DE10160026B9

DE10160026B9 - Betätigungsmechanismus zur Axialverstellung mit doppelter Funktion

Info

Publication number: DE10160026B9
Application number: DE10160026A
Authority: DE
Inventors: Klaus Mätschker; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Hülsebusch
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: US6758782B2; JP2003172412A; DE10160026B4; JP4195274B2; DE10160026A1; US20030126935A1

Abstract

Betätigungsmechanismus (31) zur Axialverstellung, umfassend
drei koaxial zu einer Achse gelagerte Scheiben (32, 34, 38), von denen eine mittlere Scheibe (32) gegenüber den beiden außenliegenden Scheiben (34, 38) relativ verdrehbar ist,
zwischen der mittleren Scheibe (32) und jeder der außenliegenden Scheiben (34, 38) sind Sätze von Kugeln (43, 47) angeordnet,
die Kugeln (43, 47) laufen jeweils in Paaren von Umfangsrillen (42, 44; 46, 48) in den einander zugewandten Flächen der mittleren Scheibe (32) und jeweils einer der außenliegenden Scheiben (34, 38),
die Umfangsrillen (42, 44, 46, 48) haben über dem Umfang variable Tiefe von derartigem Verlauf, daß
über dem gesamten relativen Verdrehwinkel (α32) die erste außenliegende Scheibe (34) axial von einer ersten Endstellung (0(34)) über eine Mittelstellung (MID(34)) in eine von der ersten abweichende zweite Endstellung (MAX(34)) wandert und die zweite außenliegende Scheibe (38) axial von einer ersten Endstellung (MAX(38)) über eine davon abweichende zweite...

Description

Die Erfindung betrifft einen Betätigungsmechanismus zur Axialverstellung, umfassend drei koaxial zu einer Achse gelagerte Scheiben, von denen eine mittlere Scheibe gegenüber den beiden außenliegenden Scheiben relativ verdrehbar ist, zwischen der mittleren Scheibe und jeder der außenliegenden Scheiben sind Sätze von Kugeln angeordnet, die Kugeln laufen jeweils in Paaren von Umfangsrillen in den einander zugewandten Flächen der mittleren Scheibe und jeweils einer der außenliegenden Scheiben, die Umfangsrillen haben über dem Umfang variable Tiefe.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zwischenachsgetriebe für mehrachsgetriebene Fahrzeuge.
Stand der Technik
Betätigungsmechanismen der genannten Art sind aus der DE 39 28 816 C2 und der DE 40 07 506 C1 sowie der DE 41 06 503 C1 bekannt. Hierbei dienen die beiden außenliegenden Scheiben dem wechselseitigen Öffnen und Schließen von zwei Reibungskupplungen in einem Schaltgetriebe, dessen Zahnräder mit einer zugeordneten Welle mittels der genannten Reibungskupplungen kraftschlüssig koppelbar sind.
Aus der Veröffentlichung K. Lippitsch, „Integrated Transfer Case" auf der „Tagung Allradtechnik" vom 10.–11.02.2000 im „Haus der Technik e.V." ist ein Zwischenachsgetriebe bekannt, das ein Zweistufengetriebe und ein Mittendifferential mit einer Sperrkupplung betrifft. Hierbei wird die letztgenannte Sperrkupplung mit einem Kugelrampenmechanismus mit zwei koaxial gelagerten Scheiben betätigt, während das Zweistufengetriebe von einer Schaltklaue umgeschaltet wird, die über einen elektromagnetischen Axialversteller betätigbar ist.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstellmechanismus der genannten Art bereitzustellen, der für Verstellvorgänge unterschiedlicher Art insbesondere in Zwischenachsgetrieben einsetzbar ist.
Die Lösung hierfür besteht in einem Betätigungsmechanismus der genannten Art, der sich dadurch auszeichnet, daß über dem gesamten relativen Verdrehwinkel die erste außenliegende Scheibe axial von einer ersten Endstellung über eine Mittelstellung in eine von der ersten abweichende zweite Endstellung wandert und die zweite außenliegende Scheibe axial von einer ersten Endstellung über eine davon abweichende zweite Endstellung wieder zurück in die erste Endstellung wandert.
Die Lösung besteht weiterhin in einem Zwischenachsgetriebe für ein mehrachsgetriebenes Fahrzeug, umfassend ein Zweistufengetriebe und ein diesem nachgeschaltetes Mittendifferential mit Sperrkupplung, das einen Betätigungsmechanismus zur Axialverstellung aufweist, umfassend drei koaxial zu einer Achse gelagerte Scheiben, von denen eine mittlere Scheibe gegenüber den beiden außenliegenden Scheiben relativ verdrehbar ist, zwischen der mittleren Scheibe und jeder der außenliegenden Scheiben sind Sätze von Kugeln angeordnet, die Kugeln laufen jeweils in Paaren von Umfangsrillen in den einander zugewandten Flächen der mittleren Scheibe und jeweils einer der außenliegenden Scheiben, die Umfangsrillen haben über dem Umfang variable Tiefe von derartigem Verlauf, daß über dem gesamten relativen Verdrehwinkel die erste außenliegende Scheibe axial von einer ersten Endstellung über eine Mittelstellung in eine von der ersten abweichende zweite Endstellung wandert und die zweite außenliegende Scheibe axial von einer ersten Endstellung über eine davon abweichende zweite Endstellung wieder zurück in die erste Endstellung wandert, wobei die erste außenliegende Scheibe mittels einer Schaltgabel mit einer Schaltmuffe für das Zweistufengetriebe gekoppelt ist und die zweite außenliegende Scheibe auf eine Druckscheibe der Sperrkupplung des Mittendifferentials einwirkt.
Hiermit ist die Möglichkeit gegeben, eine Vorrichtung darzustellen, die mit einheitlichen Drehantriebsmitteln zwei unterschiedliche Stellfunktionen darstellen kann.
Hierbei ist es möglich, daß die mittlere Scheibe vom Drehantriebsmotor angetrieben und die außenliegenden Scheiben in einem Gehäuse drehfest gehalten sind oder daß die mittlere Scheibe in einem Gehäuse drehfest gehalten ist und die außenliegenden Scheiben synchron von dem Drehantriebsmotor angetrieben werden. Schließlich ist es nicht ausgeschlossen, daß unter Verwendung einer Drehrichtungsumkehrstufe die mittlere Scheibe und die außenliegenden Scheiben gleichzeitig in jeweils entgegengesetzte Drehrichtung angetrieben werden.
Für die bevorzugte Verwendung als Betätigungsmechanismus für ein Zweistufengetriebe und eine Sperrkupplung in einem Zwischenachsdifferential wird insbesondere vorgeschlagen, daß die erste außenliegende Scheibe über einen ersten Drehwinkelbereich unverändert die erste Endstellung hält, über einen zweiten Drehwinkelbereich axial in die zweite Endstellung überführt wird und über einen dritten Drehwinkelbereich unverändert die zweite Endstellung einhält, und die zweite außenliegende Scheibe über den ersten Drehwinkelbereich von ihrer ersten Endstellung in die zweite Endposition wechselt, über den zweiten Drehwinkelbereich unverändert die zweite Endstellung einhält und über den dritten Drehwinkelbereich von der zweiten Endstellung axial zurück in die erste Endstellung wechselt.
Hiermit wird der zur Verfügung stehende relative Verdrehbereich dreigeteilt, wobei in einem mittleren Verdrehbereich die Sperrkupplung des Differentialgetriebes geöffnet ist und ein Umschalten des Zweistufengetriebes von der ersten in die zweite Stufe erfolgt, während in den beiden Endbereichen des Verdrehbereiches die jeweils eingeschaltete Gangstufe festgehalten wird und die Sperrkupplung des Mittendifferentials zunehmend geschlossen wird.
Hierbei kann der genannte mittlere Bereich zur Umschaltung zwischen den beiden Gangstufen noch derart gegliedert sein, daß innerhalb der axialen Umschaltbewegung noch ein Zentralbereich ausgebildet ist, in dem eine Neutralstellung zwischen den beiden Gangstufen über einen bestimmten Drehwinkelbereich der Scheiben unverändert beibehalten wird. Die jeweilige Schaltstellung bzw. der Kupplungszustand kann über einen Sensor an der mittleren der Scheiben oder an einem Element des Drehantriebs dieser Scheibe erfaßt werden.
Das Differentialgetriebe kann hierbei vorzugsweise ein Planetengetriebe sein, dessen Eingangswelle den Steg mit den Planetenrädern trägt, dessen Sonnenrad mit einer ersten Ausgangswelle verbunden ist und dessen Hohlrad mit einer auf der ersten Ausgangswelle laufenden Hohlwelle sitzt, die über ein Zwischenrad eine zweite Ausgangswelle antreibt. Die Sperrvorrichtung kann eine zwischen Steg und Hohlrad wirksame Lamellenkupplung sein, die über eine Druckplatte und Axiallager von der zweiten Scheibe beaufschlagt werden kann.
Ausführungsbeispiel
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren darstellt, die nachstehend beschrieben werden.
1 zeigt ein Zwischenachsdifferential mit erfindungsgemäßem Betätigungsmechanismus zur Axialverstellung im Längsschnitt;
2 zeigt ein Prinzipschaltbild des Zwischenachsdifferentials nach 1;
3 zeigt Teile des Betätigungsmechanismus zur Axialverstellung nach 1 in Explosionsdarstellung;
4 zeigt die Funktionsweise des Mechanismus nach den 1 und 3 in einem Weg-Winkel-Diagramm;
5 zeigt eine erste Ansicht auf die mittlere der Scheiben aus Richtung der ersten äußeren Scheibe;
6 zeigt eine Ansicht auf die erste äußere Scheibe aus Richtung der mittleren Scheibe;
7 zeigt eine zweite Ansicht auf die mittlere der Scheiben aus Richtung der zweiten äußeren Scheibe;
8 zeigt eine Ansicht auf die zweite äußere Scheibe aus Richtung der mittleren Scheibe.
In 1 ist ein Zwischenachsdifferentialgetriebe gezeigt, dessen Getriebegehäuse 11 einen ersten Deckel 12 mit einer Durchführung und einen zweiten Deckel 13 mit einer Durchführung und Lagerstellen umfaßt. Das Getriebegehäuse 11 besteht aus zwei Gehäusehälften 16, 17. Im Gehäuse sind eine Eingangswelle 14, eine Zwischenwelle 15 und zwei Ausgangswellen 29, 30 gelagert. Die Eingangswelle 14 und die Zwischenwelle 15 bilden ein Zweistufengetriebe 21, indem sie über zwei Zahnradpaarungen 22, 23, 24, 25 unterschiedlicher Größe, die dauernd miteinander kämmen, in zwei verschiedenen Untersetzungsstufen in Eingriff gebracht werden können. Die Zahnräder 22, 24 sind dauernd drehfest mit der Eingangswelle 14 gekoppelt. Die Zahnräder 23, 25, die auf der Zwischenwelle 15 drehbar gelagert sind, können über eine Schaltmuffe 49 wechselweise mit einem Schaltmuffenträger 37 gekoppelt werden, der zwischen den Zahnrädern 23, 25 drehfest auf der Zwischenwelle 15 festgesetzt ist. Die Schaltmuffe 49 ist zwischen ihren beiden Eingriffstellungen mit jeweils einem der Zahnräder 23, 25 in eine Neutralstellung bringbar, die in der Zeichnung gezeigt ist. Hierbei drehen beide Zahnräder 23, 25 frei gegenüber der Zwischenwelle 15. Die Zwischenwelle 15 treibt über ein sperrbares Planetengetriebe 71 die beiden Ausgangswellen 29, 30. Unmittelbar auf der Zwischenwelle 15 sitzt der Steg 72 des Planetengetriebes, in den Zapfen 73 eingesetzt sind, auf denen Planetenräder 74 drehbar gelagert sind. Die Planetenräder sind mit einem Sonnenrad 75 im Eingriff, das auf der ersten Ausgangswelle 29 festgelegt ist. Die Planetenräder sind weiterhin mit einem Hohlrad 76 im Eingriff, das einstückig mit einer Hohlwelle 77 ausgeführt ist, die über Kugellager 67, 68 im Gehäuse 11 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 77 trägt ein Ritzel 78, das mit einem Zwischenrad 79 kämmt. Dieses kämmt seinerseits mit einem Ritzel 80 auf der zweiten Ausgangswelle 30. Eine Lamellenkupplung 81 ist zwischen dem Steg 72 und dem Hohlrad 76 des Planetengetriebes 71 wirksam angeordnet. Äußere Kupplungslamellen 85 sitzen in einem Kupplungskorb 84, der am Hohlrad 76 angeformt ist, und laufen mit diesem um. Innere Kupplungslamellen 83 sitzen auf einer Hülse 82, die am Steg 72 angeformt ist und mit der Zwischenwelle 15 umläuft. Ist die Lamellenkupplung 81 geöffnet, wirkt das Planetengetriebe 71 als offenes Differentialgetriebe. Von der Zwischenwelle 15 wird der Steg 72 mit den Planetenrädern 74 angetrieben, die das Sonnenrad 75 und das Hohlrad 76 bei Drehzahlgleichheit mit einer Momentenverteilung antreiben, die dem Verhältnis ihrer Durchmesser entspricht, also mit ungleicher Drehmomentverteilung. Drehzahldifferenzen zwischen Sonnenrad 75 und Hohlrad 76 und damit zwischen erster Ausgangswelle 29 und zweiter Ausgangswelle 30 können unter Drehen der Planetenräder 74 auf ihren Zapfen 73 ausgeglichen werden. Wird die Lamellenkupplung 81 geschlossen, wird die Differentialwirkung gesperrt, indem das Hohlrad 76 an den Steg 72 angekoppelt wird. Damit werden die Planetenräder 74 mittels der Zapfen 73 im Hohlrad festgehalten, so daß das Sonnenrad 75 von den stehenden Planetenrädern 74 drehzahlgleich mit dem Hohlrad 76 vom Steg 72 angetrieben wird. Hiermit wird die Hohlwelle 77 an die erste Ausgangswelle 29 angekuppelt. Über die Räderkette 78, 79, 80 wird damit die zweite Ausgangswelle 30 in festem Übersetzungsverhältnis zur ersten Ausgangswelle 29 von der Zwischenwelle 15 angetrieben.
Ein Verstellmechanismus 31 bewirkt sowohl das Öffnen und Schließen der Lamellenkupplung 81 als auch das Umschalten des Zweistufengetriebes 21 zwischen einer ersten Getriebestufe 22/23, einer Neutralstellung und einer zweiten Getriebestufe 24/25. Der Mechanismus 31 umfaßt eine mittlere Scheibe 32, die über ein Zahnsegment 33 von einem nicht dargestellten Drehantriebsmotor gegenüber der Zwischenwelle 15 verdrehbar ist, eine erste außenliegende Scheibe 34, die über einen Mitnehmerkopf 35, der in eine im Gehäuse gelagerte Schaltstange 36 eingreift, verdrehfest gegenüber dem Gehäuse gelagert ist, sowie eine zweite außenliegende Scheibe 38, die über eine Mitnehmerklaue 39 auf einem im Gehäuse eingesetzten Haltestift 40 verdrehfest gegenüber dem Gehäuse gehalten ist. Zwischen mittlerer Scheibe 32 und erster außenliegender Scheibe 34 sind Kugeln 43 wirksam, die in ersten Kugelrillen (42) in der mittleren Scheibe 32 und zweiten Kugelrillen (44) in der ersten außenliegenden Scheibe 34 laufen. Zwischen der mittleren Scheite 32 und der zweiten außenliegenden Scheibe 38 sind zweite Kugeln 47 wirksam, die in dritten Kugelrillen (46) in der mittleren Scheibe 32 und vierten Kugelrillen (48) in der zweiten außenliegenden Scheibe 38 laufen. Die Form dieser Kugelrillen, die nachstehend noch näher dargestellt ist, bewirkt, daß ein Verdrehen der mittleren Scheibe 32 gegenüber der ersten außenliegenden Scheibe 34 eine Axialverschiebung der Scheibe 34 und damit eine Axialverschiebung einer auf der Schaltstange 36 sitzenden Schaltgabel 50 bewirken kann, die auf der Schaltstange 36 zwischen Paaren von Stützfedern 58 und Sicherungsringen 59 axial elastisch und mittels einer Schraube 51 verdrehgesichert festgesetzt ist. Die Schaltstange 36 stützt sich an einem Ende an einer Druckfeder 60 im Gehäuse 11 ab und weist am anderen Ende drei Rastkerben 53 auf, die mit einer an einer Druckfeder 52 abgestützten Rastkugel 54 in drei Schaltstellungen zusammenwirken können. Die Druckfeder 60 hält über die Schaltstange 36 die Scheiben 34, 32, 38 und Kugeln 43, 47 in Anlage miteinander und bewirkt eine Rückstellung des Verstellmechanismus 31. Die drei Schaltstellungen entsprechen den zwei Übersetzungsstufen und der Neutralstellung des Zweistufengetriebes. Die Form der Kugelrillen bewirkt weiterhin, daß ein Verdrehen der mittleren Scheibe 32 gegenüber der zweiten außenliegenden Scheibe 38 ein axiales Verschieben der letztgenannten zweiten außenliegenden Scheibe bewirkt, die über ein Axiallager 55 und einen Druckring 56 auf die Lamellenkupplung 81 einwirkt, die sich an einer Stützscheibe 57 abstützt und diese in den beiden äußeren Schaltstellungen jeweils öffnen oder schließen kann. Die Eingangswelle 14 ist über Wälzlager 64, 65 im Gehäuse 11 gelagert. Weiterhin ist die Zwischenwelle 15 über ein Kugellager 66 gelagert und in den Planetenrädern 74 abgestützt. Die Hohlwelle 77 ist über Kugellager 67, 68 im Gehäuse bzw. im Deckel 13 gelagert. Die Ausgangswelle 29 ist mittels Nadellagern 61, 62 in der Hohlwelle 77 gelagert. Die zweite Ausgangswelle 30 ist über Kugellager 69, 70 im Gehäuse bzw. im Deckel 13 gelagert.
In 2 ist ein Prinzipbild der Getriebeanordnung nach 1 in Teilen gezeigt, wobei das Zweistufengetriebe 21, die Lamellenkupplung 81 und das Planetengetriebe 71 in ihrer Zuordnung zu und im Zusammenwirken mit den Wellen 14, 15, 29, 30 verdeutlicht wird. Die Verstellvorrichtung (31) ist jedoch in der Darstellung gänzlich weggelassen. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in 1 dargestellt. Am Zweistufengetriebe 21 wird deutlich, in welcher Weise ein Verschieben der Schaltmuffe 49 mittels der Schaltgabel 50 auf dem Schaltmuffenträger 37 ein Wechsel zwischen der Übersetzungsstufe lo (Zahnräder 22, 23 wirksam, da Zahnrad 23 an Schaltmuffenträger 37 angekoppelt) und der Übersetzungsstufe hi (Zahnräder 24, 25 wirksam, da Zahnrad 25 an Schaltmuffenträger 37 angekoppelt) bewirkt. Das Planetengetriebe 71 ist bei geöffneter Lamellenkupplung 81 ein offenes Differentialgetriebe, das Drehzahldifferenzen zwischen der Ausgangswelle 29 zur Hinterachse (rear) und der Ausgangswelle 30 zur Vorderachse (front) zuläßt. Wird die Lamellenkupplung 81 geschlossen, läuft das Planetengetriebe 71 als Block um und erste Ausgangswelle 29 und Hohlwelle 77 und damit auch zweite Ausgangswelle 30 werden drehzahlgleich angetrieben.
In 3 sind wesentliche Funktionsteile der Axialverstellvorrichtung 31 in Explosionsdarstellung gezeigt, wobei die gleiche Bezifferung verwendet ist, wie zuvor. Die mittlere Scheibe 32 mit dem Zahnsegment 33 wirkt über eine Untersetzungsstufe 93 mit dem Antriebsritzel 92 eines nicht im einzelnen dargestellten Antriebsmotors 91 zusammen. Die Untersetzungsstufe 93 hat zwei Zahnräder 94, 95. In koaxialer Anordnung zur mittleren Scheibe 32 sind die erste äußere Scheibe 34, die zweite äußere Scheibe 38, das Axiallager 55, der Druckring 56 und die Lamellen 83, 85 der Lamellenkupplung erkennbar. Zwischen den Scheiben sind die Sätze von Kugeln 43, 47 angeordnet. Die Kugelrillen in den Scheiben werden in den folgenden Figuren näher beschrieben.
In 4 ist in zwei Diagrammen unten der Verstellweg S34 der ersten außenliegenden Scheibe und oben der Verstellweg S33 der zweiten außenliegenden Scheibe jeweils über dem Drehwinkel α32 der mittleren Scheibe dargestellt. Der Verstellweg S34 hat, ausgehend von einer Mittelstellung der mittleren Scheibe (32), die mit 0° bezeichnet ist, aufgrund der Form der Rillen (42, 44) zwischen der mittleren Scheibe (32) und der ersten außenliegenden Scheibe (34) zu beiden Seiten einen mittleren Steigungsbereich I, der von einem mittleren Stellweg MID(34) zur einen Seite bis zu einem minimalen Stellweg 0 (34) linear sinkt und zur anderen Seite bis zu einem maximalen Stellweg MAX(34) linear steigt. Hierdurch werden bei relativer Verdrehung der Scheiben (32, 34) die Schaltgabel (50) und die Schaltmuffe (49) in einer ersten Drehrichtung in Eingriff mit der ersten Übersetzungsstufe 22/23 und in einer zweiten Drehrichtung in Eingriff mit der zweiten Übersetzungsstufe 24/25 geschoben. Sobald diese Schaltstellungen der Schaltgabel (50) erreicht sind, ändert sich der Axialweg S34 der ersten außenliegenden Scheibe (34) bei weiterer Verdrehung der mittleren Scheibe (32) jeweils nicht mehr, da sich in einer Drehrichtung ein neutraler Steigungsbereich II und in der anderen Drehrichtung ein neutraler Steigungsbereich III anschließt. Der Verstellweg S38 hat, von der Mittelstellung der mittleren Scheibe (32) ausgehend, die mit 0° bezeichnet ist, aufgrund der Form der Rillen zwischen der mittleren Scheibe (32) und der zweiten außenliegenden Scheibe (38) in einem mittleren Bereich, der mit dem obengenannten mittleren Bereich übereinstimmt bei einem minimalen Stellweg 0(38) einen wirkungslosen neutralen Steigungsbereich IV in beiden Richtungen, der gleichbedeutend mit einer geöffneten Reibungskupplung (81) ist. Sobald in einer der Drehrichtungen der mittleren Scheibe (32) eine der Übersetzungsstufen 22/23, 24/25 vollständig eingerastet ist, beginnen bei weiterer relativer Verdrehung darüber hinaus die Steigungsbereiche V und VI in beiden Richtungen, mit hier linear ausgebildetem Ansteigen des Stellweges, durch den die Reibungskupplung (81) in jeder der beiden Schaltstufen mit konstanter Rate geschlossen wird. Der maximale Stellweg MAX(38) entspricht der vollständig geschlossenen Reibungskupplung (81).
Wie durch die Beschriftung verdeutlicht, gibt es einen mittleren Verdrehbereich um die Mittelstellung °0, in dem die Kupplung dauernd ganz geöffnet ist und das Zweistufengetriebe zwischen niedriger Übersetzungsstufe und hoher Übersetzungsstufe (Low Gear und High Gear) umgeschaltet wird, und zwei Endbereiche, in denen jeweils eine der Übersetzungsstufen eingelegt ist und die Reibungskupplung zunehmend geschlossen wird.
In den 5 und 6 sind die mittlere Scheibe 32 in der ersten Ansicht A-A und die erste der außenliegenden Scheiben 34 in der Ansicht B-B dargestellt. An der mittleren Scheibe 32 ist das Zahnsegment 33 zur Verdrehung erkennbar, an der ersten außenliegenden Scheibe 34 der Mitnehmerkopf 35. An beiden Scheiben sind jeweils drei umfangsverlaufende Kugelrillen 42, 44 gleicher Ausführung erkennbar, die bei bestimmungsgemäßer Montage gegensinnig zueinander verlaufen. Sämtliche Kugelrillen haben jeweils einen mittleren Bereich 42I, 44I mit stetig veränderlicher Tiefe, die bei Verdrehung zu einer Verschiebung der Schaltklaue führt, und zwei daran anschließende Bereiche 42II, 44II großer Tiefe bzw. 42III, 44III geringer Tiefe, die bei weiterer Verdrehung die Schaltklaue in ihrer erreichten Stellung belassen und damit die eingeschaltete Gangstufe unverändert festhalten.
In den 7 und 8 sind die mittlere Scheibe 32 mit Zahnsegment 33 am Umfang in der Ansicht C-C und in der Ansicht D-D die zweite außenliegende Scheibe 38 mit Halteklaue 39 am Umfang gezeigt, die beide jeweils drei übereinstimmende Kugelrillen haben. Jede der Kugelrillen 46, 48 hat einen Mittelabschnitt 46IV, 48IV gleichbleibender Tiefe ohne Verstellwirkung sowie Endabschnitte 46V, 46VI, 48V, 48VI abnehmender Tiefe und damit zunehmenden Verstellwegen.

11: Getriebegehäuse
12: Deckel
13: Deckel
14: Eingangswelle
15: Zwischenwelle
16: Gehäusehälfte
17: Gehäusehälfte
21: Zweistufengetriebe
22: Zahnrad
23: Zahnrad
24: Zahnrad
25: Zahnrad
29: erste Ausgangswelle
30: zweite Ausgangswelle
31: Verstellmechanismus
32: mittlere Scheibe
33: Zahnsegment
34: erste außenliegende Scheibe
35: Mitnehmerkopf
36: Schaltstange
37: Schaltmuffenträger
38: zweite außenliegende Scheibe
39: Mitnehmerklaue
40: Haltestift
41
42: Rille, erste
43: Kugel
44: Rille, zweite
45
46: Rille, dritte
47: Kugel
48: Rille, vierte
49: Schaltmuffe
50: Schaltgabel
51: Schraube
52: Feder
53: Rastkerbe
54: Rastkugel
55: Axiallager
56: Druckring
57: Stützring
58: Stützfeder
59: Sicherungsring
60: Druckfeder
61: Nadellager
62: Nadellager
63: Zapfen
64: Lager
65: Lager
66: Lager
67: Lager
68: Lager
69: Lager
70: Lager
71: Planetengetriebe
72: Steg
73: Zapfen
74: Planetenrad
75: Sonnenrad
76: Hohlrad
77: Hohlwelle
78: Ritzel
79: Zwischenrad
80: Ritzel
81: Lamellenkupplung
82: Hülse
83: Innere Lamellen
84: Kupplungskorb
85: Kupplungskorb
91: Antriebsmotor
92: Antriebsritzel
93: Untersetzungsstufe
94: Zahnrad
95: Zahnrad

Claims

Betätigungsmechanismus (31) zur Axialverstellung, umfassend drei koaxial zu einer Achse gelagerte Scheiben (32, 34, 38), von denen eine mittlere Scheibe (32) gegenüber den beiden außenliegenden Scheiben (34, 38) relativ verdrehbar ist, zwischen der mittleren Scheibe (32) und jeder der außenliegenden Scheiben (34, 38) sind Sätze von Kugeln (43, 47) angeordnet, die Kugeln (43, 47) laufen jeweils in Paaren von Umfangsrillen (42, 44; 46, 48) in den einander zugewandten Flächen der mittleren Scheibe (32) und jeweils einer der außenliegenden Scheiben (34, 38), die Umfangsrillen (42, 44, 46, 48) haben über dem Umfang variable Tiefe von derartigem Verlauf, daß über dem gesamten relativen Verdrehwinkel (α32) die erste außenliegende Scheibe (34) axial von einer ersten Endstellung (0(34)) über eine Mittelstellung (MID(34)) in eine von der ersten abweichende zweite Endstellung (MAX(34)) wandert und die zweite außenliegende Scheibe (38) axial von einer ersten Endstellung (MAX(38)) über eine davon abweichende zweite Endstellung (0(38)) wieder zurück in die erste Endstellung (MAX(38)) wandert.
Mechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einzigen Drehantriebsmotor (91) zur Relativverdrehung der Scheiben (32, 34, 38) gegeneinander.
Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Scheibe (32) vom Drehantriebsmotor (91) angetrieben und die außenliegenden Scheiben (34, 38) in einem Gehäuse (11) drehfest gehalten sind.
Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Scheibe (32) in einem Gehäuse (11) drehfest gehalten ist und die außenliegenden Scheiben (34, 38) synchron von dem Drehantriebsmotor (91) angetrieben werden.
Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Scheibe (32) und die außenliegenden Scheiben (34, 38) gleichzeitig in jeweils entgegengesetzte Drehrichtungen von dem Drehantriebsmotor (91) angetrieben werden.
Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste außenliegende Scheibe (34) über einen ersten Drehwinkelbereich (II) unverändert die erste Endstellung (0(34)) hält, über einen zweiten Drehwinkelbereich (I) axial von der ersten Endstellung (0(34)) in die zweite Endstellung (MAX(34)) überführt wird und über einen dritten Drehwinkelbereich (III) unverändert die zweite Endstellung (MAX(34)) einhält, die zweite außenliegende Scheibe (38) über den ersten Drehwinkelbereich (V) von ihrer ersten Endstellung (MAX(38)) axial in die zweite Endstellung (0(38)) wechselt, über den zweiten Drehwinkelbereich (IV) unverändert die zweite Endstellung (0(38)) einhält und über den dritten Drehwinkelbereich (VI) von der zweiten Endstellung (0(38)) axial zurück in die erste Endstellung (MAX(38)) wechselt.
Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste außenliegende Scheibe (34) mechanisch mittels einer Schaltgabel (50) mit einer Schaltmuffe (49) zum Gangwechsel zwischen zwei Übersetzungsstufen (22/23; 24/25) verbunden ist und die zweite außenliegende Scheibe (38) mechanisch auf die Druckplatte (56) einer Reibungskupplung (81) einwirkt.
Zwischenachsgetriebe für ein mehrachsgetriebenes Fahrzeug, umfassend ein Zweistufengetriebe (21) und ein diesem nachgeschaltetes Mittendifferential (71) mit Sperrkupplung (81), das einen Betätigungsmechanismus (31) zur Axialverstellung aufweist, umfassend drei koaxial zu einer Achse gelagerte Scheiben (32, 34, 38), von denen eine mittlere Scheibe (32) gegenüber den beiden außenliegenden Scheiben (34, 38) relativ verdrehbar ist, zwischen der mittleren Scheibe (32) und jeder der außenliegenden Scheiben (34, 38) sind Sätze von Kugeln (43, 47) angeordnet, die Kugeln (43, 47) laufen jeweils in Paaren von Umfangsrillen (42, 44; 46, 48) in den einander zuge wandten Flächen der mittleren Scheibe (32) und jeweils einer der außenliegenden Scheiben (34, 38), die Umfangsrillen (42, 44; 46, 48) haben über dem Umfang variable Tiefe von derartigem Verlauf, daß über dem gesamten relativen Verdrehwinkel die erste außenliegende Scheibe (34) axial von einer ersten Endstellung (0(34)) über eine Mittelstellung (MID(34)) in eine von der ersten abweichende zweite Endstellung (MAX(34)) wandert und die zweite außenliegende Scheibe (38) axial von einer ersten Endstellung (MAX(38)) über eine davon abweichende zweite Endstellung (0(38)) wieder zurück in die erste Endstellung (MAX(38)) wandert, wobei die erste außenliegende Scheibe (34) mittels einer Schaltklaue (50) mit einer Schaltmuffe (49) für das Zweistufengetriebe (21) gekoppelt ist und die zweite außenliegende Scheibe (38) auf eine Druckscheibe (56) der Sperrkupplung (81) des Mittendifferentials (71) einwirkt.
Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittendifferential ein Planetengetriebe (71) ist.
Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenwelle (15) des Zweistufengetriebes (21) mit dem Steg (72) des Planetengetriebes (71) verbunden ist und das Sonnenrad (75) und Hohlrad (76) mit einer ersten Ausgangswelle (29) und einer zweiten Ausgangswelle (30) antreibend verbunden sind.
Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkupplung (81) zwischen Steg (72) und Hohlrad (76) des Planetengetriebes (71) wirksam ist.
Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (15) des Zweistufengetriebes (21) mit einer Eingangswelle (14) über zwei Zahnradpaarungen (22, 23, 24, 25), die dauernd miteinander kämmen, wahlweise in zwei Übersetzungsstufen wirksam koppelbar ist.