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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 10. April 2006 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-107061 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
JP-A-10-019108 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Differentialmechanismus, der mit einem Sperrdifferentialmechanismus versehen ist. Da sowohl der Differentialmechanismus als auch der Sperrdifferentialmechanismus innerhalb eines Differentialgehäuses angeordnet sind, hat die Kraftübertragungsvorrichtung als Ganzes große Abmessungen.
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Daher ist es schwierig, den Sperrdifferentialmechanismus mit einer ausreichenden Leistung in einem begrenzten Raum, wie zum Beispiel in einem sogenannten Glockengehäuse, das als eine Einheit mit einem Getriebegehäuse oder dergleichen ausgebildet ist, vorzusehen, wo der Sperrdifferentialmechanismus als ein vorderer Differentialmechanismus angeordnet ist.
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Ferner tritt, wenn das Glockengehäuse in Übereinstimmung mit der Größe eines normalen Differentialmechanismus, welcher nicht mit dem Sperrdifferentialmechanismus versehen ist, zur Reduzierung des Fahrzeuggewichtes oder dergleichen mit geringen Abmessungen gestaltet werden soll, das Problem auf, dass kein Differentialmechanismus mit einem Sperrdifferentialmechanismus angeordnet werden kann und die Austauschbarkeit entfällt.
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Das heißt, da herkömmlich sowohl der Differentialmechanismus als auch der Sperrdifferentialmechanismus in dem Differentialgehäuse angeordnet sind, ist es schwierig, den Sperrdifferentialmechanismus mit der ausreichenden Leistung in dem begrenzten Raum des Gehäuses anzuordnen. Ferner kann, wenn das Gehäuse an die Größe eines normalen Differentialmechanismus angepasst ist, welcher nicht mit dem Sperrdifferentialmechanismus versehen ist, kein Differentialmechanismus mit einem Sperrdifferentialmechanismus angeordnet werden, und die Austauschbarkeit geht verloren.
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Die
DE 38 08 402 C2 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Differentialmechanismus, einem Getriebe und einem Sperrdifferentialmechanismus, der in einem Stützgehäuse aufgenommen ist, das an einem Gehäuse des Differentialmechanismus lösbar montierbar ist.
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Die
DE 37 38 280 A1 und
EP 1 502 800 A1 beschreiben jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Differentialmechanismus und einem Sperrdifferentialmechanismus, der in einem Stützgehäuse aufgenommen ist, das an einem Gehäuse des Differentialmechanismus lösbar montierbar ist.
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Mit der Erfindung wird eine Kraftübertragungsvorrichtung geschaffen, bei welcher eine schnelle und leichte Montage und Austauschbarkeit eines Sperrdifferentialmechanismus gewährleistet ist.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Kraftübertragungsvorrichtung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung ist, da der Differentialmechanismus in dem Gehäuse aufgenommen und abgestützt ist, das als eine Einheit mit dem Getriebegehäuse des Getriebes vorgesehen ist, um die gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden, und der Sperrdifferentialmechanismus zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus wahlweise an der Außenseite des Gehäuses montierbar ist, der Sperrdifferentialmechanismus nicht durch die Größe des Gehäuses eingeschränkt. Ferner kann, da der Sperrdifferentialmechanismus derart gestaltet ist, dass er wahlweise montierbar ist, die Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus geschaffen werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einer Kraftübertragungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2;
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4 eine Ansicht eines Ölträgers in Richtung des Pfeils IV in 3;
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5 eine Ansicht eines modifizierten Ölträgers in Richtung des Pfeils IV in 3;
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6 einen Halbschnitt eines wesentlichen Abschnitts mit einer Schmierungsstruktur und einer Einführöffnung eines Kupplungsgehäuses;
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7 einen Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus entsprechend 3 mit der Schmierungsstruktur aus 6;
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8 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Abschnitts des Sperrdifferentialmechanismus mit der Schmierungsstruktur aus 7 bei der Einführung von Schmieröl;
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9 einen Schnitt des Abschnitts aus 8 in einer anderen Drehposition;
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10 einen Halbschnitt eines wesentlichen Abschnitts mit einer teilweise modifizierten Schmierungsstruktur und einer Einführöffnung eines Kupplungsgehäuses;
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11 einen Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus entsprechend 3 mit der teilweise modifizierten Schmierungsstruktur aus 10;
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12 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Abschnitts des Sperrdifferentialmechanismus mit der Schmierungsstruktur aus 11 bei der Einführung von Schmieröl;
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13 einen Schnitt des Abschnitts aus 12 in einer anderen Drehposition;
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14 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einem veränderten Differentialmechanismus; und
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15 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einer Kraftübertragungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Gemäß der Erfindung wird durch wahlweises Anbringen eines Sperrdifferentialmechanismus an der Außenseite eines Gehäuses ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus für einen Differentialmechanismus realisiert, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, das einen begrenzten Raum hat, wobei eine Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus geschaffen wird.
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Mit Bezug auf 1 weist eine Kraftübertragungsvorrichtung 1 einen Differentialmechanismus 3 und einen Sperrdifferentialmechanismus 5 auf.
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Der Differentialmechanismus 3 ist innerhalb eines sogenannten Glockengehäuses 7 angeordnet. Das Glockengehäuse 7 bildet ein Gehäuse, das als eine Einheit mit einem Getriebegehäuse 11 eines Getriebes 9 ausgebildet ist, um eine gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden. Das Glockengehäuse 7 wird getrennt von dem Getriebegehäuse 11 gebildet und ist mit diesem durch eine Schrauben/Mutter-Verbindung und dergleichen als eine Einheit gekuppelt. Das Getriebegehäuse 11 und das Glockengehäuse 7 können als eine einstückige Konstruktion geformt werden, sofern die gemeinsame Schmierungsumgebung gebildet wird.
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Der Differentialmechanismus 3 weist ein Ritzel 17, das an einer Ritzelwelle 15 innerhalb eines Getriebegehäuses 13 drehbar abgestützt ist, und ein linkes und ein rechtes Achswellenrad 19, 21 auf, die mit dem Ritzel 17 in Eingriff stehen.
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Das Differentialgehäuse 13 weist ein Tellerrad 23 und Nabenabschnitte 25, 27 auf, die über Lager an dem Glockengehäuse 7 drehbar abgestützt sind. Das Tellerrad 23 steht mit einem Abtriebsrad 29 des Getriebes 9 in Eingriff. Das Getriebe 9 ist mit einem querliegenden Motor 31 gekuppelt.
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Das linke und das rechte Achswellenrad 19, 21 sind mit einer linken bzw. einer rechten Achse 37, 39 eines linken bzw. eines rechten Vorderrades 33, 35 eines Kraftfahrzeuges als Abtriebswellen über Keilverzahnungen gekuppelt.
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Daher wird ein Drehmoment von dem Motor 31 über das Getriebe 9 an das Paar Räder 33, 35 übertragen, die durch den Differentialmechanismus 3 unterschiedlich drehbar sind. Ein linkes und ein rechtes Hinterrad 41, 43 bilden die Abtriebsräder.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ermöglicht die Begrenzung einer Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 und ist durch wahlweise Montage an der Außenseite des Glockengehäuses 7 anzubringen. Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist erganzend an einer Seite der Achse 39 losbar an dem Differentialmechanismus 3 montiert.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 weist einen Kupplungsabschnitt 49 auf, um eine die Differentialbewegung begrenzende Kraft zwischen einem Kupplungsgehäuse 45 und einer Kupplungsnabe 47 zu erzeugen, die ein inneres und ein äußeres Drehelement bilden. Das Kupplungsgehäuse 45, welches das eine von dem inneren und dem äußeren Drehelement bildet, ist mit einem Eingriffsabschnitt versehen, der mit dem Nabenabschnitt 27 des Differentialgehäuses 13 des Differentialmechanismus 3 drehbar in Eingriff zu bringen ist, indem durch eine Bewegung in Axialrichtung eine Einheit mit diesem gebildet wird. Die Kupplungsnabe 47, welche das andere von dem inneren und dem äußeren Drehelement bildet, steht mit einer Seite der Achse 39 drehbar in Eingriff. Der Kupplungsabschnitt 49 kann durch eine von außen steuerbare elektromagnetische Kraft gesteuert werden. Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist mit einem Stützgehäuse 51 versehen, das an dem Glockengehäuse 7 lösbar abgestützt ist.
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Mit Bezug auf 2 wird der Sperrdifferentialmechanismus 5 beschrieben.
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Das Kupplungsgehäuse 45 ist an seinem einen Ende mit einem zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 versehen, der eine Innenkeilverzahnung 55 als Eingriffsabschnitt aufweist. Das andere Ende des Kupplungsgehäuses 45 ist an seinem Innenumfang mit einem Innengewindeabschnitt 57 versehen. Der Innenumfang des Kupplungsgehäuses 45 ist mit einer Innenkeilverzahnung 59 für eine Hauptkupplung und eine Steuerkupplung versehen und weist eine Mehrzahl von Ölöffnungen 61 in Radialrichtung zum Verbinden der Innenseite und der Außenseite des Kupplungsgehäuses 45 in einer Mehrzahl von Abschnitten in Axialrichtung und in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung auf. Die Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 hat in den Abschnitten, die mit den Ölöffnungen 61 versehen sind, fehlende und in Umfangsrichtung in der Form abweichende Zähne.
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Das Kupplungsgehäuse 45 ist an einem Rotor 62 angebracht. Der Rotor 62 ist mit einem Rotorhauptkörperabschnitt 63 in Form einer vertikalen Wand, einem Nabenabschnitt 65, der an einer Innenumfangsseite einer Rückfläche des Rotorhauptkörperabschnitts 63 ausgebildet ist, und einem äußeren Zylinderabschnitt 67 versehen, der an einer Außenumfangsseite der Rückfläche des Rotorhauptkörperabschnitts 63 ausgebildet ist. Ein Aufnahmeraumabschnitt 69 ist zwischen dem Nabenabschnitt 65 und dem äußeren Zylinderabschnitt 67 an einer Seite der Rückfläche des Rotorhauptkorperabschnitts 63 ausgebildet.
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Der Rotorhauptkorperabschnitt 63 ist zwischen dem Nabenabschnitt 65 und dem außeren Zylinderabschnitt 67 mit einem nichtmagnetischen Abschnitt 71 versehen. Der Nabenabschnitt 65 ist an seiner Innenumfangsfläche mit einer Gewindenut 66 versehen. Die Außenumfangsfläche eines Endabschnitts des äußeren Zylinderabschnitts 67 ist mit einem Außengewindeabschnitt 73 versehen. Durch Verschrauben des Außengewindeabschnitts 73 des äußeren Zylinderabschnitts 67 mit dem Innengewindeabschnitt 57 des Kupplungsgehäuses 45 ist der Rotor 62 an dem Kupplungsgehäuse 45 befestigt. Ein Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 73 ist mit einer Mutter 75 befestigt, um zu verhindern, dass sich der Rotor 62 relativ zu dem Kupplungsgehäuse 45 löst.
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Die Kupplungsnabe 47 ist hohl ausgebildet und mit einer Außenkeilverzahnung 77 und einer Innenkeilverzahnung 79 versehen. Am Außenumfang der einen Seite der Kupplungsnabe 47 sind eine Mehrzahl von Nuten 81 in Axialrichtung in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen. Das eine Ende der Nut 81 ist mit einer Gewindenut 66 des Rotors 62 verbunden. Die Kupplungsnabe 47 ist über ein Lager 83 an der Seite des Kupplungsgehäuses 45 und über einen Kupferring (Buchse) 85 als nichtmagnetisches Element an der Seite des Rotors 62 drehbar abgestützt.
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Der Kupplungsabschnitt 49 ist mit einer Hauptkupplung 87 und einer Steuerkupplung 89 und einem Druckmittel 91 versehen.
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Die Hauptkupplung 87 ist zwischen dem Kupplungsgehäuse 45 und der Kupplungsnabe 47 angeordnet, um eine die Differentialbewegung begrenzende Kraft durch Aufbringen und Freigeben einer Druckkraft einzustellen. Die Hauptkupplung 87 wird von einer Mehrscheibenreibungskupplung mit einer Mehrzahl von Lagen aus Innenscheiben 93 und Außenscheiben 95 gebildet, die jeweils wechselweise angeordnet sind. Die Innenscheiben 93 sind mit der Außenkeilverzahnung 77 der Kupplungsnabe 47 gekuppelt. Die Außenscheiben 95 sind mit der Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 gekuppelt. Die Innenscheiben 93 sind mit einer Mehrzahl von Öffnungen 97 in Umfangsrichtung an einer Innenumfangsseite versehen, wobei die jeweils benachbarten Öffnungen 97 der Innenplatten 93 in Axialrichtung einander gegenüberliegen, um einen Pfad zu bilden.
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Die Steuerkupplung 89 bewirkt ein Betätigen der Hauptkupplung 87 und wird durch den Betrieb eines Elektromagneten 99 als eine Betatigungseinrichtung aktiviert. Die Steuerkupplung 89 weist eine Mehrzahl von Innenplatten und Außenplatten auf, die jeweils wechselweise angeordnet sind. Die Innenplatten sind mit einer Keilverzahnung am Außenumfang einer Nockenplatte 101 des Druckmittels 91 gekuppelt, und die Außenplatten sind mit der Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 gekuppelt.
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Der Elektromagnet 99 ist in dem Aufnahmeraumabschnitt 69 angeordnet und erzeugt eine elektromagnetische Kraft entsprechend einer Stromsteuerung und wird von einer Spule 105 gebildet, die an einem Stützelement 103 abgestützt ist. Das Stützelement 103 ist mit einem zylindrischen Stützabschnitt 107 versehen, dessen Innenumfangsseite über ein Dichtungslager 109 am Außenumfang des Nabenabschnitts 65 des Rotors 62 drehbar abgestutzt ist. Der zylindrische Stützabschnitt 107 ist mit einem Bolzen 111 zur Verhinderung einer Drehung befestigt und ist von seinem Außenumfang entlang seiner Endfläche mit einer Aussparung 113 versehen. Das eine Ende der Aussparung 113 ist über einen an der Ruckseite des Dichtungslagers 109 ausgebildeten Raumabschnitt 115 mit dem einen Ende der Gewindenut 66 des Rotors 62 an dem Kupplungsgehäuse 45 verbunden.
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Ferner ist der Elektromagnet 99 über einen Kabelbaum mit einer Stromquelle und einer Steuereinrichtung an einer Fahrzeugkarosserieseite elektrisch verbunden.
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Der Elektromagnet 99 ist an einem Anker 117 benachbart zu der Steuerkupplung 89 angeordnet, so dass der Rotorhauptkörperabschnitt 63 und die Steuerkupplung 89 dazwischenliegen. Der Anker 117 ist mit der Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehauses 45 gekuppelt und zu der Seite des Rotors 62 bewegbar, um die Steuerkupplung 89 durch Anziehen mittels einer magnetischen Kraft des Elektromagneten 99 zu betätigen.
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Das Druckmittel 91 weist die Nockenplatte 101 und eine Druckplatte 119 sowie einen Nockenmechanismus 121 zwischen der Nockenplatte 101 und der Druckplatte 119 auf.
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Die Rückflächenseite der Nockenplatte 101 steht über ein Nadellager 123 mit der Seite des Rotors 62 in Kontakt. Eine Mehrzahl von Nockenkugeln 125 sind in Umfangsrichtung zwischen den Nockenflächen der Nockenplatte 101 und der Druckplatte 119 angeordnet. Die Nockenfläche wird von wechselseitigen Erhöhungen und Vertiefungen in Umfangsrichtung an den jeweiligen Flächen der Nockenplatte 101 und der gegenüberliegenden Druckplatte 119 gebildet. Der Nockenmechanismus 121 wird von den Nockenflächen und den jeweiligen Nockenkugeln 125 gebildet. Die Druckplatte 119 steht mit der Keilverzahnung 77 der Kupplungsnabe 47 in Eingriff. Am Innenumfang der Druckplatte 119 sind eine Mehrzahl von Aussparungen 127 in Umfangsrichtung vorgesehen. Die Aussparungen 127 sind zum Verbinden der Nuten 81 der Kupplungsnabe 47 mit der Seite der Hauptkupplung 87.
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Das Stützgehäuse 51 weist einen Hauptkörperabschnitt 129 und einen Abdeckabschnitt 131 auf und umschließt die Seite des Kupplungsgehäuses 45 unter Bildung eines Raumabschnitts 128. Der Hauptkorperabschnitt 129 und der Abdeckabschnitt 131 sind mittels einer Schraube 133 aneinander befestigt.
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Der Hauptkörperabschnitt 129 ist mit einem Kupplungsstutzabschnitt 135 und einem Kupplungsflansch 137 versehen. Das Kupplungsgehäuse 45 ist über ein Dichtungslager 139 an dem Kupplungsstützabschnitt 135 drehbar abgestützt, und an einer Rückseite des Dichtungslagers 139 ist eine Öldichtung 141 zwischen dem Kupplungsstützabschnitt 135 und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 angeordnet.
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Ein Olträger 143 ist am Innenumfang eines oberen Abschnitts des Hauptkörperabschnitts 129 angebracht.
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Halter 145, 147 zum Befestigen von Endabschnitten des Öltragers 143 sind mittels Schrauben 148 an dem Hauptkörperabschnitt 129 befestigt. Wie aus 2 ersichtlich, ist an dem Ölträger 143 ein unterer Wandabschnitt 149 parallel zur Achsmitte der Achse 39 ausgebildet, und eine obere Wand 150 des Ölträgers 143 ist entlang des Stützgehäuses 51 geneigt, so dass die Breite des Ölträgers 143 in Radialrichtung an der Seite des Abdeckabschnitts 131 relativ zu der gegenüberliegenden Seite am größten ist. Daher wird das Schmieröl, das durch Relativdrehung zwischen der Außenumfangsfläche des Kupplungsgehauses 45 und der Innenumfangsfläche des Hauptkorperabschnitts 129 mitgenommen wird, in Drehung versetzt und zu der Innenseite des Öltragers 143 geführt, so dass es sich durch die Neigung der oberen Wand 150 leicht zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegen kann.
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Der Abdeckabschnitt 131 ist mit einem Führungsausnehmungsabschnitt 153 aus einem Paar Rippen 151 versehen, wobei das eine Ende des Führungsausnehmungsabschnitts 153 dem einen Endabschnitt des Ölträgers 143 gegenüberliegt und das andere Ende des Führungsausnehmungsabschnitts 153 einem oberen Abschnitt des Aussparung 113 an der Seite des Elektromagneten 99 zugewandt ist. Der Abdeckabschnitt 131 ist ferner mit einem Montageabschnitt 155 und einem Nabenabschnitt 157 versehen, wobei der zylindrische Stützabschnitt 107 des Elektromagneten 99 an dem Montageabschnitt 155 montiert ist und eine Öldichtung 159 zwischen dem Nabenabschnitt 157 und der Achse 39 angeordnet ist, so dass der Raumabschnitt 115 gebildet wird. Eine Innenfläche des Abdeckabschnitts 131 ist mit einem vorstehenden Abschnitt 161 versehen, der mit dem Bolzen 111 des Elektromagneten 99 in Eingriff zu bringen ist, um dadurch eine Drehung zu verhindern.
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Die Achse 39 ist mit einer Kupplungswelle 163 zur ergänzenden Anordnung des Sperrdifferentialmechanismus 5 versehen. Die Kupplungswelle 163 ist stufenförmig ausgebildet und mit einem Kupplungsflansch 165 sowie einem ersten, zweiten und dritten Stufenabschnitt 167, 169, 171 versehen. Keilverzahnungen 172, 173 sind an vorderen Enden des dritten Stufenabschnitts 171 und der Achse vorgesehen.
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Die Keilverzahnung 172 der Achse 39 steht mit der Innenkeilverzahnung 79 der Kupplungsnabe 47 in Eingriff, und eine Öldichtung 174, die an der Seite des Kupplungsgehauses 45 abgestützt ist, steht mit einem Endabschnitt an der Seite des dritten Stufenabschnitts 171 in Kontakt. Ferner bildet die Öldichtung 174 einen X-förmigen Querschnitt und ist als Dichtungselement fur hohe Temperaturen und Drücke geeignet. Der zweite Stufenabschnitt 169 der Achse 39 am Innenumfang der Gewindenut 66 des Rotors 62 lose montiert, und die Öldichtung 159 steht mit dem ersten Stufenabschnitt 167 in Kontakt. Der erste Stufenabschnitt 167 ist an der Außenseite der Öldichtung 159 mit einer Staubabdeckung 175 versehen.
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Mit Bezug auf die 3 und 4 wird der Ölträger 143 erläutert.
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Wie in 3 gezeigt, weist der Öltrager 143 an seiner einen Seite eine Öffnung 176 und an seiner anderen Seite eine Fuhrungswand 177 auf, die entlang des Innenumfangs des Kupplungsgehäuses 45 gebogen und an diesem im Wesentlichen in engem Kontakt befestigt ist. Gemäß der Ausführungsform liegt die Öffnung 176 des Ölträgers 143 entgegengesetzt zu der durch den Pfeil A dargestellten Drehrichtung des Kupplungsgehäuses 45 bei Vorwärtsfahrt.
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Wie in 4 gezeigt, ist ein Rand der Öffnung 176 des Ölträgers 143 parallel zu der Achsmitte der Achse 39 angeordnet, während die Führungswand 177 allmählich derart geneigt ist, dass sie sich in Richtung zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 von der Achsmitte der Achse 39 weiter entfernt. Daher wird das Schmieröl, das durch Drehung des Kupplungsgehäuses 45 bewegt und zu dem Ölträger 143 geführt wird, durch die Neigung der Führungswand 177 leicht zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegt.
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Mit Bezug auf 2 wird die erganzende Montage des Sperrdifferentialmechanismus 5 an der Kupplungswelle 163 der Achse 39 beschrieben.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 wird an einer Seitenfläche des Glockengehäuses 7 angeordnet, wie in 1 gezeigt ist, und ein vorderes Ende der Kupplungswelle 163 wird über eine Keilverzahnung mit dem Achswellenrad 21 des Differentialmechanismus 3 in Eingriff gebracht. Anschließend wird der Kupplungsflansch 137 an der Außenfläche des Glockengehäuses 7 befestigt.
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An der Kupplungswelle 163 wird eine Gelenkkupplung 181 der Achse 39 mit dem Kupplungsflansch 165 gekuppelt.
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Mit Bezug auf 1 wird die Drehmomentübertragung beschrieben.
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Ein von dem Motor 31 über das Getriebe 9 und von dem Abtriebsrad 29 an das Tellerrad 23 übertragenes Drehmoment wird über die Ritzelwelle 15 an das linke und das rechte Achswellenrad 19, 21 übertragen, wobei das Ritzel 17 als eine Einheit mit dem Differentialgehäuse 13 gedreht wird. Das Drehmoment wird von dem linken und dem rechten Achswellenrad 19, 21 über die linke bzw. die rechte Achse 37, 39 an das linke bzw. das rechte Vorderrad 33, 35 übertragen, und das Fahrzeug kann durch den Antrieb der Vorderräder 33, 35 fahren.
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Wenn unterschiedliche Drehungen an dem linken und dem rechten Vorderrad 33, 35 erzeugt werden, werden die Achswellenräder 19, 21 über die Achsen 27, 39 unterschiedlich gedreht, und das linke und das rechte Vorderrad 33, 35 werden in einem Zustand unterschiedlicher Drehungen durch die wie oben beschriebene Übertragung von dem Motor 31 angetrieben.
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Mit Bezug auf die 1 und 2 wird die Begrenzung der Differentialbewegung beschrieben.
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Wenn die unterschiedlichen Drehungen des linken und des rechten Vorderrades 33, 35 begrenzt werden, wird der Kupplungsabschnitt 49 derart gesteuert, dass dem Elektromagneten 99 elektrischer Strom zugeführt wird, um die Relativdrehung zwischen der Kupplungsnabe 47, die über eine Keilverzahnung mit der Seite der Achse 39 in Eingriff steht, und dem Kupplungsgehäuse 45, das über eine Keilverzahnung mit der Seite des Differentialgehäuses 13 in Eingriff steht, zu steuern.
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Ferner wird ein magnetischer Pfad zwischen dem Rotor 62, dem Stützelement 103 und dem Anker 117 durch Steuerung der Zuführung von elektrischem Strom zu dem Elektromagneten 99 gebildet. Durch Bildung des magnetischen Pfades wird der Anker 117 zu der Seite des Rotors 62 gezogen, um die Pilotkupplung 89 zu betätigen. Durch die Betatigung wird die Nockenplatte 101 mit der Seite des Kupplungsgehäuses 45 in der Drehrichtung in Eingriff gebracht. Andererseits wird die Druckplatte 119, die über eine Keilverzahnung mit der Seite der Kupplungsnabe 47 gekuppelt ist, relativ zu der Nockenplatte 101 drehbar verschoben, und die Nockenkugel 125 rollt an der Nockenfläche ab. Durch das Abrollen der Nockenkugel 125 wird der Nockenmechanismus 121 betrieben, um eine Druckkraft zu erzeugen.
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Die Druckkraft wird über das Nadellager 123 an die Seite des Rotors 62 übertragen, und eine Bewegungskraft wird an der Druckplatte 119 als Reaktionskraft davon ausgeübt. Durch die Bewegungskraft wird die Druckplatte 119 bewegt, um die Hauptkupplung 87 zu aktivieren. Die Hauptkupplung 87 begrenzt die Relativdrehung zwischen dem Kupplungsgehäuse 45 und der Kupplungsnabe 47 entsprechend einer Betätigungskraft, um die Relativdrehung zwischen der Achse 39 und dem Kupplungsgehause 45 zu steuern, wie oben beschrieben ist.
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Durch Steuerung der Relativdrehung kann die Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 begrenzt werden.
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Nachfolgend wird die Schmierung der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
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Der Differentialmechanismus 3 innerhalb des Glockengehauses 7 wird in einer Schmierungsumgebung an der Seite des Getriebes 9 geschmiert.
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Die Seite des Sperrdifferentialmechanismus 1 liegt in einer Schmierungsumgebung, die unabhängig von der Schmierungsumgebung der Seite des Getriebes 9 ist und die jeweiligen Teile stabil schmieren kann.
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Das heißt, beim Drehen der Seite des Kupplungsgehäuses 45 nimmt das Schmieröl, das bis zu einer Linie 179 in dem Stutzgehäuses 51 enthalten ist, wie in 3 gezeigt ist, eine Drehkraft durch die Außenumfangsfläche des Kupplungsgehäuses 45 auf, das Schmieröl wird durch eine Zentrifugalkraft bewegt, die durch Drehung der Seite des Kupplungsgehäuses 45 auf das Schmieröl ausgeübt wird, und die jeweiligen Teile können geschmiert werden.
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Insbesondere wird das Schmieröl durch Drehung des Kupplungsgehäuses 45 von seiner Außenumfangsseite und der Ölöffnung 61 zu dem Ölträger 143 gefuhrt, wie durch den Pfeil B in 3 gezeigt ist. Das Schmieröl, das zu dem Öltrager 143 gefuhrt wird, wird von der Öffnung 176 in den Ölträger 143 gebracht und über die Führung, die durch die Führungswand 177 und die obere Wand 150 geneigt ist, zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegt. An der Seite des Abdeckabschnitts 131 wird das Schmierol von dem Endabschnitt des Ölträgers 143 in den Führungsausnehmungsabschnitt 153 zwischen den Rippen 151 bewegt, um die Aussparung 113 an der unteren Seite des Führungsausnehmungsabschnitts 153 zu erreichen, und durch die Bewegung über die Aussparung 113 zu dem Raumabschnitt 115 bewegt. In dem Raumabschnitt 115 wird durch die Bewegung des Schmierols von der Seite der Aussparung 113 eine gewisse Menge an Schmieröl gespeichert.
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Bei der Differentialdrehung wird die Gewindenut 66 durch Relativdrehung zwischen dem Rotor 62 an der Seite des Kupplungsgehäuses 45 und der Kupplungswelle 163 der Achse 35 derart betrieben, dass das Schmieröl von dem Raumabschnitt 115 mitgenommen und durch Bewegen des Schmieröls in Axialrichtung zu der Aussparung 81 der Kupplungsnabe 47 geführt wird.
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Andererseits wird das Schmieröl von der Aussparung 81 in Richtung zu dem Außenumfang und durch Drehung der Seite der Hauptkupplung 87 von der Aussparung 127 zu der Seite der Hauptkupplung 87 bewegt.
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Durch die Bewegung des Schmieröls werden der Nockenmechanismus 121, die Steuerkupplung 89, die Hauptkupplung 87 und dergleichen geschmiert.
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An der Seite der Hauptkupplung 87 kann das Schmieröl über die Öffnungen 97 der Innenscheibe 93 in Axialrichtung bewegt und an der gesamten Hauptkupplung 87 ausreichend verteilt werden.
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Das Schmieröl, das die Hauptkupplung 87, die Steuerkupplung 89 und dergleichen schmiert, wird durch die Zentrifugalkraft aus der Ölöffnung 61 des Kupplungsgehauses 45 zu der Außenumfangsseite ausgelassen und zu dem Oltrager 143 gefuhrt, wie oben beschrieben ist.
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Gemaß der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Differentialmechanismus 3 in dem Glockengehäuse 7 aufgenommen und abgestützt, das als eine Einheit mit dem Getriebegehäuse 11 des Getriebes 9 ausgebildet ist, um die gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden, und der Sperrdifferentialmechanismus 5 zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 ist derart gestaltet, dass er an der Außenseite des Glockengehäuses durch wahlweise Montage anzubringen ist, so dass ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen werden kann, ohne diesen durch die Größe des Glockengehäuses zu beschränken. Ferner kann, da der Sperrdifferentialmechanismus 5 durch wahlweise Montage an dem Glockengehäuse zu befestigen ist, die Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus 5 gewährleistet werden.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist ergänzend an der Kupplungswelle 163 der Achse 39 und lösbar an dem Differentialmechanismus 3 montiert, so dass, wenn kein Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen ist, die Austauschbarkeit lediglich durch Austausch der Kupplungswelle 163 leicht gewährleistet ist.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist mit dem Kupplungsabschnitt 49 versehen, um eine die Differentialbewegung begrenzende Kraft zwischen dem Kupplungsgehäuse 45 und der Kupplungsnabe 47 zu erzeugen, das Kupplungsgehäuse 45 ist über die Keilverzahnung 173 mit dem Differentialgehäuse 13 des Differentialmechanismus 3 als eine Einheit durch Bewegen in Axialrichtung drehbar in Eingriff zu bringen, und die Kupplungsnabe 47 steht mit der Kupplungswelle 163 drehbar in Eingriff, so dass der Sperrdifferentialmechanismus 5 und der Differentialmechanismus 3 durch Befestigen des Sperrdifferentialmechanismus 5 an der Außenseite des Glockengehäuses 7 leicht gekuppelt werden können.
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Das Stützgehäuse 51 zum Abstützen des Sperrdifferentialmechanismus 5 ist an dem Glockengehäuse 7 lösbar vorgesehen, so dass der Sperrdifferentialmechanismus 5 an dem Glockengehäuse 7 leicht und stabil befestigt werden kann.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 kann eine die Differentialbewegung begrenzende Steuerung durch eine einfache Steuerung stabil durchführen, da der Kupplungsabschnitt 49 durch die elektromagnetische Kraft des von außen steuerbaren Elektromagneten 99 gesteuert werden kann.
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Die Öldichtungen 141, 159, 174 zur Bildung eines unabhängigen Schmierungsraumes für den Sperrdifferentialmechanismus 5 sind zwischen dem Stützgehäuse 51 und der Seite der Kupplungswelle 163 der Achse 39 vorgesehen, so dass die Seite des Stützgehäuses 51 unabhängig von der Seite des Glockengehäuses 7 mit der Schmierungsumgebung gestaltet werden kann und die Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus 5 weiter erleichtert werden kann.
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Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist an der Achse 39 der Vorderräder 33, 35 des Kraftfahrzeuges angebracht, so dass an der Seite der Vorderräder 33, 35 eines FF-Fahrzeuges oder eines vierradgetriebenen Fahrzeuges auf FF-Basis ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen werden kann und die Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus 5 weiter gewährleistet werden kann.
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Mit Bezug auf 5 wird ein Beispiel eines modifizierten Öltragers beschrieben.
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Ein Rand einer Offnung 176A eines Olträgers 143A ist ebenso wie eine Führungswand 177A zu der Achsmitte der Achse 39 geneigt ausgebildet.
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Daher kann mit dem modifizierten Öltrager 143A im Vergleich zu dem Ölträger 143 aus 4 ein geringeres Gewicht erreicht werden.
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Mit Bezug auf die 6 bis 9 wird ein Beispiel einer Schmierungsstruktur beschrieben.
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Eine Rippe 183 erstreckt sich in Axialrichtung an einer Innenflache an einer oberen Seite des Stützgehäuses 51, und eine Mehrzahl von Einführöffnungen 185 sind in einem Kupplungsgehäuse 45B in vorbestimmten Abstanden in Umfangsrichtung vorgesehen. Die Einführöffnungen 185 sind in Axialrichtung lang ausgebildet und derart gestaltet, dass sie ausreichend Schmieröl zu der Hauptkupplung 87, der Steuerkupplung 89 und dergleichen führen.
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Die Einführöffnungen 185 sind jeweils mit einer geneigten Fläche 187 an der Seite einer Außenumfangsfläche des Kupplungsgehäuses 45B und an einer Vorderseite in der durch den Pfeil A in 7 dargestellten Drehrichtung des Kupplungsgehäuses 45B bei Vorwärtsfahrt versehen, und eine Öffnungsweite W1 an der Seite einer Außenumfangsflache ist relativ zu einer Öffnungsweite W2 an der Seite einer Innenumfangsfläche vergrößert, d. h. W1 > W2. Die geneigte Flache 187 ist zu einer anderen Fläche 189 der Einführöffnung 185 ausgerichtet. An jeder Einführöffnung 185 fehlt ein Zahn der Innenkeilverzahnung 59 an der Seite einer Innenumfangsfläche des Kupplungsgehäuses 45B.
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Wenn das Kupplungsgehäuse 45B gedreht wird, wird das Schmierol, welches durch die Drehung mitgenommen wird, zur Seite einer Drehmitte bewegt, indem es von der Rippe 183 geführt wird, und von der Einführöffnung 185 in das Kupplungsgehäuse 45B geführt. Da die Öffnungsweiten W1, W2 der Einführöffnung 185 durch die geneigte Fläche 187 zu der Seite der Außenumfangsfläche vergrößert sind, d. h. W1 > W2, kann bei Drehung der Seite des Kupplungsgehäuses 45B mehr Schmieröl von der Rippe 183 eingeführt werden. Das Schmieröl, das von der geneigten Fläche 187 eingeführt wird, wird entsprechend der Drehung des Kupplungsgehäuses 45B zu der Seite der anderen Fläche 189 der Einführoffnung 185 bewegt und in das Kupplungsgehäuse 45B geführt, indem es von der anderen Fläche 189 gefuhrt wird. Ferner wird das Schmieröl auch direkt von der Rippe 183 ohne die geneigte Fläche 187 geführt, so dass das Schmieröl direkt in das Kupplungsgehäuse 45B eingeführt wird.
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Daher kann durch den Betrieb der Rippe 183 und der Einführöffnungen 185 ausreichend Schmierol in das Kupplungsgehause 45B eingeführt werden.
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In den 10 bis 13 ist eine teilweise modifizierte Schmierungsstruktur gezeigt, bei der eine Einführöffnung 185C eine Struktur der Verteilung mit der geneigten Fläche in den 6 bis 9 aufweist.
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Selbst bei einer solchen Struktur kann durch die Rippe 183 und die Einfuhröffnung 185C ausreichend Schmieröl in das Kupplungsgehause 45C eingeführt werden.
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Mit Bezug auf 14 wird ein FF-Fahrzeug mit einem veränderten Differentialmechanismus beschrieben.
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Gemäß dem modifizierten Beispiel wird ein Differentialmechanismus 3D von einer Planetengetriebemechanismus gebildet.
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Das heißt, bei dem Differentialmechanismus 3D ist ein Differentialgehäuse 13D mit einem Hohlrad 191, einem Planetenrad 193, das mit dem Hohlrad 191 in Eingriff steht und an einem Planetenradträger 195 drehbar abgestützt ist, und einem Sonnenrad 197 versehen, das mit dem Planetenrad 193 in Eingriff steht. Der Planetenradträger 195 ist mit einem Nabenabschnitt 27D versehen, an dem ein Kupplungsgehäuse 45D über eine Keilverzahnung montiert ist. Der Planetenradträger 195 ist mit einer Achse 37D gekuppelt, eine Kupplungswelle 163D einer Achse 39D ist über eine Keilverzahnung mit dem Sonnenrad 197 gekuppelt, und die Kupplungsnabe 47 ist mit einem Außenumfang der Kupplungswelle 163D verbunden.
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Daher ist auch der Differentialmechanismus 3D des Planetengetriebetyps in gleicher Weise wie der Differentialmechanismus 3 des Kegelradgetriebetyps anwendbar. Durch Anordnung des Differentialmechanismus 3 des Planetengetriebetyps kann der Sperrdifferentialmechanismus 5 zwischen dem Paar Achsen 37D, 39D angeordnet werden, und ein Drehmoment kann direkt zwischen dem Paar Achsen 37D, 39D ubertragen werden.
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Mit Bezug auf 15 wird eine Kraftübertragungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
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Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Sperrdifferentialmechanismus 5E an einer Welle angeordnet, die von einer Achse 39E abweicht, die eine Abtriebswelle bildet, und bewegt sich im Zusammenwirken mit einem Differentialgehäuse 13E eines Differentialmechanismus 3E und der Achse 39E.
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Das heißt, der Sperrdifferentialmechanismus 5E wird von einer Viskokupplung zum Erzeugen einer die Differentialbewegung begrenzenden Kraft durch einen viskosen Widerstand eines Fluids gebildet. Bei dem Sperrdifferentialmechanismus 5E ist eine Welle 199 an der einen Seite über eine Keilverzahnung mit einem Übertragungsrad 201 an der Innenseite eines Glockengehäuses 7E gekuppelt, und eine Welle 203 an der anderen Seite ist mit einem Übertragungsrad 207 an der Innenseite eines Getriebegehäuses 205 gekuppelt. Das Getriebegehäuse 205 ist an einer Außenfläche des Glockengehäuses 7E mittels einer Schraube oder dergleichen lösbar angebracht. In dem Getriebegehäuse 205 ist ein Übertragungsrad 209 vorgesehen, das über eine Keilverzahnung mit der Achse 39E gekuppelt und über eine Kette 211 mit dem Übertragungsrad 207 verbunden ist. Die Achse 39E ist über eine Keilverzahnung mit einem Achswellenrad 21E des Differentialmechanismus 3E gekuppelt.
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Daher kann auch bei der zweiten beispielhaften Ausfuhrungsform der Sperrdifferentialmechanismus 5E zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3E an der Außenseite des Glockengehauses 7E durch wahlweise Montage angebracht werden, so dass die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden kann.
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Ferner kann gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der Sperrdifferentialmechanismus 5E zur Außenseite freigelegt werden, so dass die Kühlung verbessert werden kann.
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Obwohl die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen bei dem FF-Fahrzeug angewendet werden, sind sie auch bei einem Fahrzeug mit Front/Heckantrieb und Mittelmotor oder einem Fahrzeug mit Heckantrieb und Heckmotor anwendbar.
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Als Betatigungseinrichtung zur Steuerung der Begrenzung der Differentialbewegung kann auch ein Hydraulikring, ein Kolben, eine Luftmembran, ein Elektromotor, ein Zahnradmechanismus und dergleichen angewendet werden, und der Sperrdifferentialmechanismus ist nicht auf die Mehrscheibenreibungskupplung oder die Viskokupplung beschränkt, sondern kann auch eine Kombination aus einer Drehschaufel und einer Hydraulikpumpe und einer Mehrscheibenkupplung, einer magnetischen Fluidsteuerung und dergleichen sein.