DE69408343T2

DE69408343T2 - Übertragungssystem

Info

Publication number: DE69408343T2
Application number: DE69408343T
Authority: DE
Inventors: Jun Aoki; Isamu Hashizume; Katsuhiko Masuda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2014-02-26
Also published as: EP0612929A3; CA2116411C; EP0612929A2; EP0612929B1; DE69408343D1; KR940020017A; US5464084A; CA2116411A1; KR0126648B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, das eine Pilotkupplung, die durch ein Betätigungselement in einen Eingriffszustand gebracht wird, ein Anlaufmittel, das durch eine Eingriffskraft der Pilotkupplung betätigt wird, ein Druckelement, das von dem Anlaufmittel angetrieben und bewegt wird, sowie eine Hauptkupplung, die durch Bewegung des Druckelements in einen Eingriffszustand gebracht wird, aufweist, wobei das Anlaufmittel einen durch die Pilotkupplung gehaltenen ersten Anlaufring, einen an dem Druckelement vorgesehenen zweiten Anlaufring sowie ein Wälzelement aufweist, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anlaufring angeordnet ist, um die Relativdrehung der Anlaufringe in einen Schub zu wandeln.

Beschreibung vom Stand der Technik

Derartige Verbindungssysteme sind bereits bekannt und in den japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nummern 219123/91 und 107347/92 beschrieben. Diese herkömmlichen Verbindungssysteme wurden bei einem Differentialbewegungs-Begrenzungsmechanismus in einem Differential in einem Automobil verwendet, um den Differentialbewegungs-Begrenzungsmechanismus zu steuern, in dem eine Eingriffskraft der Pilotkupplung verwendet wurde, um die Hauptkupplung in ihren Eingriffszustand zu bringen.
Bei den obigen herkömmlichen Verbindungssystemen kann in einigen Fällen in der Pilotkupplung aufgrund der Viskosität des Öls, insbesondere bei niedriger Temperatur oder dergleichen ein Schleppmoment entstehen. Dieses Schleppmoment kann auf den ersten Anlaufring wirken, was eine Relativdrehung zwischen beiden ersten und zweiten Anlaufringen erzeugt, wodurch die Hauptkupplung in ihren Eingriffszustand gebracht wird und eine Differentialbewegungs-Begrenzungskraft erzeugt wird, die größer als notwendig ist.
Die US-4 645 049 offenbart ein Verbindungssystem mit einer ersten Kupplung, die durch eine Ausrücklager in einen Eingriffszustand gebracht wird, einen Schuberzeuger, der durch eine Eingriffskraft der ersten Kupplung betätigt wird, eine Druckplatte, die durch den Schuberzeuger angetrieben und bewegt wird, sowie eine zweite Kupplung, die durch Bewegung der Druckplatte in einen Eingriffszustand gebracht wird. Der Schuberzeuger umfaßt eine durch die erste Kupplung gehaltene erste Anlaufplatte, eine an der Druckplatte vorgesehene zweite Anlaufplatte und zwischen der ersten und der zweiten Anlaufplatte angeordnete Schubkugeln, um die Relativdrehung beider Anlaufplatten in einen Schub zu wandeln. Das System umfaßt ferner eine Kupplungsfeder zum Spannen der Druckplatte und der ersten Anlaufplatte in Richtung gegenseitiger Abstützung, um zwischen der Druckplatte und der ersten Anlaufplatte durch die Abstützung eine Reibkraft zu erzeugen, sowie zur freien Bewegung eine Längsverzahnungsverbindung zwischen der ersten Anlaufplatte und einer weiteren Scheibe, um bei Betrieb der Anlaufplatten eine Totzone vorzusehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Betätigung eines Anlaufmechanismus aufgrund des Schleppmoments in der Pilotkupplung zu begrenzen, um die Eingriffskraft der Hauptkupplung zu stabilisieren.
Um das obige Ziel zu erreichen, wird nach der vorliegenden Erfindung ein Verbindungssystem vorgeschlagen, das eine Pilotkupplung, die durch ein Betätigungselement in einen Eingriffszustand gebracht wird, ein Anlaufmittel, das durch eine Eingriffskraft der Pilotkupplung betätigt wird, ein Druckelement, das durch das Anlaufmittel angetrieben und bewegt wird, sowie eine Hauptkupplung aufweist, wobei das Anlaufmittel einen durch die Pilotkupplung gehaltenen ersten Anlaufring, einen an dem Druckelement vorgesehenen zweiten Anlaufring sowie ein Wälzelement aufweist, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anlaufring angeordnet ist, um die Relativdrehung der beiden Anlaufringe in einen Schub zu wandeln, dadurch gekennzeichnet, daß
das System ferner ein Spannmittel aufweist, um das Druckelement und den ersten Anlaufring in Richtung gegenseitiger Abstützung zu spannen, um zwischen dem Druckelement und dem ersten Anlaufring eine Reibkraft zu erzeugen, wenn die Pilotkupplung außer Eingriff ist, und um die Hauptkupplung in einem ersten Eingriffszustand zu halten,
wobei die Hauptkupplung durch eine durch das Anlaufmittel verursachte Bewegung des Druckelements in einen zweiten Eingriffszüstand gebracht wird.
Mit der obigen Konstruktion ist es möglich, den ersten Anlaufring und das Druckelement in integrale Anlage aneinander zu bringen, in dem das Druckelement und der erste Anlaufring durch das Spannmittel aufeinander zu gespannt werden, um hierdurch eine Reibkraft zwischen dem Druckelement und dem ersten Anlaufring durch deren gegenseitige Abstützung zu erzeugen. Auch wenn daher der erste Anlaufring die Neigung hat, sich durch ein in der Pilotkupplung erzeugtes Schleppmoment relativ zu dem zweiten Anlaufring zu drehen, wird eine sich ergebende Rückhaltekraft den Betrieb des Anlaufmittels hemmen. Somit wird die Eingriffskraft der Hauptkupplung stabilisiert.
Zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion kann der zweite Anlaufring relativ beweglich an dem Druckelement gehaltert sein, und es kann ein Spalt zwischen dem Druckelement und dem zweiten Anlaufring ausgebildet sein, wenn sich die Pilotkupplung in einem nicht eingerückten Zustand befindet. Mit dieser Konstruktion kann der zweite Anlaufring mit einem Spiel versehen sein, um in dem Anlaufmittel eine Totzone oder einen Totbereich auszubilden, um hierdurch einen plötzlichen Eingriff der Hauptkupplung zu verhindern.
Wenn zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion die Hauptkupplung durch das Spannmittel in eine Eingriffsrichtung gespannt wird, kann die Hauptkupplung ohne Betätigung der Pilotkupplung eine Eingriffskraft erzeugen. Wenn das erfindungsgemäße Verbindungssystem beispielsweise bei einem Automobil verwendet wird, ist es möglich, die Stabilität des Automobils gegen Seitenwind während Fahrt des Automobils mit hoher Geschwindigkeit zu verbessern, und darüber hinaus den Verschleiß und die Abnutzung des Betätigungselements für die Pilotkupplung zu verhindern.
Wenn ferner, zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion, ein Phasenwinkeleinstellmittel zum Zentrieren des ersten und zweiten Anlaufrings vorgesehen ist, ist es möglich, unabhängig von der Richtung der Relativdrehung beider Anlaufringe die Hauptkupplung mit gleichem Ansprechverhalten in ihren Eingriffszustand zu bringen.
Wenn ferner, zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion, ein Begrenzungsmittel zum Begrenzen eines oberen Grenzwinkels der Relativdrehung zwischen den ersten und zweiten Anlaufringen vorgesehen wird, ist es möglich, eine übermäßige Zunahme des Winkels der Relativdrehung zwischen beiden Anlaufringen zu vermeiden, um ein Sperren der Hauptkupplung zu verhindern.
Wenn ferner, zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion, die Anzahl der Vorsprünge von Kupplungsscheiben der Pilotkupplung, die in am ersten Anlaufring des Anlaufmechanismus ausgebildete Verzahnungsnuten eingreifen, kleiner ist als die Anzahl der Nuten in der Verzahnung, können die Vorsprünge brechen, um Beschädigungen zu minimieren, wenn an die Pilotkupplung eine zu hohe Last angelegt wird. Ferner ist es möglich, die Schmierung der Pilotkupplung durch Öl zu verbessern, das in diesen Verzahnungsnuten, in die keine Vorsprünge eingreifen, zurückgehalten wird.
Wenn ferner, zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion, Nuten in Vorsprüngen von Kupplungsscheiben der Pilotkupplung ausgebildet sind, die in am ersten Anlaufring des Anlaufmechanismus ausgebildete Verzahnungsnuten eingreifen, können die Vorsprünge an ihren Nuten brechen, um Beschädigungen zu minimieren, wenn an die Pilotkupplung eine zu hohe Last angelegt wird. Darüber hinaus ist es möglich, die Schmierung der Pilotkupplung durch Öl zu verbessern, das in den Nuten in den Vorsprüngen zurückgehalten wird.
Wenn ferner das Begrenzungsmittel eine das Wälzelement tragende Anlaufnut und einen in die Anlaufnut eingreifenden Vorsprung aufweist, wobei dieser Vorsprung radial außerhalb des in der Anlaufnut gehaltenen Wälzelements angeordnet ist, läßt sich verhindern, daß das Wälzelement durch Zentrifugalkraft ausgeworfen wird.
Ferner kann das Verbindungssystem, zusätzlich zur oben vorgeschlagenen Konstruktion, ein Gehäuse aufweisen, das drehbar ist und das die Pilotkupplung, einen durch ein Solenoid angezogenen und bewegten Anker, um die Pilotkupplung in ihren Eingriffszustand zu bringen, das Anlaufmittel, das Druckelement und die Hauptkupplung aufnimmt. Ein Außenumfang des Ankers kann mit dem Gehäuse derart in Eingriff treten, daß die Relativdrehung des Ankers relativ zu dem Gehäuse begrenzt ist und die Axialbewegung relativ zu dem Gehäuse möglich ist. Mit dieser Konstruktion läßt sich nicht nur die Auslenkung des Ankers reduzieren, um dessen Drehung zu stabilisieren, sondern auch der Anker von dem ersten Anlaufring trennen, um das Trägheitsmoment des ersten Anlaufrings zu reduzieren, um hierdurch die Belastung der Pilotkupplung zu reduzieren.
Wenn ferner der Außenumfang des Ankers mit dem Gehäuse in Eingriff steht, wobei die Wälzelemente dazwischen angeordnet sind, läßt sich der Anker leichtgängig bewegen und läßt sich darüber hinaus die Kontaktfläche zwischen dem Gehäuse und dem Anker reduzieren, um ein Abnehmen der Magnetkraft des Solenoids zu verhindern.
Wenn ferner das Bewegungsende des Ankers durch eine an dem Gehäuse befestigte C-Klemme begrenzt ist, und ein Spalt zwischen offenen Enden der C-Klemme kleiner festgelegt ist als der Außendurchmesser des Wälzelements, läßt sich das Wälzelement unter Verwendung der C-Klemme zurückhalten, um das Bewegungsende des Ankers zu begrenzen und um darüber hinaus zu verhindern, daß das Wälzelement aus den offenen Enden der C- Klemme herausfällt.
Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figuren 1 bis 10 zeigen eine erste Ausführung mit Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Differentialbewegungs- Begrenzungsmechanismus in einem Automobil, wobei
Figur 1 ist eine Längschnittansicht eines hinteren Differentials;
Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in Figur 1;
Figur 3 ist eine Schnittansicht entlang Linie 3-3 in Figur 1;
Figur 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines in Figur 1 gezeigten wesentlichen Abschnitts;
Figur 5 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in Figur 4;
Figur 6 ist eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 in Figur 4;
Figur 7 ist eine Schnittansicht entlang Linie 7-7 in Figur 6;
Figur 8 ist eine Schnittansicht entlang Linie 8-8 in Figur 4;
Figur 9 ist eine Ansicht ähnlich Figur 8 zum Erläutern des Betriebs;
Figur 10 ist eine Teilperspektivansicht eines Anlaufmechanismus;
Figuren 11 und 12 zeigen eine zweite Ausführung mit Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Differentialbewegungs- Begrenzungsmechanismus in einem Automobil, wobei
Figur 11 ist eine Teilschnittansich ähnlich Figur 4;
Figur 12 ist eine Schnittansicht entlang Linie 12-12 in Figur 11.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den Figuren 1 bis 10 beschrieben.
Figur 1 zeigt ein hinteres Differential D in einem Automobil, das mit einem Differentialbewegungs-Begrenzungsmechanismus ausgestattet ist. Das hintere Differential D hat ein Differentialgehäuse 1, das axial in vier Teile unterteilt ist, das heißt, es enthält ein linkes Gehäuse 2, ein Zwischengehäuse 3, ein Mittelgehäuse 4 und ein rechtes Gehäuse 5, die einstückig miteinander gekoppelt sind. An dem Mittelgehäuse 4 ist ein Folgerkegelrad 6 befestigt und kämmt mit einem Antriebskegelrad (nicht gezeigt) und wird von diesem angetrieben. Das Antriebskegelrad ist am hinteren Ende einer Kardanwelle (nicht gezeigt) vorgesehen, das in Längsrichtung eines Fahrzeugrumpfs verläuft. Eine linke Achse 7 ist in dem linken Gehäuse 2 drehbar gehalten und mit einem linken Hinterrad (nicht gezeigt) verbunden. Eine rechte Achse 8 ist an dem rechten Gehäuse 5 drehbar gehalten und mit einem rechten Hinterrad verbunden (ebenfalls nicht gezeigt).
Wie unter Bezug auf die Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist in dem Differentialgehäuse 1 ein Differential P vom Planetengetriebetyp aufgenommen, um eine zugeführte Antriebskraft in dem Differentialgehäuse 1 zu den linken und rechten Achsen 7 und 8 zu übertragen und um eine Drehzahldifferential zwischen den Achsen 7 und 8 auszugleichen. Das Differential P enthält einen Planeten- radträger 91 der durch Längsverzahnung mit der rechten Achse 8 gekoppelt ist. Drei Paare von äußeren Planetenradwellen 10 und inneren Planetenradwellen 11 sind mit Abständen von jeweils 120º an dem Planetenradträger 9 vorgesehen.
Ein äußeres Planetenrad 12, das an der äußeren Planetenradwelle 10 gelagert ist, kämmt mit einem Ringrad 13, das um einen Innenumfang des Mittelgehäuses 4 herum ausgebildet ist, und mit einem inneren Planetenrad 14, das an der inneren Planetenradwelle 11 gelagert ist. Zusätzlich zu dem äußeren Planetenrad 12 kämmt das innere Planetenrad 14 mit einem Sonnenrad 16, das um einen Außenumumfang am rechten Ende einer Buchse 15 herum ausgebildet ist, die mit der linken Achse 7 durch Längsverzahnung gekoppelt ist.
Nachfolgend wird die Struktur einer Hauptkupplung Mc beschrieben, die dazu dient, das Mittelgehäuse 4, welches das Ringrad 13 aufweist, mit der Buchse 15, welche das Sonnenrad 16 aufweist, in integralen Eingriff miteinander zu bringen, um eine Differentialbewegungs-Begrenzungskraft zu erzeugen.
Zu Figur 4. Mehrere äußere Hauptkupplungsscheiben 18 sind axial verschiebbar in einer Verzahnung 17 gehalten, die um einen Innenumfang des Mittelgehäuses 4 herum ausgebildet ist. Mehrere innere Hauptkupplungsscheiben 19 sind axial verschiebbar in einer Verzahnung 20 gehalten, die um einen Außenumfang der Buchse 15 herum ausgebildet ist. Die inneren Hauptkupplungsscheiben 19 liegen abwechselnd auf den äußeren Hauptkupplungsscheiben 18 auf. Eine Anschlagringplatte 21 ist an der rechten Seite der äußerst rechten äußeren Hauptkupplungsscheibe 18 angeordnet, und ihr Außenumfang ist an der Verzahnung 17 des Mittelgehäuses 4 gehalten. Die Anschlagplatte 21 ist zusammen mit den äußeren Hauptkupplungsscheiben 18 und den inneren Hauptkupplungsscheiben 17 axial verschiebbar. Die Schiebebewegung der Anschlagplatte 21 ist auf einen Bereich zwischen einen Paar von C-Klemmen 37 und 38, welche in die Verzahnung 17 eingreifen, begrenzt. Eine Anschlagringplatte 22, die nachfolgend beschrieben wird, ist an der linken Seite der äußerst linken inneren Hauptkupplungsscheibe 19 angeordnet.
Eine Tellerfeder 23 ist zwischen einer an der rechten Seite der Anschlagplatte 21 ausgebildeten Anschlagstufe 21&sub1; und einer am Innenumfang des Mittelgehäuses 4 ausgebildeten Anschlagstufe 4&sub1; angeordnet. Die Tellerfeder 23 spannt die Anschlagplatte 21 nach links, d.h. in eine Richtung, um die äußeren Hauptkupplungsscheiben 18 und die inneren Hauptkupplungsscheiben 19 in Kontakt miteinander zu bringen, um hierdurch zu bewirken, daß die Hauptkupplung Mc eine Anfangseingriffskraft erzeugt.
In einem Zustand, in dem die Hauptkupplung Mc die Anfangseingriffskraft erzeugt, ist zwischen dem Außenumfang der Anschlagplatte 21 und der rechten C-Klemme 38 ein Spalt α&sub1; ausgebildet, der eine nach rechts gerichtete Bewegung der Anschlagplatte 21 gestattet. Ein kleiner Spalt α&sub2;, der eine nach links gerichtete Bewegung der Anschlagplatte 21 gestattet, ist zwischen dem Außenumfang der Anschlagplatte 21 und der linken C- Klemme 37 ausgebildet. Der Spalt α&sub1;, der die nach links gerichtete Bewegung der Anschlagplatte 21 gestattet, ist kleiner als ein Spalt zwischen der rechten Seite der Anschlagplatte 21 und einer linken Seite des Planetenradträgers 9, um hierdurch einen Kontakt zwischen der Anschlagplatte 21 und dem Planetenradträger 9 während des Eingriffs der Hauptkupplung Mc zu vermeiden.
Nachfolgend wird die Struktur einer Pilotkupplung Pc beschrieben, die bewirkt, daß die Hauptkupplung Mc eine Eingriffskraft erzeugt.
Zu Figur 4. Mehrere äußere Pilotkupplungsscheiben 25 sind axial verschiebbar an einer Verzahnung 24 gehalten, die um einen Innenumfang des Zwischengehäuses 3 herum ausgebildet ist. Mehrere innere Pilotkupplungsscheiben 26 sind axial verschiebbar an einer Verzahnung 28 gehalten, die um einen ersten Anlaufring 27 herum ausgebildet ist, der nachfolgend beschrieben wird. Die inneren Pilotkupplungsscheiben 26 liegen abwechselnd auf den äußeren Pilotkupplungsscheiben 25 auf. Ein Ringanker 29 ist axial verschiebbar an der rechten Seite der äußerst rechten äußeren Pilotkupplungsscheibe 25 gehalten, um die äußeren Pilotkupplungsscheiben 25 und die inneren Pilotkupplungsscheiben 26 durch Zusammenwirken mit der rechten Seite des linken Gehäuses 2 einzuklemmen.
Eine Solenoid 31 ist an einem Außenumfang des linken Gehäuses 2 mit 2 dazwischen angeordneten Kugellagern 30 gehalten. Das Solenoid 31 wird durch einen Befehl von einer nicht gezeigten Steuereinheit erregt, um durch Magnetkraft des Solenoids 31 den Anker 29 nach links zu ziehen. Dies bewirkt, daß die äußeren Pilotkupplungsscheiben 25 und die inneren Pilotkupplungsscheiben 26 aneinander anliegen, um die Pilotkupplung Pc einzurücken.
Wie auch unter Bezug auf Figur 5 ersichtlich, sind mehrere (z.B. zwei oder vier) Kugelnuten 29&sub1; in einem Außenumfang des Ankers 29 festgelegt. Kugeln 36 stehen mit den Kugelnuten 29&sub1; und der ihr gegenüberliegenden Verzahnung 24 in Eingriff. Dies verhindert, daß sich der Anker 29 relativ zu dem Zwischengehäuse 3 dreht, ermöglicht jedoch eine leichtgängige axiale Verschiebebewegung des Ankers 29. Das Ende der Rechtsbewegung des Ankers 29 ist durch eine C-Klemme 32 begrenzt, die in die Verzahnung 24 eingreift. Diese C-Klemme 32 wirkt auch als Element zum Verhindern, daß die Kugeln 36 herausfallen. In diesem Fall wird das Herausfallen der Kugeln 36 aus den offenen Enden 32&sub1; der C-Klemme 32 verhindert, in dem zwischen den offenen Enden 32&sub1; der C-Klemme 22 ein Spalt β mit einem Maß ausgebildet wird, der kleiner als der Durchmesser der Kugel 36 ist.
Durch Sperren des Außenumfangs des Ankers 29 zu einer Seite des Differentialgehäuses 21 mit den dazwischen angeordneten Kugeln 36 kann das Trägheitsmoment des ersten Anlaufrings 27 reduziert werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem der Innenumfang des Ankers 29 zu einer Seite des ersten Anlaufrings 27 hin gesperrt ist. Daher läßt sich verhindern, daß in der Hauptkupplung Mc ein unnötiger Eingriff erzeugt wird, und läßt sich die Belastung der Pilotkupplung Pc während des Eingriffs der letzteren reduzieren, und darüber hinaus läßt sich ein Auslenken des Ankers 29 verhindern, um die Drehung der letzteren zu stabilisieren. Weil darüber hinaus der Anker 29 und das Differentialgehäuse 1 durch die Kugeln mit einer kleinen Kontaktfläche miteinander in Kontakt sind, läßt sich nicht nur der Anker 29 leichtgängig axial bewegen, sondern auch ein Entweichen der Magnetkraft verhindern, um hierdurch eine Reduktion der Anziehungskraft des Solenoids 31 zu verhindern.
Nachfolgend wird die Struktur eines Anlaufmechanismus C beschrieben, um die Eingriffskraft für die Pilotkupplung Pc zu deren Übertragung zu der Hauptkupplung Mc zu erhöhen.
Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, umfaßt der Anlaufmechanismus C den ersten Anlaufring 27, einen zweiten Anlaufring 33 und eine Mehrzahl von Kugeln 34. Der erste Anlaufring 27 ist relativ drehbar um den Außenumfang der Buchse 15 herum gehalten, wobei seine linke Endseite an einer rechten Endseite des linken Gehäuses 2 über ein Schublager 35 gehalten wird. Der zweite Anlaufring 33 ist axial verschiebbar über eine Längsverzahnung mit dem Außenumfang der Buchse 15 gekoppelt, und ferner ist die Druckplatte 22 axial verschiebbar über eine Längsverzahnung mit einem Außenumfang des zweiten Anlaufrings 33 gekuppelt.
Wie unter Bezug auf die Figuren 8 bis 10 ersichtlich, sind in einer rechten Endseite des ersten Anlaufrings 27 und einer linken Endseite des zweiten Anlaufrings 33 sechs Anlaufnuten 27&sub1; bzw. 33&sub1; festgelegt. Die als Wälzelemente dienenden Kugeln 34 sind jeweils zwischen den Anlaufnuten 27&sub1; und den Anlaufnuten 33&sub1; eingeklemmt. Sechs Vorsprünge 22&sub1;, die jeweils eine scharfe Endspitze aufweisen, sind an einer Endspitze eines Ansatzabschnitts vorgesehen, der vön einem Mittelabschnitt der Druckplatte 22 nach links ragt, und greifen jeweils in die sechs Anlaufnuten 27&sub1; in dem ersten Anlaufring 27 ein. Die Bildung der Anlaufnuten 27&sub1; in dem ersten Anlaufring 27, in die die Vorsprünge 22&sub1; der Druckplatte 22 eingreifen, können auch dazu beitragen, ein Trägheitsmoment des ersten Anlaufrings 27 zu reduzieren.
Der über Längsverzahnung mit der Buchse 15 gekoppelte zweite Anlaufring 33, die über Längsverzahnung mit dem zweiten Anlaufring 33 gekoppelte Druckplatte 22 und der erste Anlaufring 27, der mit dem zweiten Anlaufring 33 durch die Kugeln 34 und die Anlaufnuten 27&sub1; und 33&sub1; verbunden ist und auch mit der Druckplatte 22 durch die Vorsprünge 22&sub1; und die Anlaufnuten 27&sub1; verbunden ist, drehen sich alle gemeinsam mit der Buchse 15.
Wie aus den Figuren 4, 6 und 7 ersichtlich, ist die Anzahl der Vorsprünge 26&sub1; zum Kuppeln der inneren Pilotkupplungsscheiben 26 mit der Verzahnung 28 des ersten Anlaufrings 27 kleiner festgelegt (z.B. insgesamt 8) als die Anzahl der Nuten in der Verzahnung 28. Ferner sind Nuten 26&sub2; in gegenüberliegenden Flächen eines Basisabschnitts jedes Vorsprungs 26&sub1; festgelegt. Wenn daher auf die Pilotkupplung Pc eine übermäßige Belastung einwirkt, dann bricht der Vorsprung 26&sub1; an der Nut 26&sub2;, um hierdurch die Beschädigung des gesamten hinteren Differentials D minimieren zu können, um ein Blockieren des Differentials zu verhindern.
Das Nutenpaar 26&sub2; in der inneren Pilotkupplungsscheibe 26 trägt dazu bei, die Schmierung der Pilotkupplung Pc durch darin rückgehaltenes Öl zu verbessern. Auch die Verzahnungsnuten in dem ersten Anlaufring 27, in die keine Vorsprünge 26&sub1; der inneren Pilotkupplungsscheibe 26 eingreifen, tragen dazu bei, die Schmierung der Pilotkupplung Pc durch darin rückgehaltenes Öl zu verbessern.
Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist die Druckplatte 22 am rechten Ende ihres Innenumfangs mit einem Stufenabschnitt 22&sub2; ausgebildet, der sich gegen ein rechtes Ende des zweiten Rings 33 abstützen kann. Wenn sich die Hauptkupplung Mc unter dem Einfluß einer Spannkraft der Tellerfeder 23 in einem Anfangseingriffszustand befindet, ist zwischen dem zweiten Anlaufring 33 und dem Stufenabschnitt 22&sub2; ein kleiner Spalt α&sub3; ausgebildet.
Wie aus Figur 9 ersichtlich, ist an gegenüberliegenden Enden der Anlaufnut 27&sub1; in dem ersten Anlaufring 27 ein Paar von Stufenabschnitten 27&sub2; ausgebildet, so daß der Vorsprung 22&sub1; der Druckplatte 22, die sich gemeinsam mit dem zweiten Anlaufring 33 dreht, in Abstützung gegen die Stufenabschnitte 27&sub2; gebracht werden kann, um einen Grenzwinkel relativer Drehung der ersten und zweiten Anlaufringe 27 und 33 festzulegen.
Nachfolgend wird der Betrieb der Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion beschrieben.
Falls die Belastungen der linken und rechten Achsen 7 und 8 einander gleich sind, wenn eine Antriebskraft des Motors durch das Folgerkegelrad 6 auf das Differentialgehäuse 1 übertragen wird, wird die Drehung des Differentialgehäuses 1 durch das Ringrad 13, das äußere Planetenrad 12, das innere Planetenrad 14, das Sonnenrad 16 und die Buchse 15 auf die linke Achse 7 übertragen, und auch von dem äußeren Planetenrad 12 und dem inneren Planetenrad 14 durch den Planetenradträger 9 auf die rechte Achse 8, um beide Achsen 7 und 8 mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen. Wenn zwischen den Belastungen der linken und rechten Achsen 7 und 8 ein Unterschied entsteht, wird die Drehung des Differentialgehäuses 1 unterschiedlich auf die linken und rechten Achsen 7 und 8 verteilt, und zwar durch die Relativdrehung des Ringrads 13 und des Sonnenrads 16, die durch die Drehungen und Umdrehungen der Planetenräder 12 und 14 erzeugt wird.
Wenn das Solenoid 31 der Pilotkupplung Pc erregt wird, um die Differentialbewegung zwischen den linken und rechten Achsen 7 und 8 zu begrenzen, wird der Anker 29 durch das Solenoid 31 angezogen und nach links bewegt, so daß die äußeren Pilotkupplungsscheiben 25 und die inneren Pilotkupplungsscheiben 26 miteinander in Kontakt gebracht werden. Infolge dessen wird die Pilotkupplung Pc in einen Eingriffszustand gebracht, so daß der erste Anlaufring 27 des Anlaufmechanismus C an dem Zwischengehäuse 3 gehalten wird, d.h. an dem Differentialgehäuse 1. Wenn hierbei eine Differentialdrehung zwischen der mit der linken Achse 7 durch Längsverzahnung gekuppelten Buchse 15 und dem Differentialgehäuse 31 vorliegt, werden die ersten und zweiten Anlaufringe 27 und 28 relativ zueinander gedreht, wie in Figur 9 gezeigt. Infolge dessen drücken die in die ersten Anlaufnuten 27&sub1; in dem ersten Anlaufring 27 gedrückten Kugeln 34 die Anlaufnuten 33&sub1; in den zweiten Anlaufring 33, um zu bewirken, daß der zweite Anlaufring 33 in Richtung nach rechts zu der Hauptkupplung Mc hin bewegt wird.
Wenn sich der zweite Anlaufring 33 nach rechts bewegt hat, wird die Druckplatte 22, deren Stufenabschnitt 22&sub2; gegen das rechte Ende des zweiten Anlaufrings 33 gedrückt wird, nach rechts bewegt. Infolge dessen werden die äußeren Hauptkupplungsscheiben 18 und die inneren Hauptkupplungsscheiben 19 der Hauptkupplung Mc nach rechts gedrückt. Die Anschlagplatte 21 wird entgegen der Spannkraft der Tellerfeder 23 gegen die rechte C-Klemme 38 abgestützt, um hierdurch die Scheiben 18 und 19 in gegenseitiger Abstützung zu bringen. Somit werden das Mittelgehäuse 4, d.h. das Differentialgehäuse 1, und die Buchse 15, d.h. die linke Achse 7, integral miteinander gekoppelt, um das Differential P vom Planetengetriebetyp zu sperren, so daß die Differentialbewegung zwischen den linken und rechten Achsen 7 und 8 begrenzt wird.
In obiger Weise läßt sich eine kleine Eingriffskraft der Pilotkupplung Pc durch den Anlaufmechanismus 10 eine große axiale Schubkraft wandeln, und die Druckplatte 22 kann durch diese Schubkraft betätigt werden, um in der Hauptkupplung Mc eine große Eingriffskraft zu erzeugen.
Hierbei läßt sich die Hauptkupplung Mc leichtgängig in einen Eingriffszustand bringen, und zwar durch Wirkung des Spalts α&sub1;, der zwischen der Anschlagplatte 21 und der C-Klemme 38 ausgebildet ist. Wenn aufgrund plötzlicher Änderung der Radgeschwindigkeit sich die ersten und zweiten Anlaufringe 27 und 33 relativ zueinander drehen, wirkt der Spalt α&sub3;, der zwischen dem zweiten Anlaufring 33 und der Druckplatte 22 ausgebildet ist, als Totzone oder Totbereich des Anlaufmechanismus C. Hierdurch läßt sich ein plötzliches Eingreifen der Hauptkupplung Mc verhindern.
Wenn sich die Hauptkupplung Mc unter dem Einfluß der Spannkraft der Tellerfeder 23 in ihrem Anfangseingriffszustand befinden, wird die Spannkraft der Tellerfeder 23 durch die Anschlagplatte 21, die äußeren Hauptkupplungsscheiben 18, die inneren Hauptkupplungsscheiben 19, die Druckplatte 22, den ersten Anlaufring 27 und das Schublager 35 auf das linke Gehäuse 2 übertragen. Dies erzeugt in der Hauptkupplung Mc eine vorbestimmte Eingriffskraft, um eine Begrenzung der Differentialbewegung durchzuführen, um hierdurch eine Verbesserung der Fahrstabilität zu ermöglichen, beispielsweise, wenn das Fahrzeug während Geradeausfahrt mit hoher Geschwindigkeit Seitenwind ausgesetzt wird. Wenn das Solenoid 31 immer erregt wird, um in der Hauptkupplung Mc eine Eingriffskraft zu erzeugen, um die Stabilität gegen den Seitenwind zu verbessern, können in dem Solenoid 31 durch Anziehen von Eisenpulver und Temperaturanstieg Probleme entstehen. Jedoch lassen sich diese Probleme durch das Erzeugen einer Eingriffskraft in der Hauptkupplung mittels der Tellerfeder 23 vermeiden. Darüber hinaus wird ein Verschleiß des linken Gehäuses 2 vermieden, indem die Last der Tellerfeder 23 durch das Schublager 35 aufgenommen wird.
Wie in Figur 9 gezeigt, erzeugt die Anlage der Vorsprünge 22&sub1; der durch die Tellerfeder 23 vorgespannten Druckplatte 22 gegen die Anlaufnuten 27&sub1; in dem ersten Anlaufring 27, daß sowohl die Druckplatte 22 als auch der erste Anlaufring 27, d.h. sowohl der zweite Anlaufring 33 als auch der erste Anlaufring 27, zu einer Mittelposition hin vorgespannt werden (einer in Figur 8 gezeigten Position). Infolge dessen kann, wenn die Pilotkupplung Pc in ihren Eingriffszustand gebracht wurde, der Anlaufmechanismus C immer mit einem gegebenem Ansprechverhalten betätigt werden, unabhängig von der Richtung der Relativdrehung zwischen den ersten und zweiten Anlaufringen 27 und 33. Wenn darüber hinaus die Neigung besteht, daß der Winkel der Relativdrehung der ersten und zweiten Anlaufringe 27 und 33 über einen akzeptablen Wert hinaus ansteigt, stützt sich der Vorsprung 22&sub1; der Druckplatte 22 gegen einen der Stufenabschnitte 27&sub2; ab, der an gegenüberliegenden Enden der Anlaufnut 27&sub1; ausgebildet ist, um eine übermäßige Winkelzunahme der Relativdrehung zu verhindern. Hierdurch läßt sich ein Sperren des Differentials P vom Planetengetriebetyp durch unnötigen Eingriff der Hauptkupplung Mc verhindern. Ferner befindet sich der Vorsprung 22&sub1; an einer Position zum Abdecken des radial äußeren Abschnitts der Kugel 34 und verhindert hierdurch, daß die Kugel 34 durch Zentrifugalkraft ausgeworfen wird.
Anzumerken ist, daß sich durch Festlegen des Spalts α&sub2;, der zwischen der Anschlagplatte 21 und der C-Klemme 37 gebildet ist, auf ein vorbestimmtes Maß verhindern läßt, daß die Spannkraft der Tellerfeder 23 auf beide Scheiben 18 und 19 wirkt, wenn das Reibmaterial der äußeren Hauptkupplungsscheiben 18 abgenutzt ist, um hierdurch zu verhindern, daß die Metallteile der Scheiben 18 und 19 in Kontakt miteinander gebracht werden.
Figuren 11 und 12 zeigen eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführung stehen mehrere, um den Außenumfang des Ankers 29 herum vorgesehene Vorsprünge 29&sub2; in Gleiteingriff mit der Verzahnung 24 des Zwischengehäuses 3, um eine Drehung des Ankers 29 zu verhindern. Eine Außenumfangsfläche des Ankers 29 ist abgeschrägt, so daß der Durchmesser des Ankers 29 nach rechts hin allmählich abnimmt. Somit steht der Anker 29 an seiner linken Endfläche mit dem größten Durchmesser in Gleitkontakt mit einer Endspitze der Verzahnung 24. Hierdurch läßt sich die Reibkraft gegenüber der Verzahnung reduzieren, während eine ausreichende Fläche an einer dem Solenoid 31 gegenüberliegenden Fläche des Ankers 29 sichergestellt wird, um eine Minderung der Anziehungskraft zu verhindern, und auch, um eine leichtgängige Rückkehr des Ankers 29 zu ermöglichen.
Obwohl die Ausführungen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen begrenzt ist und verschiedene Konstruktionsvarianten möglichsind, ohne vom Umfang der in den Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise läßt sich anstelle des Differentials P vom Planetengetriebetyp dieser Ausführung ein gewöhnliches Differential vom Kegelgetriebetyp verwenden. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Differentialbewegungs-Begrenzungsmechanismus dieser Ausführung beschränkt, sondern ist auch bei einem geeigneten Verbindungssystem anwendbar, um eine Antriebsseite und eine Folgerseite in einer Kraftübertragungsanordnung lösbar zu verbinden.

Claims

1. Verbindungssystem, das eine Pilotkupplung (Pc), die durch ein Betätigungselement (31) in einen Eingriffszustand gebracht wird, ein Anlaufmittel (C), das durch eine Eingriffskraft der Pilotkupplung (Pc) betätigt wird, ein Druckelement (22), das durch das Anlaufmittel (C) angetrieben und bewegt wird, sowie eine Hauptkupplung (Mc) aufweist, wobei das Anlaufmittel (C) einen durch die Pilotkupplung (Pc) gehaltenen ersten Anlaufring (27), einen an dem Druckelement (22) vorgesehenen zweiten Anlaufring (33) sowie ein Wälzelement (34) aufweist, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anlaufring (27, 33) angeordnet ist, um die Relativdrehung der beiden Anlaufringe (27, 33) in einen Schub zu wandeln, dadurch gekennzeichnet, daß

das System ferner ein Spannmittel (23) aufweist, um das Druckelement (22) und den ersten Anlaufring (27) in Richtung gegenseitiger Abstützung zu spannen, um zwischen dem Druckelement (22) und dem ersten Anlaufring (27) eine Reibkraft zu erzeugen, wenn die Pilotkupplung (Pc) außer Eingriff ist, und um die Hauptkupplung (Mc) in einem ersten Eingriffszustand zu halten,

wobei die Hauptkupplung (Mc) durch eine durch das Anlaufmittel (C) verursachte Bewegung des Druckelements (22) in einen zweiten Eingriffszustand gebracht wird.

2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, in dem der zweite Anlaufring (33) an dem Druckelement (22) für einen vorbestimmten Maximalweg (α&sub3;) in einer Richtung relativ beweglich gehalten ist, um zu bewirken, daß das Druckelement (22) zu der Hauptkupplung (Mc) hin einen Schub ausübt.

3. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, in dem das Spannmittel (23) die Hauptkupplung (Mc) in eine Eingriffsrichtung spannt.

4. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner ein Phasenwinkeleinstellmittel umfaßt, um die ersten und zweiten Anlaufringe (27, 33) zu zentrieren.

5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 31 das ferner ein Begrenzungsmittel (27&sub2;) aufweist, um eine Obergrenze eines Relativdrehwinkels zwischen dem ersten und dem zweiten Anlaufring (27, 33) festzulegen.

6. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner an einer Kupplungsscheibe (26) der Pilotkupplung (Pc) vorgesehene Vorsprünge (26&sub1;) aufweist, um in Nuten einer an dem ersten Ring (27) des Anlaufmechanismus (C) gebildeten Verzahnung (28) einzugreifen, wobei die Anzahl der Vorsprünge (26&sub1;) kleiner ist als die Anzahl der Nuten (26&sub2;) der Verzahnung (28).

7. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner Nuten (26&sub2;) aufweist, die in Vorsprüngen (26&sub1;) einer Kupplungsscheibe (26) der Pilotkupplung (Pc) ausgebildet sind, die in Nuten einer an dem ersten Anlaufring (27) des Anlaufmechanismus (C) gebildeten Verzahnung (28) eingreifen.

8. Verbindungssystem nach Anspruch 5, in dem das Begrenzungsmittel (27&sub2;) eine Anlaufnut (27&sub1;) zum Tragen des Wälzelements (34) sowie einen Vorsprung (22&sub1;) zum Eingriff in die Anlaufnut (27&sub1;) aufweist, wobei der Vorsprung (22&sub1;) radial außerhalb des Wälzelements (34) angeordnet ist.

9. Verbindungssystem nach Anspruch 1, in dem das Verbindungssystem ferner ein Gehäuse (3) aufweist, das drehbar ist und das die Pilotkupplung (Pc), einen Anker (29), der von einem Solenoid (31) angezogen und bewegt wird, um die Pilotkupplung (Pc) in einen Eingriffszustand zu bringen, das Anlaufmittel (C), das Spannelement (22) und die Hauptkupplung (Mc) aufnimmt, und in dem ein Außenumfang des Ankers (29) mit dem Gehäuse in einem Zustand in Eingriff steht, in dem die Relativdrehung des Ankers (29) relativ zu dem Gehäuse (3) begrenzt ist und die Axialbewegung des Ankers (29) relativ zu dem Gehäuse (3) möglich ist.

10. Verbindungssystem nach Anspruch 9, in dem der Außenumfang des Ankers (29) durch ein Wälzelement (36) mit dem Gehäuse (3) in Eingriff steht.

11. Verbindungssystem nach Anspruch 10, in dem ein Axialbewegungsende des Ankers (29) durch eine an dem Gehäuse (3) befestigte C-Klemme (32) begrenzt ist und ein Spalt (β) zwischen offenen Enden der C-Klemme (32) kleiner festgelegt ist als ein Außendurchmesser des Wälzelements (36).

12. Verbindungssystem nach Anspruch 1, in dem das Druckelement (22) und der zweite Anlaufring (33) von einander getrennt ausgebildet sind.

13. Verbindungssystem nach Anspruch 12, in dem der zweite Anlaufring (33) radial innerhalb des Druckelements (22) vorgesehen ist und relativ zu dem Druckelement (22) verschiebbar ist.

14. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 12, in dem der erste Anlaufring (27) und das Druckelement (22) an einer Stelle radial außerhalb des Wälzelements (34) in gegenseitiger Abstützung angeordnet sind.

15. Verbindungssystem nach Anspruch 13, in dem der zweite Anlaufring (33) durch Längsverzahnung axial verschiebbar mit dem Druckelement (22) verbunden ist.

16. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 12, in dem das Betätigungselement ein Solenoid (31) ist und ein Anker (29) in einer dem Solenoid (31) gegenüberliegenden Beziehung vorgesehen ist, wobei das Druckelement (22) und der erste Anlaufring (27) an einer Stelle radial innerhalb des Ankers (29) in gegenseitiger Abstützung angeordnet sind.

17. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 12, in dem der erste Anlaufring (27) und das Druckelement (22) direkt miteinander in Eingriff stehen.

18. Verbindungssystem nach Anspruch 1, in dem das Wälzelement (34) als eine Mehrzahl von Wälzelementen (34) ausgebildet ist, die mit Umfangsabstand voneinander angeordnet sind.