DE2209879A1

DE2209879A1 - Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung

Info

Publication number: DE2209879A1
Application number: DE19722209879
Authority: DE
Inventors: Brian Colin Sutton Coldfield Warwick Pagdin (Großbritannien)
Original assignee: GKN Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1972-09-07
Also published as: ZA721115B; FR2135983A5; GB1333878A

Description

G 40 -

GZN TRANSMISSIONS LIMITED (vormals GKN BIRFIELD TRANSMISSIONS LIMITED) Chester Road, Erdington, Birmingham B 24 ORB, Großbritannien

Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung zur Verwendung in Verbindung mit einer Differentialgetriebeanordnung, insbesondere kann sie zwischen beiden Teilen einer angetriebenen Achse in einem Motorfahrzeug und/ oder zwischen den beiden angetriebenen Achsen in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendet werden.

Bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb ist es erwünscht,, daß, wenn alle vier Räder angetrieben sind, die Vorder- und Hinterräder sioh für das Kurvenfahren mit verschiedener Geschwindigkeit drehen können, da das Vorderradpaar einen längeren Weg zurücklegen muß als das Hinterradpaar, sodaß ein in dem Antrieb zwischen den Achsen eingebautes Differentialgetriebe irgendeiner Form wünschenswert ist. Andererseits muß ea möglich sein, daß, wenn die Räder eines Radpaares die Bodenhaftung verlieren, Drehmoment auf die Räder

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des anderen Radpaares übertragen werden kann.

Um dies zu erreichen, wurden bereits zwei Maschinenelemente in Form von Kupplungen zusammen mit einem Differentialgetriebe zwischen den zwei Achsen eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb verwendet. Eines dieser Maschinenelemente ist für den Fall gedacht, daß die Vorderräder schneller laufen als die Hinterräder, und das andere Maschinenelement ist für den Fall gedacht, daß die Hinterräder schneller laufen als die Vorderräder. Keines der Maschinenelemente überträgt ein Drehmoment, bevor eine vorbestimmte Differenz der verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen den Achsen erreicht ist, worauf das jeweilige Maschinenelement zur Drehmoment-Übertragung vollwirksam wird. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß zwei Maschinenelemente erforderlich sind, da jedes nur in einer Richtung wirkt, und daß es einen Übertragungsstoß gibt, wenn eines der Maschinenelemente Drehmoment zu übertragen beginnt.

Es ist vorgeschlagen worden, anstatt der zwei erwähnten Maschinenelemente ein Differentialgetriebe zusammen mit einer Flüssigkeitsreibungskupplung zu verwenden, um zur Erfüllung der obigen Erfordernisse ein Getriebe mit einem begrenzten Schlupf zu schaffen.

Die Charakteristiken derartiger Flüssigkeitsreibungskupplungen sind jedoch für den vorliegenden Anwendungszweck nicht vollständig zufriedenstellend, da mit zunehmender Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Kupplungsteilen die Geschwindigkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment anfänglich hoch ist und dann abfällt, so daß auch bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Kupplungsteilen eine beträchtliche Drehmoment-Übertragung durch die Kupplung stattfindet, welohe die Geschwindigkeit für ein sichere» Kurvenfahren begrenzt, da eine Drehmoment-Übertragung stattfindet bei Geschwindigkeitsdifferenzen «wisohen den Vorderrädern

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und den Hinterrädern, wenn sie sich in Kurvenfahrt befinden. Auch ist der Energieverlust in der Kupplung und die erzeugte Wärme um so größer, je größer die Drehmoment-Übertragung ist. Eine in dieser Weise mit einem Differentialgetriebe verbundene Flüssigkeitsreibungskupplung hat jedoch im Vergleich zu den beiden erwähnten Maschinenelementen den Vorteil, daß die Kupplung den Stoß beim Einsetzen der Drehmoment-Übertragung dämpft, und daß ein einziges Maschinenelement verwendet werden kann, da sie in beiden Richtungen- wirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung, bei der die Drehmoment-Übertragung mit wachsender G-eschwindigkeitsdifferenz zwischen den übertragenden Teilen relativ langsam zunimmt bis hin zu einer vorbestimmten G-eschwindigkeitsdifferenz, bei welcher die Geschwindigkeit der Zunahme größer wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück, eine zur Drehmoment-Übertragung zwischen den Teilstücken angeordnete Flüssigkeitsreibungskupplung, und eine weitere Einrichtung für eine Drehmoment-Übertragung zwischen den Teilstücken, die derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie das zwischen den Teilstücken übertragene Drehmoment vergrößert, wenn die Flüssigkeitsreibungskraft zwischen den Teilen der Flüssigkeitsreibungskupplung einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Die Flüssigkeitsreibungskraft zwischen den Teilen der Flüssigkeitsreibungskupplung hangt von der Relativgeschwindigkeit der zwei Kupplungsteile ab, und diese Relativgeschwindigkeit hängt natürlich - wenn die Vorrichtung in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb wie oben beschrieben verwendet wird - von der Differenz der Geschwindigkeiten zwischen den Vorder- und den Hinterrädern des Fahrzeuges ab. Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß bei kleinen Geschwindigkeitsdifferenzen

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zwischen den Achsen wenig oder gar kein Drehmoment übertragen wird, und die Charakteristiken der Vorrichtung können derart sein, daß die Geschwindigkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment mit - zunehmender G-eschwindigkeitsdiff erenz relativ niedrig in dem Bereich der Geschwindigkeitsdifferenz ist, wo zwischen den Achsen wenig oder kein Drehmoment übertragen werden soll. In dem Bereich der Geschwindigkeitsdifferenz jedoch, wo ein wesentliches Drehmoment übertragen werden soll, nimmt die Geschwindigkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment mit zunehmender Geschwindigkeitsdifferenz zu, derart, daß bei Verlust der Bodenhaftung durch ein Radpaar das andere Radpaar weiter antreiben kann.

Die weitere Einrichtung für eine Drehmoment-Übertragung kann eine Scheibenkupplung sein, deren Kupplungsscheiben mit dem ersten bzw. zweiten Teilstück verbunden sind, und deren Kupplungsscheiben zum Einschalten der weiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung und Erhöhung der Drehmoment-Übertragung zusammengedrückt werden, wenn die Flüssigkeitsreibungskraft zwischen den Teilen der Flüssigkeitsreibungskupplung den vorbestimmten Wert überschreitet.

Zwar ist eine Scheibenkupplung die bevorzugte Ausführungsform der weiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung, doch kann die letztere aus einer zweiten Flüssigkeitsreibungskupplung bestehen, deren Teile mit dem ersten und zweiten Teilstück verbunden sind. Diese zweite Flüssigkeitsreibungskupplung kann Lamellen aufweisen, deren Abstand voneinander verkleinert wird, wenn die zweite Flüssigkeitsreibungskupplung zur Erhöhung des zwischen dem ersten und zweiten Teilstück übertragenen Drehmoments eingeschaltet werden soll.

Vorzugsweise ist ein Teil der Flüssigkeitsreibungskupplung (oder der vorerwähnten Kupplung, wenn die weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine Flüssigkeitsreibungskupplung ist) an dem ersten oder zweiten Teilstück derart befestigt, daß es

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diesem gegenüber eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann, wobei das Einschalten der weiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung zur Vergrößerung des übertragenen Drehmoments •durch eine relative Drehbewegung zwischen diesem Teil und dem Teilstück, an dem es befestigt ist, erfolgt.

So kann das eine Teil der Flüssigkeitsreibungskupplung eine erste Stellung einnehmen, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten Teilstück keine Geschwindigkeitsdifferenz besteht, und es kann eine zweite Stellung einnehmen, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Teilstücken derart ist, daß die Flüssigkeitsreibungskraft in der FlüssigkeitsreibungSr kupplung einen vorbestimmten Wert übersteigt, wobei diese relative Drehung das Einschalten der Scheibenkupplung oder eine Bewegung der Lamellen der zweiten Flüssigkeitsreibungskupplung zur Verstärkung von deren Wirkung bewirkt»

Vorzugsweise wird das eine Teil der Flüssigkeitsreibungskupplung in seine erste Stellung durch ein elastisches Element gedrückt. Die relative Drehung zwischen dem Teil und dem Teilstück, auf dem es montiert ist, ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine axiale Bewegung eines Schaltelements relativ zu dem Teilstück verursacht, welche zur· Vergrößerung des übertragenen Drehmoments die weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung einschaltet» Die Feder, die das eine Teil relativ zu dem Teilstück, auf dem es montiert ist, in seine erste Stellung drückt, kann so angebracht ' sein, daß sie der axialen Bewegung des Schaltelements entgegenwirkt»

Bei dieser letzteren Ausführungsform können an dem einen Teil der Flüssigkeitsreibungskupplung Nockenflachen vorgesehen sein, die über Walzen und das Schaltelement zur Wirkung kommen, um zur Vergrößerung des übertragenen Drehmoments die weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung einzuschalten.

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Bei einer bevorzugten Atisführungsform werden die Axialkräfte in der Vorrichtung von dem ersten und zweiten Teilstück in sich aufgenommen, d.h. es gibt keinen festen Anschlag, der die in der Vorrichtung erzeugten Axialkräfte aufnimmt.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Die Zeichnungen zeigen in: *

Figur 1 einen axialen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Figur 2 eine Abwicklung der Nockenanordnung für das Schalten der weiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung;

Figur 3 ein Diagramm, in welchem die erfindungsgemäß erzielbare Geschwindigkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment dargestellt ist;

Figur 4 einen Axialschnitt durch einen Getriebekasten eines vierradgetriebenen Fahrzeugs, in welchem die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 eingebaut ist;

Figur 5 eine schematische Darstellung des Antriebsystems eines vierradgetriebenen Fahrzeugs gemäß der Erfindung; und

Figur 6 eine der Fig,1 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung.

Gemäß den Figuren 1 und 2 ist die Vorrichtung zur Drehmomentübertragung mit einer weiter unten beschriebenen Differentialgetriebeanordnung verbunden und umfaßt ein erstes Teilstück

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bzw. eine Welle 10 und ein zweites Teilstück 11. Das zweite Teilstück -umfaßt ein Teil 12 einer Flüssigkeitsreibungskupplung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist. Das Teil 12 ist mittels Schrauben H an einen Flansch 15 geschraubt, der am Ende einer Büchse 16 ausgebildet ist. Das zweite Teilstück 11 besteht daher aus den Teilen 12, 15 und 16.

Zwischen dem Flansch 15· und dem Teilstück 11 ist eine Ringkammer 17 ausgebildet, die etwa F-förmigen Querschnitt hat. Diese Ringkammer 17 enthält das andere Teil 18 der Flüssigkeitsreibungskupplung. Das Teil 18 weist einen radialen Abschnitt bzw. eine Nabe 19> sowie zwei sich in axialer Richtung erstreckende, abgeschrägte Rippen 20 und 21 auf, welche sich in komplementär geformte Teile 22 und 23 der Ringkammer 17 erstrecken. Aus der Zeichnung geht hervor, daß zwischen den Rippen 20 und 21 und den Wänden der Ringkammerteile 22 und 23, wie auch zwischen der Fläche 24 des Teils 18 und der benachbarten Fläche der Ringkammer 17 ein geringes Spiel besteht. Diese kleinen Spalte sind mit einer viskosen Flüssigkeit 25 gefüllt, beispielsweise einer Silikonflüssigkeit. Die Flüssigkeit wird am Austreten aus dem äußeren Teil der Ringkammer 17 durch Dichtungen 26 gehindert, die von Nuten in dem Teil 12 und dem Flansch 15 aufgenommen werden. Eine Verschlußschraube 27 ist vorgesehen, durch welche die Ringkammer mit der viskosen Flüssigkeit gefüllt werden kann; weiter ist eine Reihe von Durchtrittsbohrungen 28 vorgesehen, die im Abstand voneinander auf dem Umfang des Teils 18 zwischen den Rippen 20 und 21 angeordnet sind.

Das Teil 12 weist einen nach innen gerichteten.Flansch 29 auf, welcher die Welle 10 mit Spiel umgibt und liegt an einem Rollenlager 30 an, das seinerseits an einem Ring 31 anliegt, der auf der Welle 10 gegen eine Bewegung nach rechts in Fig.1 mit Hilfe eines Seeger-Ringes 32 festgelegt ist, der von einer Wut in der Welle aufgenommen wird. Ein weiteres Rollen-

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lager 33 ist zwischen dem Teil 18 und dem Flansch 29 angeordnet.

Das Teil 18 ist an seiner Innenkante zu einem Nockenflansch ausgebildet, der in Fig. 1 insgesamt das Bezugszeichen 34 trägt. Dieser Nöckenflansch ist in Fig. 2 abgewickelt dargestellt und umfaßt eine sich wiederholende Folge von nach entgegengesetzten Seiten abfallenden Nockenflachen 35, die jede durch eine rechtwinklig zu der Rotationsachse der Welle 10 angeordnete Nockenflache 36 getrennt sind. Zu dem llockenflansch 34 gehört eine Vielzahl von Walzen 37, die um den Umfang der Welle 10 herum mit Hilfe von kreissegmentfurmigen Distanzhaltern 38 im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Walzen 37 sind derart angeordnet, daß - wie in Fig. 2 dargestellt - jede Ylalze bei einer vorbestimmten Stellung des Teils 18 an einer ITockenflache 36 anliegt. Die W^ralzen liegen an einem Schaltring 39 an, der ein Schaltelement bildet und die Welle 10 umgibt; dieser Schaltring wird mittels einer starken Schraubenfeder 40 mit zwei Windungen in Fig. 1 nach rechts gedruckt, wobei das linke Ende der Schraubenfeder gegen einen Ring 41 anschlägt, der seinerseits gegen einen Wellenabsatz 42 der Welle 10 anliegt.

Eine Kupplungsmuffe 43 mit Keilnabenprofil, welches in ein Vielnutprofil 44 auf der Welle 10 eingreift, umgibt die Feder 40, den Schaltring 39 und die Walzen 37. Das Vielnutprofil wird auch von vier Kupplungsscheiben 45 umgeben. Hit diesen Kupplungsscheiben überlappen sich vier Kupplungsscheiben 46, welche mittels an ihrem äußeren Umfang angebrachten Vielnutprofilen mit der Büchse 16 in Eingriff stehen. Eine Druckplatte 47 sitzt ebenfalls mit Vielnutprofil in der Büchse 16 und schlägt gegen einen Seeger-Ring 48, der in der Büchse 16 aufgenommen wird, an. Ein Rollenlager 49 ist zwischen der Büchse 16 und der Kupplungsmuffe 43 angeordnet.

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Im folgenden -wird die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben, wobei angenommen wird, daß die Vorrichtung stillsteht. Unter dieser Bedingung drückt die Schraubenfeder 40 den Schaltring 39 und somit die Walzen 37 nach rechts in Fig. 1, wodurch die Walzen 37 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung kommen, in welcher sie an den ITockenflachen 36 anliegen. Bei Drehung der Welle 10 dreht sich das Teil 18 der Flüssigkeitsreibungskupplung, welches durch die Walzen 37 und den Nockenflansch angetrieben wird, ebenfalls. Zu beachten ist, daß das Teil sich mit der Welle 10 allgemein gesprochen mitdreht, jedoch relativ zu dieser eine geringe Rotationsfreiheit aufweist, die von einem Aufrollen der Walzen 37 auf die Uockenflächen 35, was diese nur tun können, nachdem die Schraubenfeder 40 zusammengedrückt worden ist, begleitet ist.

Die Rotation des Teils 18 überträgt Drehmoment auf das Teilstück 11 über die Flüssigkeitsreibungskupplung, d.h. über die viskose Flüssigkeit 25 in der Ringkammer 17. Die Arbeitsweise der Flüssigkeitsreibungskupplung ist bekannt und wird nicht weiter beschrieben. Besteht zwischen den Teilstücken 10 und 11 keine Geschwindigkeitsdifferenz, dann befinden sich die Walzen 37 in den in Fig. 2 dargestellten Stellungen, und die Kupplungsscheiben 45 und 46 gleiten relativ zueinander, da die Schraubenfeder den Schaltring 39 nach rechts· drückt.

Besteht zwischen den Teilstücken 10 und 11 eine vorbestimmte G-eschwindigkeitsdifferenz, dann übt die Flüssigkeitsreibungskraft in der Flüssigkeitsreibungskupplung eine Verzögerung auf dan Teil 18 aus, die genügt, um es relativ zu der antreibenden Welle 10 zu verdrehen; hierdurch rollen die Walzen 37 auf die liockeriflachen 35, bewegen den Schaltring 39 in Fig.1 nach links und drücken die Feder 40 zusammen. Die genaue Geschwind igkeitsd iff er enz zwischen den Teilstücken 10 und 11, bei v/elcher diene Bewegung stattfindet, hängt von der Stärke der Feder 40 ab. Auf die Bewegung des Schaltringes 39 in Mg.1

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nach links hin, wird die Kupplungsmuffe 43 nach links bewegt, wodurch die Kupplungsscheiben 45 und 46 aneinander zur Anlage kommen und dadurch von der Welle 10 über die Kupplungsscheiben auf die Büchse 16 und damit auf das Teilstück 11 Drehmoment übertragen. Me Größe des durch die Kupplung 45, 46 übertragenen Drehmoments hängt von der durch die Kupplungsmuffe 43 ausgeübten Kraft ab, die ihrerseits von der Relativversetzung des Teils 18 und der Welle 10 abhängt, d.h. es kommt darauf an, wie weit die Walzen 37 auf die Nockenflachen 35 hinaufgerollt sind. Dies wiederum hängt von der IPlüssigkeitsreibungskraft in der Flüssigkeitsreibungskupplung ab, und dies wiederum hängt ab von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Teilstücken 10 und 11.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Teilstücken 10 und 11, die einer vorgegebenen Flüssigkeitsreibungskraft in der Kupplung 13 äquivalent ist, die Kupplung 45, 46 schleift, und das gesamte übertragene Drehmoment durch die Flüssigkeitsreibungskupplung übertragen wird. Es kann so eingerichtet werden, daß die Geschwindigkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Teilstücken ziemlich niedrig ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, in welcher das übertragene Drehmoment T gegen die Geschwindigkeitsdifferenz N zwischen den Teilstücken 10 und 11 aufgetragen ist. Wenn die vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz erreicht ist (F₁ in Fig. 3), wodurch die Kupplungsscheiben 45, 46 zur Anlage kommen, nimmt die Schnelligkeit der Zunahme an übertragenem Drehmoment zwischen den Teilstücken zu, wie dargestellt, wobei die Schnelligkeit von dem Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben 45 und abhängt, der seinerseits von den Stellungen der Walzen 37 gegenüber den nockenflächen 35 abhängt. Ohne die Kupplung 45, würde das Drehmoment zunehmen, wie dies gestrichelt in Fig. dargestellt ist.

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Die Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung ist besonders gut zur Verwendung in Verbindung mit einem in dem Getriebekasten 50 eines vierradgetriebenen Fahrzeugs angeordneten Differentialgetriebe geeignet, wie dies in !ig. 4 und 5 dargestellt ist. !ig. 5 zeigt in schematischer Darstellung die Übertragung in einem vierradgetriebenen !ahrzeug mit einem Motor 51, einer Schaltkupplung 52 und einem Geschwindigkeitswechselgetriebekasten 53· Der Abtrieb von dem Geschwindigkeitswechselgetriebekasten ist mit der Vorrichtung zur Drehmomentübertragung über ein Planeten-Differentialgetriebe verbunden. Ein Abtrieb des Getriebekastens 50 ist über eine Antriebswelle 54 mit dem Ausgleichsdifferential 55 verbunden, das zwischen den angetriebenen Hinterrädern 56 angeordnet ist. Ein zweiter Abtrieb des Getriebekastens 50 ist über eine Antriebswelle 57 mit einem Vorderraddifferential 58 verbunden, welches zwischen den angetriebenen Vorderrädern 59 angeordnet ist.

Die Konstruktion des Getriebekastens 50 wird nun im einzelnen anhand der !ig. 4 näher beschrieben. Die in !ig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Drehmomentübertragung ist in !ig. 4 lediglich im Umriß dargestellt und mit dem Bezugszeichen 60 versehen; sie ist mit einem insgesamt mit dem Bezugszeichen versehenen Planeten-Differentialgetriebe verbunden. Eine Antriebswelle 62 wird von dem Wellenstummel des Geschwindigkeitswechselgetriebekastens 53 angetrieben. Das Wellenende der Antriebswelle 62 greift mit Vielnutprofil 65 in den Planetenträger 66 des Getriebes 61. Der Planetenträger trägt eine Anzahl von Achsen 67, auf denen auf Rollenlagern Planetenräder 68 gelagert sind. Die Planetenräder 68 kämmen einerseits mit einem Sonnenrad 69, welches mit Vielnutprofil 70 auf der Welle 10 sitzt. Andererseits kämmen die Planetenräder mit einem Aussenrad 71, das seinerseits in äußere Zähne 72 auf dem Teil 12 des angetriebenen Teilstüc^es 11 eingreift. Das Aussenrad 71 greift auch in äußere Zähne 73 eines !lansches 74

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ein, der an einer Abtriebswelle 75 montiert ist. Die Abtriebswelle 75 ist in Lagern 76 in einem Gehäuseteil 77 gelagert, und ihr linkes Ende trägt einen Vellenflansch 78 zur Verbindung mit der Antriebswelle 54. Die Abtriebswelle 75 trägt ein Zahnrad 79 für einen Tschometerantrieb.

An ihrem linken Ende ist die Welle 10 drehbar in einem Lager 80 in einem Gehäuseteil 81 gelagert; auf ihr sitzt mit Vielnutprofil 82 ein Kettenrad 83, Das Gehäuseteil 81 v/eist eine seitliche Verbreiterung 84 auf, die eine kurze Welle 85 in Lagern 86 trägt. Auf der Welle 85 sitzt mit Vielnutprofil ein Kettenrad 87, das durch eine Kette 88 mit dem Kettenrad 83 verbunden ist. Die Welle 85 trägt eine Y^ellenkupplung 89 zur Verbindung mit der Antriebswelle 57.

Das von dem Motor 51 über die Antriebswelle 62 gelieferte Drehmoment wird mit Hilfe des Planeten-Differentialgetriebes 61 geteilt; ein Teil wird längs der Welle 10 über die Kette 88 und die Antriebswelle 57 zu den Vorderrädern 59 geleitet, der andere Teil gelangt zu der Abtriebswelle 75, der Antriebswelle 54 und somit zu den Hinterrädern 56. Die Drehmomentverteilung hängt von den Übersetzungsverhältnissen des Differentials 61 ab und wird normalerweise so vorgesehen sein, daß der größere Teil des Drehmoments auf die Hinterräder aufgegeben wird. Bei niedrigen Geschwindigkeitsdifferenzen swischen den Vorderrädern und den Hinterrädern, d.h. wenn sich das Fahrzeug geradeaus bewegt oder um die Kurve fährt, wird wenig.oder gar kein Drehmoment durch die Vorrichtung 60 zur Drehmoment-Übertragung übertragen werden. Sollten die Hinterräder sich beispielsweise relativ zu den Vorderrädern zu drehen beginnen, so wird eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Teilstücken 10 und 11 vorhanden sein, so daß Drehmoment durch die Flüssigkeitsreibungskupplung in der Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung übertragen vird und etwas von dem anfänglich auf die Hinterräder übertragenen Drehmoment auf die Vorderräder übertragen wird. Sollte diese Geschwindigkeits-

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differenz über einen vorbestimmten Viert ansteigen, so v/erden die Kupplungsscheiben 45, 46 in Eingriff treten, wie oben beschrieben, und der Betrag an von den Hinterrädern zu Gunsten der Vorderräder abgezogenem Drehmoment wird v/ie beschrieben in Abhängigkeit von der Betriebsweise der Vorrichtung 60 zur Drehmoment-Übertragung zunehmen.

Figur 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung, die - abgesehen von Abweichungen im Detail - von der in den Pig. 1 und 2 dargestellten hauptsächlich dadurch abweicht, daß die Scheibenkupplung der dort beschriebenen Vorrichtung durch eine zweite Flüssigkeitsreibungskupplung ersetzt ist.

In Figur 2 ist ein erstes Teilstück in Form einer Welle 91 und ein zweites Teilstück, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 92 bezeichnet ist, vorhanden. Das erste Teilstück umfaßt ein Teil 95, dan Teil einer ersten Flüssigkeitsreibungskupplung int, die insgesamt das Bezugszeichen 94 trägt.

Daij Teil 93 ist mit Hilfe von Schrauben 95 an einen am Ende

einer Kupplungsmuffe 97 ausgebildeten Fl£insch 96 geschraubt.

Das zweite Teilstück 92 umfaßt daher das Teil 93, den Flansch 96 und die Kupplungsmuffe 97.

Zwischen dem Flansch 96 und dem Teil 93 ist eine Ringkammer 98 ^ungebildet, deren Querschnitt etwa F-förmig ausgebildet ist, und die das andere Teil 99 der Flüssigkeitsreibungskupplung enthält. Diese Kupplung arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise v/ie die im Zusammenhang mit den Figuren 1 und besehrLebene Kupplung.

Da» Teil 93 ist gegen axiale Bewegung in einer Richtung mit Hilfe eines Ringes 100 festgelegt, der seinerseits durch einen in fjirier Hut in der Welle 91 eingelassenen Seeger-Ring 101 festgelegt ist. Kino Dichtung 102 dichtet das Teil 93 gegen-

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über der Welle 91 ab. Ein Rollenlager 103 ist zwischen dem Teil 99 und einem nach innen gerichteten Flansch 104 des Teils 93 angeordnet. Ein dem Nockenflansch 34 ähnlicher llockenflansch 105 wird von dem Teil 99 getragen und liegt an Walzen 106 an, die durch Distanzhalter 107 im Abstand voneinander gehalten werden, alles wie im Zusammenhang mit den Walzen 37 und Distanzhaltern 30 der Pig. 1 und 2 beschrieben.

Eine Büchse 108 sitzt mit Vielnutprofil 109 auf der V/elle 91, und ein Gleitlager 110 ist zwischen der Kupplungsmuffe 97 und der Büchse 108 angeordnet. Ebenfalls mit Vielnutprofil auf der V/elle 91 sitzen Kupplungslamellen 111 einer ersten Anzahl von Lamellen, welche sich mit Kupplungslamellen 112 einer zweiten Anzahl von Lamellen überlappen, die mit Vielnutprof il in der Kupplungsmuffe 97.sitzen; die Kupplungslamellen 111 und 112 bilden, mit der dazwischen befindlichen .Flüssigkeit, eine !Flüssigkeitsreibungskupplung. Ein Abschlußring 113 ist am linken Ende der Kupplungsmuffe 97 angeordnet und gegenüber dieser mittels einer Dichtung 114 abgedichtet und durch einen Seeger-Ring 115 festgelegt. Eine Dichtung 116 dichtet den Abschlußring gegenüber der V/elle 91 ab; der Abschlußring ist relativ zu der V/elle 91 durch einen Ring 117 und einen Seeger-Ring 118 festgelegt.

Eine Feder 119 liegt zwischen einem Ring 120, der gegen einen Wellenabsatz der Welle 91 anliegt, und einem Schaltring 121, der gegen einen Absatz 122 in der Büchse 108 anliegt. Die Feder 119 drückt den Schaltring 121 nach rechts in Pig. 6.

Eine Dichtung 123 ist zwischen dem Plansch 96 und dem Teil 92 vorgesehen und das gesamte Volumen zwischen der Welle 91 und dem angetriebenen Teil 92 und dem Abschlußring 113 ist mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt, so daß die Ringkammer tatsächlich durch die Dichtungen 102, 116 und 123 definiert wird.

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Die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung ist ähnlich der Arbeitsweise der im Zusammenhang mit den . Pig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung, mit der Ausnahme, daß anstelle des Eingriffes der Scheibenkupplung der dortigen Ausführungsform die Lamellen der zweiten Flüssigkeitsreibungskupplung, d.h. die Lamellen 111 und 112 derart einander genähert werden, daß die Wirkung der Flüssigkeitsreibungskupplung erhöht und dadurch der Anteil an übertragenem Drehmoment vergrößert wird. Das bedeutet, daß, wenn zwischen dem Teil 99 und der Welle 91 eine relative Drehung ■stattfindet, dadurch die Walzen 106 zum Aufrollen auf den Nockenflansch 105 gezwungen werden, der Schaltring 121 nach links in Pig. 6 bewegt wird, dadurch die Büchse 108 nach links bewegt wird und die Lamellen 110 und 112 derart einander genähert werden, daß die Wirkung der zweiten Flüssigkeitsreibungskupplung zu deren Wirksamkeit vergrößert wird. Die Bewegung des Schaltringes 121 und damit der Büchse 108 nach links wird begrenzt durch das Zur-Anlage-Kommen der Windungen der Feder 119.

Es wird angenommen, daß' zusammen mit der obigen Beschreibung der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 die Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 6 aus sich selbst verständlich ist.

Die Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung gemäß Fig. 6 kann in den in Fig. 4- dargestellten Getriebekasten 50 statt der Drehmoment-Übertragungsvorrichtung 60 eingebaut werden; wie dies zu geschehen hat, ist offensichtlich.

Durch die vorliegende Erfindung ist es daher, möglich, zwei verschiedene Zunahmegeschwindigkeiten der Drehmoment-Übertragung zu erzielen. Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem Differentialgetriebe beschrieben, kann jedoch auch in anderer V/eise verwendet werden. Zusammen mit einem Differen-

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tialgetriebe kann die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung - wie beschrieben - zwischen den Achsen eines vierradgetriebenen
Fahrzeugs, oder zwischen den Halbachsen einer angetriebenen Achse verwendet werden.

Die Erfindung schafft eine relativ einfache Vorrichtung, in welcher die Zunahme der Drehmoment-Übertragung sich mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Teilstück ändert.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :.

1.) Vorrichtung zur Drehmoment-Übertragung, gekennjjgichnet durch ein erstes Teilstück (10, 91) und ein zweites Teilstück (11, 92), eine zur Drehmomentübertragung zwischen den Teilstücken (10, 11) angeordnete Flüssigkeitsreibungs- · kupplung (13) 94) und eine weitere Einrichtung (43 bis 48; 108 bis 118) für eine Drehmoment-Übertragung zwischen den Teilstücken (10, 11; 91, 92), die derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie das zwischen den Teilstücken übertragene Drehmoment vergrößert, wenn die Flüssigkeitsreibungskraft zwischen den Teilen der Flüssigkeitsreibungskupplung (13;94) einen Torbestimmten Viert überschreitet»

2. ■ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung für eine Drehmomentübertragung eine Scheibenkupplung (43 bis 48) ist, deren Kupplungsscheiben (46 bzw, 4?) mit dem ersten (10) bzw. zweiten (11) Teilstück verbunden sind, und die Kupplungsscheiben zum Einschalten der weiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung (43 bis 48) und Erhöhung der Drehmoment-Übertragung zusammengedrückt werden, wenn die Flüssigkeitsreibungskraft zwischen den Teilen der Flüssigkeitsreibungskupplung den vorbestimmten Wert überschreitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1| dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung für eine Drehmoment-Übertragung eine zweite Flüssigkeitsreibungskupplung (108 bis 118) ist, deren Teile (111 bzw, 112) mit dem ersten (91) bzw, zwei-

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ten (92) Teilstück verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeitsreibungskupplung (108 bis 118) Lamellen (111 bzw. 112) aufweist, deren Abstand voneinander verkleinert wird, wenn die zweite Flüssigkeitsreibungskupplung zur Erhöhung des zwischen dem ersten (91) und zweiten (92) Teilstück übertragenen Drehmomentseingeschaltet werden soll.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (18;99) der Flüssigkeitsreibungskupplung (13)· oder der vorerwähnten Kupplung (94), wenn die weitere Drehmomentübertragungseinrichtung eine Flüssigkeitsreibungskupplung ist, an dem ersten (10; 91) oder zweiten (11; 92) Teilstück derart befestigt ist, daß es diesem gegenüber eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann, wobei das Einschalten der v/eiteren Drehmoment-Übertragungseinrichtung zur Vergrösserung des übertragenen Drehmoments durch eine relative Drehbewegung zwischen diesem Teil und dem Teilstück, an dem es befestigt ist, erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (18; 99) der Flüssigkeitsreibungskupplung (13) bzw, der vorerwähnten Kupplung (94) eine erste Stellung einnimmt, wenn zwischen dem ersten (10; 91) und dem zweiten (11; 92) Teilstück keine Geschwindigkeitsdifferenz besteht, und eine zweite Stellung einnimmt, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Teilstücken derart ist, daß die Flüssigkeitsreibungskraft in der Flüssigkeitsreibungskupplung (13; 94) einen vorbestimmten Wert übersteigt, wobei diese relative Drehung das Einschalten der Scheibenkupplung (43 bis 48) oder ein näheres Zusammenrücken der Teile der zweiten Flüssigkeitsrei-

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- 19 bungskupplung (108 bis 118) bewirkt.

7. ' Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (18; 99) der Flüssigkeitsreibungskupplung in seine erste Stellung durch ein elastisches Element (40; 119) gedrückt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7_r dadurch gekennzeichnet, daß die relative Drehung zwischen dem Teil (19; 99) und dem Teilstück (10; 91), auf dem es montiert ist, so ausgebildet ist, daß sie eine axiale Bewegung eines Schalt-, elements (39; 121) relativ zu dem Teilstück (10; 91) verursacht, welche zur Vergrößerung des übertragenen Drehmoments die weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung (43 bis 48; 108 bis 118) einschaltet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wirkung gegen die axiale Bewegung des Schaltelements (39; 121) eine Jeder (40; 119) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Teil (18; 99) der Flüssigkeitsreibungskupplung (13; 94) Nockenflachen (35; 105) vorgesehen sind, die über Walzen (37; 106) und das Schaltelement (39; 121) zur Wirkung kommen, um zur Vergrößerung des übertragenen Drehmoments die weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung einzuschalten. ·

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die darin erzeugten Axialkräfte von dem ersten (10; 91) und zweiten (11; 92) Teilstück ohne Weiterleitung nach aussen in sich aufgenommen werden.

12. · Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

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dadurch gekennzeichnet, daß das erste (10; 91) und das zweite (11; 92) Teilstück je an die verschiedenen Elemente eines Planeten-Getriebes (61) angeschlossen sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente das Sonnenrad (69) und das Aussenrad (71) sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 1J>, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (10; 91) und das zweite (11; 92) Teilstück mit den Vorder- bzw. den Hinterrädern eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb verbunden sind.

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