DE10307018B4 - Transfer case with adjustable clutch - Google Patents

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Abstract

Verteilergetriebe (1) mit regelbarer Kupplungseinrichtung (5) für ein Kraftfahrzeug zum Verteilen eines über eine Antriebswelle (2) eingehenden Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (3, 4), wobei eine Abtriebswelle (4) über die Kupplungseinrichtung (5) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist und die Kupplungseinrichtung (5) über einen Elektromotor (9) und eine zwischen dem Elektromotor (9) und der Kupplungseinrichtung (5) angeordnete Antriebswandlereinrichtung (10) betätigbar ist, und wobei die Antriebswandlereinrichtung (10) eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung zum Wandeln einer rotatorischen Bewegung des Elektromotors (9) in eine translatorische Betätigungsbewegung für die Kupplungseinrichtung (5) aufweist, wobei die Spindel (16) oder die Spindelmutter (15) rotatorisch fixiert ist und gleichzeitig die drehbare Spindelmutter (15) oder die drehbare Spindel (16) bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung (5) dieselbe Drehrichtung wie die Antriebswelle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswandlereinrichtung eine als Stirnradstufe (11) ausgeführte Übersetzungsstufe und einen Zahnsegmentring (12) aufweist.Transfer case (1) with controllable clutch device (5) for a motor vehicle for distributing a drive input via a drive shaft (2) driving torque on at least two output shafts (3, 4), wherein an output shaft (4) via the coupling device (5) with the drive shaft ( 2) is connectable and the coupling device (5) via an electric motor (9) and between the electric motor (9) and the coupling device (5) arranged drive transducer means (10) is actuated, and wherein the drive transducer means (10) comprises a spindle Spindelmutter- Arrangement for converting a rotary movement of the electric motor (9) into a translatory actuating movement for the coupling device (5), wherein the spindle (16) or the spindle nut (15) is rotationally fixed and at the same time the rotatable spindle nut (15) or the rotatable spindle (16) upon closing of the coupling device (5) the same direction of rotation as the drive shaft (2) aufwei St, characterized in that the drive converter device as a spur gear stage (11) running translation stage and a toothed segment ring (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe mit regelbarer Kupplung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a transfer case with adjustable clutch according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Aus der Offenlegungsschrift DE 42 30 326 A1 ist eine elektronische Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit einer elektronischen Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer Kupplung bekannt. Ein Elektromotor betätigt eine Kupplungseinrichtung über eine Antriebswandlereinrichtung.From the publication DE 42 30 326 A1 An electronic switching device for a vehicle transmission with an electronic actuator for actuating a clutch is known. An electric motor actuates a clutch device via a drive converter device.

Aus der Offenlegungsschrift DE 38 26 933 A1 ist ein Radnabengetriebe bekannt, in welches ein Elektromotor eingebaut ist.From the publication DE 38 26 933 A1 is known a Radnabengetriebe, in which an electric motor is installed.

Aus der Offenlegungsschrift DE 199 16 366 A1 ist ein Aktuator mit einem Elektromotor, einer Getriebeeinheit und einer Druckmediumeinheit bekannt, wobei Elektromotor, Getriebeeinheit und Druckmediumeinheit räumlich voneinander getrennt sind.From the publication DE 199 16 366 A1 an actuator with an electric motor, a gear unit and a pressure medium unit is known, wherein the electric motor, gear unit and pressure medium unit are spatially separated from each other.

Aus der Praxis sind sperrbare Verteilergetriebe für einen Allradantrieb oder Systeme mit zuschaltbarem Allradantrieb bekannt, bei denen eine Sperr- oder Kupplungsfunktion zum Zuschalten einer oder mehrerer Antriebsräder jeweils mit einer als Lamellenkupplung ausgeführten Kupplungseinrichtung ausgeführt ist. Eine Betätigung dieser Kupplungseinrichtung erfolgt durch einen Elektromotor, welcher beispielsweise über eine als Stirnradstufe ausgeführte Übersetzungsstufe auf einen Zahnsegmentring einwirkt, der wiederum mit einer Spindel einer Antriebswandlereinrichtung verbunden ist.Lockable transfer cases for four-wheel drive or systems with shiftable four-wheel drive are known from practice, in which a locking or coupling function for connecting one or more drive wheels is in each case designed with a clutch device designed as a multi-plate clutch. An actuation of this coupling device is effected by an electric motor which acts, for example via a gear stage designed as a spur gear stage, on a toothed segment ring, which in turn is connected to a spindle of a drive converter device.

Eine auf der Spindel angeordnete Spindelmutter ist in einem derartigen Verteilergetriebe rotatorisch fixiert und wird bei einer Drehbewegung der Spindel entsprechend einer Steigung eines Gewindes der Spindel in axialer Richtung verstellt. In Abhängigkeit einer Drehrichtung des Elektromotors wird die Kupplungseinrichtung über die axiale Bewegung der Spindelmutter geschlossenen oder geöffnet. Eine Antriebswelle des Verteilergetriebes und alle auf ihr fest angeordneten Bauteile des Getriebes drehen sich in dieselbe Richtung. Die Spindel weist dagegen bei einem Schließvorgang der Lamellenkupplung eine der Drehrichtung der Antriebswelle entgegengesetzte Drehrichtung und bei einem Öffnen der Kupplungseinrichtung dieselbe Drehrichtung wie die Antriebswelle auf. Bei erhöhten Ansteuerkräften zwischen der Spindelmutter und der Kupplungseinrichtung treten aufgrund der Reibungskräfte auf die Spindelmutter einwirkende Schleppmomente auf, die durch die Rotation der Antriebswelle verursacht werden.A spindle nut arranged on the spindle is rotationally fixed in such a transfer case and is adjusted in a rotational movement of the spindle according to a pitch of a thread of the spindle in the axial direction. Depending on a direction of rotation of the electric motor, the coupling device is closed or opened via the axial movement of the spindle nut. A drive shaft of the transfer case and all fixed on her components of the transmission rotate in the same direction. The spindle has, however, in a closing operation of the multi-plate clutch one of the direction of rotation of the drive shaft opposite direction of rotation and upon opening of the coupling device the same direction of rotation as the drive shaft. With increased driving forces between the spindle nut and the coupling device occur due to the friction forces acting on the spindle nut drag torques, which are caused by the rotation of the drive shaft.

Diese Schleppmomente führen dazu, dass eine Öffnungsphase der Kupplungseinrichtung begünstigt wird und durch eine kurze Öffnungszeit gekennzeichnet ist, da die Schleppmomente die Spindelmutter in die die Kupplungseinrichtung öffnende Drehrichtung mitziehen.These drag moments cause an opening phase of the clutch device is favored and characterized by a short opening time, since the drag torques drag along the spindle nut in the direction of rotation opening the clutch device.

Beim Schließen der Kupplungseinrichtung wirken die Schleppmomente der Drehung in Schließrichtung der Spindelmutter nachteilhafterweise entgegen, weshalb von dem Elektromotor ein hohes Drehmoment erzeugt werden muß. Dies erfordert eine entsprechend große Dimensionierung des Elektromotors, so dass der Elektromotor einen hohen Bauraumbedarf aufweist.When closing the clutch device, the drag torques counteract the rotation in the closing direction of the spindle nut disadvantageously, which is why a high torque must be generated by the electric motor. This requires a correspondingly large dimensions of the electric motor, so that the electric motor has a high space requirement.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verteilergetriebe mit regelbarer Kupplung zu schaffen, bei dem ein von einem Elektromotor aufzubringendes Drehmoment während einer Schließphase einer Kupplungseinrichtung reduziert ist.The present invention is therefore based on the object to provide a transfer case with adjustable clutch, in which a torque applied by an electric motor torque is reduced during a closing phase of a coupling device.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verteilergetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this object is achieved with a transfer case according to the features of claim 1.

Mit dem Verteilergetriebe nach der Erfindung wird ein von einem Elektromotor aufzubringendes Drehmoment während eines Schließvorganges der Kupplungseinrichtung reduziert, da die drehbare Spindelmutter oder die drehbare Spindel jeweils bei einem Schließen der Kupplung vorteilhafterweise dieselbe Drehrichtung wie die Antriebswelle aufweist. Eine Antriebswandlereinrichtung des Verteilergetriebes weist zudem eine als Stirnradstufe ausgeführte Übersetzungsstufe und einen Zahnsegmentring auf. Dieses Verteilergetriebe ist hierbei beispielsweise geeignet für ein Kraftfahrzeug mit zuschaltbarem Allradantrieb.With the transfer case according to the invention, a torque to be applied by an electric motor is reduced during a closing operation of the clutch device, since the rotatable spindle nut or the rotatable spindle advantageously has the same direction of rotation as the drive shaft when the clutch is closed. A drive converter device of the transfer case also has a gear stage designed as a spur gear stage and a toothed segment ring. This transfer case is suitable here for example for a motor vehicle with shiftable four-wheel drive.

Dieser Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass die während des Schließvorganges auftretenden Schleppmomente, welche von der Antriebswelle ausgehen, den Schließvorgang der Kupplungseinrichtung begünstigen. Der Antrieb des Elektromotors wird dadurch derart unterstützt, dass von dem Elektromotor ein geringeres Antriebsmoment aufgebracht werden muß und dieser gegenüber der aus der Praxis bekannten Ausführung eines Verteilergetriebes kleiner und mit einem geringeren Bauraumbedarf ausgeführt werden kann.This advantage results from the fact that the drag torques occurring during the closing process, which originate from the drive shaft, favor the closing operation of the coupling device. The drive of the electric motor is thereby supported so that a smaller drive torque must be applied by the electric motor and this can be made smaller and with a smaller space requirement compared to the known from practice execution of a transfer case.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further advantages and advantageous developments of the subject matter of the invention will become apparent from the claims and the embodiment described in principle with reference to the drawings.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Teilschnittdarstellung eines Verteilergetriebes nach der Erfindung mit einer Antriebswandlereinrichtung, einem Elektromotor und einer Kupplungseinrichtung zum Zuschalten einer Abtriebswelle. The sole figure of the drawing shows a partial sectional view of a transfer case according to the invention with a drive converter means, an electric motor and a coupling device for connecting an output shaft.

In der Figur ist ein als Längsverteilergetriebe ausgeführtes Verteilergetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges in einem Längsschnitt dargestellt, mittels welchem ein über eine Antriebswelle 2 eingehendes Antriebsmoment auf zwei Abtriebswellen führbar ist, wobei von den beiden Abtriebswellen jeweils nur die beiden Anschlußflansche 3, 4 dargestellt sind, an welchen die Abtriebswellen angeflanscht sind. Nachfolgend werden die beiden Anschlußflansche 3, 4 bei der Beschreibung der Funktionsweise des Verteilergetriebes 1 mit den Abtriebswellen gleichgesetzt, so dass die Bezugszeichen der beiden Anschlußflansche für die beiden nicht dargestellten Abtriebswellen verwendet werden.In the figure is designed as a longitudinal transfer case transfer case 1 a motor vehicle shown in a longitudinal section, by means of which a via a drive shaft 2 incoming drive torque can be performed on two output shafts, of the two output shafts only the two connecting flanges 3 . 4 are shown, to which the output shafts are flanged. The following are the two connecting flanges 3 . 4 in the description of the operation of the transfer case 1 equated with the output shafts, so that the reference numerals of the two connecting flanges are used for the two output shafts, not shown.

Die erste Abtriebswelle 3 ist direkt mit der Antriebswelle 2 verbunden, so dass das Antriebsmoment direkt von der Antriebswelle 2 auf die erste Abtriebswelle 3 geführt wird. Die zweite Abtriebswelle 4 ist über eine Kupplungseinrichtung 5, ein auf der Antriebswelle 2 gelagertes erstes Zahnrad 6, ein Zwischenrad 7 und ein zweites Zahnrad 8 mit der Antriebswelle 2 verbunden, wenn die Kupplungseinrichtung 5 sich in einem Zustand befindet, in welchem über die Kupplungseinrichtung 5 ein Drehmoment führbar ist.The first output shaft 3 is directly with the drive shaft 2 connected so that the drive torque directly from the drive shaft 2 on the first output shaft 3 to be led. The second output shaft 4 is via a coupling device 5 , one on the drive shaft 2 stored first gear 6 , an idler 7 and a second gear 8th with the drive shaft 2 connected when the coupling device 5 is in a state in which via the coupling device 5 a torque is feasible.

Die Kupplungseinrichtung 5 ist über einen Elektromotor 9 betätigbar, wobei zwischen der Kupplungseinrichtung 5 und dem Elektromotor 9 eine Antriebswandlereinrichtung 10 angeordnet ist, über welche eine rotatorische Bewegung des Elektromotors 9 in eine translatorische Betätigungsbewegung zum Ansteuern der Kupplungseinrichtung transformiert wird.The coupling device 5 is via an electric motor 9 operable, wherein between the coupling device 5 and the electric motor 9 a drive converter device 10 is arranged, via which a rotational movement of the electric motor 9 is transformed into a translatory actuating movement for driving the coupling device.

Die Antriebswandlereinrichtung 10 weist eine Übersetzungsstufe 11 auf, welche vorliegend als Stirnradstufe ausgeführt ist.The drive converter device 10 has a translation level 11 on, which is designed here as a spur gear.

Die Antriebswandlereinrichtung 10 ist mit einem Zahnsegmentring 12 ausgeführt, der mit einem weiteren Zahnrad 13 der Stirnradstufe 11 in Eingriff steht. Zusätzlich ist der Zahnsegmentring 12 vorliegend über Nieten 14 mit einer Spindelmutter 15 einer Spindel-Spindelmutter-Anordnung verbunden, so dass eine Drehbewegung des Zahnsegmentringes 12 unmittelbar auf die Spindelmutter 15 übertragen wird.The drive converter device 10 is with a toothed segment ring 12 running, with another gear 13 the spur gear stage 11 engaged. In addition, the sector gear ring 12 in the present case via rivets 14 with a spindle nut 15 connected to a spindle-spindle nut arrangement, so that a rotational movement of the sector gear ring 12 directly on the spindle nut 15 is transmitted.

Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, die drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnsegmentring und der Spindelmutter alternativ zu der Nietverbindung über eine andere geeignete Verbindungsart, wie beispielsweise Verschrauben, Verpressen, Schweißen oder dergleichen, herzustellen.It is, of course, at the discretion of a person skilled in the art, to produce the non-rotatable connection between the sector gear ring and the spindle nut as an alternative to the rivet connection via another suitable connection type, such as screwing, pressing, welding or the like.

Die Spindelmutter 15 ist drehbar und in axialer Richtung der Antriebsweile 2 verschieblich auf einer Spindel 16 der Spindel-Spindelmutter-Anordnung gelagert, wobei die Spindel 16 drehfest und in axialer Richtung fixiert in dem Verteilergetriebe 1 angeordnet ist.The spindle nut 15 is rotatable and in the axial direction of the drive 2 slidable on a spindle 16 the spindle-spindle nut arrangement stored, wherein the spindle 16 rotationally fixed and fixed in the axial direction in the transfer case 1 is arranged.

Die Spindel-Spindelmutter-Anordnung und eine Steigung eines Spindelgewindes ist derart ausgeführt, dass während eines Schließvorganges der Kupplungseinrichtung 5 die Spindelmutter 15 die gleiche Drehrichtung wie die Antriebswelle 2 aufweist. Dadurch begünstigen Schleppmomente, welche aufgrund von Reibungskräften zwischen der Spindelmutter 15 und der Kupplungseinrichtung 5 auftreten, den Schließvorgang der Kupplungseinrichtung 5.The spindle-spindle nut arrangement and a pitch of a spindle thread is designed such that during a closing operation of the coupling device 5 the spindle nut 15 the same direction of rotation as the drive shaft 2 having. As a result, drag moments, which due to frictional forces between the spindle nut, favor 15 and the coupling device 5 occur, the closing operation of the coupling device 5 ,

Die vorbeschriebenen Schleppmomente resultieren aus der nachfolgend beschriebenen konstruktiven Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 5 und der Antriebswandlereinrichtung 10:
Die Kupplungseinrichtung 5 ist mit einer Druckscheibe 17 ausgeführt, welche drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist und somit im Betrieb des Verteilergetriebes 1 mit derselben Drehzahl wie die Antriebswelle 2 rotiert. Die Spindelmutter 15 der Antriebswandlereinrichtung 10 wird bei einem Schließvorgang der Kupplungseinrichtung 5 in Richtung der Druckscheibe 17, d. h. in axialer Richtung der Antriebswelle 2, bewegt, so dass sich Reibungskräfte zwischen der Druckscheibe 17 und der Spindelmutter 15 mit zunehmendem Verstellweg der Spindelmutter 15 erhöhen und die vorbeschriebenen Schleppmomente eine Drehbewegung der Spindelmutter unterstützen.The above-described drag moments result from the structural design of the coupling device described below 5 and the drive converter device 10 :
The coupling device 5 is with a pressure washer 17 executed, which rotatably with the drive shaft 2 is connected and thus during operation of the transfer case 1 at the same speed as the drive shaft 2 rotates. The spindle nut 15 the drive converter device 10 is at a closing operation of the coupling device 5 in the direction of the pressure disk 17 , ie in the axial direction of the drive shaft 2 , moving, allowing frictional forces between the thrust washer 17 and the spindle nut 15 with increasing adjustment of the spindle nut 15 increase and the above-described drag moments support a rotational movement of the spindle nut.

Dadurch, dass die Spindelmutter 15 während des Schließvorganges der Kupplungseinrichtung 5 die gleiche Drehrichtung wie die Antriebswelle 2 aufweist, unterstützen diese Schleppmomente den Schließvorgang der Kupplungseinrichtung 5. Ein von dem Elektromotor 9 aufzubringendes Antriebsmoment ist somit während des Schließvorganges der Kupplungseinrichtung 5 gegenüber aus der Praxis bekannten Ausführungen reduziert.Because of the spindle nut 15 during the closing operation of the coupling device 5 the same direction of rotation as the drive shaft 2 has, these drag moments support the closing operation of the coupling device 5 , One from the electric motor 9 applied torque is thus during the closing operation of the coupling device 5 reduced compared to known from practice designs.

Die Druckscheibe 17 wird mit zunehmendem axialen Verstellweg der Spindelmutter 15 während des Schließvorganges der Kupplungseinrichtung 5 auf ein Lamellenpaket 19 der als Lamellenkupplung ausgeführten Kupplungseinrichtung bewegt. Das Lamellenpaket 19 besteht aus Innenlamellen 20 und Außenlamellen 21, wobei die Innenlamellen 20 mit einem Innenlamellenträger 22 drehfest und in axialer Richtung der Antriebswelle 2 verschieblich verbunden sind. Die Außenlamellen 21 sind drehfest und in axialer Richtung der Antriebswelle 2 verschieblich mit einem Außenlamellenträger 23 verbunden, der wiederum mit dem ersten Zahnrad 6 drehfest verbunden ist.The pressure disc 17 becomes with increasing axial displacement of the spindle nut 15 during the closing operation of the coupling device 5 on a disc pack 19 moved as a multi-plate clutch coupling device moves. The slat package 19 consists of inner plates 20 and outer plates 21 , where the inner plates 20 with an inner disc carrier 22 rotatable and in axial direction of the drive shaft 2 slidably connected. The outer disks 21 are rotationally fixed and in the axial direction of the drive shaft 2 slidable with an outer disk carrier 23 connected, in turn, with the first gear 6 rotatably connected.

Der Innenlamellenträger 22 ist drehfest und axial nicht verschieblich mit der Antriebswelle 2 verbunden, wobei die Druckscheibe 17 über eine als Tellerfeder ausgeführte Federeinrichtung 24 an den Innenlamellenträger 22 entgegen der Schließrichtung der Kupplungseinrichtung 5 angefedert ist. Damit wird die Druckscheibe 17 während einer Öffnungsphase der Kupplungseinrichtung 5, bei welchem die Spindelmutter 15 von der Kupplungseinrichtung 5 weg bewegt wird, von der Federeinrichtung 24 in Richtung der Antriebswandlereinrichtung 10 unterstützt, wodurch die Übertragungsfähigkeit der Kupplungseinrichtung 5 in Abhängigkeit des Öffnungsgrades der Kupplungseinrichtung 5 reduziert bzw. ganz aufgehoben wird. Die Feder dient im Wesentlichen dazu, das Lamellenpaket, insbesondere bei Stromausfall, ganz zu öffnen. Das Lamellenpaket hat selber genug gespeicherte Federenergie, die zum Zurückdrehen des Elektromotors ausreicht.The inner disc carrier 22 is non-rotatable and axially non-displaceable with the drive shaft 2 connected, the pressure disk 17 via a spring device designed as a plate spring 24 on the inner disk carrier 22 against the closing direction of the coupling device 5 is sprung. This will be the thrust washer 17 during an opening phase of the coupling device 5 in which the spindle nut 15 from the coupling device 5 is moved away from the spring means 24 in the direction of the drive converter device 10 supports, reducing the transmission capacity of the coupling device 5 depending on the degree of opening of the coupling device 5 is reduced or completely canceled. The spring essentially serves to completely open the disk pack, especially in the event of a power failure. The disk pack itself has enough stored spring energy, which is sufficient for turning back the electric motor.

Entsprechend der über die vorbeschriebene Ansteuerung des Elektromotors 9 eingestellten Übertragungsfähigkeit der Kupplungseinrichtung 5 wird ein Teil des über die Antriebswelle 2 in das Verteilergetriebe 1 eingeleiteten Antriebsmomentes über das erste Zahnrad 6, das Zwischenrad 7 und das zweite Zahnrad 8 auf die zweite Abtriebswelle 4 übertragen.According to the above-described control of the electric motor 9 set transmission capacity of the coupling device 5 becomes part of the drive shaft 2 in the transfer case 1 introduced drive torque via the first gear 6 , the intermediate wheel 7 and the second gear 8th on the second output shaft 4 transfer.

Das Zwischenrad 7 ist vorliegend auf einem Gehäuse 25 des als Asynchronmotor ausgeführten Elektromotors 9 drehbar gelagert. Die Anordnung des Elektromotors 9 in dem hohl ausgeführten Zwischenrad 7 stellt eine äußerst kompakte und platzsparende Bauweise des Verteilergetriebes 1 dar, wodurch im Vergleich zu außerhalb des Gehäuses des Verteilergetriebes angeordnete Elektromotoren einen erheblich geringeren Bauraumbedarf in einem Kraftfahrzeug benötigen.The intermediate wheel 7 is present on a housing 25 of the electric motor designed as an asynchronous motor 9 rotatably mounted. The arrangement of the electric motor 9 in the hollow idler 7 represents an extremely compact and space-saving design of the transfer case 1 which, compared to outside of the housing of the transfer case arranged electric motors require a significantly lower space requirement in a motor vehicle.

Des Weiteren ist der in das Verteilergetriebe 1 integrierte Elektromotor 9 erheblich geringeren Umweltbelastungen ausgesetzt, da er zusätzlich durch das Gehäuse des Verteilergetriebes 1 gegenüber der Umgebung geschützt ist.Furthermore, the is in the transfer case 1 integrated electric motor 9 exposed to significantly lower environmental impact, as he additionally through the housing of the transfer case 1 is protected from the environment.

Die Ausgestaltung des Elektromotors 9 als Asynchronmotor bietet die Möglichkeit, den Elektromotor im Vergleich zu einer Ausführung als Gleichstrommotor kleiner zu dimensionieren, da Asynchronmotoren im Vergleich zu Gleichstrommotoren bei gleichen Abmessungen generell eine höhere Leistungsabgabe aufweisen. Dies führt insbesondere in Kombination mit der vorbeschriebenen Ausführung der Antriebswandlereinrichtung 10, nämlich dass die Spindelmutter 15 bei einem Schließvorgang der Kupplungseinrichtung 5 die gleiche Drehrichtung wie die Antriebswelle 2 aufweist, vorteilhafterweise dazu, dass der Elektromotor 9 bzw. der Asynchronmotor wesentlich kleiner dimensioniert werden kann als ein Gleichstrommotor eines bekannten Verteilergetriebes.The embodiment of the electric motor 9 as an asynchronous motor offers the possibility of dimensioning the electric motor in comparison to a design as a DC motor smaller because asynchronous motors generally have a higher power output compared to DC motors with the same dimensions. This results in particular in combination with the above-described embodiment of the drive converter device 10 that is the spindle nut 15 in a closing operation of the coupling device 5 the same direction of rotation as the drive shaft 2 has, advantageously, that the electric motor 9 or the asynchronous motor can be dimensioned much smaller than a DC motor of a known transfer case.

Des Weiteren bietet die Ausführung des Elektromotors 9 als Asynchronmotor die Vorteile, dass der Elektromotor 9 eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweist, da er nahezu verschleißfrei betrieben wird und durch eine hohe Temperaturunempfindlichkeit gekennzeichnet ist. Der Asynchronmotor 9 weist auch eine höhere Stellgenauigkeit und ein geringeres Gewicht als ein Gleichstrommotor auf, wodurch eine Stelldynamik des Verteilergetriebes 1 wesentlich verbessert wird.Furthermore, the design of the electric motor offers 9 As an asynchronous motor, the advantages that the electric motor 9 has a much longer service life, since it is operated almost wear-free and is characterized by a high temperature insensitivity. The asynchronous motor 9 also has a higher positioning accuracy and a lower weight than a DC motor, whereby a dynamic range of the transfer case 1 is significantly improved.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Elektromotor 9 abweichend von der in der Figur dargestellten Ausführung des Asynchronmotors 9 mit Getriebeöl zu kühlen, da ein Läufer 26 des Asynchronmotors auch in Getriebeöl oder sonstigen Medien, vorzugsweise Kühlmedien, betrieben werden kann. Diese Möglichkeit ist bei Gleichstrommotoren, welche mit Bürsten ausgeführt sind, nicht gegeben, da dieser völlig dicht gegenüber dem Innenraum des Verteilergetriebes und einem Eintritt von Getriebeöl gekapselt sein muß.In addition, there is the possibility of the electric motor 9 deviating from the embodiment of the asynchronous motor shown in the figure 9 to cool with gear oil as a runner 26 the asynchronous motor in transmission oil or other media, preferably cooling media, can be operated. This possibility is not given in DC motors, which are performed with brushes, since this must be completely sealed against the interior of the transfer case and an entry of gear oil.

Zusätzlich kann durch den Einsatz eines Asynchronmotors auf eine elektromagnetische Bremse, über welche ein Ansteuermoment für die Kupplungseinrichtung 5 erzeugt wird, um die Kupplungseinrichtung über einen längeren Zeitraum in einem geschlossenen Zustand zu halten, vorteilhafterweise verzichtet werden, da im Gegensatz zu einem mit Bürsten ausgeführten Gleichstrommotor bei einem Asynchronmotor ein sogenanntes Einbrennen der Bürsten bei einer Bestromung ohne Drehbewegung nicht auftritt. Ein solches Einbrennen der Bürsten bei Gleichstrommotoren wird dadurch verursacht, dass ein Gleichstrommotor über einen längeren Zeitraum aufgrund des aufzubringenden Haltemoments bestromt wird und der Gleichstrommotor keine Drehung vollzieht oder nur innerhalb eines kleinen Winkelbereiches bewegt wird.In addition, by using an asynchronous motor to an electromagnetic brake, via which a driving torque for the coupling device 5 is generated in order to keep the coupling device in a closed state over a long period, are advantageously dispensed with, since in contrast to a brushed DC motor in an asynchronous motor, a so-called burn-in of the brushes during energization without rotational movement does not occur. Such a burn-in of the brushes in DC motors is caused by the fact that a DC motor is energized for a long period of time due to the applied holding torque and the DC motor does not rotate or only within a small angular range is moved.

Selbstverständlich kann es bei einer vorteilhaften, nicht näher dargestellten und von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abweichenden Ausführungsform des Verteilergetriebes nach der Erfindung jedoch auch vorgesehen sein, dass eine elektromagnetische Bremse zum Halten der Kupplungseinrichtung in deren geschlossenem Zustand in das Verteilergetriebe integriert wird, wenn durch ein entsprechendes Anforderungsprofil längere Schließphasen der Kupplungseinrichtung gewünscht sind, die selbst für einen Aysnchronmotor eine Überlastung darstellen.Of course, it may also be provided in an advantageous, not shown and deviating from the present embodiment embodiment of the transfer case according to the invention that an electromagnetic brake for holding the clutch device is integrated in its closed state in the transfer case, if by a corresponding requirement profile longer closing phases of the coupling device are desired, which represent an overload even for a Aysnchronmotor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VerteilergetriebeTransfer Case
22
Antriebswelledrive shaft
33
erste Abtriebswelle, Anschlußflanschfirst output shaft, connection flange
44
zweite Abtriebswelle, Anschlußflanschsecond output shaft, connection flange
55
Kupplungseinrichtungcoupling device
66
erstes Zahnradfirst gear
77
Zwischenradidler
88th
zweites Zahnradsecond gear
99
Elektromotorelectric motor
1010
AntriebswandlereinrichtungDrive converter device
1111
Stirnradstufe, ÜbersetzungsstufeSpur gear stage, gear ratio
1212
ZahnsegmentringSegment ring
1313
weiteres Zahnradanother gear
1414
Nietenrivet
1515
Spindelmutterspindle nut
1616
Spindelspindle
1717
Druckscheibethrust washer
1818
Axiallagerthrust
1919
Lamellenpaketdisk pack
2020
Innenlamelleninner disk
2121
Außenlamellenouter disk
2222
InnenlamellenträgerInner disk carrier
2323
AußenlamellenträgerExternal disk carrier
2424
Federeinrichtungspring means
2525
Gehäuse des ElektromotorsHousing of the electric motor
2626
Läufer des ElektromotorsRunner of the electric motor

Claims (5)

Verteilergetriebe (1) mit regelbarer Kupplungseinrichtung (5) für ein Kraftfahrzeug zum Verteilen eines über eine Antriebswelle (2) eingehenden Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (3, 4), wobei eine Abtriebswelle (4) über die Kupplungseinrichtung (5) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist und die Kupplungseinrichtung (5) über einen Elektromotor (9) und eine zwischen dem Elektromotor (9) und der Kupplungseinrichtung (5) angeordnete Antriebswandlereinrichtung (10) betätigbar ist, und wobei die Antriebswandlereinrichtung (10) eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung zum Wandeln einer rotatorischen Bewegung des Elektromotors (9) in eine translatorische Betätigungsbewegung für die Kupplungseinrichtung (5) aufweist, wobei die Spindel (16) oder die Spindelmutter (15) rotatorisch fixiert ist und gleichzeitig die drehbare Spindelmutter (15) oder die drehbare Spindel (16) bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung (5) dieselbe Drehrichtung wie die Antriebswelle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswandlereinrichtung eine als Stirnradstufe (11) ausgeführte Übersetzungsstufe und einen Zahnsegmentring (12) aufweist.Transfer case ( 1 ) with controllable coupling device ( 5 ) for a motor vehicle for distributing one via a drive shaft ( 2 ) incoming drive torque to at least two output shafts ( 3 . 4 ), wherein an output shaft ( 4 ) via the coupling device ( 5 ) with the drive shaft ( 2 ) is connectable and the coupling device ( 5 ) via an electric motor ( 9 ) and one between the electric motor ( 9 ) and the coupling device ( 5 ) arranged drive converter means ( 10 ) is operable, and wherein the drive converter device ( 10 ) a spindle-spindle nut arrangement for converting a rotational movement of the electric motor ( 9 ) in a translatory actuating movement for the coupling device ( 5 ), wherein the spindle ( 16 ) or the spindle nut ( 15 ) is rotationally fixed and at the same time the rotatable spindle nut ( 15 ) or the rotatable spindle ( 16 ) at a closing of the coupling device ( 5 ) the same direction of rotation as the drive shaft ( 2 ), characterized in that the drive converter device as a spur ( 11 ) gear stage and a toothed segment ring ( 12 ) having. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (9) als Asynchronmotor ausgeführt ist.Transfer case according to claim 1, characterized in that the electric motor ( 9 ) is designed as an asynchronous motor. Verteilergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (9) in ein Zahnrad (7) integriert ist, über welches wenigstens ein Teil des Antriebsmomentes der Antriebswelle (2) auf eine der Abtriebswellen (4) führbar ist.Transfer case according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motor ( 9 ) into a gear ( 7 ) is integrated, via which at least part of the drive torque of the drive shaft ( 2 ) on one of the output shafts ( 4 ) is feasible. Verteilergetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (25) des Elektromotors (9) als Lagerung des Zahnrades (7) ausgeführt ist.Transfer case according to claim 3, characterized in that a housing ( 25 ) of the electric motor ( 9 ) as a bearing of the gear ( 7 ) is executed. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnsegmentring (12) mit der Spindelmutter (15) oder der Spindel (16) verbunden ist und eine Bewegung des Zahnsegmentringes (12) eine Drehbewegung der Spindelmutter (15) oder der Spindel (16) sowie eine translatorische Bewegung der Spindel (16) oder der Spindelmutter (15) bewirkt.Transfer case according to one of claims 1-4, characterized in that the toothed segment ring ( 12 ) with the spindle nut ( 15 ) or the spindle ( 16 ) and a movement of the sector gear ring ( 12 ) a rotational movement of the spindle nut ( 15 ) or the spindle ( 16 ) and a translational movement of the spindle ( 16 ) or the spindle nut ( 15 ) causes.
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