motor vehicle In a rear vehicle area, the motor vehicle has a rear axle 20 with a rear differential 19 and rear wheels 23.
  • the rear axle 20 forms a secondary drive axle or secondary axle, since it can be driven by the drive unit 11 in addition to the front axle 18 as needed.
  • a clutch assembly 25 for selectively locking the inter-axle differential gear 15 and separating the rear axle 20 from the intermediate-differential gear 15 is provided at a secondary output of the inter-axle differential gear 15.
  • the clutch assembly 25 is controlled by a controller 30.
  • the output of the clutch assembly 25 is connected to one end of a torque transmitting portion 29, for example, a propeller shaft.
  • the torque transmitting portion 29 is connected to a bevel gear 31 which is engaged with a ring gear 33 connected to a differential cage 35 of the rear differential 19.
  • a disconnect clutch 27 for decommissioning the torque transmission portion 29 and the differential carrier 35 is provided in the separating clutch 27, a synchronization device 28 is integrated.
  • the separating clutch 27 and the synchronizing device 28 could basically also be arranged elsewhere in the drive-train section leading to the rear axle 20.
  • the synchronization device 28 may in particular be integrated into the clutch arrangement 25.
  • FIGS. 2-4 show the intermediate-axle differential gear 15 and the coupling arrangement 25 connected downstream of it in detail.
  • the differential axle differential gear 15 comprises a differential housing 37 which is rotationally driven in a drive direction A about an axis of rotation R and in which differential gears 39 are mounted, which in turn engage with a primary driven gear 41 and a secondary driven gear 43.
  • the primary driven gear 41 is connected via an offset drive 45 to a torque transmitting section 47 which communicates with the front axle differential 17 (FIG. 1).
  • the secondary output gear 43 is coupled to a shaft 49, on which a coupling base 50 of the clutch assembly 25 rotatably seated.
  • a set of first engagement elements 51a and and a set of second engagement elements 51b are rotationally fixed and displaceably mounted along the rotation axis R, for simplicity only one of the engagement elements 51a of the first set and one of the engagement elements 51b of the second set.
  • the engagement elements 51a, 51b are circumferentially distributed and alternately at the Kupp- Lungsbasis 50 arranged.
  • On both sides of the coupling base 50 are rotatable coupling parts relative to the coupling base 50, namely a first input side coupling part 53 and a second secondary side coupling part 55, each having a claw-like profile 56 for a form-liquid engagement with the locking pin-like engagement elements 51a, 51b.
  • the input-side coupling part 53 is rotatably coupled to the differential housing 37 of the intermediate-differential gear 15, while the secondary axle-side coupling part 55 is rotatably coupled to a component of the leading to the rear axle 20 Drehmomentübertra- gungs- section 29.
  • Both sets of engagement elements 51a, 51b can be selectively brought into positive engagement with the input-side coupling part 53 or with the secondary-axis-side coupling part 55 by displacement along the rotation axis R.
  • the engagement elements 51a, 51b can be selectively displaced in the direction of the input-side coupling part 53 or in the direction of the secondary-axis-side coupling part 55 so as to produce the respective engagement.
  • the actuator comprises a compression spring as a spring accumulator, which is also not shown in the figures.
  • the engagement elements 51a, 51b have at their two axial ends respective ramps 57 which are oppositely oriented in the first set of engagement elements 51a and in the second set of engagement elements 51b.
  • the ramps 57 of the engagement elements 51a, 51b in cooperation with the spring accumulator, permit a respective freewheeling function between the coupling base 50 and the input-side coupling part 53 or the secondary-side coupling element. Part 55. Due to the opposite orientation of the ramps 57, the freewheeling functions for the two different sets of Eingriffseiemen th 51 a, 51 b are opposite to each other.
  • the clutch assembly 25 can be brought into three different states, as will be explained in more detail below.
  • both sets of engagement elements 51a, 51b are in a form-locking engagement with the input-side coupling part 53. Due to the opposite orientation of the ramps 57 relative rotation of the input-side coupling part 53 and the coupling base 50 in any direction is possible , The interaxle differential gear 15 is thus locked and the rear axle 20 is separated from the interaxle differential gear 15, ie the vehicle is operated in a 2WD state with pure Vorderachsantrieb.
  • the disconnect clutch 27 can be opened in this state so as to shut down the torque transmission section 29.
  • the disengaged torque transmission section 29 is set in rotation again.
  • the torque transmission section 29 is "pulled up" by means of the synchronizing device 28 of the separating clutch 27, starting from the rear axle 20 rotating due to the driving movement, so that the rotational speed of the secondary axle-side coupling part 55 finally corresponds substantially to the rotational speed of the clutch base 50.
  • the secondary-axis-side coupling part 55 tends to rotate faster than that of the coupling base 50 - eg due to slippage on the front axle.
  • the clutch arrangement 25 assumes a transitional state, which is shown in FIG. 3.
  • torque build-up can be performed on the torque transmitting section 29 and the rear axle 20.
  • the first set of engaging elements 51a may be displaced toward the secondary axle-side coupling part 55 so as to be engaged therewith.
  • the second set of engagement elements 51b is biased in this phase by the compression spring of the spring accumulator in the direction of the input-side coupling part 53.
  • the preloaded second set of engagement elements 51b can be displaced in the direction of the input-side clutch part 53, which again sets the state shown in FIG , So the motor vehicle is operated with pure Vorderachsantrieb.
  • the invention thus makes it possible, if necessary, to connect a secondary drive axle in a drive train which is based on an intermediate axle differential gear.

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Abstract

Eine Getriebeeinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, das eine Primärachse und eine Sekundärachse aufweist, umfasst ein Zwischenachs-Differentialgetriebe und eine Kupplungsanordnung zum wahlweisen Sperren des Zwischenachs-Differentialgetriebes und Trennen der Sekundärachse von dem Zwischenachs-Differentialgetriebe. Die Kupplungsanordnung umfasst eine Kupplungsbasis, ein eingangsseitiges Kupplungsteil und ein sekundärachsseitiges Kupplungsteil, wobei wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Eingriffselement mit der Kupplungsbasis drehfest gekoppelt und unter Ausbildung einer Freilauffunktion wahlweise mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil oder mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff bringbar ist. Die Freilauffunktion des ersten Eingriffselements und die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements sind in entgegengesetzten Drehrichtungen wirksam, sodass die Kupplungsanordnung wahlweise in einen 2WD-Zustand, in einen 4WD-Zustand, oder in einen Übergangszustand bringbar ist, in welchem die Kupplungsbasis sowohl mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil als auch mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in drehrichtungsabhängiger Weise gekoppelt ist.

Description

GETRIEBEEINHEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, das eine Primärachse und eine Sekundärachse aufweist, mit einem Zwischenachs-Differentialgetriebe, das ein Eingangselement, ein der Primärachse zugeordnetes primäres Ausgangselement und ein der Sekundärachse zugeordnetes sekundäres Ausgangsele- ment umfasst, und einer Kupplungsanordnung zum wahlweisen Sperren des Zwischenachs-Differentialgetriebes und Trennen der Sekundärachse von dem Zwischenachs-Differentialgetriebe, wobei die Kupplungsanordnung eine Kupplungsbasis, ein eingangsseitiges Kupplungsteil und ein se- kundärachsseitiges KupplungsteiJ umfasst, wobei die Kupplungsbasis mit dem sekundären Ausgangselement des Zwischenachs-Differentialgetriebes drehfest gekoppelt ist, das eingangsseitige Kupplungsteil mit dem Eingangselement des Zwischenachs-Differentialgetriebes drehfest gekoppelt ist und das sekundärachsseitige Kupplungsteil mit der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist.
Derartige Getriebeeinheiten werden beispielsweise in Antriebssträngen von zeitweise vierradgetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Anordnung einer mit dem sekundären Ausgangselement drehfest gekoppelten Kupplungsbasis zwischen einem eingangsseitigen Kupplungsteil und einem se- kundärachsseitigen Kupplungsteil ermöglicht hierbei ein einfaches Umschalten zwischen zumindest zwei Zuständen, nämlich einem 2WD- Zustand und einem 4WD-Zustand. Bei dem 2WD-Zustand handelt es sich um einen Zustand, bei welchem ausschließlich die Primärachse angetrieben ist. Das Zwischenachs-Differentialgetriebe ist in diesem Zustand ge- sperrt und die Sekundärachse bzw. der zu der Sekundärachse führende Abschnitt des Antriebsstrangs ist von der Antriebseinheit entkoppelt. In dem 4WD-Zustand liegt ein permanenter Allradantrieb mit voreingestellter Drehmomentverteilung und ermöglichtem Drehzahlausgleich zwischen der Primärachse und der Sekundärachse vor.
Je nach Anwendung kann die Vorderachse die Primärachse und die Hinterachse die Sekundärachse sein, oder umgekehrt. Bei dem Zwischen- achs-Differentialgetriebe kann es sich um ein offenes Differential, um ein momenetensensierendes Differential oder um ein drehzahlsensierendes Differential handeln. Das Zwischenachs-Differentialgetriebe kann eine symmetrische Aufteilung des Drehmoments (50 zu 50) oder eine asymmetrische Aufteilung des Drehmoments (z.B. 40 zu 60) vornehmen.
Der Vorteil einer Anordnung aus Kupplungsbasis, eingangsseitigem Kupp- lungsteil und sekundärachsseitigem Kupplungsteil besteht insbesondere in einem kompakten Aufbau der Getriebeeinheit sowie in einer relativ einfachen Aktuatorik der Kupplungsanordnung. Allerdings kann es schwierig sein, die Vorgänge des Sperrens des Zwischenachs-Differential- getriebes und des Trennens der Sekundärachse von dem Zwischenachs- Differentialgetriebe zu koordinieren. Außerdem ist bei Antriebssträngen, die auf einem Zwischenachs-Differentialgetriebe beruhen, das Umschalten zwischen dem 2WD-Zustand und dem 4WD-Zustand unter Last erschwert. Es besteht daher das Bedürfnis, bei einer Getriebeeinheit der vorstehend beschriebenen Art die Steuerung zu vereinfachen sowie ein problemloses Umschalten zwischen dem 2WD-Zustand und dem 4WD-Zustand unter Last zu ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist die Kupplungsanordnung wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Eingriffselement auf, wobei jedes der ersten und zweiten Eingriffselemente mit der Kupplungsbasis drehfest gekoppelt und unter Ausbildung einer Freilauffunktion wahlweise mit dem ein- gangsseitigen Kupplungsteil oder mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff bringbar ist, wobei die Freilauffunktion des ersten Eingriffselements und die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements in entgegengesetzten Drehrichtungen wirksam sind, wobei die Kupplungsanordnung wahlweise in einen der folgenden Zustände bringbar ist: in einen 2WD-Zustand, in dem das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil in
Eingriff stehen, so dass die Kupplungsbasis mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil drehfest gekoppelt und von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil entkoppelt ist; oder - in einen 4WD-Zustand, in dem das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff stehen, sodass die Kupplungsbasis mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil drehfest gekoppelt und von dem eingangsseitigen Kupplungsteil entkoppelt ist; oder in einen Übergangszustand, in dem das erste Eingriffselement mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil und das zweite Eingriffselement mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff steht, sodass die Kupplungsbasis sowohl mit dem eingangsseitigen Kupp- lungsteil als auch mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in drehrichtungsabhängiger Weise gekoppelt ist.
Mit dem Begriff "Freilauffunktion" wird ein Zusammenwirken bezeichnet, bei dem der Eingriff des jeweiligen Eingriffselements mit dem zugehörigen Kupplungsteil in einer Drehrichtung antriebswirksam ist und in der anderen Drehrichtung antriebsunwirksam ist. D.h. die Eingriffselemente bilden drehrichtungsabhängig wirksame Mitnehmer für die jeweiligen Kupplungsteile. Die Erfindung ermöglicht es, das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement nacheinander zu schalten, um so zunächst den Übergangszustand einzustellen, in dem die Freilauffunktion aktiv ist, und danach - wenn beide Eingriffselemente geschaltet sind - aufgrund der entgegengesetzt wirksamen Freilauffunktionen einen vollständigen Form- schluss der Kupplung herbeizuführen. In dem Übergangszustand ist kein Verspannen des Antriebsstrangs möglich. D.h. die Primärachse kann beispielsweise vorauseilen, während die Freilauffunktion des ersten
und/ oder des zweiten Eingriffselements aktiv ist. Ebenso kann die Sekundärachse vorauseilen, während die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements aktiv ist.
Bei einem Übergang von dem 2WD-Zustand auf den 4WD-Zustand kann das zweite Eingriffselement geschaltet werden, sobald das sekundärachs- seitige Kupplungsteil kurzzeitig zu einer schnelleren Drehbewegung als jene der Kupplungsbasis tendiert - z.B. wegen eines auftretenden Schlupfs an der Primärachse, welcher mit einem relativen Verlangsamen der Drehbewegung der Kupplungsbasis verbunden ist, oder in Folge einer Kurvenfahrt. Bei einer nachfolgenden Invertierung des Drehzahlverhältnisses erfolgt unmittelbar ein Drehmomentaufbau und das erste Eingriffselement kann ebenfalls geschaltet werden. Es muss also keine Drehzahlgleichheit an der Kupplungsanordnung vorliegen, wie das bei einer reinen Klauen- kupplung der Fall ist, sondern es genügt das richtige Vorzeichen der Drehzahldifferenz.
Bei einem Übergang von dem 4WD-Zustand auf den 2WD-Zustand kann das erste Eingriffselement geschaltet werden, während die Übertragung des Antriebsmoments auf das sekundärachsseitige Kupplungsteil über die Kupplungsbasis und das zweite Eingriffselement erfolgt. Danach kann das zweite Eingriffselement geschaltet werden, sobald kurzzeitig ein verringertes Drehmoment zur Sekundärachse übertragen wird. Dies kann bei- spielsweise in Folge eines Lastwechsels oder aufgrund einer Bodenwelle der Fall sein. Das zweite Eingriffselement kann zwischenzeitlich in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils vorgespannt werden.
Insgesamt ist aufgrund des Übergangszustandes mit aktiver Freilauffunk- tion ein bequemes Umschalten zwischen dem 2WD-Zustand und dem
4WD-Zustand sowohl unter Zugbelastung als auch unter Schubbelastung möglich.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Freilauffunktion des ersten Eingriffselements und die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements derart gewählt, dass in dem Übergangszustand die - mit dem Eingangselement des Zwischenachs-Differentialgetriebes drehfest gekoppelte - Kupplungsbasis eine langsamere Drehbewegung als das ein- gangsseitige Kupplungsteil und das sekundärachsseitige Kupplungsteil durchzuführen vermag. Auf diese Weise kann in dem Übergangszustand sowohl die Primärachse als auch die Sekundärachse vorauseilen, sodass Verspannungen im Antriebsstrang zuverlässig vermieden werden. Der Kupplungsanordnung kann eine Steuereinrichtung zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, für einen Wechsel von dem 2WD-Zustand in den 4WD-Zustand erst das zweite Eingriffselement von dem eingangsseitigen Kupplungsteil zu lösen und mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff zu bringen und danach das erste Eingriffselement von dem eingangsseitigen Kupplungsteil zu lösen und mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff zu bringen. Somit kann ohne die Gefahr einer Antriebsstrangverspannung der Momentenaufbau an der Sekun- därachse durch Schlupf an der Primärachse und/ oder durch eine Dreh- zahldifferenz aufgrund einer Kurvenfahrt erfolgen, wobei vorzugsweise das erste Eingriffselement mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil in Eingriff gebracht wird, sobald sich ein Moment ähnlich der Differentialgrundaufteilung einstellt.
Weiterhin kann der Kupplungsanordnung eine Steuereinrichtung zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, für einen Wechsel von dem 4WD- Zustand in den 2WD-Zustand erst das erste Eingriffselement von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil zu lösen und mit dem eingangsseiti- gen Kupplungsteil in Eingriff zu bringen und danach das zweite Eingriffselement von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil zu lösen und mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil in Eingriff zu bringen. Das zweite Eingriffselement wird vorzugsweise mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil in Eingriff gebracht, sobald das zu der Sekundärachse übertragene Antriebsmoment aufgrund eines Lastwechsels oder in Folge von Bodenwellen ausreichend gering für einen problemlosen Eingriff wird.
Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Eingriffselemente an der Kupplungsbasis axial antreibbar und rückfedernd gelagert, um die jeweilige Freilauffunktion zu verwirklichen. Unter einer axialen Bewegung wird eine Bewegung in Richtung der Rotationsachse der Kupplungsbasis verstanden. Als Antriebseinrichtung kann z.B. ein elektromagnetischer, elektromotorischer oder hydraulischer Antrieb vorgesehen sein. Die rückfedernde Lagerung kann mittels eines Federspeichers, der insbesondere eine
Druckfeder umfasst, realisiert sein. Die Eingriffselemente können derart gelagert sein, dass sie wahlweise in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils oder des sekundärachsseitigen Kupplungsteils versetzbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die ersten und zwei- ten Eingriffselemente an wenigstens einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden, eine Auflaufschräge auf. Die Auflaufschräge ermöglicht es, dass das Eingriffselement in axialer Richtung in eine Freigabestellung weggedrückt wird, falls eine entsprechende relative Drehrichtungsumkehr erfolgt.
Die ersten und zweiten Eingriffselemente können insbesondere einen jeweiligen Sperrstift aufweisen. Alternativ könnten z.B. auch auf der Kupplungsbasis verschiebbare Muffen mit entsprechenden Eingriffselementen vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Kupplungsanordnung mehrere erste Eingriffselemente und mehrere zweite Eingriffselemente auf, die an der Kupplungsbasis umfänglich verteilt angeordnet sind. Dies ermöglicht eine gleichmäßige und effektive Drehmo- mentübertragung zwischen der Kupplungsbasis und dem jeweiligen Kupplungsteil bei bestehendem Eingriff.
Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang mit einer Getriebeeinheit der vorstehend beschriebenen Art, wobei wenigstens eine Trennkupplung zwischen der Kupplungsanordnung und der Sekundärachse des Kraft- fahrzeugs oder in der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, um einen zwischen der Kupplungsanordnung und der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs gelegenen Abschnitt des Antriebsstrangs stilllegen zu können, während die Kupplungsanordnung sich in dem 2WD -Zustand be- findet. Hierdurch können Verluste vermieden und die Geräuschemissionen gesenkt werden. Eine der Kupplungsanordnung zugeordnete Steuereinrichtung wie vorstehend beschrieben kann dabei auch die Trennkupplung ansteuern. Gemäß einer Ausgestaltung weist die Trennkupplung oder die Kupplungsanordnung eine Synchronisiereinrichtung auf. Der zur Sekundärachse führende Antriebsstrang kann dann über die Synchronisiereinrichtung an der Sekundärachse hochgeschleppt werden. Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine vereinfachte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, in welchen eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit integriert ist.
Fig. 2 zeigt eine Kupplungsanordnung der Getriebeeinheit gemäß Fig. 1 in einem 2WD-Zustand. Fig. 3 zeigt die Kupplungsanordnung gemäß Fig. 2 in einem
Übergangszustand .
Fig. 4 zeigt die Kupplungsanordnung gemäß Fig. 2 in einem
4WD-Zustand. In Fig. 1 ist der Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dargestellt, in dessen vorderem Bereich eine Antriebseinheit 11 angeordnet ist, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Verbrennungsmotor. Die Antriebseinheit 1 1 ist über ein Wechselgetriebe 13 und ein Zwischenachs-Differentialgetriebe 15 dauerhaft mit einer ein Vorderachsdifferential 17 umfassenden Vorderachse 18 des Kraftfahrzeugs verbunden, sodass auf der Vorderachse 18 sitzende Vorderräder 21 während der Fahrt durch die Antriebseinheit 11 permanent angetrieben werden. Die Vorderachse 18 wird deshalb auch als primäre Antriebsachse oder Primärachse bezeichnet.
In einem hinteren Fahrzeugbereich weist das Kraftfahrzeug eine Hinterachse 20 mit einem Hinterachsdifferential 19 und Hinterrädern 23 auf. Die Hinterachse 20 bildet eine sekundäre Antriebsachse oder Sekundärachse, da sie bei Bedarf durch die Antriebseinheit 11 zusätzlich zu der Vorderachse 18 angetrieben werden kann.
Zu diesem Zweck ist an einem sekundären Ausgang des Zwischenachs- Differentialgetriebes 15 eine Kupplungsanordnung 25 zum wahlweisen Sperren des Zwischenachs-Differentialgetriebes 15 und Trennen der Hin- terachse 20 von dem Zwischenachs-Differentialgetriebe 15 vorgesehen. Die Kupplungsanordnung 25 wird durch eine Steuereinrichtung 30 gesteuert.
Der Ausgang der Kupplungsanordnung 25 ist mit dem einen Ende eines Drehmomentübertragungsabschnitts 29, z.B. einer Kardanwelle, verbunden. An seinem anderen Ende ist der Drehmomentübertragungsabschnitt 29 mit einem Kegelrad 31 verbunden, welches mit einem Tellerrad 33 in Eingriff steht, das mit einem Differentialkorb 35 des Hinterachsdifferentials 19 verbunden ist. Um zu verhindern, dass der Drehmomentübertragungsabschnitt 29 und der Differentialkorb 35 des Hinterachsdifferentials 19 während der Fahrt und bei ausgerückter Kupplungsanordnung 25, d.h. bei einem reinen Vorderradantrieb, unnötigerweise mitdrehen und Energie verbrauchen, ist eine Trennkupplung 27 zur Stilllegung des Drehmomentübertragungsabschnitts 29 und des Differentialkorbs 35 vorgesehen. In die Trennkupplung 27 ist eine Synchronisierungseinrichtung 28 integriert. Die Trennkupplung 27 und die Synchronisierungseinrichtung 28 könnten grundsätzlich auch an anderer Stelle in dem zur Hinterachse 20 führenden Antriebsstrangabschnitt angeordnet sein. Die Synchronisierungseinrichtung 28 kann insbesondere in die Kupplungsanordnung 25 integriert sein.
Die Fig. 2 - 4 zeigen das Zwischenachs-Differentialgetriebe 15 und die diesem nachgeschaltete Kupplungsanordnung 25 im Detail. Das Zwi- schenachs-Differentialgetriebe 15 umfasst ein in einer Antriebsrichtung A um eine Rotationsachse R drehend angetriebenes Differentialgehäuse 37, in welchem Ausgleichsräder 39 gelagert sind, die wiederum mit einem primären Abtriebsrad 41 und einem sekundären Abtriebsrad 43 in Eingriff stehen. Das primäre Abtriebsrad 41 ist über einen Versatztrieb 45 mit einem Drehmomentübertragungsabschnitt 47 verbunden, welcher mit dem Vorderachsdifferential 17 (Fig. 1) in Verbindung steht. Das sekundäre Abtriebsrad 43 ist mit einer Welle 49 gekoppelt, auf welcher eine Kupplungsbasis 50 der Kupplungsanordnung 25 drehfest sitzt. In der Kupplungsbasis 50 ist ein Satz von ersten Eingriffselementen 51a und und ein Satz von zweiten Eingriffselementen 51b drehfest und entlang der Rotationsachse R versetzbar gelagert, wobei zur Vereinfachung nur eines der Eingriffselemente 51a des ersten Satzes und eines der Eingriffselemente 51b des zweiten Satzes dargestellt ist. Die Eingriffselemente 51a, 51b sind umfänglich verteilt und einander abwechselnd an der Kupp- lungsbasis 50 angeordnet. Beidseits der Kupplungsbasis 50 befinden sich relativ zu der Kupplungsbasis 50 verdrehbare Kupplungsteile, nämlich ein erstes eingangsseitiges Kupplungsteil 53 sowie ein zweites sekundärachs- seitiges Kupplungsteil 55, welche jeweils ein klauenartiges Profil 56 für einen formflüssigen Eingriff mit den sperrstiftartigen Eingriffselementen 51a, 51b aufweisen. Das eingangsseitige Kupplungsteil 53 ist mit dem Differentialgehäuse 37 des Zwischenachs-Differentialgetriebes 15 drehfest gekoppelt, während das sekundärachsseitige Kupplungsteil 55 mit einer Komponente des zu der Hinterachse 20 führenden Drehmomentübertra- gungsabschnitts 29 drehfest gekoppelt ist.
Beide Sätze von Eingriffselementen 51a, 51b können durch Verschieben entlang der Rotationsachse R wahlweise in einen formschlüssigen Eingriff mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil 53 oder mit dem sekundärachs- seitigen Kupplungsteil 55 gebracht werden. Mittels eines von der Steuereinrichtung 30 (Fig. 1) gesteuerten Aktuators (nicht dargestellt) können die Eingriffselemente 51a, 51b wahlweise in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils 53 oder in Richtung des sekundärachsseitigen Kupplungsteils 55 versetzt werden, um so den jeweiligen Eingriff herzustellen. Neben einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung umfasst der Aktuator eine Druckfeder als Federspeicher, was in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt ist.
Die Eingriffselemente 51a, 51b weisen an ihren beiden axialen Enden jeweilige Auflaufschrägen 57 auf, die bei dem ersten Satz von Eingriffselementen 51a und bei dem zweiten Satz von Eingriffselementen 51b entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die Auflaufschrägen 57 der Eingriffselemente 51a, 51b ermöglichen in Zusammenwirken mit dem Federspeicher eine jeweilige Freilauffunktion zwischen der Kupplungsbasis 50 und dem eingangsseitigen Kupplungsteil 53 bzw. dem sekundärseitigen Kupplungs- teil 55. Aufgrund der gegensätzlichen Ausrichtung der Auflaufschrägen 57 sind die Freilauffunktionen für die beiden verschiedenen Sätze von Eingriffseiemen ten 51a, 51b einander entgegengerichtet. Durch axiales Versetzen der Eingriffselemente 51a, 51b relativ zu der Kupplungsbasis 50 kann die Kupplungsanordnung 25 in drei unterschiedliche Zustände gebracht werden, wie nachfolgend genauer ausgeführt wird. In dem in Fig. 2 dargestellten Zustand befinden sich beide Sätze von Eingriffselementen 51a, 51b in einem formschlüssigen Eingriff mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil 53. Aufgrund der entgegengesetzten Ausrichtung der Auflaufschrägen 57 ist eine relative Verdrehung des eingangsseitigen Kupplungsteils 53 und der Kupplungsbasis 50 in keiner Richtung möglich. Das Zwischenachs-Differentialge triebe 15 ist somit gesperrt und die Hinterachse 20 ist von dem Zwischenachs-Differential- getriebe 15 getrennt, d.h. das Fahrzeug wird in einem 2WD-Zustand mit reinem Vorderachsantrieb betrieben. Zur Vermeidung von Verlusten und zur Geräuschreduktion kann in diesem Zustand die Trennkupplung 27 geöffnet werden, um so den Drehmomentübertragungsabschnitt 29 stillzulegen.
Falls während der Fahrt ein Zuschalten eines Hinterachsantriebs erwünscht ist, wird zuerst der stillgelegte Drehmomentübertragungsabschnitt 29 wieder in Rotation versetzt. Hierfür wird der Drehmomentübertragungsabschnitt 29 mittels der Synchronisierungseinrichtung 28 der Trennkupplung 27 ausgehend von der aufgrund der Fahrbewegung rotierenden Hinterachse 20 "hochgeschleppt", so dass die Drehzahl des sekundärachsseitigen Kupplungsteils 55 schließlich im Wesentlichen der Drehzahl der Kupplungsbasis 50 entspricht. Sobald das sekundärachssei- tige Kupplungsteil 55 zu einer schnelleren Drehbewegung als jene der Kupplungsbasis 50 tendiert - z.B. durch einen Schlupf an der Vorderach- se 18 und/ oder durch eine Drehzahldifferenz zwischen Vorderachse 18 und Hinterachse 20 bei Kurvenfahrt - werden die Eingriffselemente 51b des zweiten Satzes in Richtung des sekundärachsseitigen Kupplungsteils 55 verschoben, sodass sie mit diesem in Eingriff gelangen. Die Kupp- lungsanordnung 25 nimmt hierdurch einen Übergangszustand ein, welcher in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Zustand kann aufgrund der Kopplung des sekundären Abtriebsrads 43 über die Kupplungsbasis 50 und die Eingriffselemente 51b des zweiten Satzes mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil 55 ein Momentenaufbau an dem Drehmomentüber- tragungsabschnitt 29 und der Hinterachse 20 erfolgen. Sobald das somit auf die Hinterachse 20 übertragene Drehmoment ähnlich der Differentialgetriebe-Grundaufteilung ist, kann der erste Satz von Eingriffselementen 51a in Richtung des sekundärachsseitigen Kupplungsteils 55 versetzt werden, um so mit diesem in Eingriff zu gelangen.
Sobald auf diese Weise beide Sätze von Eingriffselementen 51a, 51b mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil 55 in Eingriff stehen, ist aufgrund der gegensätzlichen Ausrichtung der Auflaufschrägen 57 eine relative Verdrehung des sekundärachsseitigen Kupplungsteils 55 und der Kupplungsbasis 50 in keiner Richtung möglich. Das Differentialgehäuse 37 ist nun allerdings von der Kupplungsbasis 50 und somit von dem sekundären Abtriebsrad 43 entkoppelt. Die Sperrung des Zwischenachs- Differentialgetriebes 15 ist hierdurch aufgehoben und die Hinterachse 20 wird entsprechend der Grundaufteilung des Zwischenachs-Differential- getriebes 15 zusätzlich zur Vorderachse 18 angetrieben, d.h. das Fahrzeug wird in einem 4WD-Zustand mit Allradantrieb betrieben. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt.
Falls nun das Kraftfahrzeug ausgehend von dem Zustand gemäß Fig. 4 wieder in den 2WD-Betrieb zurückgeschaltet werden soll, wird zunächst lediglich der erste Satz von Eingriffselementen 51a axial wieder in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils 53 versetzt, bis er sich mit diesem in Eingriff befindet. Es liegt dann wieder der in Fig. 3 dargestellte Übergangszustand vor, wobei sich eine Momentenaufteilung ähnlich wie bei gesperrtem Zwischenachs-Differentialgetriebe 15 einstellen kann. Eine Verspannung des Antriebsstrangs wird aufgrund der Freilauffunktion jedoch vermieden. Sowohl das eingangsseitige Kupplungsteil 53 als auch das sekundärachsseitige Kupplungsteil 55 können die Kupplungsbasis 50 in Drehrichtung A überlaufen. Ein aktiver Momentenabbau an der Hinter- achse 20 ist in diesem Zustand nicht möglich. Der zweite Satz von Eingriff selementen 51b wird in dieser Phase durch die Druckfeder des Federspeichers in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils 53 vorgespannt. Sobald das an die Hinterachse 20 übertragene Antriebsmoment ausreichend gering wird, beispielsweise bei einem Lastwechsel oder in Folge von Bodenwellen, kann der vorgespannte zweite Satz von Eingriffselementen 51b in Richtung des eingangsseitigen Kupplungsteils 53 versetzt werden, womit wieder der in Fig. 2 dargestellte Zustand eingestellt ist, das Kraftfahrzeug also mit reinem Vorderachsantrieb betrieben wird. Die Erfindung ermöglicht somit das bedarfsweise Zuschalten einer sekundären Antriebsachse bei einem Antriebsstrang, welcher auf einem Zwi- schenachs-Differentialgetriebe beruht.
Bezugszeichenliste
1 1 Antriebseinheit
13 Wechselgetriebe
15 Zwischenachs-Differentialgetriebe
17 Vorderachsdifferential
18 Vorderachse
19 H interachsdifferential
20 Hinterachse
21 Vorderrad
23 Hinterrad
25 Kupplungsanordnung
27 Trennkupplung
28 Synchronisierungseinrichtung
29 Drehmomentübertragungsabschnitt
30 Steuereinrichtung
31 Kegelrad
33 Tellerrad
35 Differentialkorb
37 Differentialgehäuse
39 Ausgleichsrad
41 primäres Abtriebsrad
43 sekundäres Abtriebsrad
45 Versatztrieb
47 Drehmomentübertragungsabschnitt
49 Welle
50 Kupplungsbasis
51a erster Satz von Eingriffselementen
51b zweiter Satz von Eingriffselementen 53 eingangsseiüges Kupplungsteil
55 sekundärachsseitiges Kupplungsteil
56 klauenartiges Profil
57 Auflaufschräge
Drehrichtung
Rotationsachse
10

Claims

Patentansprüche
Getriebeeinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, das eine Primärachse (18) und eine Sekundärachse (20) aufweist, mit einem Zwischenachs-Differentialgetriebe (15), das ein Eingangselement (37), ein der Primärachse ( 18) zugeordnetes primäres Ausgangselement (41) und ein der Sekundärachse (20) zugeordnetes sekundäres Ausgangselement (43) umfasst, und
einer Kupplungsanordnung (25) zum wahlweisen Sperren des Zwi- schenachs-Differentialgetriebes (15) und Trennen der Sekundärachse (20) von dem Zwischenachs-Differentialgetriebe (15),
wobei die Kupplungsanordnung (25) eine Kupplungsbasis (50), ein eingangsseitiges Kupplungsteil (53) und ein sekundärachsseitiges Kupplungsteil (55) umfasst, wobei die Kupplungsbasis (50) mit dem sekundären Ausgangselement (43) des Zwischenachs-Differential- getriebes (15) drehfest gekoppelt ist, das eingangsseitige Kupplungsteil (53) mit dem Eingangselement (37) des Zwischenachs-Differen- tialgetriebes (15) drehfest gekoppelt ist und das sekundärachsseitige Kupplungsteil (55) mit der Sekundärachse (20) des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Kupplungsanordnung (25) wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Eingriffselement (51a, 51b) aufweist, wobei jedes der ersten und zweiten Eingriffselemente (51a, 51b) mit der Kupplungsbasis (50) drehfest gekoppelt und unter Ausbildung einer Freilauffunktion wahlweise mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) oder mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in Eingriff bringbar ist, wobei die Freilauffunktion des ersten Eingriffselements (51a) und die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements (51b) in ent- gegengesetzten Drehrichtungen wirksam sind,
wobei die Kupplungsanordnung (25) wahlweise in einen der folgenden Zustände bringbar ist:
in einen 2WD-Zustand, in dem das erste Eingriffselement (51a) und das zweite Eingriffselement (51b) mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) in Eingriff stehen, so dass die Kupplungsbasis (50) mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) drehfest gekoppelt und von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) entkoppelt ist; oder in einen 4WD-Zustand, in dem das erste Eingriffselement (51a) und das zweite Eingriffselement (51b) mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in Eingriff stehen, so dass die Kupplungsbasis (50) mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) drehfest gekoppelt und von dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) entkoppelt ist; oder
in einen Übergangszustand, in dem das erste Eingriffselement (51a) mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) und das zweite Eingriffselement (51b) mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in Eingriff steht, so dass die Kupplungsbasis (50) sowohl mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) als auch mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in drehrichtungsabhängiger Weise gekoppelt ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Freilauffunktion des ersten Eingriffselements (51a) und die Freilauffunktion des zweiten Eingriffselements (51b) derart gewählt sind, dass in dem Übergangszustand die Kupplungsbasis (50) eine langsamere Drehbewegung als das eingangsseitige Kupplungsteil (53) und das sekundärachsseitige Kupplungsteil (55) durchzuführen vermag. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kupplungsanordnung (25) eine Steuereinrichtung (30) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, für einen Wechsel von dem 2WD- Zustand in den 4WD-Zustand erst das zweite Eingriffselement (51b) von dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) zu lösen und mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in Eingriff zu bringen, und danach das erste Eingriffselement (51a) von dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) zu lösen und mit dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) in Eingriff zu bringen.
Getriebeeinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kupplungsanordnung (25) eine Steuereinrichtung (30) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, für einen Wechsel von dem 4WD- Zustand in den 2WD-Zustand erst das erste Eingriffselement (51a) von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) zu lösen und mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) in Eingriff zu bringen, und danach das zweite Eingriffselement (51b) von dem sekundärachsseitigen Kupplungsteil (55) zu lösen und mit dem eingangsseitigen Kupplungsteil (53) in Eingriff zu bringen.
Getriebeeinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten und zweiten Eingriffselemente (51a, 51b) an der Kupplungsbasis (50) axial antreibbar und rückfedernd gelagert sind. Getriebeeinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten und zweiten Eingriffselemente (51a, 51b) an wenigstens einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden, eine Auflaufschräge (57) aufweisen.
Getriebeeinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten und zweiten Eingriffselemente (51a, 51b) einen jeweiligen Sperrstift aufweisen.
Getriebeeinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplungsanordnung (25) mehrere erste Eingriffselemente (51a) und mehrere zweite Eingriffselemente (51b) aufweist, die an der Kupplungsbasis (50) umfänglich verteilt angeordnet sind.
Antriebsstrang mit einer Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Trennkupplung (27) zwischen der Kupplungsanordnung (25) und der Sekundärachse (20) des Kraftfahrzeugs oder in der Sekundärachse (20) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, um einen zwischen der Kupplungsanordnung (25) und der Sekundärachse (20) des Kraftfahrzeugs gelegenen Abschnitt des Antriebsstrangs stilllegen zu können, während die Kupplungsanordnung (25) sich in dem 2 WD -Zustand befindet. Antriebsstrang nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennkupplung (27) oder die Kupplungsanordnung (25)
Synchronisiereinrichtung (28) aufweist.
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