DE69909668T2 - Synchronisierte Bereichsschalteinrichtung für Verteilergetriebe - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Verteilergetriebe zur Verwendung in vierradgetriebenen Fahrzeugen. Genauer bezieht sich die Erfindung auf ein Verteilergetriebe mit einem synchronisiertem Bereichsschaltmechanismus für eine während des Fahrens erfolgende Schaltung zwischen einem Hochbereichsantriebsmode und einem Niederbereichsantriebsmode.
  • Der Antriebsstrang vieler Leichtnutzfahrzeuge und Sportgebrauchsfahrzeuge enthält ein Verteilergetriebe zum Übertragen des Antriebsmoments auf alle vier Räder, wodurch ein Vierradantriebsmode erreicht wird. Um an unterschiedliche Straßenoberflächen und Bedingungen anpaßbar zu sein, sind einige Verteilergetriebe mit einer Getriebeuntersetzungseinheit ausgerüstet, die selektiv von dem Fahrzeugfahrer geschaltet werden kann, um den Vierradhochbereichs- und Vierradniederbereichsmode einzurichten. In vielen Fällen muß das Fahrzeug jedoch angehalten werden, bevor das Verteilergetriebe zwischen seinem Vierradhochbereichsantriebsmode und Niederbereichsantriebsmode geschaltet werden kann. Die Notwendigkeit, das Fahrzeug vor einer solchen Bereichsschaltung anzuhalten, ist nachteilig, insbesondere bei Straßenzuständen oder Oberflächenbeschaffenheiten, bei denen eine Fortdauer des Fahrzeugsfahrmoments die Überwindung der schwierigen Bedingungen unterstützen würde. Einige Getriebeuntersetzungseinheiten ermöglichen dem Fahrer, von dem Vierradniederbereichsantriebsmode in den Vierradhochbereichsantriebsmode zu schalten, ohne das Fahrzeug anzuhalten. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 5,054,335 ein Verteilergetriebe, das mit einer synchronisierten Bereichsschaltanordnung für eine während des Fahrens erfolgende Schaltung einer Getriebeuntersetzungseinheit mit Vorgelegewelle ausgerüstet ist. Alternativ beschreibt das in gleichem Besitz befindliche US-Patent 5,346,442, von dem die Präambel des Anspruchs 1 ausgeht, ein Verteilergetriebe mit einer synchronisierten Bereichsschaltanordnung für eine während der Fahrt erfolgende Schaltung einer Untersetzungsgetriebeeinheit in Planetenbauweise. Schließlich beschreiben die US-Patente 4,569,252, 5,651,749, 5,655,986, 5,697,861 und 5,704867 mit Untersetzungsgetriebeeinheiten in Planetenbauweise ausgerüstete Verteilergetriebe, die ein synchronisiertes Schalten zwischen dem Hochbereichs- und Niederbereichsantriebsmode ermöglichen. Somit besteht ein Bedarf, synchronisierte Bereichsschaltsysteme zur Verwendung in Vierradantriebsverteilergetrieben zu entwickeln, die die derzeitige Technologie weiterentwickeln.
  • Erfindungsgemäß wird eine Planetengetriebebaugruppe gemäß dem Anspruch 1 geschaffen.
  • Entsprechend der Erfindung ist die Planetengetriebebaugruppe betriebsmäßig zwischen einem Eingangsbauteil und einem Ausgangsbauteil angeordnet und enthält ein stationäres Ringrad, ein drehbar an dem Eingangsbauteil befestigtes Sonnenrad und einen Satz von Ritzeln, die in Zahneingriff mit dem Ringrad und dem Sonnenrad sind und von einem Planetenträger drehbar getragen werden. Der synchronisierte Bereichsschaltmechanismus enthält eine Bereichshülse, die für eine Drehung mit dem Ausgangsbauteil verbunden ist und zwischen einer ersten und einer zweiten Bereichsstellung beweglich ist, um eine entsprechende erste und zweite Antriebsverbindung zwischen dem Eingangsbauteil und dem Ausgangsbauteil zu schaffen. Um die erste Antriebsverbindung zu schaffen, wird die Bereichshülse in Eingriff mit einem Kupplungsring bewegt, der für eine Drehung mit dem Eingangsbauteil befestigt ist, wodurch das Ausgangsbauteil vom Eingangsbauteil mit einer ersten Übersetzung angetrieben wird, die den Hochübersetzungsantriebsmode definiert. Um die zweite Antriebsverbindung einzurichten, wird die Bereichshülse in Eingriff mit dem Planetenträger bewegt, wodurch das Ausgangsbauteil vom Eingangsbauteil mit einer zweiten Übersetzung angetrieben wird, um den Niederübersetzungsantriebsmode zu bilden. Die Bereichshülse ist weiter in eine dritte Bereichsstellung betätigbar, in der sie von dem Kupplungsring und von dem Planetenträger entkoppelt ist, um das Ausgangsbauteil von dem Eingangsbauteil zu trennen und einen neutralen, nicht angetriebenen Mode einzurichten.
  • Als ein zusätzliches Merkmal der Erfindung kann das Verteilergetriebe mit einem Zwischenachsdifferential ausgerüstet sein, um einen Vollzeitvienadantriebsmode zu schaffen. Als eine weitere Option kann eine Vorspannkupplung vorgesehen sein, um Drehzahlunterschiede zu begrenzen und die Drehmomentverteilung zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle zu steuern.
  • Entsprechend einem weiteren Merkmal kann das Verteilergetriebe mit einer Verteilerkupplung zum Verteilen bzw. zum Übertragen von Antriebsmoment bei Bedarf auf die normalerweise nicht angetriebenen Räder bei schlechten Traktionsbedingungen ausgerüstet sein.
  • Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können ein Verteilergetriebe für ein vienadgetriebenes Fahrzeug mit einer Planetengetriebebaugruppe und einem Bereichsschaltmechanismus schaffen, das selektiv betätigt werden kann, um einen Vierradhochübersetzungsantriebsmode, einen neutralen Mode und einen Vierradniederübersetzungsantriebsmode einzurichten.
  • In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung enthält der Bereichsschaltmechanismus Synchronisiereinrichtungen, die eine während des Fahrens erfolgende Schaltung des Verteilergetriebes zwischen dem Vierradhochübersetzungs- und dem Niederübersetzungsantriebsmode ermöglichen.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus dem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung klar, die anhand von nicht beschränkenden Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, in denen zeigen:
  • 1 einen Antriebsstrang für ein vienadgetriebenes Motorfahrzeug, das mit einem der erfindungsgemäßen Verteilergetriebe ausgerüstet ist;
  • 2 eine Schnittansicht eines Verteilergetriebes, das mit einer planetengetriebenen Baugruppe und einem synchronisierten Bereichsschaltmechanismus entsprechend der Erfindung ausgerüstet ist;
  • 3 eine Teilschnittansicht der Planetengetriebebaugruppe und des synchronisierten Bereichsschaltmechanismus gemäß 2;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Teils des Verteilergetriebes gemäß 2, das optional mit einem Modekupplungsmechanismus ausgerüstet ist;
  • 5 eine Tabelle, die die Antriebsmodes aufführt, die mit dem Verteilergetriebe gemäß 4 verfügbar sind;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Verteilergetriebes entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung einer modifizierten Version des Verteilergetriebes gemäß 6;
  • 8 eine schematische Darstellung einer anderen modifizierten Version des Verteilergetriebes gemäß 6 und
  • 9 eine schematische Darstellung einer modifizierten Version des Verteilergetriebes gemäß 8
  • Insgesamt bezieht sich die Erfindung auf eine Verteilergetriebebaugruppe und einen synchronisierten Bereichsschaltmechanismus, der in einem Verteilergetriebe der Bauart eingebaut ist, wie sie im Antriebsstrang eines vierradgetriebenen Fahrzeugs verwendet wird und während des Fahrens ein Schalten des Verteilergetriebes zwischen einem Niederüberstzuungsantriebsmode und einem Hochübersetzungsantriebsmode ermöglicht.
  • Unter Bezugnahme insbesondere auf 1 ist ein Antriebsstrang 10 für ein vierradgetriebenes Fahrzeug dargestellt. Der Antriebsstrang 10 enthält einen vorderen Antriebsstrang 12 und einen hinteren Antriebsstrang 14, die beide von einer Antriebsquelle her, wie einem Motor 16, über ein Getriebe 18 antreibbar sind, das ein manuelles oder auch automatisches Getriebe sein kann. In der speziellen dargestellten Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Vierradantriebssystem, das ein Verteilergetriebe 20 zum Übertragen des Antriebsmoments von dem Motor 16 und dem Getriebe 18 auf den vorderen Antriebsstrang 12 und den hinteren Antriebsstrang 14 enthält. Der vordere Antriebsstrang 12 enthält ein Paar Vorderräder 24, die mit entgegengesetzten Enden einer Vorderachsbaugruppe 26 verbunden sind, die ein vorderes Differential 28 hat, das mit einem Ende einer vorderen Antriebswelle 30 verbunden ist, deren anderes Ende mit einer vorderen Ausgangswelle 32 des Verteilergetriebes 20 verbunden ist. Ähnlich enthält der hintere Antriebsstrang 14 ein Paar Hinterräder 34, die mit entgegengesetzten Enden einer Hinterachsbaugruppe 36 verbunden sind, die ein hinteres Differential 38 aufweist, das mit einem Ende einer hinteren Antriebswelle 40 verbunden ist, deren anderes Ende mit einer hinteren Ausgangswelle 42 des Verteilergetriebes 20 verbunden ist.
  • Das Verteilergetriebe 20 enthält eine Gehäusebaugruppe 44 und eine Eingangswelle 46, die von der Gehäusebaugruppe 44 drehbar getragen wird. Die Eingangswelle 46 kann an eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 18 angeschlossen werden, so daß beide von dem Motor 16 des Motorfahrzeugs drehangetrieben sind. Die hintere Ausgangswelle 42 ist drehbar zwischen der Eingangswelle 46 und dem Gehäuse 44 gelagert bzw. gehalten, während die vordere Ausgangswelle 32 von dem Gehäuse 44 drehbar getragen wird. Das Verteilergetriebe 20 enthält weiter eine Planetengetriebebaugruppe 48, einen synchronisierten Bereichsschaltmechanismus 50 und ein Zwischenachsdifferential 52. Die Planetengetriebebaugruppe 48 enthält ein an der Gehäusebaugruppe 44 befestigtes Ringrad 54, ein für eine Drehung mit der Eingangswelle 46 verbundenes Sonnenrad 56 und einen Satz von Ritzeln 58, von denen jedes drehbar an einer Ritzelwelle 60 gehalten ist und mit dem Sonnenrad 56 und dem Ringrad 54 in Zahneingriff ist. Jede Ritzelwelle 60 erstreckt sich zwischen einem vorderen Tragring 62 und einem hinteren Tragring 64, die miteinander verbunden sind, um einen Planetenträger 66 zu bilden.
  • Die Planetengetriebebaugruppe 48 funktioniert als eine zweistufige Getriebeuntersetzungseinheit, die in Verbindung mit einer Bereichskupplung 68 eines synchronisierten Bereichsschaltmechanismus 50 betätigbar ist, um eine der ersten oder zweiten Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle 46 und einer Trägerbaugruppe 70 eines Zwischenachsdifferentials 52 einzurichten. Um die erste Antriebsverbindung einzurichten, wird die Trägerbaugruppe 70 mittels der Bereichskupplung 68 für eine gemeinsame Drehung mit der Eingangswelle 46 gekuppelt. Auf diese Weise definiert die erste Antriebsverbindung einen Hochübersetzungsantriebsmode, in dem die Trägerbaugruppe 70 mit einem ersten (d. h. direkten) Drehzahlverhältnis bezüglich der Ein gangswelle 46 angetrieben wird. Ähnlich wird die zweite Antriebsverbindung mittels der Bereichskupplung 68 eingerichtet, die die Trägerbaugruppe 70 für eine gemeinsame Drehung mit dem Planetenträger 66 kuppelt. Die zweite Antriebsverbindung definiert einen Niederbereichsantriebsmode, in dem die Trägerbaugruppe 70 mit einer zweiten (d. h. verminderten) Drehzahl entsprechend der angetriebenen Drehung der Eingangswelle 46 angetrieben wird. Ein Neutralmode wird eingerichtet, wenn die Bereichskupplung 68 die Trägerbaugruppe 70 sowohl von der Eingangswelle 46 als auch von dem Planetenträger 66 abkoppelt. Wie im folgenden detailliert beschrieben, ist der synchronisierte Bereichsschaltmechanismus 50 betätigbar, so daß das Verteilergetriebe 20 während der Fahrt zwischen seinem Hochbereichs- und seinem Niederbereichsantriebsmode umschaltbar ist.
  • Dies Zwischenachsdifferential 52 hat die Funktion, einen Drehzahlunterschied zuzulassen und das Antriebsmoment zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 derart zu verteilen, daß ein differentieller oder "Vollzeit" Vierradantriebsmode eingerichtet wird. Wie detailliert beschrieben werden wird, wirkt die Trägerbaugruppe 70, wenn sie mit dem ersten oder dem zweiten Übersetzungsverhältnis angetrieben wird, als Eingang zum Zwischenachsdifferential 52. Das Zwischendifferential 52 enthält weiter einen Radsatz 72 mit Ausgängen, die mit der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 verbunden sind. Entsprechend der speziellen Ausführungsform gemäß 2 und 3 enthält der Radsatz 72 ein zweites Sonnenrad 74, ein drittes Sonnenrad 76, einen ersten Satz von Ritzeln 78 in Zahneingriff mit dem zweiten Sonnenrad 74 und einen zweiten Satz von Ritzeln (nicht dargestellt) in Zahneingriff mit dem dritten Sonnenrad 76. Die Ritzel sind in miteinander in Zahneingriff befindlichen Paaren innerhalb einer Kammer 80 angeordnet, die in der Trägerbaugruppe 70 ausgebildet ist. Das zweite Sonnenrad 74 wirkt als ein erster Ausgang und ist für eine Drehung mit der hinteren Ausgangswelle 42 verbunden. Ähnlich wirkt das dritte Sonnenrad 76 als ein zweiter Ausgang und ist für eine Drehung, über einen Übertragungs- bzw. Verteilermechanismus 82, mit der vorderen Ausgangswelle 32 verbunden. Der Verteilermechanismus 82 enthält ein Antriebkettenrad 84, das drehbar von der hinteren Ausgangswelle 42 gehalten ist, ein angetriebenes Kettenrad 86, das mit der vorderen Ausgangswelle 32 verbunden ist und eine Leistungsübertragungseinrichtung, wie eine Kette 86, die das angetriebene Kettenrad 86 mit dem Antriebskettenrad 84 verbindet. Wenn erwünscht, kann eine Zahnradanordnung anstelle der Kette 88 verwendet werden, um das angetriebene Kettenrad 86 mit dem Antriebskettenrad 84 zu verbinden. Das dritte Sonnenrad 76 ist an einer Verteilerwelle 90 befestigt, die wiederum an dem Antriebskettenrad 84 befestigt oder integral mit ihm ausgebildet ist. Entsprechend der speziellen dargestellten Ausführungsform ist das Differential 82 eine Vorrichtung mit begrenztem Schlupf, die in der Lage ist, eine zu hohe Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern 74 und 76 aufgrund einer Schubbelastung und einer Reibbelastung, die von einem Radsatz 72 abhängig von der Drehzahl der Differenz erzeugt wird, progressiv und automatisch zu begrenzen. Es sei darauf hingewiesen, daß jede Art von herkömmlichem offenem Differential oder Differential mit begrenztem Schlupf (Drehzahl und/oder Drehmoment abhängig) anstelle der speziellen dargestellten Konstruktion verwendet werden kann. Die Trägerbaugruppe 70 definiert ein Trommelgehäuse 92, innerhalb dessen der Radsatz 72 gehalten ist und das zwischen der hinteren Ausgangswelle 42 und der Verteilerwelle 90 drehbar gehalten ist.
  • Weiter bezugnehmend auf 2 und 3 enthält der synchronisierte Bereichsschaltmechanismus 50 eine Kupplungsnabe 54, die an einem Rohrsegment 96 der Eingangswelle 46 drehbar gehalten ist, eine Kupplungsplatte oder einen Ring 98, der mit einem ringförmigen Endsegment 100 der Eingangswelle 46 verbunden ist, eine erste Synchronisierbaugruppe 102, die zwischen der Kupplungsnabe 94 und dem Kupplungsring 98 angeordnet ist, und eine zweite Synchronisierbaugruppe 104, die zwischen der Nabe 94 und dem Tragring 64 angeordnet ist. Der Tragring 64 ist an einem Rohrsegment 96 der Eingangswelle 46 gelagert, wobei die Kupplungsnabe 94 axial zwischen dem Endsegment 100 und dem Tragring 64 gehalten ist. Die Bereichskupplung 68 ist eine Bereichshülse 106 mit einem ersten Satz interner Kupplungszähne 112, die in konstantem Zahneingriff mit externen Zähnen 114 gehalten sind, die an der Kupplungsnabe 94 ausgebildet sind. Die Bereichshülse 106 enthält weiter einen zweiten Satz interner Kupplungszähne 108, die in konstantem Zahneingriff mit externen Zähnen 110 gehalten sind, die an dem Trommelgehäuse 92 des Zwischenachsdifferentials 52 ausge bildet sind. Auf diese Weise ist die Bereichshülse 106 für eine Drehung mit dem Trommelgehäuse 92 und der Kupplungsnabe 94 angebracht und für eine bidirektionale Verschiebebewegung relativ dazu gehalten.
  • Wen die Bereichshülse 106 in ihrer neutralen Stellung (bezeichnet durch die Positionslinie "N") ist, ist der erste Satz von Kupplungszähnen 112 frei von einem Zahneingriff mit Kupplungszähnen 116 an dem Kupplungsring 98 und Kupplungszähnen 118 des hinteren Tragrings 64. Die erste Synchronisierbaugruppe 102 ist betätigbar, um eine Drehzahlsynchronisation zwischen der Eingangswelle 46 und der Tragbaugruppe 70 bei Bewegung der Bereichshülse 106 aus der N-Stellung in die Hochbereichsstellung (bezeichnet durch die Positionslinie "H") zu bewirken. Sobald der Drehzahlsynchronisationsvorgang abgeschlossen ist, können die Kupplungszähne 112 an der Bereichshülse 106 sich durch die Zähne eines Blockierrings 120 und in Zahneingriff mit den Kupplungszähnen 116 an dem vorderen Kupplungsring 98 bewegen. Entsprechend kuppelt die Bereichshülse 106 in ihrer H-Stellung das Trommelgehäuse 92 mit dem Kupplungsring 98, so daß die Tragbaugruppe 70 des Zwischenachsdifferentials 52 gekuppelt ist, um mit der gleichen Drehzahl wie die Eingangswelle 46 zu drehen, um die erste Antriebsverbindung zwischen ihnen einzurichten. Wenn die erste Antriebsverbindung eingerichtet ist, ist somit ein Vollzeitvierradhochbereichsantriebsmode eingerichtet.
  • Die zweite Synchronisierbaugruppe 104 ist betätigbar, um eine Drehzahlsynchronisation zwischen der Bereichshülse 106 und dem Planetenträger 66 bei einer Bewegung der Bereichshülse 106 aus ihrer N-Stellung in Richtung auf die Niederbereichsstellung (bezeichnet durch die Positionslinie "L") zu bewirken. Sobald die Drehzahlsynchronisation vollständig ist, bewegen sich die Kupplungszähne 112 an der Bereichshülse 106 durch die Zähne eines Blockierrings 122 in Zahneingriff mit den Kupplungszähnen 118 des Tragrings 64. Wenn die Bereichshülse 106 in ihrer L-Stellung positioniert ist, treibt das Sonnenrad 56 die Ritzel 58 um das stationäre Ringrad 54 an, so daß der Planetenträger 66 und die Trägerbaugruppe 70 mit vermindertem Übersetzungsverhältnis relativ zu der Eingangswelle 46 angetrieben werden, wodurch die zweite An triebsverbindung und der Vollzeitvierradniederübersetzungsantriebsmode eingerichtet sind. Wenn sich die Bereichshülse 106 in ihrer N-Stellung befindet, wird kein Antriebsmoment auf die Trägerbaugruppe 70 übertragen, wodurch der Neutralmode eingerichtet wird. Die Bereichshülse 106 ist derart konstruiert, daß ihre Sätze von Kupplungszähnen 108 und 112 einen jeweiligen Eingriff mit den Zähnen 110 an der Trommel 92 und den Zähnen 114 an der Kupplungsnabe 94 über die gesamte Länge der axialen Bewegung der Bereichshülse 106 zwischen ihrer H- und L-Stellung aufrechterhalten.
  • Als Mittel zum Bewegen der Bereichshülse 106 zwischen ihren drei Bereichsstellungen enthält das Verteilergetriebe 20 ein Schaltsystem 126, das aus einer mit der Bereichshülse 106 verbundenen Bereichsgabel 128, einem Stellantrieb 130 zum axialen Bewegen der Bereichsgabel 128 und einer Modewahlbedieneinheit 132 für eine selektive Betätigung des Stellantriebs 130 zusammengesetzt ist. Wie in 2 dargestellt, ist der Stellantrieb 130 eine Getriebemotor/Kodierbaugruppe 134 mit einer drehbaren Ausgangsschraube 136, die mit einem Außengewinde 138 ausgebildet ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde 140 ist, das an einem Ende einer Sektorwelle 142 ausgebildet ist, deren anderes Ende in einem Gehäusesockel 144 gehalten ist. Die Bereichsgabel 128 ist an der Welle 142 derart befestigt, daß eine bidirektionale Drehung der Ausgangsschraube 136, die von dem Stellantrieb 130 herbeigeführt wird, zu einer bidirektionalen axialen Translationsbewegung der Welle 142 und der Bereichsgabel 128 führt, wodurch die Bereichshülse 106 zwischen ihren drei unterschiedlichen Bereichsstellungen bewegt wird. Die Richtung und das Ausmaß der Drehung der Ausgangsschraube 136 wird abhängig von einem elektrischen Steuersignal gesteuert, das an die Getriebemotor/Kodierbaugruppe 134 gesendet wird, wenn der Fahrzeugfahrer einen gewünschten Antriebsmode über Betätigung der Modewahlbedieneinheit 132 auswählt. Der Fahrzeugfahrer kann zwischen Allzeitvierradhochbereichs- und Niederbereichsantriebsmode und Neutralmode wählen. Die Modewahlbedieneinheit 132 kann als Schalthebel oder in Form eines Druckschalters/Drehschalters ausgebildet sein. Anstelle der speziellen dargestellten Anordnung kann jedwelches manuell betätigte oder motorisch betätigte Schaltsystem verwendet werden, das zur Verwendung in herkömmlichen zweistufigen Verteilergetrieben bekannt ist.
  • Bezugnehmend auf 4 ist ein Verteilergetriebe 20A als eine modifizierte Version des Verteilergetriebes 20 dargestellt, das optional mit einem Modeschaltmechanismus 150 versehen ist, der die Auswahl eines nichtdifferentiellen oder "gesperrten" Vierradantriebsmodes und zusätzlich zu dem Vollzeitvierradantriebsmode einen Zweiradantriebsmode ermöglicht. Um den Modeschaltmechanismus 150 aufzunehmen, wird die Verteilerwelle 90' nun relativ zu dem Antriebskettenrad 84' drehbar gehalten. Der Modeschaltmechanismus 150 enthält eine Modekupplung 152, die zum selektiven Kuppeln der Verteilerwelle 90' mit dem Antriebskettenrad 84' betätigbar ist, um den Allzeitvierradantriebsmode einzurichten. Die Modekupplung 152 ist auch betätigbar, um die Verteilerwelle 90' selektiv mit dem Antriebskettenrad 84' und dem Trommelgehäuse 92 zu kuppeln, um den "gesperrten" Vierradantriebsmode einzurichten, in dem eine Drehzahldifferenz zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 verhindert ist. Weiter ist die Modekupplung 152 betätigbar, um selektiv das Antriebskettenrad 84' von der Verteilerwelle 90' abzukuppeln und dabei die Verteilerwelle 90' mit dem Trommelgehäuse 92 zu kuppeln, um den Zweiradantriebsmode einzurichten, in dem das gesamte Antriebsmoment an die hintere Ausgangswelle 42 geliefert wird.
  • Die Modekupplung 152 enthält eine angetriebene Nabe 154, die an der Verteilerwelle 90' befestigt ist, an der äußere Zähne 156 ausgebildet sind, eine erste Kupplungsplatte 158, die an dem Antriebskettenrad 84' befestigt ist und an der äußere Kupplungszähne 160 ausgebildet sind, und eine zweite Kupplungsplatte 162, die an dem Trommelgehäuse 92 befestigt und an der äußere Kupplungszähne 164 ausgebildet sind. Die Modekupplung 152 enthält weiter eine Modehülse 166 mit einem Satz innerer Keile bzw. Nuten 168, die in konstantem Zahneingriff mit äußeren Zähnen 156 der angetriebenen Nabe 154 sind, so daß die Modehülse 166 axial dazu verschiebbar ist. Mit der Modehülse 166 in einer ersten oder Allzeitvierradantriebsmodestellung, die durch die Positionslinie "4DIFF" bezeichnet ist, sind die Keilzähne 168 in Zahneingriff mit den Kupplungszähnen 160 an der ersten Kupplungsplatte 158 und von den Kupplungszäh nen 164 an der zweiten Kupplungsplatte 162 frei. In dieser ersten Modestellung ist die Verteilerwelle 90' mit dem Antriebskettenrad 84 gekuppelt, so daß die angetriebene Drehung des Trommelgehäuses 92 bewirkt, dass Antriebsmoment zwischen dem zweiten Sonnenrad 74 und dem vierten Sonnenrad 76 und entsprechend zwischen der hinteren Ausgangswelle 42 und der vorderen Ausgangswelle 32 verteilt wird, während zwischen ihnen ein Drehzahlunterschied möglich ist, wodurch der Vollzeitvienadantriebsmode eingerichtet ist.
  • Eine axiale Bewegung der Modehülse 166 aus ihrer 4DIFF-Stellung in eine zweite oder gesperrte Vierradantriebsmodestellung, die durch die Positionslinie "4LOCK" bezeichnet ist, behält den Eingriff der Kupplungszähne 160 mit den Modehülsezähnen 168 bei und bewirkt, daß die Zähne 168 weiter in die Kupplungszähne 164 an der zweiten Kupplungsplatte 162 eingreifen. In dieser zweiten Modestellung ist eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Sonnenrad 74 und dem dritten Sonnenrad 76 verhindert, wodurch ein Drehzahlunterschied zwischen der hinteren Ausgangswelle 42 und der vorderen Ausgangswelle 32 verhindert ist, wodurch der gesperrte Vierradantriebsmode eingerichtet wird. Eine weitere axiale Bewegung der Modehülse 166 aus ihrer 4LOCK-Modestellung in eine dritte oder Zweiradantriebsmodestellung, die durch die Positionslinie "2WD" bezeichnet ist, bewirkt, daß die Zähne 168 an der Modehülse 166 von den Kupplungszähnen 160 an der ersten Kupplungsplatte 158 freikommen und in die Kupplungszähne 164 an der zweiten Kupplungsplatte 162 eingreifen. In dieser dritten Modestellung wird das Antriebskettenrad 84' von der Verteilerwelle 90' entkoppelt, während eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Sonnenrad 74 und dem dritten Sonnenrad 76 verhindert wird, wodurch das gesamte Antriebsmoment auf die hintere Ausgangswelle 42 übertragen wird, um den Zweiradantriebsmode einzurichten. Somit ist sowohl in der 4LOCK und 2WD Modestellung das Zwischenachsendifferential 52 mechanisch gesperrt, um einen Drehzahlunterschied zu verhindern.
  • Weiterhin bezugnehmend auf 4 enthält das dem Verteilergetriebe 20A zugeordnete Schaltsystem weiter eine Modegabel 172, die die Modehülse 166 mit einem Stellantrieb 174 kuppelt. Der Stellantrieb 174 kann jedwelche geeignete Vorrichtung sein, die derart betätigbar ist, daß sie eine koordinierte axiale Bewegung der Bereichshülse 106 und der Modehülse 166 bei einem jeweiligen Antriebsmode herbeiführt, der von dem Fahrzeugfahrer mittels einer Modewahlbedieneinheit 132 gewählt wird. Alternativ können die Stellantriebe 130 und 174 ein Paar unabhängig gesteuerter Schaltvorrichtungen sein, die getrennt mit Schaltgabeln 128 und 172 verbunden sind. Vorzugsweise aber ist der Stellantrieb 174 eine drehbare Sektorplatte mit Bereichs- und Modenockenanordnungen zum Erleichtern einer koordinierten axialen Bewegung von Schaltgabeln 128, 172 in einer Art, die insgesamt ähnlich der in dem im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patent 5,076,112 beschriebenen ist. Die Sektorplatte kann manuell bei Betätigung eines Schalthebels oder alternativ über eine motorisch betriebene Vorrichtung betätigt werden, die entsprechend Signalen von Drucktasten oder Drehschaltern betätigt wird. Die Tabelle der 5 führt die Kombinationen von Stellungen für die Bereichshülse 106 und die Modehülse 166 auf, um die verschiedenen Antriebsmodes einzurichten, die mit dem Verteilergetriebe 20A zur Verfügung stehen. Die Erfindung ist jedoch weder auf die aufgeführte Folge beschränkt, noch ist es notwendig, daß alle sieben Antriebsmodes zur Verfügung stehen. Insbesondere kann die Zahl der Antriebsmodes, die für eine Auswahl über eine Betätigung der Bedieneinheit verfügbar sind, basierend auf den jeweiligen Erfordernissen jeder unterschiedlichen Fahrzeuganwendung gewählt werden.
  • Bezugnehmend auf 6 ist ein Verteilergetriebe 20B mit einem Zwischenachsdifferential 180 anstelle des Zwischenachsdifferentials 52 und einer Vorspannkupplung 182 anstelle der Modekupplung 152 versehen. Das Differential 180 enthält eine Trägerbaugruppe 184 mit langen Ritzelwellen 186, an denen lange Ritzel 188 drehbar gehalten sind, und kurzen Ritzelwellen 189, an denen kurze Ritzel 190 drehbar gehalten sind. Lange Ritzel 188 sind in Zahneingriff mit einem zweiten Sonnenrad 74' und kurze Ritzel 190 sind in Zahneingriff mit einem dritten Sonnenrad 76'. Paare langer Ritzel 188 und kurzer Ritzel 190 sind miteinander in Zahneingriff. Damit wird an die Trägerbaugruppe 188 geliefertes Drehmoment an die hintere Ausgangswelle 82 und die vordere Ausgangswelle 32 über die Sonnenräder 74' und 76' geliefert, während ein Drehzahlunterschied ermöglicht wird, um die Vollzeitvierradantriebsmodes einzurichten. Wie ersichtlich, sind die Zähne 108 an der Bereichshülse 106 in konstantem Zahneingriff mit äußeren Zähnen 192 gehalten, die an einer vorderen Tragplatte 194 der Trägerbaugruppe 184 ausgebildet sind. Somit richtet die Bewegung der Bereichshülse 106 zwischen ihrer H, N und L-Stellung die Hochbereichs-, Neutral- und Niederbereichsübersetzungsverhältnisse ein, wie vorstehend beschrieben.
  • Um Mittel zum Steuern der Drehmomentverteilung und der Drehzahlunterschiede zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle 32 bzw. 42 zu schaffen, enthält das Verteilergetriebe 20B die Vorspannkupplung 182. Die Vorspannkupplung 182 ist normalerweise in einem nicht betätigten Mode betreibbar, um einen Drehzahlunterschied zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 zu ermöglichen, wodurch der Vollzeitvierradantriebsmode eingerichtet wird. Die Vorspannkupplung 182 ist auch in einem voll betätigten Mode betreibbar, um den gesperrten Vierradantriebsmode einzurichten, in dem ein Drehzahlunterschied zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 verhindert ist. Die Vorspannkupplung 182 kann die Drehmomentvorspannung und die Drehzahldifferenz automatisch progressiv zwischen ihrem nicht betätigten und ihrem voll betätigten Mode in Abhängigkeit von und als eine Funktion von dem Ausmaß der relativen Drehung (Zwischenachsschlupf) zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 steuern bzw. regeln. Die Drehmoment/Schlupfcharakteristik der Vorspannkupplung 182 kann auf die jeweiligen Fahrzeuganwendungen abgestimmt werden. Die Vorspannkupplung 182 ist eine hydromechanische Kupplung und enthält eine Kupplungspackung mit alternativ ineinander verschachtelten Kupplungsplatten 196 und 198, die für eine Drehung mit einer Trommel 200 bzw. einer Verteilerwelle 90 montiert sind. Die Trommel 200 enthält eine hintere Endplatte 201, die an der hinteren Ausgangswelle 42 befestigt ist. Eine Kupplungsseingriffskraft zum Übertragen von Moment auf die langsamer drehende Kupplungsplatte kann beispielsweise abhängig von der viskosen Scherung (d. h. Viskosekupplungen), dem hydraulischen Druck (d. h. angetriebene Traktionseinheiten) oder in jedwelcher anderen Weise erzeugt werden, wie sie in Drehmomentübertragungsvorrichtungen bekannt ist. Wenn erforderlich könnte ein Modeschaltmechanismus ähnlich dem vorbeschriebenen zwischen der Trommel 200 und der hinteren Ausgangswelle 42 zum selektiven Verhindern einer Drehung zwischen ihnen und zum Ermöglichen einer Auswahl von Vollzeit- oder gesperrtem Vierradantriebsmode angeordnet sein.
  • 7 zeigt ein Verteilergetriebe 20C, das eine modifizierte Version des Verteilergetriebes 20B ist. Genauer ist das Verteilergetriebe 20C mit einer Vorspannkupplung 202 ausgerüstet, die einen Satz äußerer Kupplungsplatten 204 aufweist, die an einer Trommelbaugruppe 206 befestigt sind, die für eine Drehung mit dem Antriebskettenrad 84 befestigt ist, und einen Satz innerer Kupplungsplatten 208 aufweist, die für eine Drehung mit der hinteren Ausgangswelle 42 befestigt sind und alternativ mit äußeren Kupplungsplatten 156 verschachtelt sind, um eine Kupplungspackung zu bilden. Die Vorspannkupplung 202 enthält weiter einen Schubmechanismus 210 zum Ausüben einer Kupplungseingriffskraft auf die Kupplungspackung und einen Stellantrieb 212 zum Steuern der Größe der Kupplungseingriffskraft als Funktion des Zwischenachsschlupfes. Genauer enthält der Schubmechanismus 210 einen Kolben 214, der axial innerhalb einer Druckkammer 216 der Vorspannkupplung 202 für eine Bewegung relativ zu der Kupplungspackung beweglich ist. Wie dargestellt, ist der Stellantrieb 212 eine Pumpe, die unter hohem Druck stehendes Hydraulikfluid aus einem Sumpf zu einer Druckkammer 216 liefert, um die axiale Stellung des Kolbens 214 relativ zu der Kupplungspackung zu steuern und somit die darauf ausgeübte Kupplungseingriffskraft. Die Pumpe 212 kann eine von einer Welle getriebene Vorrichtung, wie eine Rotorpumpe mit innenverzahntem Rotor oder eine Zahnradpumpe, sein, bei der der erzeugte und der Druckkammer 216 zugeführte Ausgangsdruck proportional zum Drehzahlunterschied zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 ist. Mit einer solchen, von der Welle angetriebenen Pumpe 212 ist die Stellung des Kolbens 214 in der Druckkammer 216 und die auf die Kupplungspackung ausgeübte Kupplungseingriffskraft progressiv und entsprechend insgesamt proportional dem Drehzahlunterschied zwischen den Ausgangswellen 32 und 42. Alternativ kann der von der Pumpe 212 erfolgte Ausgangsdruck adaptiv unter Verwendung eines Steuersystems gesteuert werden, das ein Steuergerät 220 aufweist, das Eingangssignale von verschiedenen Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise einem hinteren Drehzahlsensor 222 und einem vorderen Drehzahlsensor 224, empfängt. Das Steuergerät 220 bestimmt den Realzeitwert des Drehzahlunterschiedes aus den von den Drehzahlsensoren 222 und 224 erzeugten Sensorsignalen und sendet ein Steuersignal an die elektrische Pumpe 212, die ihren Ausgangsdruck als Funktion des Steuersignals steuert. Bei jeder Anordnung könnten Ventilsysteme verwendet werden, um die Kupplungseingriffskennlinie des Kolbens 214 in der Kammer 216 abzustimmen, und Rückholfedern zum Rückbewegen des Kolbens 214 in eine Freigabestellung relativ zu der Kupplungspackung.
  • Das Steuergerät 220 kann programmiert werden, um die Betätigung der Vorspannkupplung 202 entsprechend einem AN/AUS Steuerschema zu steuern. Bei einer solchen Anordnung wird die Vorspannkupplung 202 normalerweise in einem nicht betätigten Zustand gehalten, um einen Drehzahlunterschied zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle 32 und 42 zu ermöglichen. In diesem Zustand ist das Verteilergetriebe 20C als in seinem Vollzeitvienadantriebsmode arbeitend definiert. Wenn der Sensor Signale eingibt, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, der einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Vorspannkupplung 200 für ein Sperren der vorderen und hinteren Antriebswelle 32 und 42 gegenüber relativer Drehung betätigt, wodurch sie wirkungsmäßig starr miteinander verbunden sind, um den gesperrten Vierradantriebsmode einzurichten. Wie ausgeführt, ist der Fahrzeugzustand, der bevorzugt zum Steuern der Betätigung der Vorspannkupplung 202 verwendet wird, auf die Drehzahldifferenz zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 bezogen. Danach kehrt die Vorspannkupplung 200 in ihren nicht betätigten Zustand zurück, wenn die Sensoreingangssignale zeigen, daß die Fahrzeugzustandsgröße kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Alternativ kann das Steuergerät 220 entsprechend einem adaptiven Steuerschema programmiert werden, um den betätigten Zustand der Vorspannkupplung 202 zwischen ihrem nicht betätigten und ihrem voll betätigtem Grenzwert zu steuern bzw. regeln, um die Größe des Drehzahlunterschiedes und des über das Differential 180 übertragenen Antriebsmoments als Funktion der Sensoreingangssignale zu verändern. Im Betrieb vergrößert die Vorspannkupplung 202 die Größe des an die langsamer drehende Antriebswelle gelieferten Drehmoments, während gleichzeitig das an die schneller drehende Ausgangswelle gelieferte Drehmoment in einem Ausmaß vermindert wird, das dem Drehmomentüberiragungsvermögen der Kupplung bei dem gegebenen betätigten Zustand entspricht. Bei jedem der vorstehend erwähnten Steuerschemata ist die Steuerung der Betätigung der Vorspannkupplung 200 automatisch und erfordert keine Aktion oder Modewahl seitens der Fahrzeugbedienperson. Bei beiden Steuerschemata ist der Vorgang der Überwachung der Fahrzeugzustände und der Steuerung des Kupplungseingriffs kontinuierlich und automatisch. Wenn das Verteilergetriebe 20C mit dem elektrisch gesteuerten hydraulischen System ausgerüstet ist, dann ermöglicht die Modewahlbedieneinheit 132, daß der Fahrzeugführer zwischen Vollzeitvierradhochbereichs- und Niederbereichsmode mit automatischer Kupplungssteuerung, gesperrtem Vierradhochbereichs- und Niederbereichsantriebsmode und Neutralmode wählt. Bei fortschrittlichen Systemen kann eine Modeentsperrkupplung vorgesehen sein, um selektiv die Trommel 206 mit der hinteren Ausgangswelle 42 zu verbinden, um gesperrte Vierradantriebsmodes einzurichten.
  • 8 zeigt ein Verteilergetriebe 20D, das mit einer mechanisch betätigten Vorspannkupplung 230 ausgerüstet ist. Genauer ist die Vorspannkupplung 230 eine elektronisch gesteuerte Kupplungsbaugruppe, die betriebsmäßig zwischen der vorderen Ausgangswelle 32 und der hinteren Ausgangswelle 42 angeordnet ist, um automatisch die Größe des Drehzahlunterschiedes zu steuern und das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen ihnen zu verändern. Die Vorspannkupplung 230 hat einen Schubmechanismus 232 zum Ausüben einer Kupplungseingriffskraft auf die Kupplungspackung mit einem Stellantrieb 234 zum Steuern der Größe der Kupplungseingriffskraft als Funktion des Wertes des Zwischenachsschlupfes. Genauer enthält der Schubmechanismus 232 eine schwenkbare Hebelarmbaugruppe 236. Wiederum steuert das Steuergerät 220 die reibungsmäßige Vorspannung, die von der Vorspannkupplung 230 abhängig von einem Steuersignal aufgebracht wird, welches Steuersignal auf dem Wert der Sensoreingabesignale basiert. Vorzugsweise ermöglicht der Stellantrieb 234 eine koordinierte Bewegung der Bereichshülse 106 und der Hebelarmbaugruppe 232, um dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, über Betätigung der Bedieneinheit 132 Vollzeitvier radhochbereichs- und Niederbereichsantriebsmodes, einen Neutralmode, und gesperrte Vierradhochbereichs- und Niederbereichsantriebsmodes zu wählen. In den Vollzeitvierradantriebsmodes wird die Vorspannkupplung 230 automatisch von einem der AN/AUS oder ADAPTIVE Schemata gesteuert. Wenn einer der gesperrten Vierradantriebsmodes gewählt ist, wird die Vorspannkupplung 230 in ihrem voll betätigten Zustand gehalten. Es leuchtet ein, daß die vorstehend beschriebenen Modeauswahlen auch mit einer Vorspannkupplung 230 des Verteilergetriebes 20D verfügbar gemacht werden können, wenn die Bedieneinheit 132 dem Steuergerät 20 ein Signal liefert, das den jeweils ausgewählten Mode anzeigt.
  • Schließlich stellt 9 ein Verteilergetriebe 20E dar, bei dem die Planetengetriebebaugruppe 48 und der synchronisierte Bereichsschaltmechanismus 50 in einer "auf Aufforderung" arbeitenden Vierradantriebsanordnung eingebaut sind, wobei die eingebaute Vorspannkupplung 230 Antriebsmoment von der hinteren Ausgangswelle 42 auf die vordere Ausgangswelle 32 bei niedrigen Traktionsbedingungen überträgt. Bei dieser Anordnung ist das Zwischenachsdifferential 180 durch eine angetriebene Nabe 250 ersetzt, die für eine Drehung mit der hinteren Ausgangswelle 42 verbunden ist und äußere Zähne 252 aufweist, die in konstanten Zahneingriff mit Zähnen 108 einer Bereichshülse 106 sind. Die Bereichshülse 106 ist beweglich, um die Hochbereichs- und Niederbereichsantriebsverbindungen zwischen der hinteren Ausgangswelle 42 und der Eingangswelle 46 einzurichten. Die Vorspannkupplung 230 wird wiederum automatisch, wie vorstehend beschrieben, gesteuert. Wenn der Fahrzeugfahrer einen Zweiradantriebsmode wählt, wird die Vorspannkupplung in ihrem nicht betätigten Zustand gehalten. Wenn ein gesperrter Vierradantriebsmode gewählt wird, wird die Vorspannkupplung 230 in ihrem voll betätigten Zustand gehalten. Wenn ein "auf Anforderung" Mode gewählt wird, steuert das Steuergerät 220 das übertragene Drehmoment, indem die Vorspannkupplung 230 zwischen ihrem nicht betätigten und ihrem voll betätigtem Zustand unterschiedlich betätigt wird.
  • Die vorstehende Beschreibung erläutert und beschreibt verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Ein Fachmann erkennt aus dieser Beschreibung, den beige fügten Zeichnungen und Ansprüchen leicht, daß verschiedene Abänderungen, Modifizierungen und Variationen durchgeführt werden können, ohne den in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

  1. Eine Planetengetriebebaugruppe, enthaltend: a) ein drehbares Eingangsbauteil (46) b) ein drehbares Ausgangsbauteil; c) ein stationäres Ringrad (54); d) ein Sonnenrad (56), das für eine Drehung mit dem Eingangsbauteil befestigt ist; e) einen Träger (66); f) ein Ritzel (58), das drehbar von dem Träger gehalten wird und in Zahneingriff mit dem Ringrad und dem Sonnenrad ist; g) eine Kupplungsplatte (98), die für eine Drehung mit dem Eingangsbauteil befestigt ist: h) eine Kupplungsnabe (94), die bezüglich des Eingangsbauteils drehbar zwischen dem Träger und der Kupplungsplatte gehalten ist; i) eine Bereichshülse (106) mit einem ersten Segment (112), das für eine Drehung mit der Nabe (94) gekoppelt ist, und die für eine Drehung mit dem Ausgangsbauteil gekoppelt ist, welche Bereichshülse auf der Kupplungsnabe für eine Verschiebebewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung gehalten ist, in ihre erste Stellung betätigbar ist, um in die Kupplungsplatte einzugreifen, so daß das Ausgangsbauteil von dem Eingangsbauteil mit einem ersten Übersetzungsverhältnis angetrieben wird, in ihre zweite Stellung betätigbar ist, um in die Träger einzugreifen, so daß das Ausgangsbauteil von dem Eingangsbauteil mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis angetrieben wird; k) eine erste Synchronisiereinrichtung (102), die für eine Synchronisation der Drehzahl des Ausgangsbauteils mit der der Kupplungsplatte bei Bewegung der Bereichshülse in deren erste Stellung betreibbar ist; l) eine zweite Synch5ronisiereinrichtung (104), die für eine Synchronisation der Drehzahl des Ausgangsbauteils mit dem Träger bei Bewegung der Bereichshülse in deren zweite Stellung betreibbar ist; und m) ein Schaltbauteil zum Bewegen der Bereichshülse zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Stellung; dadurch gekennzeichnet, daß h') die Kupplungsnabe (94) drehbar an dem Eingangsbauteil gehalten ist, wodurch die Kupplungsplatte (98) und die erste Synchronisiereinrichtung (102) an einer Seite der Kupplungsnabe angeordnet sind und der Träger (66) und die zweite Synchronisiereinrichtung (104) auf der anderen Seite der Kupplungsnabe angeordnet sind, und i') die Bereichshülse (106) ein zweites Segment (108) aufweist, das axial gegenüber dem ersten Segment (112) versetzt ist und permanent für eine Drehung mit dem Ausgangsbauteil gekuppelt und an diesem getragen ist.
  2. Planetengetriebebaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Synchronisiereinrichtung (102) zwischen der Kupplungsnabe (94) und der Kupplungsplatte (98) zum Verhindern einer Bewegung der Bereichshülse (106) in deren erste Stellung bis zwischen ihnen eine Drehzahlsynchronisation erreicht ist, angeordnet ist und wobei die zweite Synchronisiereinrichtung (104) zwischen der Kupplungsnabe (94) und dem Träger (66) zum Verhindern einer Bewegung der Bereichshülse (106) in die zweite Stellung bis eine Drehzahlsynchronisation zwischen ihnen erreicht ist, angeordnet ist.
  3. Planetengetriebebaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Segment der Bereichshülse (106) einen ersten Satz von Kupplungszähnen (112) aufweist, die in konstantem Zahneingriff mit Zähnen (114) an der Kupplungsnabe (94) gehalten sind, und das zweite Segment der Bereichshülse (106) einen zweiten Satz von Kupplungszähnen (108) enthält, die in konstantem Zahneingriff mit Zähnen (110) des Ausgangsbauteils gehalten sind, und wobei die Bereichshülse (106) in ihre erste Stellung betätigbar ist, damit der erste Satz der Kupplungszähne (112) in Zahneingriff mit den Kupplungszähnen (116) an der Kupplungsplatte (98) gelangt, und in ihre zweite Stellung betätigbar ist, damit der erste Satz der Kupplungszähne (112) in Zahneingriff mit Kupplungszähnen (118) an dem Träger (66) gelangt.
  4. Planetengetriebebaugruppe nach einem der vorher genannten Ansprüche, wobei der Träger (66) einen Tragring (64) aufweist, der an dem Eingangsbauteil (46) drehbar gehalten ist und an dem die Trägerkupplungszähne (118) ausgebildet sind.
  5. Planetengetriebebaugruppe nach einem der vorher genannten Ansprüche, wobei das Eingangsbauteil eine Eingangswelle (46) eines Verteilergetriebes (20) und das Ausgangsbauteil eine Ausgangswelle (42) des Verteilergetriebes (20) ist.
  6. Planetengetriebebaugruppe nach Anspruch 5, weiter enthaltend eine angetriebene Nabe (250), die für eine Drehung mit der Ausgangswelle (42) befestigt ist, und wobei das erste Segment der Bereichshülse (106) erste Kupplungszähne (112) enthält, die in konstantem Zahneingriff mit Zähnen (114) an der Kupplungsnabe (94) gehalten sind, und das zweite Segment der Bereichshülse (116) zweite Kupplungszähne (108) enthält, die in konstantem Zahneingriff mit der angetriebenen Nabe (250) gehalten sind, wobei die Bereichshülse (106) in ihre erste Stellung betätigbar ist, damit die ersten Kupplungszähne (112) in Zahneingriff mit den Kupplungszähnen (116) an der Kupplungsplatte (98) gelangen, und in ihre zweite Stellung betätigbar ist, damit die ersten Kupplungszähne (112) in Zahneingriff mit Kupplungszähnen (118) an den Träger (66) gelangen.
  7. Planetengetriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei das Eingangsbauteil eine Eingangswelle (46) eines Verteilergetriebes (20) ist und das Ausgangsbauteil ein Eingang (70, 184) einer Differentialbaugruppe (52, 180) ist, welche Differentialbaugruppe (52, 180) einen ersten Ausgang (74, 74') aufweist, der eine erste Ausgangswelle (42) des Verteilergetriebes (20) antreibt, einen zweiten Ausgang (76, 76') aufweist, der eine zweite Ausgangswelle (32) des Verteilergetriebes (20) aufweist, und einen Radsatz (72) aufweist, der den Eingang mit dem ersten und dem zweiten Ausgang verbindet.
  8. Planetengetriebebaugruppe nach Anspruch 7, wobei der Eingang der Differentialbaugruppe (52, 180) einen Träger (70, 184) enthält, der erste Ausgang ein erstes Sonnenrad (74, 74') ist, der zweite Ausgang ein zweites Sonnenrad (76, 76') ist und der Radsatz in Zahneingriff befindliche Paare von Ritzeln enthält, um An triebsmoment von dem Träger (70, 184) auf die Sonnenräder zu übertragen, wobei ein Drehzahlunterschied zwischen ihnen erlaubt ist.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5947858A (en) * 1997-12-15 1999-09-07 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with integrated planetary gear assembly and synchronized range shift mechanism
US6283887B1 (en) 1999-03-09 2001-09-04 New Venture Gear, Inc. Transfer case with synchronized range shift and adaptive clutch control
US6579204B2 (en) 1999-03-09 2003-06-17 New Venture Gear, Inc. Synchronized two-speed transfer case with lockable limited slip differential
US6099430A (en) * 1999-08-06 2000-08-08 New Venture Gear, Inc. Clutching actuator for clutch control system in a drive line apparatus
US6152848A (en) * 1999-09-15 2000-11-28 New Venture Gear, Inc. Shift-on-move range system for full-time transfer case
AT4607U1 (de) 2000-07-19 2001-09-25 Steyr Daimler Puch Ag Verteilergetriebe für kraftfahrzeuge mit geländegang und versetztem abtrieb
DE10058198A1 (de) * 2000-11-23 2002-06-27 Zahnradfabrik Friedrichshafen Allradverteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug
US6612957B2 (en) 2001-03-27 2003-09-02 New Venture Gear, Inc. Hydraulic shift transfer case with band brake and bi-directional clutch
FR2823471B1 (fr) * 2001-04-11 2003-08-22 Renault Transmission pour vehicule automobile, comprenant un ensemble boite de vitesses manuelle-differentiel, avec rapport supplementaire court
US6629474B2 (en) * 2001-04-27 2003-10-07 New Venture Gear, Inc. On-demand transfer case with controllable bi-directional overrunning clutch assembly
US6585618B2 (en) * 2001-08-24 2003-07-01 Ke-Way Lu Remote control toy car control system
US6572506B2 (en) 2001-10-17 2003-06-03 New Venture Gear, Inc. Two-speed full-time transfer case with integrated planetary gearset and synchronized range shift
US7189179B2 (en) * 2001-10-30 2007-03-13 Magna Powertrain Usa, Inc. On-demand two-speed transfer case with sliding annulus planetary gearset
US6579205B2 (en) 2001-11-13 2003-06-17 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with synchronized range shift and controllable bi-directional clutch
KR100461078B1 (ko) 2001-11-28 2004-12-09 현대자동차주식회사 자동 트랜스퍼 쉬프팅 장치
US6974400B2 (en) * 2002-02-05 2005-12-13 American Axle & Manufacturing, Inc. Transfer case with a tri-mode bi-directional clutch assembly
US6602159B1 (en) 2002-02-05 2003-08-05 New Venture Gear, Inc. On-demand transfer case with integrated sprocket and bi-directional clutch assembly
US20040198548A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Showalter Dan J. Synchronizer having ball ramp actuator mechanism
US6935981B2 (en) * 2003-07-10 2005-08-30 Toyoda Machine Works, Ltd. Two-speed torque-splitting interaxle transfer case
US6929577B2 (en) * 2003-11-24 2005-08-16 Magna Drivetrain Of America, Inc. Clutch actuation system for two-speed active transfer case
US7004874B2 (en) * 2004-03-15 2006-02-28 Magna Powertrain, Inc. On-demand power take-off unit for four-wheel drive vehicle
US7004875B2 (en) * 2004-03-29 2006-02-28 Magna Powertrain, Inc. Torque coupling with tri-mode overrunning clutch assembly
US7101304B2 (en) * 2004-09-24 2006-09-05 Magna Powertrain Usa, Inc. Electric shift transfer case
US7506559B2 (en) * 2004-09-24 2009-03-24 Magna Powertrain Usa, Inc. Shift mechanism for power transmission assemblies
US8092334B2 (en) * 2007-03-16 2012-01-10 Gkn Driveline North America, Inc. Two-stage two-speed front differential
JP2009126457A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Toyota Motor Corp 車両用のトランスファ
JP5206641B2 (ja) * 2008-12-25 2013-06-12 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 動力伝達装置およびこれを搭載する車両
KR101538584B1 (ko) * 2014-04-30 2015-07-21 현대위아 주식회사 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼
US10309522B2 (en) * 2017-01-23 2019-06-04 Borgwarner Inc. Transfer case pump with multiple flow paths to internal components
US20180335127A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Borgwarner Inc. Pump for Torque Transfer Device
US11187303B1 (en) * 2020-09-08 2021-11-30 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Planetary gearbox with a disconnect assembly
KR102415347B1 (ko) 2021-11-29 2022-06-30 (주)페스코 트랜스퍼케이스의 이상 진단장치 및 진단방법

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8313910D0 (en) * 1983-05-19 1983-06-22 Eaton Ltd Gearbox ratio changer
US4677873A (en) * 1985-12-23 1987-07-07 Chrysler Motors Corporation Transfer case with inter-axle dual-planetary differential
US4721194A (en) * 1986-10-14 1988-01-26 Chrysler Motors Corporation Clutch rocker mechanism for transfer case
US5054335A (en) * 1987-05-29 1991-10-08 Andrews Ben A System for shifting four-wheel vehicles
US4770280A (en) * 1987-06-05 1988-09-13 Chrysler Motors Corporation Snap-action arrangement for transfer case synchronizer
WO1990010806A1 (de) * 1989-03-16 1990-09-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag Anordnung eines gruppengetriebes im gesamtgetriebegehäuse
US5105902A (en) * 1990-12-07 1992-04-21 New Venture Gear, Inc. Transfer case shift-on-fly system
US5076112A (en) 1991-04-19 1991-12-31 New Venture Gear, Inc. Easy shift sector for transfer case
US5346442A (en) * 1992-08-19 1994-09-13 New Venture Gear, Inc. Range shift arrangement for four-wheel drive vehicles
US5284068A (en) * 1992-10-15 1994-02-08 New Venture Gear, Inc. Transfer case with integrated planetary gear assembly
US5334116A (en) * 1992-12-31 1994-08-02 Dana Corporation All wheel drive transfer case having two wheel overdrive
US5443429A (en) * 1993-11-30 1995-08-22 Dana Corporation Automatic powershifting transfer case for a vehicle
US5503603A (en) * 1994-07-19 1996-04-02 New Venture Gear, Inc. Two-speed differential
US5697861A (en) * 1996-02-13 1997-12-16 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with synchronized layshaft-type range shift arrangement
US5655986A (en) * 1996-02-13 1997-08-12 New Venture Gear Inc Full-time transfer case with synchronized single planetary gear reduction unit
US5651749A (en) * 1996-02-13 1997-07-29 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with synchronized dual planetary gear reduction unit
US5711740A (en) * 1996-05-29 1998-01-27 New Venture Gear, Inc. Mechanical clutch for planetary-type gear reduction unit
US5700222A (en) * 1996-06-19 1997-12-23 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with integrated planetary gear assembly
US5702321A (en) * 1996-06-25 1997-12-30 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with synchronized range shift mechanism and on-demand differentiation control
US5704863A (en) * 1996-07-01 1998-01-06 New Venture Gear, Inc. Two-speed transfer case with on-demand torque control having a coupling pump and a supply pump
US5704867A (en) * 1996-07-16 1998-01-06 New Venture Gear, Inc. Full-time transfer case with synchronized range shift arrangement
US5738604A (en) * 1996-07-30 1998-04-14 Dana Corporation Four-wheel motor vehicle drive transfer case with limited differentiation
US5836847A (en) * 1996-11-12 1998-11-17 New Venture Gear, Inc. Synchronized range shift for two-speed transfer case

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Publication number Publication date
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CA2265287A1 (en) 1999-09-16

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