FELD DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe mit einer ersten Ausgangswelle; einer zweiten Ausgangswelle; einer Kupplungsanordnung, die an einer der ersten oder zweiten Ausgangswellen angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung innere und äußere Trommelbauteile umfasst, ein Trommelbauteil der inneren und äußeren Trommelbauteile in Verbindung mit einer Rotation der ersten Ausgangswelle und das andere Trommelbauteil der inneren und äußeren Trommelbauteile in Verbindung mit der zweiten Ausgangswelle drehbar sind, die Kupplungsanordnung ferner eine Vielzahl von Reibungskupplungsscheiben umfasst, wobei die Reibungskupplungsscheiben zwischen dem inneren und äußeren Trommelbauteil angeordnet sind sowie zumindest eine Reibungskupplungsscheibe mit dem inneren Trommelbauteil gekoppelt und zumindest eine Reibungskupplungsscheibe mit dem äußeren Trommelbauteil gekoppelt sind; einer Aktuatorwelle, die drehbar mit dem Aktuator gekoppelt ist, wobei die Aktuatorwelle parallel zu der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle angeordnet ist; und einem Kupplungsaktuatorbauteil, das sich zur Einleitung einer axialen Kraft in die Reibungskupplungsscheiben allgemein senkrecht von der Aktuatorwelle erstreckt, um ein Antriebsdrehmoment der ersten Ausgangswelle auf die zweite Ausgangswelle zu übertragen.The present invention relates to a transfer case having a first output shaft; a second output shaft; a clutch assembly disposed on one of the first or second output shafts, the clutch assembly including inner and outer drum members, one drum member of the inner and outer drum members in conjunction with rotation of the first output shaft, and the other drum member of the inner and outer drum members in communication with the second output shaft are rotatable, the clutch assembly further comprises a plurality of friction clutch plates, wherein the friction clutch plates are disposed between the inner and outer drum components and at least one friction clutch disk is coupled to the inner drum component and at least one friction clutch disk is coupled to the outer drum component; an actuator shaft rotatably coupled to the actuator, the actuator shaft being arranged in parallel with the first output shaft and the second output shaft; and a clutch actuator component extending generally perpendicularly from the actuator shaft for introducing an axial force into the friction clutch plates to transmit drive torque of the first output shaft to the second output shaft.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Viele moderne Fahrzeuge, insbesondere geländetaugliche Fahrzeuge und leichte Lastwagen, sind zur Verbesserung einer Bodenhaftung mit einem Vierradantriebssystem ausgestattet, das ein Verteilergetriebe zur Verbindung und auch zur Kraftverteilung zwischen einem primären Antriebsstrang und einem sekundären Antriebsstrang aufweist, um das Fahrzeug in einem Vierradantriebszustand fahren zu lassen. Derartige Vierradantriebsfahrzeuge sind mit einem Verteilergetriebe ausgestattet, das ein Antriebsdrehmoment von der Übersetzung des Fahrzeuges erhält und die Kraft in bzw. zwischen dem primären Antriebsstrang zum Antrieb eines ersten Radsatzes (z.B. die Hinterräder) und dem sekundären Antriebsstrang zum Antrieb eines zweiten Radsatzes (z.B. die Vorderräder) einkoppelt oder verteilt.Many modern vehicles, especially all-terrain vehicles and light trucks, are equipped with a four-wheel drive system to improve traction, which includes a transfer case for connecting and also distributing power between a primary drive train and a secondary drive train to keep the vehicle running in a four-wheel drive condition. Such four-wheel drive vehicles are equipped with a transfer case, which receives a drive torque from the transmission of the vehicle and the power in or between the primary drive train to drive a first wheel set (e.g. the rear wheels) and the secondary drive train to drive a second wheel set (e.g. the front wheels ) coupled or distributed.
Abhängig von insbesondere den Vierradantriebssystemen, kann der Eingriff des Vierradantriebsmodus mittels einer Wahl des Vierradantriebsmodus durch den Anwender manuell gesteuert werden oder mittels eines elektronischen Steuersystems bei Erfassung widriger Straßenverhältnissen, wie z.B. einer geringen Bodenhaftungsbedingung, wenn ein Fahren auf einer schlüpfrigen Straßenoberfläche oder ein Fahren abseits der Straße erfolgt, automatisch gesteuert erfolgen.Depending on the four-wheel drive systems in particular, the engagement of the four-wheel drive mode can be controlled manually by means of a selection of the four-wheel drive mode by the user or by means of an electronic control system upon detection of adverse road conditions, e.g. a low grip condition when driving on a slippery road surface or driving off-road can be controlled automatically.
Bestimmte Verteilergetriebe nutzen für den Einsatz manueller Umschaltantriebssysteme oder automatisch gesteuerter Antriebssysteme (wie z.B. „Bedarfs“-Steuersysteme) eine Vielfach-Scheibenkupplung, um das Drehmoment zu übertragen. Die Kupplung wird mittels einer mechanischen, magnetischen oder hydraulischen Vorrichtung betätigt.Certain transfer cases use a multiple disc clutch for manual shift drive systems or automatically controlled drive systems (such as "demand" control systems) to transfer the torque. The clutch is operated by means of a mechanical, magnetic or hydraulic device.
Bei einem herkömmlichen Verteilergetriebe, wie z.B. solchen, die mit einer manuellen Vierradantriebswahl ausgestattet sind, arbeiten die Vorderräder typischerweise mit einem Synchronisator, der keilverzahnte Zähne aufweist, um das Antriebsdrehmoment zu übertragen. Der Synchronisator wird in der Regel mittels eines Elektromotors in einen Eingriff hinein bewegt. Diese Bauart weist einige Vorzüge auf, da das System unter relativ geringen Kosten hergestellt werden kann.In a conventional transfer case, e.g. those equipped with a manual four-wheel drive selection, the front wheels typically operate with a synchronizer that has splined teeth to transmit drive torque. The synchronizer is usually moved into engagement by means of an electric motor. This type of construction has some advantages in that the system can be manufactured at relatively low cost.
Ein primärer Nachteil jedoch, der bei dieser Bauart ausgemacht wird, ist die Möglichkeit einer Disfunktion oder eines Unvermögens, sich von dem Vierradantriebseingriff zu lösen, insbesondere, wenn das System mit einer Drehmomentlast beansprucht wird. Die Keilverzahnung des Synchronisators kann ohne Drehmoment eingreifen, aber eine Reibung an der Keilverzahnung kann dieselbe häufig an einer Entkopplung hindern, wenn sie ein hohes Drehmoment überträgt. Sogar wenn der Fahrer einen Zweiradantriebsmodus auswählt, verbleibt der Synchronisator somit häufig in einer verriegelten Stellung des Vierradantriebsmodus. Wenn die sekundären Räder (z.B. die Vorderräder) in Eingriff bleiben, wird, wenn ein Fahren auf regulären Straßen erfolgt, die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Vorderräder und Hinterräder ein zerstörerisches Drehmoment in dem Antriebsstrang des Fahrzeuges hervorrufen. Diese Spannung kann in dem Antriebsstrang aufgebaut werden, bis das System ein Umkehrdrehmoment aufweist, das dem Synchronisator erlaubt sich zu lösen oder bis anderenfalls einige Bauteile in dem Antriebsstrang beschädigt werden oder brechen.However, a primary disadvantage found with this design is the potential for dysfunction or an inability to disengage from four wheel drive engagement, particularly when the system is under a torque load. The splines of the synchronizer can engage without torque, but friction on the splines can often prevent them from decoupling when transmitting high torque. Thus, even if the driver selects a two-wheel drive mode, the synchronizer often remains in a locked position of the four-wheel drive mode. With the secondary wheels (e.g., the front wheels) locked, when driving on regular roads, the difference between the speeds of the front and rear wheels will create destructive torque in the vehicle's drive train. This tension can build up in the drive train until the system has reverse torque that allows the synchronizer to loosen, or otherwise until some components in the drive train are damaged or broken.
Es sind bereits Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, welche eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweisen, wobei die zweite Ausgangswelle wahlweise über eine Kupplungsanordnung in Form einer Reibkupplung mit der ersten Ausgangswelle (Primärwelle) verbindbar sind. In WO 2006/ 128 533 A1 und in DE 103 02 684 A1 ist jeweils zur Betätigung der Reibkupplung ein elektrischer Getriebemotor mit einem Abtriebszahnrad verbunden, welches mit einem mit einem mit weiteren Zahnrädern oder mit Steuernocken verbundenen Zahnrad kämmt. Der Steuernocken ist mit Steuerkurven versehen, die zwei gegeneinander versetzte Steuerkulissen bilden. An den Steuerkulissen liegen die Enden zweier Scherenhebel an, die bei Drehung des Steuernockens gegeneinander verdrehbare Rampenringe betätigen und somit die Reibkupplung öffnen und schließen. US 2004 / 0 163 916 A1 offenbart ebenfalls eine mittels Rampenringen betätigbare Reibkupplung, die Teil eines Mehrganggetriebes ist. Auch in US 6 808 037 B1 ist die Reibkupplung über die Betätigung eines Rampenrings, der entlang einer mit einer Reibkupplung verbundenen Rampenfläche läuft, zu öffnen und zu schließen, wobei die Kraft zur Betätigung der Reibkupplung durch Kupplungshebel verstärkt wird. EP 1 388 682 A1 offenbart verschiedene Ausführungsformen einer Drehmomentübertragungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug. In US 2006 / 0 046 888 A1 ist zur Betätigung einer Reibkupplung, die mehrstufig ausgeführt ist, über Steuernocken ein Schwenkhebel gegen zwei, mittels eines Wälzlagers miteinander verbundene, aus Reibungskupplungsscheiben gebildete Reibkupplungsstufen, und in US 6,099,430 zur Betätigung einer Reibkupplung ein einseitig in einem Kugelgelenklager gestützter Hebel gegen Reibungskupplungsscheiben pressbar.Transfer cases for motor vehicles are already known which have a first output shaft and a second output shaft, the second output shaft optionally being connectable to the first output shaft (primary shaft) via a clutch arrangement in the form of a friction clutch. In WO 2006/128 533 A1 and in DE 103 02 684 A1 For actuating the friction clutch, an electric geared motor is connected to an output gearwheel, which meshes with a gearwheel connected to another gearwheel or with control cams. The control cam is provided with control cams which form two control cams that are offset from one another. At the controls are the ends of two scissor levers which, when the control cam rotates, actuate mutually rotatable ramp rings and thus open and close the friction clutch. US 2004/0 163 916 A1 also discloses a friction clutch which can be actuated by means of ramp rings and which is part of a multi-speed transmission. Also in US 6,808,037 B1 the friction clutch can be opened and closed by actuating a ramp ring that runs along a ramp surface connected to a friction clutch, whereby the force for actuating the friction clutch is increased by clutch levers. EP 1 388 682 A1 discloses various embodiments of a torque transfer device in a motor vehicle. In US 2006/0 046 888 A1 is for actuating a multi-stage friction clutch, via control cams, a pivot lever against two friction clutch stages, which are connected to one another by means of a roller bearing and formed from friction clutch disks, and in U.S. 6,099,430 To operate a friction clutch, a lever supported on one side in a ball joint bearing can be pressed against friction clutch disks.
Solche Mechanismen weisen verschiedene Nachteile auf. Sie umfassen beispielsweise eine Vielzahl von kompliziert ausgebildeten Bauteilen und sind nicht nur aufwändig im Aufbau, sondern darüber hinaus auch störungsanfällig.Such mechanisms have several disadvantages. They include, for example, a large number of components with a complex design and are not only complex in construction, but also prone to failure.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Mechanismus zur Betätigung der als Reibkupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung zu vereinfachen, wobei mittels unkomplizierter Bauteile eine jederzeit zuverlässige Betätigung der Kupplungsanordnung möglich ist.Starting from this prior art, the invention is based on the object of simplifying the mechanism for actuating the clutch arrangement designed as a friction clutch, with uncomplicated components enabling reliable actuation of the clutch arrangement at all times.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels der Merkmale gelöst, auf die Anspruch 1 gerichtet ist, nämlich darauf, dass das Kupplungsaktuatorbauteil ein in Verbindung mit der Drehung der Aktuatorwelle beweglicher Hebel ist, der zur Einleitung der axialen Kraft in die Reibungskupplungsscheiben mit dem Aktuator gekoppelt ist.According to the invention, this object is achieved by means of the features to which claim 1 is directed, namely that the clutch actuator component is a lever which is movable in connection with the rotation of the actuator shaft and which is coupled to the actuator to introduce the axial force into the friction clutch disks.
Der bewegliche Hebel ist gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform als schwenkbeweglicher Schwenkhebel ausgebildet.According to an embodiment of the invention, the movable lever is designed as a pivotable pivot lever.
Typischerweise für ein manuelles Wahlsystem kann zudem der elektrische Motor der Erfindung aus denselben oder vergleichbaren, kostengünstigen Betätigungsmotoren ausgewählt werden, die zurzeit für bekannte Synchronisatoren eingesetzt werden. Da das Betätigungssystem der Erfindung einen Kraft steigernden Mechanismus, wie z.B. einen Drehnocken- oder einen Schwenkhebelmechanismus, verwendet, wird das Antriebsdrehmoment des elektrischen Motors ebenfalls vervielfacht, um die Kupplung mittels eines Motors mit relativ geringem Drehmoment wirkungsvoll zu betätigen.Typically for a manual selection system, the electric motor of the invention can also be selected from the same or comparable, inexpensive actuation motors that are currently used for known synchronizers. Since the actuation system of the invention includes a force increasing mechanism such as e.g. a rotary cam mechanism or a rocker arm mechanism, is used, the driving torque of the electric motor is also multiplied to operate the clutch efficiently by means of a motor having a relatively low torque.
Das Betätigungssystem der Erfindung kann ebenfalls für ein automatisches Bedarfssystem mittels Nutzung eines kraftvolleren elektrischen Motors und Hinzufügens eines erforderlichen Steuersystems, wie z.B. eine durch einen Computer gestützte Steuerung, und von Fahrzeugsensoren angewandt werden. Zudem, da das Drehmoment, das durch die Kupplung übertragen wird, sich unmittelbar auf die Kraft auswirkt, die auf die Kupplungsscheiben der Kupplung aufgebracht wird, kann das Betätigungssystem der Erfindung auch genutzt werden, um ein Antriebsdrehmoment zu begrenzen oder zu steuern.The actuation system of the invention can also be used for an automatic on-demand system by using a more powerful electric motor and adding a required control system, such as e.g. computer-aided control and vehicle sensors. In addition, since the torque transmitted through the clutch has a direct effect on the force applied to the clutch disks of the clutch, the actuation system of the invention can also be used to limit or control drive torque.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Verteilergetriebe zu einem wahlweisen Ankoppeln eines primären Antriebsstranges an einen sekundären Antriebsstrang auf: eine erste Ausgangswelle (z.B. eine hintere Ausgangswelle); eine zweite Ausgangswelle (z.B. eine vordere Ausgangswelle); eine Kupplungsanordnung, die an der zweiten Ausgangswelle angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung innere und äußere Trommelbauteile umfasst, eines der inneren und äußeren Trommelbauteile (beispielsweise das äußere Trommelbauteil) in Verbindung mit der Rotation der ersten Ausgangswelle drehbar ist und das andere der inneren und äußeren Trommelbauteile (z.B. das innere Trommelbauteil) mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist, die Kupplungsanordnung ferner eine Vielzahl von Reibungskupplungsscheiben umfasst, die Reibungskupplungsscheiben als zumindest eine Reibungskupplungsscheibe ausgebildet sind, die mit dem inneren Trommelbauteil gekoppelt ist und mit zumindest einer Reibungskupplungsscheibe, die mit dem äußeren Trommelbauteil gekoppelt ist; eine Aktuatorwelle, die drehbar mit einem Aktuator (z.B. einem elektrischen Motor) gekoppelt ist; und Kupplungsbetätigungsmittel, die zur Anwendung einer axialen Kraft auf die Reibungskupplungsscheiben mit dem Aktuator gekoppelt sind, um ein Antriebsdrehmoment der ersten Ausgangswelle auf die zweite Ausgangswelle zu übertragen.According to one aspect of the invention, a transfer case for selectively coupling a primary drive train to a secondary drive train comprises: a first output shaft (e.g., a rear output shaft); a second output shaft (e.g., a front output shaft); a clutch assembly disposed on the second output shaft, the clutch assembly including inner and outer drum members, one of the inner and outer drum members (e.g., the outer drum member) being rotatable in conjunction with the rotation of the first output shaft, and the other of the inner and outer drum members (e.g. the inner drum component) is coupled to the second output shaft, the clutch assembly further comprises a plurality of friction clutch disks, the friction clutch disks are formed as at least one friction clutch disk that is coupled to the inner drum component and with at least one friction clutch disk that is coupled to the outer drum component is; an actuator shaft rotatably coupled to an actuator (e.g., an electric motor); and clutch actuation means coupled to the actuator for applying an axial force to the friction clutch plates to transmit drive torque of the first output shaft to the second output shaft.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung sind die Kupplungsbetätigungsmittel als Gleithebel ausgebildet, der in einer axialen Richtung der Aktuatorwelle bewegbar und in Verbindung mit einer Rotation der Aktuatorwelle mit dem Aktuator gekoppelt ist. Das Verteilergetriebe weist vorzugsweise eine Kette zur Drehung des äußeren Trommelbauteiles in Verbindung mit besagter Rotation der ersten Ausgangswelle auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Drehmoment des elektrischen Motors wirkungsvoll mittels der Drehnocke und des Hebelmechanismus (z.B. des Schwenkhebels) vergrößert, um in wirksamer Weise eine geeignete axiale Kraft auf die Kupplung auszuüben. Die Höhe der Kraftvergrößerung kann, abhängig von der Auslegung und der Konfiguration der Drehnocke und des Schwenkhebels sowie um den Anforderungen des besonderen Vierradantriebssystems des Fahrzeuges zu genügen, variiert werden. Die Kraft kann weiterhin durch einen anderen Hebel (z.B. einen Kupplungshebel) vergrößert werden, der in der Kupplung mit einem Ringlager angeordnet ist, das zwischen den Hebel und dem Schwenkhebel des Aktuators positioniert ist.In another embodiment according to the invention, the clutch actuation means are designed as sliding levers which can be moved in an axial direction of the actuator shaft and which are coupled to the actuator in connection with a rotation of the actuator shaft. The transfer case preferably includes a chain for rotating the outer drum component in conjunction with said rotation of the first output shaft. According to the present invention, the torque of the electric motor is effectively increased by means of the rotary cam and the lever mechanism (for example, the swing lever) to effectively provide an appropriate axial force exercise on the clutch. The magnitude of the force increase can be varied depending on the design and configuration of the rotating cam and pivot lever and to meet the requirements of the particular four-wheel drive system of the vehicle. The force can be further increased by another lever (eg a clutch lever) which is arranged in the clutch with a ring bearing which is positioned between the lever and the pivot lever of the actuator.
FigurenlisteFigure list
Die oben beschriebenen und andere Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus dem zurzeit bevorzugten Ausbildung der Erfindung, die in der folgenden Beschreibung offenbart und in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind, in welcher:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem Vierradantriebsmotor ist, das mit einem Kraftübertragungssystem der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
- 2 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht des Verteilergetriebes gemäß einer der bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung;
- 3 zeigt eine partielle Seitenquerschnittsansicht des Verteilergetriebes gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung, wobei lediglich dessen Moduswechselmechanismus dargestellt ist; und
- 4 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht des Verteilergetriebes gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung.
The above-described and other objects and features of the present invention will become apparent from the presently preferred embodiment of the invention disclosed in the following description and illustrated in the accompanying drawings, in which: - 1 Figure 3 is a schematic illustration of a vehicle having a four wheel drive engine equipped with a power transmission system of the present invention;
- 2 Figure 12 shows a side cross-sectional view of the transfer case in accordance with one of the preferred embodiments of the present invention;
- 3 Figure 13 is a partial side cross-sectional view of the transfer case in accordance with another preferred embodiment of the present invention, showing only its mode change mechanism; and
- 4th Figure 12 shows a side cross-sectional view of the transfer case in accordance with another preferred embodiment of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Es werden hier bevorzugte Ausbildungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Das Kraftübertragungssystem und sein Betätigungssystem der Erfindung kann für eine manuelle Wahlart sowie auch für ein automatisches Bedarfssystem angewandt werden.Preferred embodiments of the present invention are described here with reference to the drawings. The power transmission system and its actuation system of the invention can be applied to a manual dial type as well as to an automatic on-demand system.
In Bezug auf 1 der Zeichnung, wird ein Antriebsstrang für ein Vierradantriebsfahrzeug schematisch gezeigt, welcher interaktiv mit einem Kraftübertragungssystem der vorliegenden Erfindung verbunden ist. Der Antriebsstrang des Fahrzeuges umfasst einen vorderen Antriebsstrang 12 (typischerweise ein sekundärer Antriebsstrang) und einen hinteren Antriebsstrang 14 (typischerweise ein primärer Antriebsstrang), wobei beide von einer Kraftquelle, wie z.B. von einem Motor 16, über eine Übersetzung 18 antreibbar sind, die entweder manueller Art oder automatischer Art sein kann.In relation to 1 Referring to the drawings, there is schematically shown a powertrain for a four wheel drive vehicle interactively connected to a power transmission system of the present invention. The drive train of the vehicle includes a front drive train 12th (typically a secondary drive train) and a rear drive train 14th (typically a primary powertrain), both from a power source, such as from an engine 16 , about a translation 18th are drivable, which can be either manual type or automatic type.
In der beispielhaft gezeigten Ausbildung umfasst der Antriebsstrang ein Verteilergetriebe 20 zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes von dem Motor 16 und der Übersetzung 18 auf einen vorderen Antriebsstrang 12 und einen hinteren Antriebsstrang 14. Der vordere Antriebsstrang 12 umfasst ein Paar Vorderräder 22, die an entgegengesetzten Enden einer Vorderachsenanordnung 24 angekoppelt sind, welche ein vorderes Differential 26 aufweist, das an einem Ende einer vorderen Antriebswelle 28 angeordnet ist, wobei deren entgegengesetztes Ende an einer vorderen Ausgangswelle 30 des Verteilergetriebes 20 angekoppelt ist. In gleicher Weise umfasst der hintere Antriebsstrang 14 ein Paar Hinterräder 32, die an entgegengesetzten Enden einer Hinterachsenanordnung 34 angekoppelt sind, welche ein hinteres Differential 36 aufweist, das an einem Ende einer hinteren Antriebswelle 38 angekoppelt ist, wobei deren gegenüberliegenden Ende an einer hinteren Ausgangswelle 40 des Verteilergetriebes 20 verbunden ist. Wie später mit größerer Genauigkeit beschrieben wird, ist das Verteilergetriebe 20 mit einer elektronisch gesteuerten Kupplung 42 ausgestattet, die ausgelegt ist, die primäre und sekundäre Antriebsstränge zu verbinden oder zu trennen sowie ebenfalls die Höhe einer Geschwindigkeitsdifferenz und eine Drehmomentverteilung zwischen den Ausgangswellen 30 und 40 zu steuern.In the embodiment shown as an example, the drive train comprises a transfer case 20th for transferring drive torque from the engine 16 and translation 18th on a front drive train 12th and a rear drive train 14th . The front drive train 12th includes a pair of front wheels 22nd at opposite ends of a front axle assembly 24 are coupled, which is a front differential 26th having at one end of a front drive shaft 28 is arranged, the opposite end of which is on a front output shaft 30th of the transfer case 20th is coupled. In the same way, the rear drive train comprises 14th a pair of rear wheels 32 at opposite ends of a rear axle assembly 34 are coupled, which have a rear differential 36 having at one end of a rear drive shaft 38 is coupled, the opposite end of which is connected to a rear output shaft 40 of the transfer case 20th connected is. As will be described in greater detail later, the transfer case is 20th with an electronically controlled clutch 42 that is designed to connect or disconnect the primary and secondary drive trains, as well as the amount of a speed difference and a torque distribution between the output shafts 30th and 40 to control.
Das Kraftübertragungssystem 10 umfasst ferner eine Kraft betriebene Aktuatoranordnung 44 zur Betätigung der Kupplung 42. Es kann weiterhin eine Sensorgruppe 46 zur Erfassung spezifischer dynamischer und betriebsmäßiger Merkmale des Kraftfahrzeuges und zur Generierung von darauf verweisenden Sensoreingangssignalen und eine Steuerung 48 zur Generierung von Steuersignalen in Antwort auf die Sensoreingangssignale umfassen. Darüber hinaus ist die Steuerung 48 ausgelegt, mittels Sendens von Steuersignalen an die Aktuatoranordnung 44 den betätigten Zustand der Moduskupplung 42 zu steuern. Wie schematisch gezeigt, ist die Steuerung 48 ebenfalls in der Lage, dem Fahrzeugbenutzer eine visuelle Anzeige des Betriebszustandes des Kraftübertragungssystems 10 an einer optischen Anzeige 50 wiederzugeben, die innerhalb der Fahrzeugkabine angeordnet ist.The power transmission system 10 further includes a power operated actuator assembly 44 to operate the clutch 42 . A sensor group can still be used 46 for the detection of specific dynamic and operational characteristics of the motor vehicle and for the generation of sensor input signals referring to them and a control 48 for generating control signals in response to the sensor input signals. In addition, the controller 48 designed by sending control signals to the actuator arrangement 44 the actuated state of the mode clutch 42 to control. As shown schematically, the control is 48 also able to provide the vehicle user with a visual indication of the operating status of the power transmission system 10 on an optical display 50 reproduce, which is arranged within the vehicle cabin.
Das Übertragungssystem 10 umfasst ebenfalls eine Moduswahleinrichtung 52, damit der Fahrzeugbenutzer eine der möglichen Fahrmoden auswählen kann. Insbesondere steuert die Aktuatoranordnung 44 in Antwort auf ein Modussignal, das von der Moduswahleinrichtung 52 zu der Steuerung 48 gesandt wird und das kennzeichnend für den besonderen gewählten Modus ist. Wenn ein Bedarf- Vierradantriebsmodus oder anpassungsfähiger Vierradantriebsmodus gewählt ist, ist die Steuerung 48 in Betrieb, um den hergestellten Zustand der Moduskupplung 42 zwischen seinen nicht betätigten und voll betätigten Grenzen kontinuierlich zu überwachen und automatisch zu regeln, um die Höhe der Geschwindigkeitsdifferenzierung und der Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangswellen 30 und 40 zu variieren. Wenn jedoch das Modussignal anzeigt, dass ein manueller oder „verriegelter“ Vierradantriebsmodus gewählt wurde, wird die Moduskupplung 42 vollständig betätigt, wodurch eine nichtdifferenzierte Kraft auf die Ausgangswellen 30 und 40 übertragen wird. Der verriegelte Vierradantriebsmodus ist vorgesehen, um eine verbesserte Bodenhaftung zu ermöglichen, wenn das Fahrzeug abseits der Straße oder unter erschwerten Straßenbedingungen gesteuert wird.The transmission system 10 also includes a mode selector 52 so that the vehicle user can select one of the possible driving modes. In particular, the actuator arrangement controls 44 in response to a mode signal received from the mode selector 52 to the controller 48 and that is indicative of the particular mode selected. When an on-demand four-wheel drive mode or adaptive four-wheel drive mode is selected, control is 48 in operation to the established state of the mode clutch 42 between its unactuated and continuously monitor fully actuated limits and automatically regulate the amount of speed differentiation and torque transmission between the output shafts 30th and 40 to vary. However, if the mode signal indicates that a manual or "locked" four-wheel drive mode has been selected, the mode clutch is activated 42 fully actuated, creating an undifferentiated force on the output shafts 30th and 40 is transmitted. The locked four wheel drive mode is provided to provide improved traction when steering the vehicle off-road or in difficult road conditions.
Nun in Bezug auf 2, wird hier eine bevorzugte Ausbildung für ein Verteilergetriebe 20a beschrieben. Das Verteilergetriebe 20a umfasst eine Gehäuseanordnung 60, die in einer geeigneten Gehäuseform ausgebildet ist, und eine Eingangswelle 62, die an der Gehäuseanordnung 60 abgestützt wird. Die Eingangswelle 62 ist für eine Verbindung an einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) der Übersetzung ausgelegt, so dass sie beide mittels des Motors 16 des Motorfahrzeuges drehbar angetrieben sind. Wie ersichtlich, ist die hintere Ausgangswelle 40 drehbar zwischen der Eingangswelle 62 und der Gehäuseanordnung 60 abgestützt, während die vordere Ausgangswelle 30 drehbar von der Gehäuseanordnung 60 mit daran angreifenden Lagern oder Rolle abgestützt ist. Das Verteilergetriebe 20a kann ebenfalls Geschwindigkeitserfassungsmittel, wie z.B. einen Geschwindigkeitsmesser 41, zur Messung und Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle 40, eine Reduziergetriebe- oder eine Planetengetriebeanordnung (nicht gezeigt), verschiedene Lagermittel und andere bauliche oder funktionale Einrichtungen (nicht gezeigt) wie z.B. eine Modus- umschalt- oder synchronisierte Bereichsumschalteinrichtung, Kupplungsmittel und ein interaxiales Differenzial gemäß dem Stand der Technik umfassen. Z.B. kann, wie auf dem Feld der Verteilergetriebe bekannt, solch eine Planetengetriebeanordnung ein Hohlrad oder mehrere Hohlräder, ein Sonnenrad oder mehrere Sonnenräder, die zur Drehung mit der Eingangswelle fixiert sind, und einen Satz Planetenräder (Ritzel) umfassen, die jeweils drehbar auf einer Ritzelwelle gestützt sind und in Gewindeeingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad mit verschiedenen Schalthebeln oder möglichen Reduktionsanordnungen stehen.Well in terms of 2 , is a preferred training for a transfer case 20a described. The transfer case 20a includes a housing assembly 60 , which is formed in a suitable housing shape, and an input shaft 62 attached to the housing assembly 60 is supported. The input shaft 62 is designed for a connection on an output shaft (not shown) of the transmission, so that they are both by means of the motor 16 of the motor vehicle are rotatably driven. As can be seen, is the rear output shaft 40 rotatable between the input shaft 62 and the housing assembly 60 supported while the front output shaft 30th rotatable from the housing assembly 60 is supported with bearing or roller attacking it. The transfer case 20a can also speed detection means such as a speedometer 41 , for measuring and controlling the speed of rotation of the output shaft 40 , a reduction gear or a planetary gear arrangement (not shown), various bearing means and other structural or functional devices (not shown) such as a mode switching or synchronized range switching device, clutch means and an interaxial differential according to the prior art. For example, as is known in the transfer case field, such a planetary gear arrangement may include a ring gear or multiple ring gears, a sun gear or multiple sun gears fixed for rotation with the input shaft, and a set of planetary gears (pinions) each rotatable on a pinion shaft are supported and are in threaded engagement with the sun gear and the ring gear with various shift levers or possible reduction arrangements.
Das Verteilergetriebe 20a umfasst ebenfalls ein auf der hinteren Ausgangswelle 40 abgestütztes Kettenrad 68, das ausgelegt ist, eine Kette 74 zu drehen und ferner ein Rotationsdrehmoment auf ein angetriebenes Kettenrad 78 zu übertragen, (welches frei rotierend auf der hinteren Ausgangswelle 30 mit dazwischen angreifenden Rollenlager 79 angeordnet ist) um das Drehmoment der hinteren Ausgangswelle 40 in Verbindung mit Betrieb der Kupplungsanordnung 42 wahlweise oder steuerbar auf die vordere Ausgangswelle 30 zu übertragen. Die Kupplungsanordnung 42 umfasst Kupplungsscheiben 80, die aus einem ersten Satz von Kupplungsscheiben, welche an einem äußeren Umfang einer inneren Trommel 84 verkeilt sind, die wiederum mit der vorderen Ausgangswelle 30 verkeilt ist, und einen zweiten Satz von Kupplungsscheiben aufgebaut, die an einem inneren Umfang der äußeren Trommel 88 verkeilt sind, welche drehbar mit dem angetriebenen Kettenrad 78 gekoppelt und ferner im Wechsel mit dem ersten Satz Kupplungsscheiben zur reibungsartigen Übermittelung des Drehmomentes ineinandergreifen. Wie in der Ausbildung gezeigt, umfasst die äußere Trommel 88 ein offenes Ende und ein teilweise geschlossenes Ende mit einem ringförmigen Flanschabschnitt 90, der zum gemeinsamen Rotieren an dem angetriebenen Kettenrad 78 angekoppelt ist. Die ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 80 sind angrenzend an den ringförmigen Flanschbereich 90 der äußeren Trommel 88 in einer Weise angeordnet, dass sie an dem ringförmigen Flanschbereich 90 anliegen. Wenn demgemäß die Kupplungsscheiben gegen den Flanschbereich 90 mittels einer Druckplatte 94 in einer noch später zu beschreibenden Weise gedrückt werden, wird die kettengetriebene Drehung des Kettenrades 78 und der äußeren Trommel 88 über Reibungseingriff der ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 80 auf die innere Trommel 84 und auf die vordere Ausgangswelle übertragen, so dass die Betätigung des Vierradantriebs ermöglicht wird.The transfer case 20a also includes one on the rear output shaft 40 supported sprocket 68 that is designed to be a chain 74 to rotate and also a rotational torque on a driven sprocket 78 to transmit, (which freely rotating on the rear output shaft 30th with acting roller bearings in between 79 is arranged) by the torque of the rear output shaft 40 in connection with the operation of the clutch assembly 42 optionally or controllable on the front output shaft 30th transferred to. The clutch assembly 42 includes clutch plates 80 consisting of a first set of clutch plates attached to an outer periphery of an inner drum 84 are keyed, in turn, to the front output shaft 30th is keyed, and a second set of clutch plates is assembled on an inner periphery of the outer drum 88 are keyed, which are rotatable with the driven sprocket 78 coupled and also intermesh alternately with the first set of clutch disks for the frictional transmission of the torque. As shown in the embodiment, the outer drum comprises 88 an open end and a partially closed end with an annular flange portion 90 , which rotates together on the driven sprocket 78 is coupled. The interlocking clutch plates 80 are adjacent to the annular flange area 90 the outer drum 88 arranged in such a way that they are attached to the annular flange area 90 issue. If accordingly the clutch disks against the flange area 90 by means of a pressure plate 94 are pushed in a manner to be described later, the chain driven rotation of the sprocket 78 and the outer drum 88 via frictional engagement of the interlocking clutch disks 80 on the inner drum 84 and transmitted to the front output shaft to enable operation of the four-wheel drive.
Mit weiterem Bezug auf 2, weist die Moduswechsel- oder Betätigungseinrichtung, die mit dem Verteilergetriebe der vorliegenden Ausbildung verbunden ist, weiterhin eine Drehnockenanordnung 100 auf, die drehbar an dem Verteilergehäuse 60 angeordnet ist. Die Drehnockenanordnung 100 umfasst ein Drehnockenbauteil 102 mit einer allgemeinen zylindrischen oder anderen geeigneten Form auf, die mit Bolzen 107 an einem mittleren Ort der Aktuatorwelle 106 fixiert ist. Die Aktuatorwelle 106 (102) ist, wie gezeigt, bevorzugt parallel zu der vorderen Ausgangswelle 30 und der inneren Ausgangswelle 40 sowie ebenfalls zu der Zentralachse 142 angeordnet. Die Aktuatorwelle 106 weist abschließende Enden 104 und 108, die in der Wandung des Gehäuses 60 drehbar abgestützt sind, mit dem Ende 108 auf, das mit einem Aktuator 44 (1), wie z.B. ein elektrisch gesteuerter Motor, zur Drehung der Nockenanordnung 100 gekoppelt ist. Eine Nockennut 110 mit geeigneten Abmessungen ist an der zylindrischen Oberfläche des Drehnockenbauteils 102, bevorzugt zwischen zwei parallelen, spiralartig verlaufenden Zähnen oder Erhöhungen 112 mit einer bestimmten spiralartigen Ansteigung, für eine Nockentätigkeit bei Drehung des Nockenbauteiles 102 angeordnet. Das Drehnockenbauteil kann andere Formen aufweisen, die sich von der ebenfalls in 2 gezeigten Form des Drehnockenbauteils 102 unterscheiden. Zum Beispiel kann das Drehnockenbauteil, wie weiter unten beschrieben wird, eine gewöhnliche zylindrische Form mit einem Nockenschlitz mit einer vorbestimmten Steigung, welche durch die Seitenwände der zylindrischen Nocke gebildet wird, zur Aufnahme eines Nockenmitläufers oder Nockenbolzen eines Schwenkhebels 114 aufweisen. In einem anderen Beispiel kann das Drehnockenbauteil ein herkömmlicher Kugelumlaufgeberaufbau sein, der eine Betätigungswelle mit darauf ausgebildeten spiralartigen Schnecken (ähnlich dem Drehnockenbauteil (102), einen zylindrischen Kugelsockel mit einer axialen Öffnung mit darin angeordneten Kugellagern, die zwischen den spiralartigen Schnecken zum Vorsehen einer Reibung reduzierenden Zufuhr des Kugelsockels aufgenommen sind, und einen Schwenkhebel (ähnlich dem Schwenkhebel 114) umfasst, der zur Schwenkbewegung des Schwenkhebels bei Drehung der Aktuatorwelle schwenkbar an dem äußeren Kugelsockel fixiert ist.With further reference to 2 , the mode changing or operating device associated with the transfer case of the present embodiment further comprises a rotary cam assembly 100 on, which is rotatable on the distributor housing 60 is arranged. The rotating cam assembly 100 includes a rotary cam member 102 having a generally cylindrical or other suitable shape that is studded 107 at a central location on the actuator shaft 106 is fixed. The actuator shaft 106 As shown, (102) is preferably parallel to the front output shaft 30th and the inner output shaft 40 as well as to the central axis 142 arranged. The actuator shaft 106 has terminating ends 104 and 108 that are in the wall of the housing 60 are rotatably supported with the end 108 on that with an actuator 44 ( 1 ), such as an electrically controlled motor, for rotating the cam assembly 100 is coupled. A cam groove 110 of suitable dimensions is on the cylindrical surface of the rotary cam member 102 , preferably between two parallel, spiral-like teeth or ridges 112 with a certain spiral-like slope, for cam action when the cam component rotates 102 arranged. The rotary cam member can be others Have shapes that differ from that also in 2 Shown shape of the rotary cam member 102 distinguish. For example, as will be described below, the rotary cam member may be of an ordinary cylindrical shape having a cam slot with a predetermined pitch defined by the side walls of the cylindrical cam for receiving a cam follower or cam pin of a pivot lever 114 exhibit. In another example, the rotary cam member may be a conventional recirculating ball encoder assembly that includes an actuating shaft with helical screws formed thereon (similar to the rotary cam member ( 102 ), a cylindrical ball socket with an axial opening with ball bearings disposed therein, which are received between the spiral-like screws to provide a friction-reducing feed of the ball socket, and a pivot lever (similar to the pivot lever 114 ), which is pivotably fixed to the outer ball socket for the pivoting movement of the pivoting lever when the actuator shaft rotates.
Mit weiterem Bezug auf 2, ist der Schwenkhebel 114 oder Schwenkgabelung mit der Drehnockenanordnung 100 zur Einleitung einer zusammendrückenden Kraft auf die Druckplatte 94 gekoppelt, die in der äußeren Trommel 88 für den oben beschriebenen Kupplungseingriff aufgenommen wird. Insbesondere weist der Schwenkhebel 114 eine längliche Stange oder eine fingerähnliche Form mit einem Schwenkbolzen 116 auf, der an einem mittigen Ort des Schwenkhebels 114 angeordnet ist. Der Schwenkbolzen 116 ist an einer Gelenkplatte 117, die sich von dem Gehäuse 60 erstreckt, oder in anderer Weise unmittelbar aneinander gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses fixiert und bewirkt, dass der Schwenkhebel 114 um den Schwenkbolzen 116 rotieren kann.With further reference to 2 , is the pivot lever 114 or pivot bifurcation with the rotating cam arrangement 100 to apply a compressive force to the pressure plate 94 coupled that in the outer drum 88 is recorded for the clutch engagement described above. In particular, the pivot lever 114 an elongated rod or finger-like shape with a pivot pin 116 on, which is at a central location of the pivot lever 114 is arranged. The pivot bolt 116 is on a hinge plate 117 that stand out from the housing 60 extends, or fixed in another way directly on opposite walls of the housing and causes the pivot lever 114 around the pivot pin 116 can rotate.
Ein proximales Ende des Schwenkhebels 114 ist zum Eingriff in die Nockennut 110 des Drehnockenbauteiles 102 mit einer Kontaktwalze 118 oder einem Nockenmitnehmer ausgestattet. Ein distales Ende des Schwenkhebels 114 ist vorzugsweise gabelförmig und definiert zwei Finger 120, die ausgebildet sind, um an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten an einem stationären Lagerring 132 einer ringförmigen Widerlageranordnung 124 mit einem Kontaktdruck anzugreifen, der in axialer Richtung der vorderen Ausgangswelle 30 eingeleitet wird. Der hintere Lagerring 134 der Widerlageranordnung 124 kann mittels drehbar dazwischen greifenden Walzenlagern relativ zu den stationären Lagerringen 132 gedreht werden. Dieser Aufbau stellt einen wirkungsvollen und reibungsreduzierten Betrieb der Kupplungsbetätigungseinrichtung sogar unter Einfluss der drehenden äußeren Trommel 88 für die Kupplungsbetätigung bereit. Dank des gabelförmigen Fingers 120 kann die vordere Ausgangswelle 30 ohne Beeinträchtigung innerhalb des inneren Raumes, der zwischen den gabelförmigen Fingern 120 begrenzt wird, drehen.A proximal end of the pivot lever 114 is for engagement in the cam groove 110 of the rotating cam component 102 with a contact roller 118 or a cam follower. A distal end of the pivot lever 114 is preferably fork-shaped and defines two fingers 120 which are designed to be mounted on two diametrically opposite sides on a stationary bearing ring 132 an annular abutment arrangement 124 to attack with a contact pressure that is in the axial direction of the front output shaft 30th is initiated. The rear bearing ring 134 the abutment arrangement 124 can by means of roller bearings interposed rotatably relative to the stationary bearing rings 132 to be turned around. This structure provides an efficient and friction-reduced operation of the clutch actuator even under the influence of the rotating outer drum 88 ready for clutch actuation. Thanks to the forked finger 120 can the front output shaft 30th without interference within the inner space between the forked fingers 120 is limited, rotate.
Wie gezeigt, ist zudem der Schwenkhebel 114 in dem Gehäuse allgemein senkrecht zu der Aktuatorwelle 106 und der vorderen Ausgangswelle 30 eingebaut. Durch diese Anordnung kann der distale Kontaktbereich des Fingers 120 die Kupplungsbetätigungskraft auf die Widerlageranordnung 124 allgemein in eine Richtung parallel mit der vorderen Ausgangswelle 30 einleiten, so dass das Ringlager 124 (und der Kupplungshebel 128, wie unten zu beschreiben ist) in axiale Richtung der vorderen Ausgangswelle 30 gedrückt werden, um den Kupplungsvorgang zu bewirken.As shown, there is also the pivot lever 114 in the housing generally perpendicular to the actuator shaft 106 and the front output shaft 30th built-in. This arrangement allows the distal contact area of the finger 120 the clutch actuation force on the abutment assembly 124 generally in a direction parallel with the front output shaft 30th initiate so that the ring bearing 124 (and the clutch lever 128 as described below) in the axial direction of the front output shaft 30th be pressed to effect the coupling process.
Die Kupplungsanordnung 42 umfasst bevorzugt eine oder mehrere Kupplungshebel 128, die zwischen der ringförmigen Widerlageranordnung 124 und der Druckplatte 94 der Kupplungsanordnung 42 angeordnet sind. Der Kupplungshebel 128 weist einen gekrümmten Kontaktbereich 140 an seiner äußeren Stelle auf. Ein Rastbauteil 138 ist an einer inneren offenen Stirnfläche der äußeren Trommel 88 eingebaut, um den Kupplungshebel 128 mit den gekrümmten Kontaktbereich 140 des Kupplungshebels 128 in die Trommel aufzunehmen, der allgemein gegen die äußere Oberfläche der Druckplatten 94 angrenzt. In einer alternativen Ausbildung kann der Kupplungshebel 128 weggelassen sein und umfasst der hintere Ring 134 ein sich diametral erstreckendes Bauteil, um unmittelbar gegen die Druckplatte 94 zu drücken und dieselben zu kontaktieren.The clutch assembly 42 preferably comprises one or more clutch levers 128 between the annular abutment assembly 124 and the printing plate 94 the clutch assembly 42 are arranged. The clutch lever 128 has a curved contact area 140 in its outer place. A locking component 138 is on an inner open face of the outer drum 88 built in to the clutch lever 128 with the curved contact area 140 of the clutch lever 128 in the drum, which is generally against the outer surface of the printing plates 94 adjoins. In an alternative embodiment, the clutch lever 128 be omitted and includes the rear ring 134 a diametrically extending component to directly against the pressure plate 94 to press and contact them.
Der Schwenkhebel 114 ist insbesondere ausgelegt, um eine Strecke von der Kontaktwalze 118 zu dem Schwenkbolzen 116 aufzuweisen, die vorzugsweise größer ist als die Strecke von dem Schwenkbolzen 116 zu den diametral gegenüberliegenden Kontaktpunkten der Finger 120 ist. Der Kupplungshebel 128 ist zudem ähnlich aufgebaut, um eine Strecke von dem inneren Ende 141 des Lagerkontaktes zu dem gekrümmten Kontaktbereich 140 aufzuweisen, die größer als die Strecke von dem gekrümmten Kontaktbereich 140 zu dem äußeren Ende ist, das den Rastring 138 berührt. Dieser Aufbau der Hebel (Schwenkhebel 114 und Kupplungshebel 128), die mit der Nockenverbindung an der Kontaktwalze 118 in der Nockennut 110 verknüpft sind, bewirkt, dass die Kraft, die gegen die Druckplatte 94 der Kupplung 42 eingeleitet wird, vergrößert wird. Somit wird das Drehmoment des betätigenden Motors stark vergrößert, um die Kupplungsscheiben wirkungsvoll gegeneinander zu pressen. Demgemäß kann ein relativ kostengünstiger Motor, wie z.B. solche, die für herkömmliche Synchronisation eingesetzt werden, für den Aktuator 44 verwandt werden. Mittels Veränderns des Aufbaus und der Dimensionierung der Nockenverbindung und der Hebel (Schwenkhebel 114 und Kupplungshebel 128), beispielsweise mittels Ändern der Steigung der Nockennut 110 und Anpassens der relativen Hebelansatzpositionen der Hebel (Schwenkhebel 114 und Kupplungshebel 128) kann das Verhältnis der Kraftvergrößerung des Systems wirkungsvoll angepasst werden, um den Betriebsanforderungen eines bestimmten Vierradantriebsystems des Motorfahrzeuges zu genügen. In einer beispielhaften Ausbildung, in der derselbe oder ein ähnlicher Aufbau, wie in 2 gezeigt, genutzt wird, wird die Kraft etwa 5- bis 10-mal und insbesondere etwa 7-mal vergrößert.The swivel lever 114 is particularly designed to move a distance from the contact roller 118 to the pivot pin 116 to have, which is preferably greater than the distance from the pivot pin 116 to the diametrically opposite contact points of the fingers 120 is. The clutch lever 128 is also constructed similarly to some distance from the inner end 141 of the bearing contact to the curved contact area 140 that is greater than the distance from the curved contact area 140 to the outer end is that the locking ring 138 touched. This structure of the lever (swivel lever 114 and clutch lever 128 ) with the cam connection on the contact roller 118 in the cam groove 110 linked, causes the force acting against the pressure plate 94 the clutch 42 is initiated, is enlarged. Thus, the torque of the actuating motor is greatly increased in order to effectively press the clutch plates against one another. Accordingly, a relatively inexpensive motor such as those used for conventional synchronization can be used for the actuator 44 be used. By changing the structure and dimensioning of the cam connection and the lever (swivel lever 114 and clutch lever 128 ), for example by changing the pitch of the cam groove 110 and adapting the relative lever attachment positions of the levers (pivot lever 114 and clutch lever 128 ) the ratio of system power magnification can be effectively adjusted to meet the operational requirements of a particular four wheel drive system of the motor vehicle. In an exemplary training in which the same or a similar structure as in 2 shown, is used, the force is increased about 5 to 10 times and especially about 7 times.
Wie in 2 gezeigt, bewirkt im Betrieb eine Drehung der Aktuatorwelle 106 in einer Richtung, dass die Nocke, die an dem Schwenkhebel 114 angreift, um den Schwenkbolzen 116 verschwenkt und dass sich dadurch die Kontaktfinger 120 und das Ringlager 124 gegen die Kupplung 42 bewegen, welche wiederum einen axialen Druck auf den Kupplungshebel 128 und auf die Druckplatte 94 ausübt, um die Kupplungsanordnung 42 zu betätigen und um das Drehmoment der hinteren Ausgangswelle 40 auf die vordere Ausgangswelle 30 des Verteilergetriebes 20a zu übertragen. Umgekehrt, wenn der elektrische Motor und die Aktuatorwelle 106 in entgegengesetzter Richtung drehen, kehrt der Kupplungshebel 128, das Ringlager 124 und der Schwenkhebel 114 in entgegengesetzter Richtung zurück, um die betätigte Kupplung 42 zu lösen. Die gestrichelten Linien aus 2 zeigen den Kupplungshebel 128 und die Ringlager 124 in ihrer Druckposition (jedoch, der Einfachheit halber, ohne den Schwenkhebel 114 zu zeigen, der schwenkbar gegen die Kupplung 42 lagerbar ist), während deren durchgezogene Linien sie in ihrer Vordruck-Position zeigen.As in 2 shown causes the actuator shaft to rotate during operation 106 in one direction that the cam attached to the pivot lever 114 engages to the pivot pin 116 pivoted and that thereby the contact fingers 120 and the ring bearing 124 against the clutch 42 move, which in turn exerts axial pressure on the clutch lever 128 and onto the pressure plate 94 exerts to the clutch assembly 42 to operate and to torque the rear output shaft 40 on the front output shaft 30th of the transfer case 20a transferred to. Conversely, if the electric motor and the actuator shaft 106 turn in the opposite direction, the clutch lever reverses 128 , the ring bearing 124 and the pivot lever 114 in the opposite direction back to the actuated clutch 42 to solve. The dashed lines off 2 show the clutch lever 128 and the ring bearings 124 in their printing position (but, for the sake of simplicity, without the pivot lever 114 to show the pivotable against the clutch 42 can be stored), while the solid lines show them in their preprint position.
3 stellt eine partielle Seitenquerschnittsansicht des Verteilergetriebes gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung dar, die lediglich deren Moduswechsel- oder Betätigungseinrichtung zeigt, während, der Einfachheit halber, der obere, in 2 gezeigte Bereich des Verteilergetriebes fortgelassen ist. Gleiche oder ähnliche Bauteile dieser Erfindung werden denselben oder ähnlichen Bezugszeichen zugeordnet, die in Verbindung mit 1 und 2 verwandt werden. 3 FIG. 13 is a partial side cross-sectional view of the transfer case in accordance with another preferred embodiment of the present invention showing only its mode changing or actuating device, while, for simplicity, the upper one in FIG 2 The area of the transfer case shown is omitted. Identical or similar components of this invention are assigned the same or similar reference numerals used in connection with 1 and 2 be used.
In Bezug auf 3, weist das Verteilergetriebe 20b einen im Wesentlichen gleichen Aufbau wie das Verteilergetriebe 20a, wie oben beschrieben und in 2 gezeigt, bis auf solche Bereiche auf, die hier unten beschrieben werden. Zum Beispiel umfasst das Verteilergetriebe 20b ein Gehäuse 60, eine hintere Ausgangswelle 40, eine vordere Ausgangswelle 30, eine Eingangswelle 62, ein Antriebskettenrad 68, ein angetriebenes Kettenrad 78, eine Kette 74, die an den Kettenrädern 68 und 78 angreift, eine Kupplungsanordnung 42, ein Kupplungshebel 128 und andere bauliche und funktionale Komponente auf, wie sie in Verbindung mit 2 beschrieben sind. Demgemäß werden detaillierte Beschreibungen solcher Bauteile hier nicht wiederholt.In relation to 3 , instructs the transfer case 20b essentially the same structure as the transfer case 20a as described above and in 2 except for the areas described below. For example, includes the transfer case 20b a housing 60 , a rear output shaft 40 , a front output shaft 30th , an input shaft 62 , a drive sprocket 68 , a driven sprocket 78 , a chain 74 that are on the sprockets 68 and 78 attacks a clutch assembly 42 , a clutch lever 128 and other structural and functional components based on how they are related to 2 are described. Accordingly, detailed descriptions of such components are not repeated here.
Anstatt der Rotationsnockenanordnung 100, die mit dem Schwenkhebel 114 aus 2 verbunden ist, umfasst die Kupplungsbetätigungseinrichtung gemäß 3 eine Gleithebel- oder eine Gleitgabelungsanordnung 200, die mit einer Aktuatorwelle 106 gekoppelt ist, welche drehbar an dem Gehäuse 60 abgestützt ist. Die Gleitgabelungsanordnung 200 umfasst ein Gleitbauteil 202, das eine axiale Öffnung zur gleitfähigen Aufnahme der Aktuatorwelle 106 begrenzt. Eine Nockennut 204 mit einem geeigneten Aufbau wird an einer Seite des Gleitbauteiles 202 ausgebildet, und ein Nockenbolzen 206 der Aktuatorwelle 106 wird in die Nockennut 204 vorzugsweise mittels einer Kontaktwalze oder eines Nockenmitnehmers 208aufgenommen, der dazwischen eingreift, um bei Drehung der Aktuatorwelle 106 durch Drehung des Aktuators 4, der an dem Ende 108 der Aktuatorwelle 106 angekoppelt ist, das Gleitbauteil 202 in einer axialen Richtung zu bewegen. Die Gleitgabelungsanordnung 200 umfasst ferner einen Arm 210, der sich quer von dem Gleitbauteil 202 mit einem Aktuatorbereich 212 erstreckt, der am einen Ende des Armes 210 angeordnet ist, welcher ausgelegt ist, um Druck auf ein inneres Ende des Kupplungsbetätigungshebels 128 auszuüben. Der Aktuatorbereich 212 ist bevorzugt mit einer ringartigen Form oder Ringform ausgebildet, und eine ringförmige Kontaktscheibe oder ein Rollenkugellager 216 greift zwischen dem rückwärtigen Aktuatorbereich 212 und dem Kupplungshebel 128 an. Der Kupplungshebel 128 und andere Bereiche der Kupplungsanordnung 42 sind aus ähnlichen Elementen, wie sie oberhalb in 2 beschrieben sind, aufgebaut.Instead of the rotating cam arrangement 100 that with the swing lever 114 out 2 is connected, comprises the clutch actuation device according to 3 a slide lever or slide fork arrangement 200 that with an actuator shaft 106 is coupled, which is rotatable on the housing 60 is supported. The sliding fork arrangement 200 includes a sliding component 202 , which has an axial opening for slidably receiving the actuator shaft 106 limited. A cam groove 204 with a suitable construction, on one side of the sliding member 202 formed, and a cam bolt 206 the actuator shaft 106 is in the cam groove 204 preferably received by means of a contact roller or a cam follower 208 which engages therebetween in order to, upon rotation of the actuator shaft 106 by rotating the actuator 4th who at the end 108 the actuator shaft 106 is coupled, the sliding component 202 to move in an axial direction. The sliding fork arrangement 200 further comprises an arm 210 that extends transversely from the sliding component 202 with an actuator area 212 extends at one end of the arm 210 is arranged, which is adapted to apply pressure to an inner end of the clutch operating lever 128 exercise. The actuator area 212 is preferably formed with a ring-like shape or ring shape, and an annular contact disk or a roller ball bearing 216 engages between the rear actuator area 212 and the clutch lever 128 at. The clutch lever 128 and other areas of the clutch assembly 42 are made up of elements similar to those in 2 are described.
Im Betrieb bewirkt demgemäß eine Drehung der Aktuatorwelle 106 in eine Richtung, dass der Arm 210 infolge der Nockenverbindung der Gleitgabelungsanordnung axial gegen die Kupplung 42 bewegt wird, und es wird ein axialer Druck auf den Kupplungshebel 128 und auf die Druckplatte 94 ausgeübt, welches wiederum die Kupplungsanordnung 42 betätigt, um das Drehmoment von der vorderen Ausgangswelle 30 des Verteilergetriebes 20b zu übertragen. Umgekehrt, wenn die Aktuatorwelle 106 sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, bewegt sich der Arm 210 in entgegengesetzte Richtung, um die betätigte Kupplung 42 zu lösen.Accordingly, in operation it causes the actuator shaft to rotate 106 in one direction that the arm 210 axially against the coupling due to the cam connection of the sliding fork assembly 42 is moved, and there is an axial pressure on the clutch lever 128 and onto the pressure plate 94 exercised, which in turn, the clutch assembly 42 operated to the torque from the front output shaft 30th of the transfer case 20b transferred to. Conversely, if the actuator shaft 106 rotates in the opposite direction, the arm moves 210 in the opposite direction to the actuated clutch 42 to solve.
In den oben beschriebenen beispielhafte Ausbildungen mit Bezug auf die 2 und 3 sind die Kupplungsanordnung 42 und die zugeordneten Bauteile (wie beispielsweise Kupplungshebel 128 und Ringlager 124) an der vorderen Ausgangswelle 30 angebracht, während der Schwenkhebel 114 (2) oder der Gleithebel 200 (3) ausgelegt sind, eine axiale Kupplungskraft auf die Kupplung auszuüben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt und die Kupplungsanordnung 42 und deren zugeordneten Bauteile können an der hinteren Ausgangswelle 40 in einer ähnlichen Weise angebracht sein, wie sie oben beschrieben oder mit leichter Modifikation in ihrem Aufbau, an der hinteren Ausgangswelle 30 angebracht sind.In the exemplary embodiments described above with reference to 2 and 3 are the clutch assembly 42 and the associated components (such as clutch levers 128 and ring bearings 124 ) on the front output shaft 30th attached while the pivot lever 114 ( 2 ) or the slide lever 200 ( 3 ) are designed to exert an axial coupling force on the coupling. However, the present invention is not limited to this and the clutch arrangement 42 and their associated components can be found on the rear output shaft 40 in a manner similar to that described above, or with slight modification in construction, on the rear output shaft 30th are attached.
4 stellt eine exemplarische Ausbildung des Verteilergetriebes dar, in welcher die Kupplungsanordnung 42, Kupplungshebel 128 und deren andere zugeordneten Bauteile, an der hinteren Ausgangswelle 40 angebracht sind. Mit Bezug auf 4, weist das Verteilergetriebe 20c einen ähnlichen Aufbau wie das Verteilergetriebe 20a, wie es oben beschrieben und in 2 gezeigt ist, mit einigen noch weiter unten zu beschreibenden Ausnahmen auf. Zum Beispiel umfasst das Verteilergetriebe 20c ein Gehäuse 60, eine hintere Ausgangswelle 40', die typischerweise als eine Einheit mit einer Eingangswelle 62 ausgebildet ist, die mit einer Ausgangswelle der Übersetzung 18 verbundenen ist, Eingangswelle 40' ausgebildet ist, eine vordere Ausgangswelle 30', ein Antriebskettenrad 68, ein angetriebenes Kettenrad 78, eine Kette 74,die mit den Kettenrädern 68 und 78 in Eingriff steht, eine Kupplungsanordnung 42 mit einer inneren Trommel 84 und einer äußeren Trommel 88 mit ineinander greifenden Reibungskupplungsbauteilen 80, die dazwischen angeordnet sind, einen Kupplungshebel 128 und andere bauliche und funktionale Elemente, wie sie in Verbindung mit 2 beschrieben sind. Demgemäß werden detaillierte Beschreibungen solcher ähnlichen Bauteile hier nicht wiederholt und sind auf oben zu beziehen. In dieser Ausbildung ist jedoch die Trommel 84 an der hinteren Ausgangswelle 40' anstatt, wie in 2, an der vorderen Ausgangswelle 30' abgestützt. Entsprechend ist in dieser Ausbildung die innere Trommel 84 der Kupplungsanordnung 42 an der hinteren Ausgangswelle 40' angekoppelt und der Schwenkhebel 114 oder der Gleithebel 200 ist zwischen der Aktuatorwelle 106 und der hinteren Ausgangswelle 40' mit den Fingern 120 (oder alternativ der Aktuatorbereich 212 gemäß 3) unmittelbar an der hinteren Ausgangswelle 40' montiert, um die axiale Kraft auf die Kupplung 42 auszuüben, welche an der hinteren Ausgangswelle 40' angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wird eine Drehung der hinteren Ausgangswelle 40' über die eingreifende Kupplung 42 und die Kette, welche zwischen den Kettenrädern 68 und 78 angekoppelt ist, wahlweise auf die vordere Ausgangswelle 30' übertragen, wodurch der Vierradantrieb ermöglicht wird. 4 gibt die abwechselnden Positionen des Ringlagers 124 und des Kupplungshebels 128 in gelöster Position (mit durchgezogenen Linien) und in angreifender Position (mit gestrichelten Linien) wieder. 4th represents an exemplary embodiment of the transfer case in which the clutch arrangement 42 , Clutch lever 128 and their other associated components, on the rear output shaft 40 are attached. Regarding 4th , instructs the transfer case 20c a similar structure as the transfer case 20a as described above and in 2 is shown, with a few exceptions to be described below. For example, includes the transfer case 20c a housing 60 , a rear output shaft 40 ' , typically as a unit with an input shaft 62 is formed with an output shaft of the translation 18th connected, input shaft 40 ' is formed, a front output shaft 30 ' , a drive sprocket 68 , a driven sprocket 78 , a chain 74 that are with the sprockets 68 and 78 is engaged, a clutch assembly 42 with an inner drum 84 and an outer drum 88 with interlocking friction clutch components 80 interposed therebetween a clutch lever 128 and other structural and functional elements as related to 2 are described. Accordingly, detailed descriptions of such similar components are not repeated here and should be referred to above. In this training, however, is the drum 84 on the rear output shaft 40 ' instead of, as in 2 , on the front output shaft 30 ' supported. The inner drum is corresponding in this training 84 the clutch assembly 42 on the rear output shaft 40 ' coupled and the pivot lever 114 or the sliding lever 200 is between the actuator shaft 106 and the rear output shaft 40 ' with your fingers 120 (or alternatively the actuator area 212 according to 3 ) directly on the rear output shaft 40 ' mounted to the axial force on the clutch 42 exercise which on the rear output shaft 40 ' is arranged. With this arrangement, rotation of the rear output shaft becomes possible 40 ' about the meshing clutch 42 and the chain, which is between the sprockets 68 and 78 is coupled, optionally on the front output shaft 30 ' transmitted, which enables four-wheel drive. 4th gives the alternating positions of the ring bearing 124 and the clutch lever 128 in the released position (with solid lines) and in the attacking position (with dashed lines) again.
Die Verteilergetriebe 20a, 20b und 20c der Erfindung, die oben gezeigt und beschrieben sind, sind Verteilergetriebe von Einzelgeschwindigkeitstypen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt und anwendbar an Verteilergetriebe eines Vielfach-Geschwindigkeits-Typs unter Zusatz ihrer geeignetem Einrichtungen, wie z.B. ein Planetengetriebe- oder Reduziergetriebesatz, einer Bereichswechseleinrichtung zur Änderung der Geschwindigkeit und anderer funktionaler und baulicher Elemente, die im Stand der Technik zur Konstruktion derartiger Getriebe eines Vielfachgeschwindigkeitstyps bekannt sind. Zusätzlich ist die Erfindung bei manuell anwendbaren Verteilergetriebesystemen, die auf Wahl des Benutzers die Vierradverbindung betreibt, und auch bei Bedarfs- oder Automatikkraftverteilersysteme anwendbar, die, wie oben beschrieben, den Vierradantriebsbetrieb mit Hilfe der mit Fahrzeugsensoren verbundenen Steuerung betreiben.The transfer case 20a , 20b and 20c of the invention shown and described above are single speed type transfer cases. However, the present invention is not limited thereto and is applicable to transfer cases of a multiple-speed type with the addition of their suitable devices, such as a planetary gear or reduction gear set, a range change device for changing the speed and other functional and structural elements which are known in the prior art are known for constructing such multi-speed type transmissions. In addition, the invention is applicable to manual transfer case systems which operate the four-wheel connection at the user's option, as well as to demand or automatic power distribution systems which operate four-wheel drive using the vehicle sensor-connected controller as described above.