DE19931339C2 - Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung mit Lamellenschmierung - Google Patents
Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung mit LamellenschmierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Kupplungen finden in verschiedenen Konstellationen im An
triebsstrang von Kraftfahrzeugen Verwendung, entweder zur direkten
Übertragung eines Drehmomentes oder zum Sperren eines verbundenen
Differentialgetriebes, für den Antrieb der Räder einer Achse oder für die
Verteilung des Drehmomentes zwischen zwei Achsen. In jedem Fall be
steht die hydrostatische Verdrängungsmaschine aus einem Innenrotor und
einem Aussenrotor, die bei Drehzahldifferenz zwischen Innenrotor und
Aussenrotor bzw. insbesondere zwischen dem Antriebsgehäuse und der
Ausgangswelle eine Relativbewegung ausführen und so in dem Druck
raum den für die Beaufschlagung der Kupplung nötigen Druck auf den
Kolben ausüben.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist etwa aus der WO 96/41090 be
kannt. Dort ist die Anordnung so getroffen, daß im Kolben ein Ventil an
gebracht ist, das bei Erreichen eines bestimmten Druckes schließt. In den
Kupplungsraum gelangt Öl somit nur, solange die Kupplung noch nicht
wirkt. Das Öl wird dann einfach irgendwie durch Öffnungen am Umfang
des rotierenden Gehäuses abgeschleudert. Wenn die Kupplung zu greifen
beginnt, also viel Reibungswärme erzeugt, bleibt das Öl weg. Dadurch
erhitzen sich die Lamellen der Kupplung im Fahrbetrieb stark und sind
einem hohen Verschleiß ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine drehzahldifferenzabhängige
hydraulische Kupplung zu schaffen, bei der eine ausreichende Kühlung der
Reibflächen gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Das Drosselventil und damit der Kupplungsraum ist also praktisch immer
dann durchströmt, wenn die hydrostatische Verdrängungsmaschine för
dert und so die Kupplung beaufschlagt wird und die Kühlung auch
braucht. Dadurch, daß der Auslaufkanal innerhalb
des Außenumfangs der Reibungsflächen der Kupplungslamellen beginnt, bildet
sich im rotierenden Gehäuse durch die Fliehkraft ein von außen nach innen
wachsender Ölring, der die Reibflächen bedeckt und nicht abfließen kann. Erst
wenn die Mündung des Kanales erreicht wird, beginnt das überflüssige Öl
abzulaufen. Somit ist immer, wenn die Kupplung schleift, genug Kühlöl
vorhanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Auslauf
kanal in einer mit dem Gehäuse fest verbundenen achsnormalen Scheibe
ausgebildet. Die Scheibe kann dann je nach Bauart der Kupplung zu
gleich als Gehäusedeckel oder als Stütze für die Lager der Halbwellen
dienen, oder selbst als Kupplungslamelle ausgebildet sein.
In Weiterbildung der Erfindung kann die achsnormale Scheibe so aus
gebildet sein, daß sie innerhalb eines Radius, der kleiner als der inne
re Radius der Reibflächen ist, dünner als ausserhalb dieses Radius ist.
Dadurch lässt sich der Auslaufkanal einfach durch radiales Anbohren der
Scheibe an geeigneter Stelle herstellen, was die Fertigung erheblich
verbilligt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Abbildung eines Ausfüh
rungsbeispieles beschrieben und erläutert.
Eine hydraulische Kupplung 1 ist drehbar in einem nicht dargestellten
Gehäuse untergebracht. Sie besteht aus einem rotierenden Antriebsgehäu
se 2, das mit einem Tellerrad 3, einer hydrostatischen Verdrängungsma
schine 5, einer Ausgangswelle 6 und einer Reibungskupplung 7. Alle die
se Komponenten besitzen eine gemeinsame Rotationsachse 8. Das Teller
rad kämmt mit einem Ritzel 4 dessen Achse ungefähr im rechten Winkel
zur Achse 8 liegt. Das Antriebsgehäuse 2 ist in dem nicht dargestellten
äußeren Gehäuse irgendwie drehbar gelagert.
Die hydrostatische Verdrängungsmaschine 5 kann von beliebiger Bauart
sein, beispielsweise in der WO 96/41090 beschrieben, dann würde sie
einen Innenrotor besitzen, der mit der Ausgangswelle 6 drehfest verbun
den ist und einen dazu exzentisch geführten Außenrotor. Die hydrostati
sche Verdrängungsmaschine ist in einem Lagerflansch 10 des Antriebs
gehäuses 2 untergebracht. Mit 11 ist ein Ventil angedeutet, das z. B. ein
Überdruckventil ist. In axialer Richtung schließt an die hydrostatische
Verdrängungsmaschine 5 eine Zwischenwand 12 an, die mit einem Kol
ben 14 einen Druckraum 13 bildet, der durch einen Kanal 15 mit Druck
fluid gespeist wird. Dieser Kolben 14 wirkt auf die Reibungskupplung 7.
Diese besteht aus einer mit dem Antriebsgehäuse 2 fest verbundenen
Kuppelmanschette 16 mit Kuppelzähnen, in die eine Anzahl Aussenla
mellen 17 eingreifen und so drehfest aber verschiebbar geführt sind. In
nen ist eine Kuppelnabe 18 drehfest mit der Ausgangswelle 6 verbunden
und ebenfalls mit Kuppelzähnen versehen, in die Innenlamellen 19 ein
greifen. Die Reibflächen der Lamellen 17, 19 sind angedeutet und mit 20
bezeichnet. Zwischen Kolben 14, Kuppelmanschette 16, Kuppelnabe 18
und einer radialen Scheibe 22 ist der Innenraum 21 der Kupplung gebil
det. Die Scheibe 22 ist ebenfalls drehfest mit dem Antriebsgehäuse 2 ver
bunden und kann innen einen Lagerring 23 bilden. Im dargestellten Aus
führungsbeispiel ist auf der anderen Seite der Scheibe 22 eine gleicharti
ge Kupplung für eine zweite Halbachse 6' vorgesehen, jedoch nicht mehr
dargestellt. In diesem Fall bildet die Scheibe 22 ein Widerlager für beide
Reibungskupplungen 7, 7'. Sie könnte aber auch bei nur einer Reibungs
kupplung die Endplatte des Antriebsgehäuses 2 sein.
Der Druckraum 13 steht über eine Drosselöffnung 30, ein weiteres Ventil
31 und einen Kanal 32 mit dem Innenraum 21 der Kupplung 7 in Strö
mungsverbindung. Die Scheibe 22 bildet einen Auslaufkanal 33 in Form
einer radialen Bohrung die sich einer Radialbohrung 34 des Gehäuses
fortsetzt, durch die Fluid aus dem Innenraum der Kupplung nach außen
gelangen kann und abgeschleudert wird. In der dargestellten Ausführungs
form verfügt die Scheibe 22 über eine Zone 35 geringerer Dicke, sodaß
der Auslaufkanal 33 bei einem Radius 36 beginnt, der ungefähr gleich
dem Radius der inneren Begrenzung der Reibflächen 20 ist.
Da die gesamte hydraulische Kupplung rotiert, bildet sich so in dem
Innenraum 21 der Kupplung ein flüssiger "Hohlzylinder", der die Reib
flächen 20 benetzt hält und kühlt.
Für diese erfindungsgemäße Wirkung ist die Ausgestaltung der hydrauli
schen Kupplung mit hydrostatischer Verdrängungsmaschine in weiten
Grenzen variierbar, sowohl hinsichtlich der äusseren Anbindung als auch
hinsichtlich der Wahl der hydrostatischen Verdrängungsmaschine, deren
Anordnung (sie könnte auch im Inneren des Kolbens 14 angeordnet sein),
als auch der Ausgestaltung der weiteren Steuerelemente.
Insbesondere ist die Anordnung der Drosselöffnung und eventueller wei
terer Ventile auf dem Weg zwischen dem Druckraum 13 und dem Innen
raum 21 der Kupplung in weiten Plätzen variierbar.
Claims (3)
1. Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung, bestehend aus
einem rotierenden Antriebsgehäuse (2), einer in diesem angeordneten hy
drostatischen Verdrängungsmaschine (5), einer Ausgangswelle (6), einer
Reibungskupplung (7) zur Verbindung der Ausgangswelle (6) mit dem
Antriebsgehäuse (2) und einem Kolben (14), wobei bei Auftreten einer
Differenzdrehzahl zwischen dem Antriebsgehäuse (2) und der Aus
gangswelle (6) in einem Druckraum (13) ein auf den Kolben wirkender
Druck erzeugt wird, der eine Beaufschlagung der Reibflächen (20) der
Reibungskupplung (7) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
raum (13) über eine Drosselöffnung (30) mit dem Innenraum (21) der
Reibungskupplung (7) in Verbindung steht und daß im Antriebsgehäuse
(2) mindestens ein im Wesentlichen radial gerichteter Auslaufkanal (33)
vorgesehen ist, der radial innerhalb des Außenumfangs der Reibflächen
(20) beginnt und zum Äußeren des Antriebsgehäuses (2) führt.
2. Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Auslaufkanal (33) in
einer mit dem Gehäuse (2) fest verbundenen achsnormalen Scheibe (22)
ausgebildet ist.
3. Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß die achsnormale Scheibe (22)
innerhalb eines Radius, der kleiner als der innere Radius der Reibflächen ist,
dünner ist als außerhalb dieses Radius.
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DE3842760A1 (de) * | 1987-12-22 | 1989-07-13 | Gkn Automotive Components Inc | Linear ansprechendes rutschbeschraenkendes differential |
WO1993019310A1 (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-30 | Asha Corporation | Vehicle drivetrain hydraulic coupling |
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- 1998-08-04 AT AT0052198U patent/AT2908U1/de not_active IP Right Cessation
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- 1999-07-07 DE DE19931339A patent/DE19931339C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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