-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Diese internationale PCT-Patentanmeldung beansprucht die Priorität der am 23. November 2020 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Ifd. Nr.
63/116,999 und der am 4. März 2021 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Ifd. Nr.
63/156,389 , auf deren Offenbarungen hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
-
GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Differenzialanordnungen der Art, die bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden und die dazu konfiguriert sind, einen Kraftübertragungsmechanismus, einen Differenzialmechanismus und einen fremdkraftbetätigten Trennmechanismus, der dahingehend betreibbar ist, den Differenzialmechanismus und den Kraftübertragungsmechanismus selektiv zu koppeln und zu entkoppeln, zu umfassen. Die vorliegende Offenbarung richtet sich auch auf elektrisch betriebene Triebstränge, wie z. B. eine elektrische Achsanordnung, die mit solch einer „trennbaren“ Differenzialanordnung ausgestattet sind.
-
HINTERGRUND
-
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung bereit, bei denen es sich nicht zwangsläufig um den Stand der Technik handelt.
-
Aufgrund des derzeitigen Engagements der meisten OEM-Kraftfahrzeughersteller bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EVs) wurde ein Großteil der Entwicklungsaktivitäten auf effektives Packaging eines elektrischen Antriebsstrangs zur Installation in Elektrofahrzeugen gelenkt. Bei vielen Konfigurationen ist der elektrische Antriebsstrang der einzige oder „primärer“ elektrischer Antriebsstrang und ist dahingehend betreibbar, Antriebskraft (d. h. Antriebsmoment) zu erzeugen und auf ein einziges Paar Räder, in der Regel die Vorderräder, zu übertragen. Jedoch wurde die Aufmerksamkeit auch auf die Entwicklung von EVs mit einem „sekundären“ elektrischen Antriebsstrang, zusätzlich zu dem primären elektrischen Antriebsstrang, der dahingehend betreibbar ist, Antriebskraft zu erzeugen und auf das andere Paar Räder, wie z. B. die Hinterräder, zu übertragen, um ein Fahrzeug mit Vierradantrieb (4WD) zu erzeugen, gerichtet. Der sekundäre elektrische Antriebsstrang kann einen Elektromotor umfassen, der eine Differenzialanordnung antreibt, deren Packaging eine elektrische Antriebsachse ist. Wenn der 4WD-Modus nicht erforderlich ist, wird der sekundäre elektrische Antriebsstrang bekanntermaßen selektiv durch Entkoppeln der Differenzialanordnung von dem Elektromotor über eine fremdkraftbetätigte Trennvorrichtung „getrennt“.
-
Aufgrund des Umfangs der Beachtung, die derzeit der Entwicklung von optimierten sekundären elektrischen Antriebssträngen verliehen wird, wird der Struktur und der funktionalen Interaktion der fremdkraftbetätigten Trennvorrichtung, die zwischen dem Elektromotor und der Differenzialanordnung angeordnet ist, Wichtigkeit beigemessen. Dementsprechend besteht Bedarf an der Entwicklung von „trennbaren“ Differenzialanordnungen zur Verwendung bei Anwendungen von sekundären elektrischen Antriebssträngen, die dazu konfiguriert sind, die Technik voranzubringen.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der vielen Aspekte, die mit den in den Lehren der vorliegenden Offenbarung umgesetzten erfinderischen Konzepten verbunden sind, bereit und soll nicht als eine vollständige Auflistung des kompletten Schutzumfangs oder aller Merkmale und Vorteile davon aufgefasst werden.
-
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen elektrischen Antriebsstrang bereitzustellen, der eine trennbare Differenzialanordnung aufweist, die zur Verwendung bei Kraftfahrzeugtriebstrang- und/oder -antriebsstranganwendungen konfiguriert ist und bei der die erfinderischen Konzepte, die in der folgenden detaillierten Beschreibung angeführt und in den anhängigen Zeichnungen dargestellt werden, umgesetzt werden.
-
Gemäß diesem Aspekt ist die trennbare Differenzialanordnung der vorliegenden Offenbarung allgemein einem elektrischen Antriebsstrang zugeordnet und als eine elektrisch betriebene Transaxle oder Antriebsachse der Art, die bei Teil- oder Vollelektrofahrzeugen zur Übertragung von Antriebskraft (d. h. Antriebsmoment) von einem Elektromotor zu einem Paar Bodeneingriffsrädern verwendet wird, konfiguriert.
-
Die trennbare Differenzialanordnung der vorliegenden Offenbarung ist dazu konfiguriert, allgemein einen Kraftübertragungsmechanismus, der von dem Elektromotor angetrieben wird, einen Differenzialmechanismus, der mit den Bodeneingriffsrädern antriebsverbunden ist, und einen fremdkraftbetätigten Trennmechanismus, der in einem ersten oder „verbundenen“ Modus zum Koppeln des Kraftübertragungsmechanismus mit dem Differenzialmechanismus betreibbar ist und ferner in einem zweiten oder „getrennten“ Modus zum Entkoppeln des Kraftübertragungsmechanismus von dem Differenzialmechanismus betreibbar ist, zu umfassen.
-
Bei den verschiedenen alternativen und nicht einschränkenden Ausführungsformen der trennbaren Differenzialanordnungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung ist der Kraftübertragungsmechanismus dazu konfiguriert, ein Tellerrad, das dazu ausgeführt ist, von dem Elektromotor angetrieben zu werden, und ein Außengehäuse, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Tellerrad fixiert ist, die zusammen einen inneren Hohlraum definieren, zu umfassen. Darüber hinaus ist der Differenzialmechanismus drehbar in dem inneren Hohlraum angeordnet und umfasst einen Differenzialträger, der einen Differenzialzahnradsatz stützt. Ferner ist der fremdkraftbetätigte Trennmechanismus dazu konfiguriert, eine Kupplungseinheit, die zwischen dem Außengehäuse und dem Differenzialträger angeordnet ist, und eine elektromagnetische Aktuatoreinheit, die zum Umschalten der Kupplungseinheit zwischen einem ersten oder „eingerückten“ Zustand zur Herbeiführung des verbundenen Modus und einem zweiten oder „freigegebenen“ Zustand zur Herbeiführung des getrennten Modus betreibbar ist, zu umfassen.
-
Der fremdkraftbetriebene Trennmechanismus im Zusammenhang mit jeder der alternativen Ausführungsformen der trennbaren Differenzialanordnung ist mit einer Kupplungseinheit konfiguriert, die ein erstes Kupplungsglied, das zur Drehung mit dem Differenzialträger des Differenzialmechanismus fixiert ist, und ein zweites Kupplungsglied, das zur Drehung mit dem Außengehäuse des Kraftübertragungsmechanismus gekoppelt ist, aufweist. Das zweite Kupplungsglied ist axial zwischen einer ersten oder „eingezogenen“ Stellung, in der Klauenzähne an dem zweiten Kupplungsglied mit Kupplungszähnen an dem ersten Kupplungsglied außer Eingriff stehen, um den „freigegebenen“ Zustand der Kupplungseinheit herbeizuführen, und einer zweiten oder „ausgezogenen“ Stellung, in der seine Klauenzähne in Antriebseingriff mit den Kupplungszähnen an dem ersten Kupplungsglied stehen, um einen „eingerückten“ Zustand der Kupplungseinheit herbeizuführen, beweglich. Eine Vorspannanordnung ist zum normalerweise Vorspannen des zweiten Kupplungsglieds in seine eingezogene Stellung vorgesehen. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit ist nicht drehbar außerhalb des Außengehäuses befestigt und umfasst ein ringförmiges Solenoid und eine bewegliche Betätigungskomponente, die als ein magnetischer Plunger konfiguriert ist. Ein Kupplungsbetätigungsmechanismus verbindet den Plunger mit dem zweiten Kupplungsglied, so dass eine Bewegung des Plungers zwischen einer ersten oder „nicht betätigten“ Stellung und einer zweiten oder „betätigten“ Stellung zu einer entsprechenden Bewegung des zweiten Kupplungsglieds zwischen seiner eingezogenen und seiner ausgezogenen Stellung führt, während eine Drehung des zweiten Kupplungsglieds bezüglich des Plungers ermöglicht wird. Eine Bestromung des Solenoids bewirkt, dass sich der Plunger aus seiner nicht betätigten Stellung in seine betätigte Stellung entgegen der Vorspannung, die durch die Vorspannanordnung ausgeübt wird, bewegt. Eine Entstromung des Solenoids gestattet, dass die Vorspannanordnung den Plunger zwingt, in seine nicht betätigte Stellung zurückzukehren.
-
Gemäß einer ersten nicht einschränkenden Ausführungsform ist das erste Kupplungsglied eine Flächenkupplung mit Kupplungszähnen, die sich axial von dem Differenzialträger erstrecken, und das zweite Kupplungsglied ist eine Klauenscheibenkupplungshülse, die einen zylindrischen Hülsenabschnitt mit äußeren Keilverzahnungen und einen Klauenscheibenabschnitt mit sich axial erstreckenden Klauenzähnen aufweist. Die äußeren Keilverzahnungen an dem zylindrischen Hülsenabschnitt kämmen fortwährend mit den inneren Keilverzahnungen, die in dem Außengehäuse ausgebildet sind, um eine gemeinsame Drehung der Klauenscheibenkupplungshülse mit dem Kraftübertragungsmechanismus zu bewirken, während eine axiale Bewegung der Klauenscheibenkupplungshülse gestattet wird. Die Klauenzähne an dem Klauenscheibenabschnitt sind dazu konfiguriert, aus dem Eingriff mit den Kupplungszähnen verlagert zu werden, wenn sich die Klauenscheibenkupplungshülse in ihrer eingezogenen Stellung befindet, wenn das Solenoid unbestromt ist, und sind ferner dazu konfiguriert, mit den Kupplungszähnen antriebsgekoppelt zu werden, wenn sich die Klauenscheibenkupplungshülse in ihrer ausgezogenen Stellung befindet, wenn das Solenoid bestromt ist. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus ist dazu konfiguriert, eine erste Betätigungsplatte, die mit dem Plunger verrastet ist, eine zweite Betätigungsplatte, die Betätigungslaschen aufweist, die durch Ausschnitte in dem Außengehäuse hindurchgehen und die mit der Klauenscheibenkupplungshülse verrastet sind, und ein Axiallager, das funktional zwischen der ersten und der zweiten Betätigungsplatte angeordnet ist, zu umfassen.
-
Gemäß einer zweiten nicht einschränkenden Ausführungsform ist das erste Kupplungsglied eine Radialkupplung mit Kupplungszähnen, die sich von dem Differenzialträger radial nach außen erstrecken, und das zweite Kupplungsglied ist eine Radialkupplungshülse mit äußeren Keilverzahnungen und inneren Klauenzähnen. Die äußeren Keilverzahnungen kämmen fortwährend mit inneren Keilverzahnungen, die in dem Außengehäuse ausgebildet sind, um eine gemeinsame Drehung der Radialkupplungshülse mit dem Kraftübertragungsmechanismus zu ermöglichen, während eine axiale Bewegung der Radialkupplungshülse gestattet wird. Die radialen Klauenzähne sind dazu konfiguriert, aus dem Eingriff mit den radialen Kupplungszähnen verlagert zu werden, wenn sich die Radialkupplungshülse in ihrer eingezogenen Stellung befindet, und sind ferner dazu konfiguriert, mit den Kupplungszähnen antriebsgekoppelt zu werden, wenn sich die Radialkupplungshülse in ihrer ausgezogenen Stellung befindet. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus ist wieder dazu konfiguriert, eine erste Betätigungsplatte, die mit dem Plunger verrastet ist, eine zweite Betätigungsplatte, die Betätigungslaschen aufweist, die durch Ausschnitte in dem Außengehäuse hindurchgehen und die mit der Radialkupplungshülse verrastet sind, und ein Axiallager, das funktional zwischen der ersten und der zweiten Betätigungsplatte angeordnet ist, zu umfassen.
-
Gemäß einer dritten nicht einschränkenden Ausführungsform ist das erste Kupplungsglied eine Flächenkupplung mit Kupplungszähnen, die sich axial von dem Differenzialträger erstrecken, und das zweite Kupplungsglied ist ein Klauenscheibenring, der eine Klauenscheibe mit sich axial erstreckenden Klauenzähnen und mehrere mit äußeren Keilverzahnungen versehene Antriebsnasen, die sich axial von der Klauenscheibe erstrecken und die sich durch die Außengehäuseausschnitte erstrecken, aufweist. Die äußeren Keilverzahnungen an den Antriebsnasen kämmen fortwährend mit den inneren Keilverzahnungen, die in dem Außengehäuse ausgebildet sind, um eine gemeinsame Drehung mit dem bzw. eine axiale Bewegung des Klauenscheibenring/s bezüglich des Außengehäuses zu ermöglichen. Die Klauenzähne sind dazu konfiguriert, aus dem Eingriff mit den Kupplungszähnen verlagert zu werden, wenn sich der Klauenscheibenring in seiner eingezogenen Stellung befindet, und sind ferner dazu konfiguriert, mit den Kupplungszähnen antriebsgekoppelt zu werden, wenn sich der Klauenscheibenkupplungsring in seiner ausgezogenen Stellung befindet. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus ist mit einer ersten Betätigungsplatte, die mit dem Plunger verrastet ist, einer zweiten Betätigungsplatte, die mit den Antriebsnasen verrastet ist, und einem Axiallager, das dazwischen angeordnet ist, konfiguriert.
-
Gemäß einer vierten nicht einschränkenden Ausführungsform ist das erste Kupplungsglied eine Flächenkupplung mit Kupplungszähnen, die sich axial von dem Differenzialträger erstrecken, und das zweite Kupplungsglied ist ein gestanzter Klauenscheibenring mit äußeren Keilverzahnungen und sich axial erstreckenden Klauenzähnen. Die äußeren Keilverzahnungen kämmen fortwährend mit den inneren Keilverzahnungen, die in dem Außengehäuse ausgebildet sind, um den gestanzten Klauenscheibenring für eine gemeinsame Drehung mit dem Außengehäuse zu koppeln, während eine axiale Gleitbewegung diesbezüglich gestattet wird. Die Klauenzähne sind dazu konfiguriert, aus dem Eingriff mit den Kupplungszähnen verlagert zu werden, wenn sich der Klauenscheibenring in seiner eingezogenen Stellung befindet, und sind ferner dazu konfiguriert, mit den Kupplungszähnen antriebsgekoppelt zu werden, wenn sich der gestanzte Klauenscheibenring in seiner ausgezogenen Stellung befindet. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus umfasst eine erste Betätigungsplatte, die mit dem Plunger verrastet ist, eine zweite Betätigungsplatte mit mehreren Antriebsflanschen, die sich durch die Außengehäuseausschnitte erstrecken und die an dem gestanzten Klauenscheibenring fixiert sind, und einem Axiallager, das dazwischen angeordnet ist.
-
Gemäß einer weiteren alternativen, nicht einschränkenden Ausführungsform ist der Plunger an einer verschiebbaren Stützhülse befestigt. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus umfasst eine erste Betätigungsplatte, die mit der Stützhülse verrastet ist, eine zweite Betätigungsplatte mit Führungsnasen, die sich in die Außengehäuseausschnitte erstrecken und die mit mehreren Antriebsnasen, die sich von dem Klauenscheibenring erstrecken, verrastet sind, und ein Axiallager, das zwischen der ersten und der zweiten Betätigungsplatte angeordnet ist. Der Klauenscheibenring umfasst äußere Keilverzahnungen, die fortwährend mit den inneren Keilverzahnungen, die in dem Außengehäuse ausgebildet sind, kämmen. Der Klauenscheibenring umfasst auch sich axial erstreckende Klauenzähne, die dazu konfiguriert sind, selektiv als Reaktion auf eine Bewegung des Klauenscheibenrings zwischen seiner eingezogenen und seiner ausgezogenen Stellung mit den Kupplungszähnen an einer Flächenkupplung, die das erste Kupplungsglied definiert, in Eingriff zu gelangen. Die Stützhülse bewegt sich im Einklang mit der Bewegung des Plungers zwischen seiner nicht betätigten und seiner betätigten Stellung zum Bewirken, dass der Kupplungsbetätigungsmechanismus den Klauenscheibenring zwischen seiner entsprechenden eingezogenen und ausgezogenen Stellung bewegt.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Offenbarung ist die Solenoideinheit in einer fixierten Stützstruktur, wie z. B. einem Getriebegehäuse oder einem Achsgehäuse, positioniert. Eine Passscheibe und ein Sicherungsring werden zur Sicherstellung einer korrekten Positionierung der Solenoideinheit bezüglich des Betätigungsmechanismus verwendet. Der Plunger kann auch dazu konfiguriert sein, an seinem Außendurchmesservorderrand eine Verjüngung in Bezug auf einen überragenden Abschnitt des Kerngehäuses zu umfassen. Die Verjüngung gestattet eine in höherem Maße konsistente Kraft über den gesamten Axialhubbereich des Plungers hinweg, was zu einem gleichmäßigeren Einrücken führt.
-
Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der detaillierten Beschreibung und den anhängigen Zeichnungen, die hier offenbart werden, hervor. Somit sollen die Beschreibung und die spezifischen Beispiele, die in diesem Kurzdarstellungsabschnitt aufgelistet werden, lediglich dem Zwecke der Definition bestimmter Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung dienen und sollen den für die erfinderischen Konzepte gewährten Schutzumfang nicht beschränken.
-
ZEICHNUNGEN
-
Die hier beschriebenen Zeichnungen sollen verschiedene Merkmale der alternativen und nicht einschränkenden Ausführungsformen ohne Beschränkungen des Schutzumfangs, der für die erfinderischen Konzepte im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung gewährt wird, veranschaulichen. Die Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugarchitektur für ein beispielhaftes Elektrofahrzeug (EV), das mit einem primären elektrisch betriebenen Triebstrang zum Antreiben eines Satzes von primären (d. h. vorderen) Bodeneingriffsrädern, einem sekundären elektrisch betriebenen Triebstrang zum selektiven Antreiben eines Satzes von sekundären (d. h. hinteren) Bodeneingriffsrädern und einem Steuersystem zur Steuerung des Betriebs sowohl des primären als auch des sekundären Triebstrangs versehen ist;
- 2 eine Teilschnittansicht einer trennbaren Differenzialanordnung, die dem in 1 gezeigten sekundären elektrisch betriebenen Triebstrang zugeordnet ist und allgemein dazu konfiguriert ist, einen Kraftübertragungsmechanismus, einen Differenzialmechanismus und einen fremdkraftbetriebenen Trennmechanismus zu umfassen;
- 3A und 3B Vollschnittansichten der in 2 gezeigten trennbaren Differenzialanordnung, wobei der fremdkraftbetätigte Trennmechanismus eine elektromagnetische Aktuatoreinheit aufweist, die dahingehend betreibbar ist, eine Kupplungseinheit selektiv zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umzuschalten;
- 4 eine isometrische Ansicht einer axial beweglichen Klauenscheibenkupplungshülse, die der in 3A und 3B gezeigten Kupplungseinheit zugeordnet ist;
- 5 eine isometrische Ansicht des Differenzialmechanismus, der in 3A und 3B gezeigt wird und einen Differenzialträger, einen Differenzialzahnradsatz, der von dem Differenzialträger gestützt wird, und eine Flächenkupplungsscheibe, die sich von dem Differenzialträger aus erstreckt und die der Kupplungseinheit zugeordnet ist, umfasst;
- 6A und 6B isometrische Ansichten eines Außengehäuses, das dem in 3A und 3B gezeigten Kraftübertragungsmechanismus zugeordnet ist;
- 7A und 7B Vollschnittansichten, die eine alternative nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die zur Installation in dem in 1 gezeigten sekundären elektrisch betriebenen Antriebsstrang konfiguriert ist und eine elektromagnetische Aktuatoreinheit, die zum selektiven Umschalten einer Kupplungseinheit zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand betreibbar ist, aufweist, darstellen;
- 8 eine isometrische Ansicht einer axial beweglichen Radialkupplungshülse, die der in 7A und 7B gezeigten Kupplungseinheit zugeordnet ist;
- 9 eine isometrische Ansicht des Differenzialmechanismus, der in 7A und 7B gezeigt wird und einen Differenzialträger, einen Differenzialzahnradsatz, der von dem Differenzialträger gestützt wird, und einen Radialkupplungsnabe, die sich von dem Differenzialträger aus erstreckt und die der Kupplungseinheit zugeordnet ist, umfasst;
- 10A und 10B isometrische Ansichten eines Außengehäuses, das dem in 7A und 7B gezeigten Kraftübertragungsmechanismus zugeordnet ist;
- 11A und 11 B Vollschnittansichten, die eine weitere alternative nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die zur Installation in dem sekundären elektrisch betriebenen Antriebsstrang von 1 konfiguriert ist, darstellen;
- 12A und 12B isometrische Ansichten eines axial beweglichen Klauenscheibenrings, der der in 11A und 11 B gezeigten Kupplungseinheit zugeordnet ist;
- 13 eine isometrische Ansicht, die 5 ähnelt und den Differenzialmechanismus und die Flächenkupplungsscheibe, die der in 11A und 11 B gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet sind, darstellt;
- 14A und 14B isometrische Ansichten eines Außengehäuses, das dem in 11A und 11 B gezeigten Kraftübertragungsmechanismus zugeordnet ist;
- 15 eine Vollschnittansicht noch einer weiteren alternativen, nicht einschränkenden Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
- 16A und 16B isometrische Ansichten eines axial beweglichen Klauenscheibenrings, der der in 15 gezeigten Kupplungseinheit zugeordnet ist;
- 17 eine isometrische Ansicht, die 5 und 13 ähnelt und den Differenzialmechanismus und die Flächenkupplungsscheibe, die der trennbaren Differenzialanordnung von 15 zugeordnet sind, darstellt;
- 18A und 18B isometrische Ansichten einer Außengehäuseeinheit, die dem in 15 gezeigten Kraftübertragungsmechanismus zugeordnet ist;
- 19 eine Vollschnittansicht noch einer weiteren alternativen, nicht einschränkenden Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
- 20 eine isometrische Ansicht eines axial beweglichen Klauenscheibenrings, der der in 19 gezeigten Kupplungseinheit zugeordnet ist;
- 21 eine isometrische Teilansicht des in 20 gezeigten Klauenscheibenrings, der fest an einer Betätigungsplatte, die der in 19 gezeigten elektromagnetischen Aktuatoreinheit zugeordnet ist, gesichert ist;
- 22 eine isometrische Ansicht des Differenzialmechanismus und der Axialflächenkupplungsplattenkonfiguration, die der trennbaren Differenzialanordnung von 19 zugeordnet sind;
- 23A und 23B eine isometrische Vorder- bzw. Rückansicht des der Kupplungseinheit von 19 zugeordneten Klauenscheibenrings;
- 24A und 24B eine isometrische Vorder- bzw. Rückansicht der Betätigungsplatte, die der in 19 gezeigten elektromagnetischen Aktuatoreinheit zugeordnet ist;
- 25A und 25B isometrische Ansichten einer zweistückigen Außengehäuseeinheit, die dem Kraftübertragungsmechanismus der trennbaren Differenzialanordnung von 19 zugeordnet ist;
- 26A bis 26D zusätzliche Merkmale des Klauenscheibenrings und des Betätigungsglieds, die der in 19 gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet sind;
- 27A bis 27D weitere Merkmale des Klauenscheibenrings und des Betätigungsglieds, die der in 19 gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet sind;
- 28 eine Teilschnittansicht, die eine Stellungserfassungskonfiguration, die der in 19 gezeigten elektromagnetischen Aktuatoreinheit zugeordnet ist, darstellt;
- 29 eine Teilschnittansicht, die eine alternative Stellungserfassungskonfiguration, die der in 19 gezeigten elektromagnetischen Aktuatoreinheit zugeordnet ist, darstellt;
- 30A bis 30C Vollschnittansichten einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
- 31 eine Teilschnittansicht der in 30A-30C gezeigten trennbaren Differenzialanordnung mit ihrer Kupplungseinheit in einem freigegebenen Zustand als Reaktion darauf, dass sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit in einem ersten oder „ausgeschalteten“ Betriebszustand befindet;
- 32 eine 31 ähnliche Ansicht, außer dass sich die Kupplungseinheit in einem eingerückten Zustand befindet, als Reaktion darauf, dass sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit in einem zweiten oder „eingeschalteten“ Betriebszustand befindet;
- 33A und 33B isometrische Ansichten des Klauenscheibenrings, der der Kupplungseinheit der in 30A-30C gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet ist;
- 34A und 34B isometrische Ansichten des Außengehäuses, das dem Kraftübertragungsmechanismus der in 30A-30C gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet ist;
- 35 und 36 isometrische Teilansichten, die den Klauenscheibenring von
- 33A und 33B an dem Außengehäuse von 34A und 34B zur gemeinsamen Drehung und axialen Relativbewegung befestigt darstellen;
- 37 eine Vollschnittansicht, die eine alternative Befestigungsanordnung für den elektromagnetischen Aktuator, der der in 30A-30C gezeigten trennbaren Differenzialanordnung zugeordnet ist, darstellt; und
- 38 und 39 eine Plungerverjüngungskonfiguration zur Verwendung mit den in 30A-30C und 37 gezeigten elektromagnetischen Aktuatoreinheiten;
- 40 eine Teilschnittansicht einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist; und
- 41 eine Teilschnittansicht einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
-
Übereinstimmende Bezugszeichen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg übereinstimmende Komponenten an.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Beispielhafte Ausführungsformen verschiedener alternativer Konfigurationen für trennbare Differenzialanordnungen, in die die erfinderischen Konzepte der vorliegenden Offenbarung integriert sind, werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen umfassender beschrieben. Es wird angenommen, dass für den Fachmann alle Aspekte, Merkmale und möglichen Verbesserungen im Zusammenhang mit erfinderischen Konzepten, die in jeder der in den Zeichnungen gezeigten und hier detailliert beschriebenen alternativen Konfigurationen umgesetzt sind, verständlich sind.
-
Unter zunächst erfolgender Betrachtung von 1 umfasst eine beispielhafte Fahrzeugarchitektur für ein Elektrofahrzeug 10 gemäß der Darstellung allgemein einen primären (d. h. vorderen) elektrisch betriebenen Triebstrang 12, der dazu konfiguriert ist, Antriebskraft (d. h. Antriebsmoment) zu erzeugen und auf ein Paar primäre (d. h. vordere) Bodeneingriffsräder 14 zu übertragen, einen sekundären (d. h. hinteren) elektrisch betriebenen Triebstrang 16, der dazu konfiguriert ist, selektiv Antriebsmoment zu erzeugen und auf ein Paar sekundäre (d. h. hintere) Bodeneingriffsräder 18 zu übertragen, und ein Steuersystem 20, das dahingehend betreibbar ist, den primären Triebstrang 12 und den sekundären Triebstrang 16 zu steuern. Der primäre Triebstrang 12 umfasst gemäß der schematischen Darstellung einen primären Elektromotor 22, eine Transaxle 24, die von dem primären Elektromotor 22 angetrieben wird, und ein Paar primärer Achswellen 26, die primäre Räder 14 mit einer primären Differenzialanordnung (nicht speziell gezeigt), die der Transaxle 24 zugeordnet ist, verbinden. Von dem primären Elektromotor 22 erzeugtes Antriebsmoment kann über einen oder mehrere Zahnradsätze in der Transaxle 24 vervielfacht und primären Rädern 14 zugeführt werden, um einen Zweiradantrieb(2WD)-Fahrzeugbetriebsmodus zu definieren.
-
Unter fortgesetzter Betrachtung von 1 umfasst der sekundäre Triebstrang 16 gemäß der schematischen Darstellung einen sekundären Elektromotor 30, eine trennbare Differenzialanordnung 32, die von dem sekundären Elektromotor 30 selektiv angetrieben wird, und ein Paar sekundärer Achswellen 34, die sekundäre Räder 18 mit der Differenzialanordnung 32 verbinden. Wie genau beschrieben wird, ist die trennbare Differenzialanordnung 32 allgemein dazu konfiguriert, einen Kraftübertragungsmechanismus 36, der von dem sekundären Elektromotor 30 angetrieben wird, einen Differenzialmechanismus 38, der sekundäre Achswellen 34 verbindet, und einen fremdkraftbetriebenen Trennmechanismus 40, der zum selektiven Koppeln und Entkoppeln eines Ausgangs des Kraftübertragungsmechanismus 36 mit einem Eingang des Differenzialmechanismus 38 betreibbar ist, zu umfassen. Wenn der Trennmechanismus 40 in einem ersten oder „verbundenen“ Modus betrieben wird, überträgt der sekundäre Elektromotor 30 Antriebsmoment auf die sekundären Räder 18, wodurch in Verbindung mit dem über den primären Elektromotor 22 auf die primären Räder 14 übertragenen Antriebsmoment ein Vierradantrieb(4WD) -Fahrzeugbetriebsmodus definiert wird. Das Steuersystem 20 umfasst gemäß der schematischen Darstellung allgemein eine Steuerung 44, die dazu konfiguriert ist, den Betrieb des primären Motors 22, des sekundären Motors 30 und des fremdkraftbetätigten Trennmechanismus 40 als Reaktion auf eine Unmenge an Fahrzeugeingängen (die durch Fahrzeugsensoren 48 angezeigt werden) zu steuern, und von einer Stromquelle (die durch eine Batterie 46 angezeigt wird) gespeist wird.
-
Unter nun erfolgender spezieller Bezugnahme auf 2, 3A und 3B wird eine erste nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 32 beschrieben. Der Kraftübertragungsmechanismus 36 umfasst gemäß der Darstellung allgemein ein Tellerrad 50 und ein glockenförmiges Außengehäuse 52, das an dem Tellerrad 50 zur Drehung um eine gemeinsame Achse „X“ fixiert ist. Das Tellerrad 50 ist dazu ausgeführt, von einem Ausgangszahnrad 54 (1) des sekundären Elektromotors 30 angetrieben zu werden. Das Tellerrad 50 und das Außengehäuse 52 definieren ein Paar lateral beabstandeter zylindrischer Ansätze 56A, 56B, auf denen die trennbare Differenzialanordnung 32 über ein Paar lateral beabstandeter Lageranordnungen 58A, 58B (siehe 30a) in einem Gehäuse (nicht gezeigt) drehbar gestützt wird. Ein axialer Nabenbereich 52A und ein radialer Ringbereich 52B des Außengehäuses 52 wirken dahingehend mit einem Plattenabschnitt 50A des Tellerrads 50 zusammen, einen inneren Hohlraum 60 zu definieren, in dem der Differenzialmechanismus 38 zur Drehung um die „X“-Achse gestützt wird.
-
Der Differenzialmechanismus 38 umfasst gemäß der Darstellung einen Differenzialträger 62, ein Paar Differenzialritzel 64, die an einer Ritzelwelle 66, deren gegenüberliegende Enden in in dem Differenzialträger 62 ausgebildeten polaren Aussparungen 68 gesichert sind, drehbar befestigt sind, und ein Paar Achskegelräder 70, die jeweils mit beiden Differenzialritzel 64 kämmen. Ansonsten weist jedes Achskegelrad 70 wie herkömmlich innere Keilverzahnungen 72 auf, die dazu konfiguriert sind, mit äußeren Keilverzahnungen, die an sekundären Achswellen 34 ausgebildet sind, zu kämmen, wodurch der Ausgang des Differenzialmechanismus 38 mit den sekundären Rädern 18 antriebsverbunden wird. Der Differenzialmechanismus 38 wird in dem inneren Hohlraum 60 des Kraftübertragungsmechanismus 36 drehbar gestützt. Wie am besten in 5 gezeigt wird, sind mehrere sich axial erstreckende Kupplungszähne 74 an einer Außenendfläche 76 des Differenzialträgers 62 dahingehend ausgebildet, ein erstes Kupplungsglied zu definieren, das als eine Flächenkupplung 78 konfiguriert ist.
-
Der fremdkraftbetätigte Trennmechanismus 40 umfasst gemäß der Darstellung allgemein eine elektromagnetische Aktuatoreinheit 80, eine Kupplungseinheit 82, eine Kupplungsbetätigungseinheit 84 und eine Vorspannanordnung 86. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 weist eine ringförmige Konfiguration auf und ist so ausgerichtet, dass sie ein Ansatzzwischensegment 52C des Außengehäuses 52 umgibt. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 wird über eine rohrförmige Buchse 90 nicht drehbar auf dem Ansatzzwischensegment 52C gestützt und umfasst ein Solenoid 92, ein Zweischalenpol- oder -kerngehäuse 94, das das Solenoid 92 einhaust und umgibt, und einen Plunger 96, der an der Buchse 90 zur axialen Gleitbewegung gestützt wird. Zusätzlich zu dem Flächenkupplungsring 78 an dem Differenzialträger 62 umfasst die Kupplungseinheit 82 auch ein zweites Kupplungsglied, das als eine Klauenscheibenkupplungshülse 100 gezeigt wird und das dazu konfiguriert ist, sich mit dem Außengehäuse 52 des Kraftübertragungsmechanismus 36 zu drehen und sich axial bezüglich des Flächenkupplungsrings 78 zu bewegen. 4 stellt am besten vier (4) gleichmäßig beabstandete mit äußeren Keilverzahnungen versehene Quadranten 102, die auf einer Außenfläche 104 eines Hülsenabschnitts der Klauenscheibenkupplungshülse 100 ausgebildet sind, dar. 6A und 6B stellen vier (4) gleichmäßig beabstandete mit inneren Keilverzahnungen versehene Quadranten 106, die in einem axialen Bereich 52A des Außengehäuses 52 ausgebildet sind, dar. Die mit äußeren Keilverzahnungen versehenen Quadranten 102 an der Klauenscheibenabschnitt 100 kämmen fortwährend mit den mit inneren Keilverzahnungen versehenen Quadranten 106 in dem Außengehäuse 52, wobei die Klauenscheibenkupplungshülse 100 zur gemeinsamen Drehung mit dem Außengehäuse 52 gekoppelt ist, jedoch zu einer axialen Bewegung bezüglich dieser fähig ist. 6A und 6B stellen auch vier (4) Fenster oder Ausschnitte 108, die in dem Ringbereich 52B des Außengehäuses 52 und in Ausrichtung, auf die mit inneren Keilverzahnungen versehenen Quadranten 106 ausgebildet sind, dar. Die Klauenscheibenkupplungshülse 100 umfasst gemäß der Darstellung auch einen Klauenringabschnitt 110, der sich von dem Hülsenabschnitt aus erstreckt und der so ausgebildet ist, dass er sich axial erstreckende Klauenzähne 112 umfasst.
-
Die Kupplungsbetätigungseinheit 84 ist am besten 2 und 3 zu sehen und umfasst gemäß der Darstellung allgemein eine erste Betätigungsplatte 116, eine zweite Betätigungsplatte 118 und ein Axiallager 120. Die erste Betätigungsplatte 116 steht mit dem Plunger 96 in Eingriff, die zweite Betätigungsplatte 118 weist vier (4) Betätigungslaschen 122 auf, die sich durch Ausschnitte 108 in dem Außengehäuse 52 hindurch erstrecken und die mit einem Klauenringabschnitt 110 der Klauenscheibenkupplungshülse 100 in Eingriff stehen, und ein Axiallager 120 ist zwischen der ersten Betätigungsplatte 116 und der zweiten Betätigungsplatte 118 angeordnet. Da die Betätigungslaschen 122 durch die Ausschnitte 108 hindurchgehen, dreht sich die zweite Betätigungsplatte 118 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36. Gleichermaßen ermöglicht das Axiallager 120, da die erste Betätigungsplatte nicht drehbar ist, eine Relativdrehung zwischen der ersten Betätigungsplatte 116 und der zweiten Betätigungsplatte 118. Die Vorspannanordnung 86 ist als eine oder mehrere Federteller, die zwischen einer Endfläche 103 der Klauenscheibenkupplungshülse 100 und einem Ringabschnitt 50A des Tellerrads 50 wirken, konfiguriert.
-
Gemäß einer bevorzugten Betriebskonfiguration ist die trennbare Differenzialanordnung 32 normalerweise in einem getrennten Modus betreibbar, wenn sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 in einem „ausgeschalteten“ Betriebszustand befindet, und kann als Reaktion darauf, dass die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 in einen „eingeschalteten“ Zustand versetzt wird, in einen verbundenen Modus umgeschaltet werden. Spezifischer befindet sich die Kupplungseinheit 82 in einem „freigegebenen“ Betriebszustand, wenn der getrennte Modus herbeigeführt ist, und befindet sich in einem „eingerückten“ Betriebszustand, wenn der verbundene Modus herbeigeführt ist. Der freigegebene Zustand der Kupplungseinheit 82 ist herbeigeführt, wenn die Vorspannanordnung 86 die Kupplungshülse 100 in einer eingezogenen Stellung positioniert, in der ihre Klauenzähne 112 aus dem Eingriff mit den Kupplungszähnen 74 an der Flächenkupplungsscheibe 78 verlagert sind. Solch eine axiale Bewegung der Klauenscheibenkupplungshülse 100 in ihrer eingezogenen Stellung bewirkt, dass der Plunger 96 aufgrund der über die Kupplungsbetätigungseinheit 84 dazwischen hergestellte Verbindung zur axialen Bewegung in eine nicht betätigte Stellung bezüglich des Solenoids 92 gezwungen wird. Wenn die Klauenscheibenkupplungshülse 100 in ihrer eingezogenen Stellung positioniert ist, ist der Differenzialträger 62 nicht mit dem Außengehäuse 52 antriebsverbunden, wodurch der Differenzialmechanismus 38 von dem Kraftübertragungsmechanismus 36 entkoppelt ist. Also wird kein Antriebsmoment von dem sekundären Elektromotor 30 durch die trennbare Differenzialanordnung 32 auf die sekundären Räder 18 übertragen.
-
Wenn Drehmoment von dem sekundären Elektromotor 30 auf die sekundären Räder 18 übertragen werden soll, wird die trennbare Differenzialanordnung 32 durch Umschalten der elektromagnetischen Aktuatoreinheit 80 in ihren eingeschalteten Zustand zur Bestromung des Solenoids 92 in ihren verbundenen Modus umgeschaltet. Der bei Bestromung des Solenoids 92 erzeugte Magnetkreis bewirkt, dass sich der magnetische Plunger 96 axial aus seiner nicht betätigten Stellung in eine betätigte Stellung bewegt, wodurch wiederum bewirkt wird, dass sich die Klauenscheibenkupplungshülse 100 aus ihrer eingezogenen Stellung in eine ausgezogene Stellung bewegt, in der ihre Klauenzähne 112 mit den Kupplungszähnen 74 an der Flächenkupplungsscheibe 78 in Eingriff stehen. Solch eine Bewegung des Plungers 96 in seine betätigte Stellung und der Klauenscheibenkupplungshülse 100 in ihre ausgezogene Stellung aufgrund der Bestromung des Solenoids 92 erfolgt entgegen der Vorspannung, die von den Federtellern 86 darauf ausgeübt wird. Wenn die Klauenscheibenkupplungshülse 100 in ihrer ausgezogenen Stellung positioniert ist und gehalten wird, ist der Differenzialträger 62 mit dem Außengehäuse 52 antriebsverbunden, wodurch der Differenzialmechanismus 38 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36 gekoppelt ist. Somit wird von dem sekundären Elektromotor 30 erzeugtes Antriebsmoment von der trennbaren Differenzialanordnung 32 auf die sekundären Räder 18 übertragen, um den 4WD-Modus zu erzeugen. Darüber hinaus kann die Regeneration der Kraftzufuhr durch Umschalten der trennbaren Differenzialanordnung 32 in ihren verbundenen Modus gesteuert werden, wenn der sekundäre Elektromotor 30 nicht Drehmoment über eine dem Steuersystem 20 zugeordnete Regenerationssteuerung überträgt.
-
Unter nun erfolgender Betrachtung von 7A bis 10B der Zeichnungen wird eine zweite nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 132 beschrieben. Da viele der Komponenten, die im Zusammenhang mit der trennbaren Differenzialanordnung 132 gezeigt werden, hinsichtlich Struktur sowie Funktion jenen, die zuvor für die trennbare Differenzialanordnung 32 beschrieben wurden, allgemein ähnlich sind, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, und ihre nähere Erläuterung ist nicht erforderlich. Insbesondere ist die trennbare Differenzialanordnung 132 dazu konfiguriert, eine modifizierte Kupplungseinheit 134 zu umfassen, die aus einer Radialkupplungshülse 136 (8) und einer Kupplungsnabe 138 (9) zusammengesetzt ist. Die Kupplungshülse 136 umfasst wieder vier (4) auf der Außenfläche 104 ausgebildete mit äußeren Keilverzahnungen versehene Quadranten 102, die fortwährend im Kämmeingriff mit in dem Nabenbereich 52A des Außengehäuses 52 ausgebildeten mit inneren Keilverzahnungen versehenen Quadranten 106 stehen. Somit ist die Kupplungshülse 136 wieder zur gemeinsamen Drehung mit dem Außengehäuse 52 gekoppelt und zu einer axialen Bewegung zwischen einer eingezogenen und einer ausgezogenen Stellung bezüglich der Kupplungsnabe 138 fähig. Die Kupplungshülse 136 umfasst nun jedoch radiale Klauenzähne 140, die sich von einer Innenfläche 105 radial nach innen erstrecken. Die Klauenzähne 140 sind dahingehend ausgerichtet, Doppelreihen zu definieren, die aus ersten Klauen 140A und zweiten Klauen 140B, die durch zahnfreie Lücken 142 getrennt sind, zusammengesetzt sind.
-
9 stellt eine Kupplungsnabe 138 dar, die auf einer Außenumfangsfläche 144 des Differenzialträgers 62 ausgebildet ist und radiale Kopplungszähne 146 umfasst, die sich von der Außenfläche 144 radial nach außen erstrecken. Die Kupplungszähne 146 sind dahingehend axial ausgerichtet, Doppelreihen zu definieren, die aus ersten Kupplungszähnen 146A und zweiten Kupplungszähnen 146B, die durch eine zahnfreie Lücke 148 getrennt sind, zusammengesetzt sind. 7A und 7B stellen die Kupplungshülse 136 in ihrer eingezogenen Stellung positioniert dar, wobei die Kupplungsbetätigungseinheit 84 den Plunger 96 aufgrund der Vorspannung, die über den Federteller 86 daran angelegt wird, wenn sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 in ihrem ausgeschalteten Betriebszustand befindet, gleichzeitig in seine nicht betätigte Stellung positioniert. Also befindet sich die Kupplungseinheit 134 in ihrem freigegebenen Zustand zur Herbeiführung des getrennten Modus für die trennbare Differenzialanordnung 132. Wie gezeigt wird, wirkt die Positionierung der Kupplungsnabe 136 in ihrer eingezogenen Stellung dahingehend, zu bewirken, dass die ersten Klauen 140A mit den ersten Kupplungszähnen 146A außer Eingriff sind und auch die zweiten Klauen 140B mit den zweiten Kupplungszähnen 146B außer Eingriff sind. Somit ist der Differenzialträger 62 vom Außengehäuse 52 entkoppelt.
-
Die trennbare Differenzialanordnung 132 ist dazu konfiguriert, normalerweise in ihrem getrennten Modus zu sein, kann jedoch als Reaktion darauf, dass die elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 in ihren eingeschalteten Zustand versetzt wird, in den verbundenen Modus umgeschaltet werden. Bei Bestromung des Solenoids 92 wird der magnetische Plunger 96 axial aus seiner nicht betätigten Stellung in seine betätigte Stellung bewegt, wodurch wiederum bewirkt wird, dass die Kupplungshülse 136 entgegen der Vorspannung, die von dem Federteller 86 darauf ausgeübt wird, axial aus ihrer eingezogenen Stellung in ihre ausgezogene Stellung gleitet. Derartiges Umschalten der Kupplungseinheit 134 in ihren eingerückten Zustand bewirkt, dass sich die ersten Klauen 140A in den Eingriff mit den ersten Kupplungszähnen 146A bewegen und sich gleichzeitig die zweiten Klauen 140B in den Eingriff mit den zweiten Kupplungszähnen 146B bewegen. Demzufolge ist der Differenzialträger 62 nun zur Drehung mit dem Außengehäuse 52 gekoppelt, wodurch der Differenzialmechanismus 38 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36 verbunden ist.
-
Unter nun erfolgender spezieller Betrachtung von 11A bis 14B der Zeichnungen wird eine dritte nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 232 detailliert beschrieben. Wiederum werden dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um Komponenten der trennbaren Differenzialanordnung 232, die hinsichtlich Struktur und/oder Funktion jenen, die zuvor im Zusammenhang mit der trennbaren Differenzialanordnung 32 und 132 beschrieben wurden, ähneln, zu identifizieren. Der Differenzialmechanismus 38 ähnelt allgemein jenem, der in 5 gezeigt wird, und umfasst den Flächenkupplungsring 78 mit sich axial erstreckenden Kupplungszähnen 74. Die trennbare Differenzialanordnung 232 ist dazu konfiguriert, eine modifizierte Kupplungseinheit 234 und eine leicht modifizierte Kupplungsbetätigungseinheit 84` zu umfassen. In Bezug auf die Kupplungseinheit 234 umfasst diese nun einen Klauenkupplungsring 236 (12A und 12B), der axial zwischen dem Differenzialmechanismus 38 und der elektromagnetischen Aktuatoreinheit 40 positioniert ist. Dies steht im Gegensatz zu der koaxialen Beziehung mit der Kupplungshülse 100, 136, die zwischen dem Außengehäuse 50 und dem Differenzialträger 62 angeordnet ist, bei den zuvor offenbarten Ausführungsformen. Der Klauenkupplungsring 236 ist dazu konfiguriert, einen Klauenringbereich 238, der so ausgebildet ist, dass er sich axial erstreckende Klauenzähne 240 umfasst, und vier (4) Antriebsnasen 242, die sich axial von dem Klauenringbereich 238 aus erstrecken und äußere Keilverzahnungszähne 246 aufweisen, zu umfassen. Wie gezeigt wird, erstrecken sich die Antriebsnasen 242 durch Ausschnitte 108 in dem Außengehäuse 52 (14A und 14B), und ihre Keilverzahnungszähne 246 kämmen mit inneren Keilverzahnungen 106, die in dem Außengehäuse 52 ausgebildet sind. Somit ist der Klauenkupplungsring 236 zur gemeinsamen Drehung mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36 gekoppelt und zu einer axialen Gleitbewegung zwischen seiner eingezogenen und seiner ausgezogenen Stellung bezüglich der Flächenkupplung 78 an dem Differenzialträger 62 fähig.
-
Die Kupplungsbetätigungseinheit 84' ist nun so konfiguriert, dass eine zweite Betätigungsplatte 118` vier (4) Verriegelungsflansche 250 aufweist, die dahingehend ausgerichtet sind, mit den Antriebsnasen 242 an dem Klauenkupplungsring 236 in Eingriff und verrastet zu sein. Dementsprechend führt eine Bewegung des Plungers 96 zwischen seiner nicht betätigten und seiner betätigten Stellung zu einer entsprechenden Bewegung des Klauenkupplungsrings 236 zwischen seiner eingezogenen und seiner ausgezogenen Stellung. Die Vorspannanordnung 86` ist umpositioniert worden, um Wellenfedern (oder eine äquivalente Vorspannvorrichtung) zwischen die zweite Betätigungsplatte 118` und den Ringabschnitt 52B des Außengehäuses 52 zu platzieren. Wie gezeigt wird, ist die Vorspannanordnung 86` dazu konfiguriert, den Klauenkupplungsring 236 normalerweise in seine eingezogene Stellung vorzuspannen, was durch die Kupplungsbetätigungseinheit 86` auch bewirkt, dass der Plunger 96 in seine nicht betätigte Stellung vorgespannt wird, wenn sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit 40 in ihrem ausgeschalteten Zustand befindet. Wie gezeigt wird, wirkt sich die Positionierung des Klauenkupplungsrings 236 in seiner eingezogenen Stellung so aus, dass die Klauenzähne 240 an dem Klauenringbereich 238 mit den Kupplungszähnen 74 an der Flächenkupplung 78 außer Eingriff stehen, wodurch die Kupplungseinheit 234 in ihren freigegebenen Zustand platziert wird, um die trennbare Differenzialanordnung 232 in ihren getrennten Modus umzuschalten.
-
Die trennbare Differenzialanordnung 232 kann als Reaktion auf eine Bestromung des Solenoids 92, die bewirkt, dass der magnetische Plunger 96 aus seiner nicht betätigten Stellung in seine betätigte Stellung gleitet, und wodurch wiederum bewirkt wird, dass der Klauenkupplungsring 236 entgegen der Vorspannung, die von der Vorspannanordnung 86` darauf ausgeübt wird, axial aus seiner eingezogenen Stellung in seine ausgezogene Stellung gleitet, in ihren verbundenen Modus umgeschaltet werden. Dieses Umschalten der Kupplungseinheit 234 in ihren eingerückten Zustand bewirkt, dass sich die Klauenzähne 240 an dem Klauenkupplungsring 236 in den Eingriff mit den Kupplungszähnen 74 an dem Differenzialträger 62 bewegen. Demzufolge ist der Differenzialträger 62 zur Drehung mit dem Außengehäuse 52 gekoppelt, wodurch der Differenzialmechanismus 38 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36 verbunden ist.
-
Unter Betrachtung von 15 bis 18B wird nun eine vierte nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 332 detailliert beschrieben. Allgemein ähnelt die trennbare Differenzialanordnung 332 der trennbaren Differenzialanordnung 232 (11-14), außer dass eine Außengehäuseeinheit 334 nun eine zweistückige Kombination aus einem gestanzten Gehäuse 336 und einer Nabe 338 anstatt des einstückigen Gusseisen-Außengehäuses 52 mit integraler Nabe 52C, 56B und geräumten Keilverzahnungen 106 ist. Diese zweistückige Außengehäusekonfiguration sorgt für Gewichtseinsparungen. Das gestanzte Gehäuse 336 ist dazu konfiguriert, einen zylindrischen Nabenbereich 336A und einen Ringbereich 336B mit vier (4) Ausschnitten 340 zu umfassen. Der Nabenbereich 336A ist so ausgebildet, dass er innere Keilverzahnungen 342 umfasst (18A). Nasen 242 an dem Klauenkupplungsring 236 erstrecken sich durch die Ausschnitte 340 hindurch, und die Nasenkeilverzahnungen 246 kämmen wieder dahingehend mit den Gehäusekeilverzahnungen 242, eine Drehung und axiale Bewegung des Klauenkupplungsrings 336 zu ermöglichen. 18B stellt am besten die Nabe 338 dar, die gemäß der Darstellung einen radialen Flansch 350 umfasst, der in einer mittigen Aussparung 336C des Gehäuseringbereichs 336B positioniert ist und mit diesem in Eingriff steht. Ohne Beschränkung darauf wird zwischen dem Nabenflansch 350 und dem Gehäuseringbereich 336B eine Schweißnaht 352 (d. h. Laserschweißung) erzeugt, um das Gehäuse 336 starr an der Nabe 338 zu sichern und die Gehäuseeinheit 334 zu erstellen. Wie zu sehen ist, ist die Nabe 338 dazu konfiguriert, einen ersten Ansatz 338A zur Befestigung eines Lagers 58B daran und einen zweiten Ansatz 338B, an dem die Buchse 90 befestigt ist, bereitzustellen. Abgesehen von den oben beschriebenen strukturellen Modifikationen entsprechen die Funktion und Betriebsweise der trennbaren Differenzialanordnung 332 der für die trennbare Differenzialanordnung 232 bereitgestellten Beschreibung.
-
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 19 bis 29 der Zeichnungen wird eine fünfte nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 432 beschrieben.
-
Wiederum werden dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, Komponenten zu identifizieren, die zuvor beschriebenen Komponenten ähneln. Allgemein ist die trennbare Differenzialanordnung 432 mit einer modifizierten Kupplungseinheit 434 und einer modifizierten Kupplungsbetätigungseinheit 436 konfiguriert, die zusammen mit der zweistückigen Gehäuseeinheit 334 der trennbaren Differenzialanordnung 332 verwendet werden (siehe 15). Insbesondere umfasst die Kupplungseinheit 434 gemäß der Darstellung einen „gestanzten“ Klauenscheibenring 440, der dazu konfiguriert ist, Antriebsnasen 442 zu umfassen, die sich axial und radial von einer Scheibenplatte 444 aus erstrecken. Die Antriebsnasen 442 definieren jeweils einen sich radial erstreckenden Keilverzahnungsabschnitt 442A und einen sich axial erstreckenden Klauenabschnitt 442B, der so ausgestanzt ist, dass er sich zwischen angrenzenden Verbindungsbereichen 444A der Scheibenplatte 444 erstreckt. Der Keilverzahnungsabschnitt 442A jeder Nase 442 ist dazu konfiguriert, mit inneren Keilverzahnungen 342 in dem Nabenbereich 336A des Außengehäuses 336 zu kämmen. Somit ist der Klauenscheibenring 440 dazu konfiguriert, von dem Kraftübertragungsmechanismus 36 drehangetrieben zu werden, während er zugleich zu einer axialen Gleitbewegung zwischen einer eingezogenen und einer ausgezogenen Stellung bezüglich der Kupplungszähne 74`, die an der Flächenkupplungsscheibe 78' des Differenzialträgers 62 ausgebildet sind, fähig ist.
-
Die Kupplungsbetätigungseinheit 436 ist dazu konfiguriert, die Klauenkupplungsscheibe 440 zur gleichzeitigen axialen Bewegung mit dem Plunger 96 der elektromagnetische Aktuatoreinheit 80 zu verbinden. Dazu stellt 19 eine erste Betätigungsplatte 116, die mit dem Plunger 96 verrastet ist, eine modifizierte zweite Betätigungsplatte 450, die mit dem Klauenscheibenring 440 verrastet ist, und ein dazwischen angeordnetes Axiallager 120 dar. Die zweite Betätigungsplatte 450 weist vier (4) Rastlaschen 452 auf, die sich axial von einem Ringbereich 454 aus erstrecken und die so orientiert und ausgerichtet sind, dass sie sich durch die Ausschnitte 340 in dem Außengehäuse 336 hindurch erstrecken. Wie am besten aus 21 und 26B-26D ersichtlich ist, greifen die Rastlaschen 452 in Abschnitte der Scheibenplatte 444 auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebsnasen 442 ein. Die Rastlaschen 452 werden nach der Installation des Klauenscheibenrings 440 zur Herbeiführung einer festen Verbindung dazwischen verquetscht.
-
Die trennbare Differenzialanordnung 432 funktioniert größtenteils wie die zuvor offenbarten Ausführungsformen, wobei der Klauenscheibenring 440 normalerweise in seiner eingezogenen Stellung positioniert ist und der Plunger 96 in seiner nicht betätigten Stellung positioniert ist, wenn sich die elektromagnetische Kupplungsbetätigungseinheit 80 in ihrem ausgeschalteten Betriebszustand befindet, wodurch der Differenzialmechanismus 38 von dem Kraftübertragungsmechanismus 36 getrennt ist, um den getrennten Modus herbeizuführen. Eine Bestromung des Solenoids 92 bewirkt, dass sich der Plunger 96 in seine betätigte Stellung bewegt, so dass die Kupplungsbetätigungseinheit 436 den Klauenscheibenring 442 in seiner ausgezogenen Stellung antreibt, bei der die Klauenabschnitte 442B der Antriebsnasen 442 mit den Kupplungszähnen 74' an der Flächenkupplungsscheibe 78' in Eingriff stehen, so dass der verbundene Modus herbeigeführt wird. 28 stellt einen kontaktlosen Stellungssensor 500 dar, der dahingehend positioniert und funktional betreibbar ist, die axiale Position der zweiten Betätigungsplatte 118` zu erfassen, um gleichermaßen die Stellung des Klauenscheibenrings 440 entweder in seiner eingezogenen oder seiner ausgezogenen Stellung zu erfassen. Das Stellungserfassungssignal wird der Steuerung 44 zur Verwendung beim Steuerungsbetrieb der trennbaren Differenzialanordnung 432 zugeführt. 29 stellt die Verwendung eines Kontaktstellungssensors 500' dar, der mit der ersten Betätigungsplatte 116 (die nun eine radiale Verlängerung umfasst) in Eingriff steht, um wiederum die Betriebsstellung der Klauenkupplungshülse 100, die der trennbaren Differenzialanordnung 32 zugeordnet ist, zu detektieren und zu signalisieren.
-
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 30A bis 39 der Zeichnungen wird eine sechste nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 532 beschrieben. Allgemein ist die trennbare Differenzialanordnung 532 dazu konfiguriert, eine modifizierte Kupplungseinheit 534 und Kupplungsbetätigungseinheit 536 zur Verwendung in Verbindung mit dem Kraftübertragungsmechanismus 36; den Differenzialmechanismus 38 und eine zweistückige Gehäuseeinheit 334' zu umfassen. Der Trennmechanismus 40' ist auch geringfügig modifiziert, so dass er eine elektromagnetische Aktuatoreinheit 80' mit einer Solenoidspule 90`, ein ringförmiges Zweischalenkerngehäuse 94`, einen Plunger 96` und eine Betätigungsshülse 540, an der der Plunger 96` befestigt ist, umfasst. Ein freies Ende der Betätigungshülse 540 wird in konstantem, jedoch nicht fixiertem, Eingriff mit der ersten Betätigungsplatte 116A der Kupplungsbetätigungseinheit 536 gehalten. Das Axiallager 120 ist wieder zwischen der ersten Betätigungsplatte 116A und der zweiten Betätigungsplatte 118A angeordnet. Die zweite Betätigungsplatte 118A umfasst wieder vier (4) Rastlaschen 550, die sich axial durch die Ausschnitte 340' in dem Außengehäuse 334' hindurch erstrecken.
-
Die Kupplungseinheit 534 ist nun dazu konfiguriert, einen Klauenkupplungsring 560, der, wie am besten in 33A und 33B gezeigt wird, äußere radiale Keilverzahnungen 562 umfasst, axiale Klauenzähne 564 und vier Führungsnasen 566 mit Rastlaschen 568 zu umfassen. Die äußeren Keilverzahnungen 562 kämmen mit den inneren Keilverzahnungen 342` in dem Außengehäuse 334`, während die Führungsnasen 566 in den Ausschnitten 340' geführt werden. Die Rastlaschen 550 an der zweiten Betätigungsplatte 118A greifen in Rastlaschen 568 an den Führungsnasen 566 ein, wodurch der Kupplungsbetätigungsmechanismus 536 eine Bewegung des Klauenkupplungsrings 560 zwischen seiner eingezogenen Stellung (31) und seiner ausgezogenen Stellung ( 32) als Reaktion auf eine Bewegung des Plungers 96` zwischen seiner nicht betätigten Stellung (31) und seiner betätigten Stellung (32) bewirkt. Die Klauenzähne 564 an dem Kupplungsring 560 sind gemäß der Darstellung in der eingezogenen Stellung von den Flächenkupplungszähnen 74 verlagert und stehen in der ausgezogenen Stellung mit diesen in Eingriff. 35 und 36 stellen am besten die „Führungs“-Funktion dar, die durch die Führungsnasen 556 der Klauenkupplungsringe 560, die sich durch ähnlich geformte Ausschnitte 340' in dem Außengehäuse 334` hindurch erstrecken, zusammen mit dem Kämmeingriff der äußeren Keilverzahnungen 562 mit den inneren Keilverzahnungen 342' bereitgestellt wird. 37 zeigt die trennbare Differenzialanordnung 532, bei der ihre Solenoideinheit 80' über eine Passscheibe 570 und einen Sicherungsring 572 in einem Gehäuse 574 befestigt ist, im Zusammenhang mit der komplett zusammengebauten Vorrichtung, wie z. B. einem Getriebegehäuse oder einem Achsgehäuse.
-
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 38 und 39 wird ein Verjüngungsmerkmal im Zusammenhang mit dem Plunger 96` der elektromagnetischen Aktuatoreinheit 80' für die trennbare Differenzialanordnung 532 genauer gezeigt. Es wird angemerkt, dass ein Vorderendabschnitt 96A' verjüngt ist, vorzugsweise im Bereich von 4 Inch bis 10 Inch in Bezug auf einen überragenden Abschnitt des Kerngehäuses 94A'. Es wird auch angemerkt, dass ein Hinterendabschnitt 96B` des Plungers 96' mit einem radialen Flanschabschnitt 541 der Betätigungshülse 540 in Eingriff steht.
-
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 40 der Zeichnungen wird eine siebte nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 632 beschrieben. Wieder werden dieselben Bezugszahlen in diesen Zeichnungen verwendet, um Komponenten der trennbaren Differenzialanordnung 632 zu identifizieren, die hinsichtlich Struktur und/oder Funktion jenen, die zuvor im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen trennbaren Differenzialanordnungen beschrieben wurden, ähneln. Insbesondere stellt 40 einen Kraftübertragungsmechanismus 636 dar, der gemäß der Darstellung allgemein ein Tellerrad 650 und ein glockenförmiges Außengehäuse 652, das zur Drehung um eine gemeinsame Achse „X“ an dem Tellerrad 650 fixiert ist, umfasst. Das Tellerrad 650 ist dazu ausgeführt, von einem Ausgangszahnrad 54 (1) des sekundären Elektromotors 30 angetrieben zu werden. Das Tellerrad 650 und das Außengehäuse 652 definieren ein Paar lateral beabstandeter zylindrischer Ansätze 656A, 656B, auf denen die trennbare Differenzialanordnung 632 durch ein Paar lateral beabstandeter Lageranordnungen 658A, 658B in einem Gehäuse (nicht gezeigt) drehbar gestützt wird. Ein axialer Nabenbereich 652A und ein radialer Ringbereich 652B des Außengehäuses 652 wirken dahingehend mit einem Plattenabschnitt 650A des Tellerrads 650 zusammen, einen inneren Hohlraum 660 zu definieren, in dem der Differenzialmechanismus 638 zur Drehung um die „X“-Achse gestützt wird.
-
Gemäß der Darstellung umfasst der Differenzialmechanismus 638 einen Differenzialträger 662, ein Paar Differenzialritzel 664, die an einer Ritzelwelle 666, deren gegenüberliegende Enden in in dem Differenzialträger 662 ausgebildeten polaren Aussparungen 668 gesichert sind, drehbar befestigt sind, und ein Paar Achskegelräder 670, die jeweils mit beiden Differenzialritzeln 664 kämmen. Ansonsten weist jedes Achskegelrad 670 wie herkömmlich innere Keilverzahnungen 672 auf, die dazu konfiguriert sind, mit äußeren Keilverzahnungen, die an sekundären Achswellen 34 ausgebildet sind, zu kämmen, wodurch der Ausgang des Differenzialmechanismus 638 mit den sekundären Rädern 18 antriebsverbunden wird. Der Differenzialmechanismus 638 wird in dem inneren Hohlraum 660 des Kraftübertragungsmechanismus 636 drehbar gestützt. Mehrere sich axial erstreckende Kupplungszähne 674 sind dahingehend an einer Außenendfläche 676 des Differenzialträgers 662 ausgebildet, ein erstes Kupplungsglied zu definieren, das als eine Flächenkupplung 678 konfiguriert ist.
-
Der fremdkraftbetätigte Trennmechanismus 640 umfasst gemäß der Darstellung allgemein eine elektromagnetische Aktuatoreinheit 680, eine Kupplungseinheit 682 und eine Kupplungsbetätigungseinheit 684. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit 680 weist eine ringförmige Konfiguration auf und ist so ausgerichtet, dass sie ein Ansatzzwischensegment 652C des Außengehäuses 652 umgibt. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit 680 umfasst ein Solenoid 692, ein Zweischalenpol- oder -kerngehäuse 694, das das Solenoid 692 einhaust und umgibt, und einen Plunger 696, der an einer Betätigungshülse 690 zur axialen Gleitbewegung gestützt wird. Zusätzlich zu dem Flächenkupplungsring 678 an dem Differenzialträger 662 umfasst die Kupplungseinheit 682 auch ein zweites Kupplungsglied, das als eine verstellbare Kupplungshülse 600 gezeigt wird und das dazu konfiguriert ist, sich mit dem Außengehäuse 652 des Kraftübertragungsmechanismus 636 zu drehen und sich axial bezüglich des Flächenkupplungsrings 678 zu bewegen. Die verstellbare Kupplungshülse kann mehrere mit äußeren Keilverzahnungen versehene Quadranten (z. B. wie in 4), die auf einer Außenfläche 604 eines Hülsenabschnitts der verstellbaren Kupplungshülse 600 ausgebildet sind, umfassen. Des Weiteren kann der axiale Bereich 652A des Außengehäuses 652 mehrere mit inneren Keilverzahnungen versehene Quadranten zum Kämmen mit den mit äußeren Keilverzahnungen versehenen Quadranten umfassen, durch die die verstellbare Kupplungshülse 600 zur gemeinsamen Drehung mit dem Außengehäuse 652 gekoppelt ist, jedoch zu einer axialen Bewegung diesbezüglich fähig ist. Wie bei der sechsten Ausführungsform von 30A bis 39 kann die verstellbare Kupplungshülse 600 mehrere Führungsnasen umfassen, die in Ausschnitten in dem Gehäuse 652 geführt werden.
-
Die Kupplungsbetätigungseinheit 684 umfasst allgemein eine Beaufschlagungsplatte 616, eine erste Betätigungsplatte 618, eine zweite Betätigungsplatte 619, ein Axiallager 620, das zwischen der ersten und der zweiten Betätigungsplatte 618, 619 positioniert ist, und eine Lagerplatte 621. Die Beaufschlagungsplatte 616 steht mit der Betätigungshülse 690 in Eingriff. Eine Vorspannanordnung (nicht gezeigt) ist dazu konfiguriert, die verstellbare Kupplungshülse 100 in eine getrennte Stellung, in der sie von dem Differenzialträger 662 beabstandet ist, vorzuspannen. Die Lagerplatte 621 ist dazu konfiguriert, die verstellbare Kupplungshülse 600 als Reaktion auf eine zugeordnete Bewegung der Beaufschlagungsplatte 616 und der Betätigungshülse 690/des Plungers 696 in Eingriff zu nehmen und zu bewegen. Ein Verbindungselement 623 erstreckt sich durch die Lagerplatte 621 und die Kupplungshülse 600 und verbindet diese.
-
Gemäß einer bevorzugten Betriebskonfiguration ist die trennbare Differenzialanordnung 632 normalerweise in einem getrennten Modus betreibbar, wenn sich die elektromagnetische Aktuatoreinheit 680 in einem „ausgeschalteten“ Betriebszustand befindet, und kann als Reaktion darauf, dass die elektromagnetische Aktuatoreinheit 680 in einen „eingeschalteten“ Zustand versetzt wird, in einen verbundenen Modus umgeschaltet werden. Spezifischer befindet sich die Kupplungseinheit 682 in einem „freigegebenen“ Betriebszustand, wenn der getrennte Modus herbeigeführt ist, und befindet sich in einem „eingerückten“ Betriebszustand, wenn der verbundene Modus herbeigeführt ist. Der freigegebene Zustand der Kupplungseinheit 682 ist herbeigeführt, wenn die Vorspannanordnung die Kupplungshülse 600 in einer eingezogenen Stellung positioniert, in der ihre Klauenzähne 612 aus dem Eingriff mit den Kupplungszähnen 674 an der Flächenkupplungsscheibe 678 verlagert sind. Solch eine axiale Bewegung der verstellbaren Kupplungshülse 600 in ihre eingezogene Stellung bewirkt, dass der Plunger 696 aufgrund der über die Kupplungsbetätigungseinheit 684 dazwischen hergestellte Verbindung zur axialen Bewegung in eine nicht betätigte Stellung bezüglich des Solenoids 692 gezwungen wird. Wenn die Klauenscheibenkupplungshülse 600 in ihrer eingezogenen Stellung positioniert ist, ist der Differenzialträger 662 nicht mit dem Außengehäuse 652 antriebsverbunden, wodurch der Differenzialmechanismus 38 von dem Kraftübertragungsmechanismus 636 entkoppelt ist. Also wird kein Antriebsmoment von dem sekundären Elektromotor 630 durch die trennbare Differenzialanordnung 632 auf die sekundären Räder 618 übertragen.
-
Wenn Drehmoment von dem sekundären Elektromotor 630 auf die sekundären Räder 618 übertragen werden soll, wird die trennbare Differenzialanordnung 632 durch Umschalten der elektromagnetischen Aktuatoreinheit 680 in ihren eingeschalteten Zustand zur Bestromung des Solenoids 692 in ihren verbundenen Modus umgeschaltet. Der bei Bestromung des Solenoids 692 erzeugte Magnetkreis bewirkt, dass sich der magnetische Plunger 696 axial aus seiner nicht betätigten Stellung in eine betätigte Stellung bewegt, wodurch wiederum bewirkt wird, dass sich die Klauenscheibenkupplungshülse 600 aus ihrer eingezogenen Stellung in eine ausgezogene Stellung bewegt, in der ihre Klauenzähne 612 mit den Kupplungszähnen 674 an der Flächenkupplungsscheibe 678 in Eingriff stehen. Solch eine Bewegung des Plungers 696 in seine betätigte Stellung und der Klauenscheibenkupplungshülse 600 in ihre ausgezogene Stellung aufgrund der Bestromung des Solenoids 692 erfolgt entgegen der Vorspannung, die von dem Vorspannelement darauf ausgeübt wird. Wenn die Klauenscheibenkupplungshülse 600 in ihrer ausgezogenen Stellung positioniert ist und gehalten wird, ist der Differenzialträger 662 mit dem Außengehäuse 652 antriebsverbunden, wodurch der Differenzialmechanismus 638 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 636 gekoppelt ist. Somit wird von dem sekundären Elektromotor 630 erzeugtes Antriebsmoment von der trennbaren Differenzialanordnung 632 auf die sekundären Räder 618 übertragen, um den 4WD-Modus zu erzeugen. Darüber hinaus kann die Regeneration der Kraftzufuhr durch Umschalten der trennbaren Differenzialanordnung 632 in ihren verbundenen Modus gesteuert werden, wenn der sekundäre Elektromotor 630 nicht Drehmoment über eine dem Steuersystem 620 zugeordnete Regenerationssteuerung überträgt.
-
Ein Kontaktstellungssensor 601 ist dahingehend positioniert und funktional betreibbar, die axiale Position der Beaufschlagungsplatte 616 zu erfassen, um gleichermaßen die Stellung der verstellbaren Kupplungshülse 600 entweder in ihrer eingezogenen oder ihrer ausgezogenen Stellung zu erfassen. Das Stellungserfassungssignal wird der Steuerung 620 zur Verwendung beim Steuerungsbetrieb der trennbaren Differenzialanordnung 632 zugeführt.
-
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 41 der Zeichnungen wird eine achte nicht einschränkende Ausführungsform einer trennbaren Differenzialanordnung 732 beschrieben. Wieder werden dieselben Bezugszahlen in diesen Zeichnungen verwendet, um Komponenten der trennbaren Differenzialanordnung 732 zu identifizieren, die hinsichtlich Struktur und/oder Funktion jenen, die zuvor im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen trennbaren Differenzialanordnungen beschrieben wurden, ähneln. Die trennbare Differenzialanordnung 732 ähnelt der siebten Ausführungsform, anstatt jedoch einen Kontaktstellungssensor zu umfassen, der an einer Beaufschlagungsplatte positioniert ist, steht ein Kontaktsensor 701 mit einer Stellungssensorplatte 703, die zwischen dem Außengehäuse 752 und dem Kontaktsensor 701 positioniert ist, in Eingriff.
-
Ein Vorspannelement 705 spannt die Sensorplatte 703 zu dem Kontaktsensor 701 hin vor. Der Kontaktsensor 701 detektiert eine Bewegung der Kupplungshülse 700 als Reaktion auf eine Detektion einer zugeordneten Bewegung einer Translationsplatte 707, die sich mit der Kupplungshülse 700 bewegt und die mit der Stellungssensorplatte 703 in Eingriff gelangt. Des Weiteren nimmt die Betätigungshülse 790 anstatt der Ineingriffnahme einer Beaufschlagungsplatte 616 direkt eine Druckplatte 721 in Eingriff, um schließlich für eine Bewegung der Kupplungshülse 700 zu sorgen. Des Weiteren ist die Translationsplatte 707 zwischen der Druckplatte 721 und der Kupplungshülse 700 positioniert und erstreckt sich über das Außengehäuse 752 in den Eingriff mit der Stellungssensorplatte 703.
-
Es werden beispielhafte Ausführungsformen von trennbaren Differenzialanordnungen der Art, die zur Verwendung bei elektrisch betriebenen Fahrzeugantriebssträngen konfiguriert ist, bereitgestellt, damit diese Offenbarung ausführlich ist und dem Fachmann den beabsichtigten Schutzumfang vollumfänglich vermittelt. Es werden zahlreiche spezielle Details angeführt, wie z. B. Beispiele spezieller Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um für ein tiefgehendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass spezielle Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen auf viele verschiedene Weisen ausgestaltet werden können und dass nichts davon so ausgelegt werden sollte, dass es den Schutzumfang der Offenbarung einschränken könnte. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht detailliert beschrieben.
-
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine/r“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas Anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassen(d)“, „enthalten(d)“ und „aufweisen(d)“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Arbeitsgänge dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen erörterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht speziell als die Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass weitere oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
-
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es bzw. sie sich direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
-
Obgleich hier die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und sonstige hier verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erörtert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
-
Sich auf Raum beziehende Begriffe wie „innere(r)“, „äußere(r)“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, leichter zu beschreiben. Sich auf Raum beziehende Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung mit umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten sich auf den Raum beziehenden beschreibenden Begriffe werden entsprechend ausgelegt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 63/116999 [0001]
- US 63/156389 [0001]