DE102016209738B4

DE102016209738B4 - Fahrzeugdifferenzial mit ringförmigen verschlussring zum lösbaren koppeln des differenzialgehäuses

Info

Publication number: DE102016209738B4
Application number: DE102016209738.5A
Authority: DE
Inventors: Shaun X. Zhao
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2036-06-03
Also published as: US20160361998A1; CN106246860A; DE102016209738A1; US9649931B2; CN106246860B

Abstract

Fahrzeugdifferenzial (64), umfassend:ein Differenzialaußengehäuse (70);ein Differenzialgehäuse (80), das rotierend mit dem Differenzialaußengehäuse (70) gekoppelt ist;einen Differenzialgetriebesatz (66), der rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist;einen Zahnkranz (76), der rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) koppelbar ist;ein Ritzel (74), das in den Zahnkranz (76) eingreifen kann; undein Trennelement (81), das betriebsfähig zwischen dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wobei das Trennelement (81) ein Drehmomentübertragungselement aufweist, das zwischen einer gekoppelten und einer entkoppelten Position beweglich ist, und wobei der Zahnkranz (76) rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wenn sich das Drehmomentübertragungselement in der gekoppelten Position befindet,wobei das Drehmomentübertragungselement einen ringförmigen Verschlussring (102) umfasst, der betriebsfähig mit dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) koppelbar ist, wobei der Verschlussring (102) zwischen der gekoppelten Position und der entkoppelten Position beweglich ist und der Verschlussring (102) konfiguriert ist, Drehmoment zwischen dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) zu übertragen, wenn er sich in der gekoppelten Position befindet,wobei der Zahnkranz (76) einen ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) umfasst, das Differenzialgehäuse (80) einen zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) aufweist, und der Verschlussring (102) einen dritten Kerbverzahnungsabschnitt (106) aufweist, der dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) und dem zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dassder erste Kerbverzahnungsabschnitt (96) und der zweite Kerbverzahnungsabschnitt (100) die gleiche Form aufweisen, undwenn der Zahnkranz (76) mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, das Differenzialgehäuse (80) durch den Zahnkranz (76) gedreht werden kann, wenn Drehmoment über das Ritzel (74) ausgeübt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebiet der Erfindung betrifft ein Fahrzeugdifferenzial und insbesondere ein Differenzial, das konfiguriert ist, selektiv von einer Energiequelle getrennt zu werden.
HINTERGRUND
Fahrzeuge, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge und Lastwagen, umfassen ein Differenzial- und Achsaggregat, das manchmal umgangssprachlich als ein Antriebsmodul bezeichnet wird. Dieses Aggregat ist mit dem Fahrzeugmotor über eine Kardanwelle verbunden. Die Kardanwelle überträgt Rotationsenergie (Drehmoment), die von dem Fahrzeugmotor erzeugt wird, auf das Differenzial- und Achsaggregat, das wiederum die Rotationsenergie auf die Räder überträgt. Bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb koppelt die Kardanwelle das Differenzial- und Achsaggregat direkt mit dem Getriebe des Fahrzeugs. Bei einem Fahrzeug mit Allrad- oder Vierradantrieb können auch zusätzliche Komponenten wie beispielsweise eine Kraftübertragung beinhaltet sein.
Bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb, bei dem ein Drehmoment sowohl auf die vorderen als auch die hinteren Räder übertragen wird, ist es manchmal wünschenswert, einen Radsatz von dem Motor zu trennen, um die Kraftstoffeffizienz und das Fahrzeugleistungsvermögen zu verbessern. Gewöhnlich wird ein Trennelement mit dem vorderen Differenzial auf eine Weise gekoppelt, die mindestens eine von den Radachsen von dem Differenzial- und Achsaggregat trennt. Während dies beim Entfernen von Drehmoment von den Rädern effektiv ist, dreht sich das Differenzialgetriebe innerhalb des Differenzials weiterhin. Diese Drehbewegung des Differenzialgetriebes resultiert in Getriebeplanschverlusten und unerwünschtem Verschleiß bei den Komponenten, wenn das Trennelement betätigt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Differenzial bereitzustellen, das eine Trennvorrichtung aufweist, die Verluste reduziert und die Effizienz verbessert.
JP S61- 130 646 A offenbart ein Fahrzeugdifferenzial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. DE 10 2006 024 216 A1 offenbart eine Differenzialeinheit mit einer Gleitmanschette, die mindestens drei Eingriffsmodi vorsieht. Differenzialgetriebe offenbart ein Differenzialgetriebe umfassend einen Bereichsverschiebungsmechanismus mit einem Bereichskragen. DE 103 13 928 A1 offenbart eine Reibungskupplungsanordnung mit einer hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung. EP 2 743 116 A2 offenbart ein ringförmiges Verbindungselement mit einer Keilverzahnung, die mit jeweiligen Keilverzahnungen eines Differenzialgehäuses und eines Zahnkranzes koppelbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Aufgabe wird durch ein Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 1 gelöst. Das Differenzial umfasst ein Differenzialaußengehäuse und ein mit dem Differenzialaußengehäuse rotierend gekoppeltes Differenzialgehäuse. Ein Differenzialgetriebesatz ist rotierend mit dem Differenzialgehäuse gekoppelt. Ein Zahnkranz ist rotierend mit dem Differenzialgehäuse koppelbar. Ein Ritzel kann in den Zahnkranz eingreifen. Ein Trennelement ist betriebsfähig zwischen dem Zahnkranz und dem Differenzialgehäuse gekoppelt, wobei das Trennelement ein Drehmomentübertragungselement aufweist, das zwischen einer gekoppelten und einer entkoppelten Position beweglich ist, wobei der Zahnkranz rotierend mit dem Differenzialgehäuse gekoppelt ist, wenn sich das Drehmomentübertragungselement in der gekoppelten Position befindet. Das Drehmomentübertragungselement umfasst einen ringförmigen Verschlussring, der betriebsfähig mit dem Zahnkranz und dem Differenzialgehäuse koppelbar ist, wobei der Verschlussring zwischen der gekoppelten Position und der entkoppelten Position beweglich ist und der Verschlussring konfiguriert ist, Drehmoment zwischen dem Zahnkranz und dem Differenzialgehäuse zu übertragen, wenn er sich in der gekoppelten Position befindet. Der Zahnkranz umfasst einen Zylinderabschnitt, der einen ersten Kerbverzahnungsabschnitt aufweist. Das Differenzialgehäuse umfasst einen Zylinderabschnitt, der einen zweiten Kerbverzahnungsabschnitt aufweist. Der Verschlussring weist einen dritten Kerbverzahnungsabschnitt auf, der dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Kerbverzahnungsabschnitt und dem zweiten Kerbverzahnungsabschnitt zu koppeln. Der erste Kerbverzahnungsabschnitt und der zweite Kerbverzahnungsabschnitt weisen die gleiche Form auf. Wenn der Zahnkranz mit dem Differenzialgehäuse gekoppelt ist, kann das Differenzialgehäuse durch den Zahnkranz gedreht werden, wenn Drehmoment über das Ritzel ausgeübt wird.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren für das selektive Übertragen von Drehmoment mit einem Fahrzeugdifferenzial gemäß dem Anspruch 3 gelöst.
Die vorstehend genannten Eigenschaften und Vorteile sowie andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die folgenden Zeichnungen bezieht:

1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das ein Differenzialaußengehäuse und ein Achsaggregat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist;
2 ist eine Rückansicht eines Differenzials, bei dem eine hintere Abdeckung entfernt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine schematische Veranschaulichung eines Abschnitts des Differenzials gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform;
4 ist eine schematische Veranschaulichung eines Abschnitts des Differenzials mit dem Differenzialgehäuse und dem Zahnkranz in einer entriegelten Position gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
5 ist eine schematische Veranschaulichung des Abschnitts des Differenzials von 4 mit dem Differenzialgehäuse und Zahnkranz in einer verriegelten Position.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugsnummern auf die gleichen Teile und Merkmale verweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht 1 ein Fahrzeug 20, das ein Differenzial 22 aufweist. Das Differenzial 22 kann manchmal als ein Heckantriebsmodul bezeichnet werden. Es versteht sich, dass das Fahrzeug 20 beispielsweise ein Kraftfahrzeug, Lastwagen, Van oder eine Geländelimousine sein kann. Wie hierin verwendet ist der Begriff „Fahrzeug“ nicht auf Automobile, LKWs, Transporter oder SUVs beschränkt, sondern kann auch alle selbstgetriebenen oder geschleppten Fördermittel beinhalten, die dafür geeignet sind, eine Last zu transportieren. Das Fahrzeug 20 kann einen Motor 24, wie beispielsweise einen mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotor, umfassen. Der Motor 24 kann weiter ein hybridartiger Motor sein, der beispielsweise einen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor kombiniert. Der Motor 24 und das Differenzial 22 sind mit einem Rahmen oder einer anderen Fahrwerkstruktur 26 gekoppelt. Der Motor 24 ist mit dem Hinterachsdifferenzial 22 durch ein Getriebe 28 und eine Antriebswelle 30 gekoppelt. Das Getriebe 28 kann konfiguriert sein, die Drehgeschwindigkeit zu reduzieren und das Drehmoment des Motorabtriebs zu erhöhen. Dieser modifizierte Abtrieb wird dann auf das Differenzial 22 über die Antriebswelle 30 übertragen. Das Hinterachsdifferenzial 22 überträgt das Abtriebsdrehmoment von der Antriebswelle 30 durch einen Differenzialgetriebesatz 32 auf ein Paar von angetriebenen Rädern 34 über die Achsen 36.
Das Differenzialgetriebe 32 ist innerhalb eines Differenzialaußengehäuses 42 angeordnet. Das Differenzialgetriebe 32 nimmt den Abtrieb von der Antriebswelle 30 über ein Ritzel 40 auf, welches das Drehmoment auf einen Zahnkranz 44 überträgt. Das Ritzel 40 umfasst eine Welle, die mit der Antriebswelle 30 über einen Flansch 46 gekoppelt ist. Das Differenzialgetriebe 32 ist für die Drehbewegung innerhalb des Gehäuses 42 auf einem Paar von Ausgleichslagern gelagert. Das Differenzialgetriebe 32 umfasst Achswellenräder 38, die innerhalb des Gehäuses 42 angeordnet und mit einem Ende der Achsen 36 gekoppelt sind und es tragen. Das Koppeln von Rotationskomponenten wie dem Flansch 46 mit dem Ritzel 40 oder den Achswellenrädern 38 mit den Achsen 36 kann beispielsweise unter Verwendung einer Kerbverzahnungsverbindung erreicht werden.
Bei einer Ausführungsform erstreckt sich jede Achse 36 in ein Achsrohr 54. Das Achsrohr 54 umfasst einen hohlen Innenraum, der sich über dessen Länge erstreckt. An einem Ende des Achsrohrs 54 ist ein Lager 56 befestigt, um das Ende der Achse 36 angrenzend an das angetriebene Rad 34 zu lagern. Eine Wellendichtung 57 befindet sich zwischen dem Lager 56 und dem angetriebenen Rad 34. Ein Radbefestigungsflansch 58 ist mit dem Ende der Achse 36 angrenzend an das Lager 56 gekoppelt. Der Flansch 58 stellt eine Schnittstelle zum Befestigen des angetriebenen Rades 34 bereit.
Das Fahrzeug 24 umfasst weiter einen zweiten Radsatz 60, der angrenzend an den Motor 24 angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform ist der zweite Radsatz 60 zudem konfiguriert, um den Abtrieb von dem Motor 24 aufzunehmen. Dies wird manchmal als eine Vierrad- oder Allradantriebskonfiguration bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform kann das Fahrzeug 20 ein Verteilergetriebe 62 umfassen, das den Abtrieb von dem Getriebe 28 zwischen den vorderen und hinteren angetriebenen Rädern 34, 60 aufteilt. Das Verteilergetriebe 62 überträgt einen Teil des Abtriebs auf ein Vorderachsdifferenzial 64, das zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise ein Differenzialgetriebe 66 und Achsen 68, die den Abtrieb auf die Räder 60 übertragen, umfasst.
Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben kann das Vorderachsdifferenzial 64 eine Trennanordnung umfassen, die eine selektive Ausübung des Drehmoments von dem Motor 24 auf die Räder 60 ermöglicht. Es versteht sich jedoch, dass, während Ausführungsformen hierin die Trennanordnung unter Bezugnahme auf das Vorderachsdifferenzial 64 beschreiben können, die beanspruchte Erfindung nicht derart begrenzt sein sollte. Bei anderen Ausführungsformen kann die Trennanordnung in das Hinterachsdifferenzial 22 aufgenommen werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhaftes Vorderachsdifferenzial 64 veranschaulicht. Das Differenzial 64 umfasst ein Außengehäuse 70, das am Fahrzeugrahmen oder der Fahrwerkstruktur an einem oder mehreren Orten beispielsweise durch den Befestigungsarm 72 befestigt ist. Ein Ritzel 74, das mit der Fahrzeugenergiequelle wie beispielsweise dem Motor 23 über das Verteilergetriebe 62 gekoppelt ist, erstreckt sich durch das Außengehäuse 70. Das Ritzel 74 umfasst an einem Ende ein Getriebe, das in einen Zahnkranz 76 eingreift. Innerhalb des Außengehäuses 70 ist zudem ein Differenzialgehäuse 80 angeordnet, welches den Differenzialgetriebesatz 66 enthält.
Das Differenzialgehäuse 80 ist für die Drehbewegung am Außengehäuse 70 durch die Lager 82, 84 befestigt. Der Zahnkranz 76 ist für die Drehbewegung an einem Differenzialgehäuse 80 durch mindestens ein Lager 76 befestigt. Bei einer Ausführungsform unterstützen die Lager 82, 84 weiter die Achsen 68, die mit den Achswellenrädern des Differenzialgetriebes 66 gekoppelt sind, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Der Zahnkranz 76 ist mit dem Differenzialgehäuse 80 durch ein Trennelement 81 gekoppelt. Das Trennelement 81 umfasst ein Drehmomentübertragungselement, das konfiguriert ist, den Zahnkranz 76 mit dem Differenzialgehäuse 80 selektiv zu koppeln und davon zu entkoppeln. Es versteht sich jedoch, dass, wenn der Zahnkranz 76 mit dem Differenzialgehäuse 80 gekoppelt ist, das Differenzialgehäuse 80 durch den Zahnkranz 76 gedreht wird, wenn Drehmoment über das Ritzel 74 ausgeübt wird. Das Differenzialgetriebe 66 wiederum dreht die Achsen 68, um Drehmoment an die Vorderräder 60 bereitzustellen. Wenn sich das Trennelement 81 in der entkoppelten Position befindet, wird der Zahnkranz 76 von dem Differenzialgehäuse 80 getrennt und im Wesentlichen kein Drehmoment auf das Differenzialgehäuse 80 übertragen und die Räder 60 können sich frei drehen. Wenn das Trennelement 81 sich im entkoppelten Zustand befindet, kann der Zahnkranz 76 aufgrund von Drehmoment von dem Ritzel 74 weiterhin drehen.
Es versteht sich jedoch, dass, wenn sich das Trennelement 81 in der entkoppelten Position befindet, dies Vorteile dadurch bereitstellt, dass die Getriebe 66 nicht drehen und Planschverluste im Wesentlichen vermieden werden. Das Wechseln zwischen den gekoppelten und entkoppelten Zuständen durch das Trennelement 81 kann eine Reaktion auf eine manuelle Bedienungsmaßnahme sein (z. B. Wechseln in den Vierradantrieb) oder kann beispielsweise von dem Fahrzeugsteuerungssystem als Reaktion auf vorbestimmte Betriebsbedingungen automatisch ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Ausführungsform eines Trennelements 81 gezeigt, das eine Reibkupplung 84 aufweist. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Reibkupplung 84 mindestens ein erstes Element, wie eine Druckplatte 86, die mit dem Differenzialgehäuse 80 und mindestens einem zweiten Element wie der Kupplungsplatte 88 gekoppelt ist, die mit dem Zahnkranz 76 gekoppelt ist. Bei einer Ausführungsform können die ersten und zweiten Elemente jeweils aus mehreren Platten bestehen. Die Platten 86, 88 können aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise einem organischen Verbundmaterial oder einem Keramikmaterial, hergestellt werden, das Schlupf zwischen den Platten 86, 88 verhindert oder nur begrenzten Schlupf ermöglicht, wenn die Platten miteinander in Kontakt sind. Es versteht sich, dass die Reibkupplung 84 andere Komponenten, wie beispielsweise ein Abwurflager, beinhaltet sein können.
Die Reibkupplung 84 umfasst weiter einen Stellantrieb 90. Der Stellantrieb 90 ist eine geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise ein elektromechanisches Magnetventil, ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor, die mit der Druckplatte 86 gekoppelt und konfiguriert ist, die Druckplatte 86 zwischen einer gekoppelten und einer entkoppelten Position zu bewegen. Es versteht sich jedoch, dass, während Ausführungsformen hierin den Stellantrieb 90 als mit der Platte 86 gekoppelt beschreiben, die beanspruchte Erfindung nicht derart begrenzt sein soll, und bei anderen Ausführungsformen ist der Stellantrieb 90 mit der Platte 88 gekoppelt.
Während des Betriebs kann das Differenzial selektiv konfiguriert sein, Drehmoment zu übertragen oder nicht zu übertragen. Um Drehmoment an die Vorderräder 60 bereitzustellen, bewegt der Stellantrieb 90 die Platte 86 von der entkoppelten Position in eine gekoppelte Position, bei der die Platte 86 derart gegen die Platte 88 gedrückt wird, dass es wenig oder keinen Schlupf zwischen den Platten 86, 88 aufgrund von Reibkräften gibt. Die Platte 88 dreht sich mit der Platte 86, um Drehmoment auf das Differenzialgehäuse 80 und somit auf die Räder 60 auszuüben. Wenn an den Vorderrädern 60 kein Drehmoment mehr gewünscht ist, bewegt der Stellantrieb 90 die Platte 86 von der Platte 88 weg, um die Platten 86, 88 zu trennen und das Differenzialgehäuse 80 von dem Zahnkranz 76 zu entkoppeln.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein anderes Trennelement 81 gezeigt, das eine Kerbverzahnungsverbindung 92 aufweist. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Zahnkranz 76 einen Zylinderabschnitt 94, der eine Kerbverzahnung 96 aufweist. Ähnlich umfasst das Differenzialgehäuse 80 einen Zylinderabschnitt 98, der eine Kerbverzahnung 100 aufweist. Eine Kerbverzahnung ist ein Vorsprungs- oder Keilnutelement, das sich aus den Zylinderabschnitten 94, 98 erstreckt und angeordnet ist, in einen entsprechenden Schlitz in einem angrenzenden Element einzugreifen. Wenn die Kerbverzahnung mit einem Schlitz in Eingriff ist, werden die zwei Elemente rotierend gekoppelt. Die Kerbverzahnung 96 und die Kerbverzahnung 100 weisen die gleiche Form auf. Mehrere Kerbverzahnungen können über den Umfang der Zylinderabschnitte 94, 98 angeordnet sein.
Die Kerbverzahnungsverbindung 92 umfasst weiter einen Verschlussring 102. Der Verschlussring 102 ist ein ringförmiges Element, das sich an der Peripherie der Zylinderabschnitte 94, 98 erstreckt. Der Verschlussring 102 ist zwischen einer entkoppelten Position (4) und einer gekoppelten Position (5) beweglich, wo der Verschlussring 102 positioniert ist, sodass er sich über eine Lücke 104 zwischen dem Differenzialgehäuse 80 und dem Zahnkranz 76 hinweg erstreckt. In der gekoppelten Position sind das Differenzialgehäuse 80 und der Zahnkranz 76 rotierend gekoppelt. Der Verschlussring 102 umfasst eine Kerbverzahnung 106, die dimensioniert und geformt ist, sodass sie den Kerbverzahnungen 96, 100 entspricht. Es versteht sich jedoch, dass, während die Ausführungsform der 4 und 5 die Kerbverzahnungen 96, 100 als eine männliche Passfeder und die Kerbverzahnung 106 als eine weibliche Passfeder veranschaulicht, die beanspruchte Erfindung nicht derart begrenzt sein soll, und bei anderen Ausführungsformen kann diese Konfiguration umgekehrt sein.
Die Verzahnungsverbindung 92 umfasst weiter einen Stellantrieb 108, der mit dem Verschlussring 102 gekoppelt ist. Der Stellantrieb 108 ist derart konfiguriert, dass er den Verschlussring 102 von der entkoppelten Position (veranschaulicht in 4 als durchgezogene Linie) zu einer gekoppelten Position (veranschaulicht in 4 als gestrichelte Linie) bewegt. Es versteht sich jedoch, dass, während der Verschlussring 102 als in der entkoppelten Position auf dem Zahnkranz 76 positioniert veranschaulicht ist, die beanspruchte Erfindung nicht derart begrenzt sein soll. Bei anderen Ausführungsformen kann der Verschlussring 102 auf dem Differenzialgehäuse 80 in der entkoppelten Position positioniert sein.
Um im Betrieb Drehmoment auf die Vorderräder 60 auszuüben, wird der Stellantrieb 108 aktiviert und der Verschlussring 102 von der entkoppelten zu der gekoppelten Position bewegt. In die gekoppelte Position bewegt ist die Kerbverzahnung 106 des Verschlussrings 102 mit der Kerbverzahnung 96 des Zahnkranzes 76 und der Kerbverzahnung 100 des Differenzialgehäuses 80 in Eingriff. Als solches werden das Differenzialgehäuse 80 und der Zahnkranz 76 durch den Verschlussring 102 rotierend verriegelt, wobei das Drehmoment durch die entsprechenden Kerbverzahnungen 96, 100, 106 übertragen wird. Wenn das Drehmoment für die Vorderräder 60 nicht mehr gewünscht wird, bewegt der Stellantrieb 108 den Verschlussring 102 von der gekoppelten in die entkoppelte Position, um das Differenzialgehäuse 80 von dem Zahnkranz 76 rotierend zu trennen.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und einzelne Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne deren wesentlichen Umfang zu verlassen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Anwendungsbereichs fallen.

Claims

Fahrzeugdifferenzial (64), umfassend: ein Differenzialaußengehäuse (70); ein Differenzialgehäuse (80), das rotierend mit dem Differenzialaußengehäuse (70) gekoppelt ist; einen Differenzialgetriebesatz (66), der rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist; einen Zahnkranz (76), der rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) koppelbar ist; ein Ritzel (74), das in den Zahnkranz (76) eingreifen kann; und ein Trennelement (81), das betriebsfähig zwischen dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wobei das Trennelement (81) ein Drehmomentübertragungselement aufweist, das zwischen einer gekoppelten und einer entkoppelten Position beweglich ist, und wobei der Zahnkranz (76) rotierend mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wenn sich das Drehmomentübertragungselement in der gekoppelten Position befindet, wobei das Drehmomentübertragungselement einen ringförmigen Verschlussring (102) umfasst, der betriebsfähig mit dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) koppelbar ist, wobei der Verschlussring (102) zwischen der gekoppelten Position und der entkoppelten Position beweglich ist und der Verschlussring (102) konfiguriert ist, Drehmoment zwischen dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) zu übertragen, wenn er sich in der gekoppelten Position befindet, wobei der Zahnkranz (76) einen ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) umfasst, das Differenzialgehäuse (80) einen zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) aufweist, und der Verschlussring (102) einen dritten Kerbverzahnungsabschnitt (106) aufweist, der dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) und dem zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kerbverzahnungsabschnitt (96) und der zweite Kerbverzahnungsabschnitt (100) die gleiche Form aufweisen, und wenn der Zahnkranz (76) mit dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, das Differenzialgehäuse (80) durch den Zahnkranz (76) gedreht werden kann, wenn Drehmoment über das Ritzel (74) ausgeübt wird.
Fahrzeugdifferenzial (64) nach Anspruch 1, wobei das Trennelement (81) weiter einen Stellantrieb (108) umfasst, der betriebsfähig gekoppelt ist, um das Drehmomentübertragungselement zwischen der gekoppelten Position und entkoppelten Position zu bewegen.
Verfahren zum selektiven Übertragen von Drehmoment mit einem Fahrzeugdifferenzial (64), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Differenzialaußengehäuses (70); rotierendes Koppeln eines Differenzialgehäuses (80) mit dem Differenzialaußengehäuse (70); rotierendes Koppeln eines Differenzialgetriebes (66) mit dem Differenzialgehäuse (80); rotierendes Koppeln eines Zahnkranzes (76) mit dem Differenzialgehäuse (80); Bereitstellen eines Ritzels (74), das an einem Ende ein Getriebe umfasst, das in den Zahnkranz (76) eingreifen kann; Bewegen eines Trennelements (81) zwischen einer gekoppelten Position und einer entkoppelten Position, wobei das Trennelement (81) zwischen dem Zahnkranz (76) und dem Differenzialgehäuse (80) angeordnet ist; Übertragen von Drehmoment von dem Zahnkranz (76) auf das Differenzialgehäuse (80), wenn sie sich in der gekoppelten Position befinden; und Stoppen der Drehmomentübertragung von dem Zahnkranz (76) auf das Differenzialgehäuse (80), wenn sie sich in der entkoppelten Position befinden, wobei der Schritt des Bewegens des Trennelements (81) das Bewegen eines Verschlussrings (102) umfasst und der Verschlussring (102) mit einem von dem Zahnkranz (76) oder dem Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wenn sie sich in der entkoppelten Position befinden, und sowohl mit dem Zahnkranz (76) als auch mit Differenzialgehäuse (80) gekoppelt ist, wenn sie sich in der gekoppelten Position befinden, wobei der Zahnkranz (76) einen ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) umfasst, das Differenzialgehäuse (80) einen zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) aufweist, und der Verschlussring (102) einen dritten Kerbverzahnungsabschnitt (106) aufweist, der dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Kerbverzahnungsabschnitt (96) und dem zweiten Kerbverzahnungsabschnitt (100) zu koppeln, und wobei der erste Kerbverzahnungsabschnitt (96) und der zweite Kerbverzahnungsabschnitt (100) die gleiche Form aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend das Aktivieren eines Stellantriebs (108), um das Trennelement (81) zwischen der gekoppelten Position und der entkoppelten Position zu bewegen.