DE3876063T2

DE3876063T2 - Kupplung mit differenzgeschwindigkeitsabhaengigem verhalten.

Info

Publication number: DE3876063T2
Application number: DE8888116204T
Authority: DE
Inventors: Takashi Okubo; Toji Takemura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-10-01
Also published as: US4958711A; EP0310962B1; EP0310962A2; EP0310962A3; DE3876063D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentübertragungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine Anordnung dieser Art ist in erster Linie zur Verwendung als eine Drehmomentübertragungs/aufteileinheit zur Verwendung mit Fahrzeugen mit einem Vierradantrieb vorgesehen und im besonderen für eine auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Verbindungsart vorgesehen.
Aus der CH-A-214683, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 zeigt, ist eine Fluidübertragung bekannt, mit einem ersten rotierenden Teil und einem zweiten rotierenden Teil, das in dem ersten rotierenden Teil angeordnet ist. Eine Innenkurvenfläche ist in dem ersten rotierenden Teil ausgebildet, und Kurvenstößel sind in dem zweiten rotierenden Teil vorgesehen, die in einem verschiebbaren Eingriff mit der Kurvenfläche befindlich sind.
Die US-Patentanmeldungen US-A-4932510 und US-A- 4921085 offenbaren eine Drehmomentübertragungsanordnung. Diese Drehmomentübertragungsanordnung umfaßt ein erstes rotierendes Teil, das integral mit einer Eingangswelle oder einer Ausgangswelle und mit einer Kurvenfläche an seiner Innenumfangswand ausgebildet ist. In das erste rotierende Teil ist ein zweites rotierendes Teil eingesetzt, das integral mit der anderen der Wellen von der Ausgangswelle und Eingangswelle ausgebildet ist. Von dem zweiten rotierenden Teil werden Nockenkörper getragen. Die Nockenkörper werden in radial nach außen gerichteten zylindrischen Öffnungsbohrungen auf genommen, die in dem zweiten rotierenden Teil ausgebildet sind und folgen der sie umgebenden Kurvenflächen des ersten rotierenden Teiles während eines relativen Drehgeschwindigkeitsdifferentials zwischen den ersten und zweiten rotierenden Teilen, um sich hin und her zu bewegen und um variable Volumenkammern zu definieren, die mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind. Die Versorgung der Hydraulikflüssigkeit zu den variablen Volumenkammern und das Entleeren derselben aus jeder der variablen Volumenkammern wird durch einen Hydraulikkreis bewirkt. Der Hydraulikkreis ist mit einer Strömungsbegrenzungseinrichtung ausgestattet, zum Begrenzen der Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aus jeder variablen Volumenkammern herausgedrängt wird, um einen Druckanstieg zu bewirken, der den zugehörigen Nockenkörper in einen stabilen Eingriff mit der Kurvenfläche drückt. Auf diese Weise wird die Drehmomentübertragung über den Eingriff der Nockenkörper mit der Kurvenfläche bewirkt.
In dieser früheren vorgeschlagenen Drehmomentübertragungsanordnung wird die Temperatur der Flüssigkeit erhöht, wenn die Anordnung einem Drehgeschwindigkeitsdifferential unterworfen wird. Bei einem normalen Gebrauch der Anordnung ist der Temperaturanstieg nicht übermäßig und bewirkt somit keinerlei Problem. In einem Fall jedoch, wo das Kraftfahrzeug ein gefrorenes oder schlammiges Gelände über eine lange Zeitdauer kontinuierlich durchfährt, wird die Drehmomentübertragungsanordnung einem Drehgeschwindigkeitsdifferential über eine ausgedehnte Zeitdauer unterworfen, was bewirkt, daß die Temperatur innerhalb der Anordnung auf ein übermäßig hohes Niveau ansteigt. Als ein Ergebnis dessen werden einige Bauteile der Anordnung, die zuwenig standhaft sind, einer solchen übermäßigen Wärme zu widerstehen, wie z. B. Teile, die aus Gummi oder Kunststoff und Öl hergestellt sind, geschädigt, oder zumindest wird ihre Lebensdauer verkürzt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Drehmomentübertragungsanordnung zu schaffen, wobei der Temperaturanstieg hinsichtlich des Drehgeschwindigkeitsdifferentials begrenzt wird, um somit eine Wärmeschädigung der Bauteile der Drehmomentübertragungsanordnung zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Drehmomentübertragungsanordnung geschaffen, welche umfaßt:
ein erstes rotierendes Teil;
ein zweites rotierendes Teil, das in dem ersten rotierenden Teil angeordnet ist;
eine hydraulische Fluideinrichtung zum Übertragen zumindest eines Teils des Eingangsdrehmoments vom einen des ersten rotierenden Teils und des zweiten rotierenden Teils auf das andere Teil im Ansprechen auf eine Drehgeschwindigkeit des zweiten rotierenden Teils und auch auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferentials, das zwischen dem ersten rotierenden Teil und dem zweiten rotierenden Teil auftritt,
wobei die hydraulische Fluideinrichtung eine Innenkurvenfläche aufweist, die an dem ersten rotierenden Teil ausgebildet ist und das zweite rotierende Teil umgibt, und Kurvenstößel aufweist, die in radial nach außen gerichteten Öffnungsbohrungen befindlich sind, die in dem zweiten rotierenden Teil ausgebildet sind und in einem verschiebbaren Eingriff mit der Nockenfläche sind und im Ansprechen auf das Drehgeschwindigkeitsdifferential hin- und herbewegbar sind, um variable Volumenkammern in den zugehörigen radial nach außen gerichteten Öffnungsbohrungen jeweils zu definieren, und eine Austrittseinrichtung aufweist zum Drosseln der Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aus jeder variablen Volumenkammern ein Förderhub des zugehörigen einen der Kurvenstößel gefördert wird; und
eine Einrichtung zum Verhindern der Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aus jeder variablen Volumenkammern beim Förderhub des zugehörigen einen der Kurvenstößel im Ansprechen auf die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit gefördert wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das zweite rotierende Teil eine radiale Wand auf, die mit einer Mehrzahl von Ablauföffnungen ausgebildet ist, die mit den variablen Volumenkammern kommunizieren. Von einer Fläche der radialen Wand, die radial einwärts von den Ablauföffnungen angeordnet ist, erstreckt sich einwärts eine Axialbohrung. Eine Austrittsplatte ist in abdichtender Weise zwischen der radialen ebenen Wand und einer Austrittsplattenhalteeinrichtung, die an dem zweiten rotierenden Teil befestigt ist, positioniert. Die Austrittsplatte weist eine Mittelöffnung auf. Die Austrittsplattenhalteeinrichtung weist einen Hü1senabschnitt und einen radialen Abschnitt auf, der sich von einem Endabschnitt des Hülsenabschnittes radial nach außen gerichtet erstreckt. Der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes ist nach der Mittelöffnung der Austrittsplatte in die Axialbohrung mit einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der die Axialbohrung definierenden Wand und der Außenumfangswand des Hülsenabschnittes eingesetzt. Der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes ist mit einem Steg ausgebildet, der in Art einer Preßpassung mit einer sich einwärts erstreckenden Rippe der Axialbohrungserstreckungswand ausgebildet ist. Damit wird der ringförmige Zwischenraum an einem Ende durch den radialen Abschnitt und an dem gegenüberliegenden Ende durch den Steg, der an die Rippe angrenzt, verschlossen. Die Austrittsplatte weist außerdem eine Mehrzahl von Aussparungen auf, die sich radial nach außen gerichtet von der Mittelöffnung her erstrecken. Die Aussparungen sind jeweils im Eingriff mit den Ablauföffnungen angeordnet, um die Austrittseinrichtung zum Drosseln der Hydraulikflüssigkeit, die aus den Ablauföffnungen zum ringförmigen Zwischenraum gefördert wird, zu definieren. Der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes ist mit einer Mehrzahl von radialen Öffnungen ausgebildet, die den Durchlaß der Hydraulikflüssigkeit aus den ringförmigen Zwischenräumen zu der Innenseite des Hülsenabschnittes der Austrittshalteeinrichtung hin gestattet. Von dem Hülsenabschnitt wird ein Bohrungsspulenventil verschiebbar aufgenommen. Das Bohrungsspulenventil wird normalerweise durch eine Rückholfeder in eine Federlageposition beaufschlagt, in der es die radialen Öffnungen öffnet. Eine Formspeicherfeder ist innerhalb des Bohrungsspulenventils angeordnet. Die Formspeicherfeder ist aus einer Formspeicherlegierung hergestellt und nimmt eine ausgedehnte Form ein, wenn die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet. In ihrer ausgedehnten Form drückt die Formspeicherlegierung das Bohrungsspulenventil gegen die Rückholfeder in eine vorbestimmte Position, in der das Spulenventil die Radialöffnungen verschließt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein radialer Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schnitt, der durch die Linie I-I von Fig. 1 verläuft;
Fig. 3 ist ein Schnitt, der durch die Linie II-II von Fig. 1 verläuft;
Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Linie III-III von Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Draufsicht einer Austrittsplatte;
Fig. 6 ist ein Schnitt, der durch die Linie IV-IV von Fig. 2 verläuft;
Fig. 7 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, der die Drehmomentübertragungsanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet; und
Fig. 8 zeigt eine Drehmomentübertragungskennlinie von der Drehmomentsübertragungsanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung zusammen mit der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. In der Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung verkörpert als eine auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Verbindung, die in einem Antriebszug eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb des Typs mit einem Vorderantrieb und vorderem Motor vorgesehen ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 wird die bevorzugte Ausführungsform einer auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechenden Verbindung A beschrieben.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist die auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Verbindung A in einem Hinterradantriebssystem eines Kraftfahrzeuges mit Vierradantrieb vorgesehen, das als Grundlage einen Vorderantrieb verwendet. Sie wird verwendet als ein Mitteldifferential und ein Drehmomentaufteilsystem zum Übertragen des Drehmomentes auf die Hinterräder.
Bezüglich des Antriebssystemes des Fahrzeuges mit Vierradantrieb, auf das die bevorzugte Ausführungsform der Verbindung A angewendet wird, umfaßt das Vorderradantriebssystem einen Motor 1, ein Getriebe (einschließlich einer Kupplung) 2, ein vorderes Differential 3, vordere Antriebswellen 4, 5, vordere Antriebswellenverbindungen 6 und Vorderräder 7, 8, wobei das Hinterradantriebssystem einen Übertragungsgetriebezug 9, eine vordere Gelenkwelle 10, eine mittlere Gelenkwelle 11, die zuvor erwähnte auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Verbindung A, eine hintere Gelenkwelle 12, eine Gelenkwellenverbindung 13, ein mittleres Lager 14, ein hinteres Differential 15, hintere Antriebswellen 16, 17, hintere Antriebswellenverbindungen 18 und Hinterräder 19, 20, umfaßt. Die mittlere Gelenkwelle 11 und die hintere Gelenkwelle 12 dienen jeweils als eine Eingangswelle zu der Verbindung A-und eine Ausgangswelle von der auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechenden Verbindung A.
Der Aufbau der auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechenden Verbindung A wird erläutert.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt die auf das Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechende Verbindung A ein erstes rotierendes Teil in Form eines Antriebsgehäuses 30, ein zweites rotierendes Teil in Form eines Rotors 40, Nockenkörper in der Form von Antriebskolben 50, radial nach außen gerichtete Öffnungsbohrungen in der Form von zylindrischen Bohrungen 42, Hydraulikflüssigkeitskammern mit variablen Volumen in Form von zylindrischen Kammern 60, Ausgleichsdurchlässe 70, einen Regulier- und Entlastungsdurchlaß 80, und eine Akkumulatorkammer 100.
Das Antriebsgehäuse 30 ist fest an der Eingangswelle in Form der mittleren Gelenkwelle mittels Schrauben befestigt. An der Innenumfangswand des Antriebsgehäuses 30 ist eine Innenkurvenfläche 31 ausgebildet. Die Kurvenfläche 31 ist so profiliert, daß bei einer Winkelposition des Rotors 40 relativ zum Antriebsgehäuse 30 im wesentlichen das gleiche Verhältnis des Eingangsdrehmoments vom Rotor 40 zum Antriebsgehäuse 30 beim Auftreten eines Drehgeschwindigkeitsdifferentials zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 übertragen wird.
Der Rotor 40 ist in dem Antriebsgehäuse 30 angeordnet und umgibt die Kurvenfläche 31. Er ist fest an der Ausgangswelle in Form der hinteren Gelenkwelle 12 mittels Schrauben befestigt. Eine axiale Bewegung des Rotors 40 relativ zum Antriebsgehäuse 30 wird durch eine Anschlagplatte 41 (siehe Fig. 2) verhindert, die mit dem Antriebsgehäuse 30 mittels Schrauben, nicht gezeigt, verbunden ist, obwohl sogar eine relative Rotationsbewegung gestattet wird. Wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Rotor 40 mit sechs solcher radial auswärts gerichteten zylindrischen Öffnungsbohrungen 72 ausgebildet, die an den einen Enden Öffnungen aufweisen und die der Kurvenfläche 31 gegenüberliegen. Die Öffnungsenden dieser zylindrischen Bohrungen 42 sind voneinander in einem gleichwinkeligen Abstand positioniert.
Wie am besten von Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Rotor 40 eine Lagerwelle 41a mit vermindertem Durchmesser auf, die drehbar von einer Lagerbohrung 31a aufgenommen wird, mit der das Antriebsgehäuse 30 ausgebildet ist, wodurch der Rotor 40 drehbar durch das Antriebsgehäuse 30 gestützt wird. Die Dimensionierung ist solchermaßen, daß der Durchmesser D1 der Lagerwelle 41a mit reduziertem Durchmesser kleiner ist als der kleine Innendurchmesser D2 der Kurvenfläche 31 des Antriebsgehäuses 30. Der Rotor 40 ist in dem Antriebsgehäuse 30 solcherart angeordnet, daß die Außenumfangswandung des Rotors 40 in einer beabstandet gegenüberliegenden Beziehung mit der Innenwandung des Antriebsgehäuses 30 ist einschließlich der Kurvenfläche 31, obwohl das nicht in Fig. 2 zu sehen ist. Bei kalten Witterungsbedingungen dehnt sich der Rotor 40 mehr aus, als das sich das Antriebsgehäuse 30 ausdehnt infolge der Wärmebildung innerhalb des Rotors 40 während des Drehgeschwindigkeitsdifferentials, da der Rotor 40 nicht der kalten Atmosphäre ausgesetzt ist, während das Antriebsgehäuse 30 dieser ausgesetzt ist. Da dieses Wärmeausdehnungsdifferential zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 infolge des Temperaturgefälles nicht abgeführt noch verhindert werden kann, wird bei dieser drehbaren Trägeranordnung der Rotor 40 in der Welle 31a mit verminderten Durchmesser getragen wird und genügend Zwischenraum zwischen der Außenumfangswand des Rotors 40 und der Innenwand des Antriebsgehäuses 30 wird bereitgestellt. Mit dem gleichen Wärmeanteil, dem der Rotor 40 unterworfen wird, wird die radiale Ausdehnung der Lagerwelle 41a mit vermindertem Durchmesser kleiner wie der Durchmesser kleiner wird. Somit wird der Durchmesser der Welle 41a mit verminderten Durchmesser so eingestellt, daß genügend Lagerzwischenraum zwischen der Umfangswand der Lagerwelle 41a mit verminderten Durchmesser und der Wandung der Lagerbohrung 31a immer beibehalten wird, da die radiale Abmessung solcher Art gewählt ist, da der Lagerzwischenraum nicht vergrößert werden kann. Als ein Ergebnis dessen wird ein Festfressen des Lagerabschnittes infolge des Wärmeausdehnungsdifferentials zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 verhindert.
Die Antriebskolben 50 sind verschiebbar in den zugehörigen zylindrischen Bohrungen 42 in flüssigkeitsabdichtender Weise mit Dichtringen 51 verschiebbar angeordnet. Jeder der Antriebskolben 50 weist ein kugelförmig abgerundetes oberes Ende 50a in gleitendem Eingriff mit der Kurvenfläche 31 auf. Der Radius der Krümmung jeder der abgerundeten oberen Enden 50a ist länger eingestellt, als der Radius einer Antriebskugel, die verschiebbar in der zugehörigen zylindrischen Bohrung 42 eingepaßt wäre, obwohl es kürzer eingestellt ist, als der Radius der Krümmung irgendeines Abschnittes der Kurvenfläche 31. Diese Einstellung ist wirksam für eine erhöhte strukturelle Festigkeit gegenüber einer Übertragung mit einem hohen Drehmoment.
Die variablen zylindrischen Volumenkammern 60 sind in den zylindrischen Bohrungen 42 jeweils durch die zugehörigen Antriebskolben 50 definiert. Jede der zylindrischen Kammern wird einer Volumenänderung unterworfen, in dem Maße, wie der zugehörige Antriebskolben 50 eine Hubbewegung vollführt.
Die drei Ausgleichsdurchlässe 70 sind in dem Rotor 40 ausgebildet, von denen jeder die zylindrischen Kammern phasengleich während eines hin- und hergehenden Hubs der Antriebskolben 50 miteinander verbindet. Sie haben jeweils axiale Verzweigungsdurchlässe 71. Zu den angrenzenden zwei zylindrischen Kammern 60 erstrecken sich radial von jeder der axialen Verzweigungsdurchlässe 71 zwei radiale Durchlässe 90 der Einwegrückschlagventile 91. Es gibt drei axiale Verzweigungsdurchlässe 71, deren eine Enden geschlossen sind und deren gegenüberliegenden Enden jeweils an Ablauföffnungen enden, die in einer radialen im wesentlichen ebenen Wandung des Rotors 40 ausgebildet sind. Von einem Bereich der radialen Wand ist sich einwärts erstreckend eine Axialbohrung zum Aufnehmen einer Austrittshalteeinrichtung 74 angeordnet. Eine Austrittsplatte 73 ist in flüssigkeitsabdichtender Weise zwischen der radialen Wand des Rotors 40 und der Austrittsplattenhalteeinrichtung 73 positioniert und an dem Rotor 40 mittels Schrauben 75 befestigt, die sich durch Schraubenbohrungen 74a der Halteeinrichtung 74 und Schraubenbohrungen der Austrittsplatte 73 erstrecken. Die Austrittsplatte 73 hat eine Mittelöffnung. Die Austrittsplattenhalteeinrichtung 74 weist einen Hülsenabschnitt auf und einen radialen Abschnitt auf, der sich radial nach außen gerichtet von einem linken Endabschnitt des Hülsenabschnittes erstreckt, wie in Fig. 3 zu sehen ist. Der andere bzw. rechte Endabschnitt (zu sehen in Fig. 3) des Hülsenabschnittes wird hinter der Mittelöffnung der Austrittsplatte 73 in die Axialbohrung des Rotors 40 eingesetzt mit einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der die Axialbohrung definierenden Wand und der Außenumfangswand des Hülsenabschnittes, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist. Der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes ist mit einem Steg ausgebildet, der in Art einer Preßpassung mit einer sich nach innen erstreckenden Rippe der Axialbohrungserstreckungswand befestigt ist. Somit wird der ringförmige Zwischenraum durch den radialen Abschnitt der Halteeinrichtung 74 und an dem gegenüberliegenden Ende durch den Steg, der mit der Rippe in Eingriff befindlich ist, verschlossen. Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, hat die Austrittsplatte 73 auch drei Aussparungen 77, die sich radial nach außen von der Mittelöffnung her erstrecken. Die Aussparungen 77 sind in Eingriff mit den Ablauföffnungen, in welche die Axialverzweigungsdurchlässe 71 jeweils enden, um Austritte zu definieren, von denen eine mit 72 in Fig. 4 gezeigt ist, zum Drosseln des Ablaufens der Hydraulikflüssigkeit aus den Ablauföffnungen zu dem kreisförmigen Zwischenraum hin. Der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes ist mit einer Mehrzahl von radialen Öffnungen 76 ausgebildet, die den Durchlaß der Hydraulikflüssigkeit von dem ringförmigen Zwischenraum zur Innenseite des Hülsenabschnittes der Austrittshalteeinrichtung 74 hin gestattet. In dem Hülsenabschnitt der Austrittshalteeinrichtung 74 ist verschiebbar ein Bohrungsspulenventil 113 aufgenommen. Das Bohrungsspulenventil 113 wird normalerweise durch eine Rückholfeder 112 in eine Federlageposition beaufschlagt, wo die radialen Öffnungen 76 geöffnet sind, wie in der oberen Hälfte von Fig. 3 dargestellt ist. Eine Formspeicherfeder 111 ist in der Spulenbohrung 110 innerhalb des Bohrungsspulenventils 113 angeordnet. Die Formspeicherfeder 111 ist aus einer Formspeicherlegierung hergestellt und nimmt eine ausgedehnte Form ein, die durch den unteren Halbabschnitt in Fig. 3 dargestellt ist, wenn die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet. In der ausgedehnten Form drückt die Formspeicherfeder 111 das Bohrungsspulenventil 113 gegen die Rückholfeder 112 in eine vorbestimmte Position (wie in dem unteren Halbabschnitt des Bohrungsspulenventils 113 dargestellt ist), wo das Spulenventil 113 die radialen Öffnungen 76 verschließt. Wie leicht aus Fig. 3 zu verstehen ist, lagert ein Ende der Rückholfeder 112 gegen eine Schulter, die in der Axialbohrung des Rotors 40 ausgebildet ist und lagert mit der gegenüberliegenden Seite gegen eine nach innen vorstehende Rippe des Spulenventils 113, während ein Ende der Formspeicherfeder 111 gegen eine nach innen sich erstreckende Verlängerung der Halteeinrichtung 74 lagert und das entgegengesetzte Ende gegen die nach innen vorspringende Rippe des Bohrungsspulenventils 113 lagert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird die Austrittsplattenhalteeinrichtung 74 von einem Akkumulatorkolben 101 umgeben, der in flüssigkeitsdichtender Weise in dem Rotor 40 für eine axial hin und hergehende Bewegung relativ zum Rotor 40 im Ansprechen auf eine Druckänderung der Hydraulikflüssigkeit in einer Akkumulatorkammer 100 eingepaßt ist. Der Akkumulatorkolben 101 wird in Richtung einer Federlageposition mittels Doppelfedern 103 beaufschlagt, die wirksam zwischen dem Akkumulatorkolben 101 und einer kappenartigen Federhalteeinrichtung 102 angeordnet sind, wie in einem oberen Halbabschnitt von Fig. 2 dargestellt ist. Die Spulenbohrung 110 des Bohrungsspulenventils 113 weist ein linkes Ende auf, das mit der Akkumulatorkammer 110 kommuniziert, so daß die abgelassene Hydraulikflüssigkeit, die in die Spulenbohrung 110 über die Radialöffnungen 176 eingetreten ist, in die Akkumulatorkammer 100 eintritt.
Der Regulier- und Entlastungsdurchlaß 80 ist vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der Akkumulatorkammer 100 und jeder anderen der zylindrischen Kammern 60 herzustellen und umfaßt einen mittleren Axialdurchlaß 82 und drei radiale Durchlässe 81, die sich radial von dem mittleren Axialdurchlaß 82 her erstrecken. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, kommuniziert der mittlere Axialdurchlaß 82 über die Axialbohrung mit der Spulenbohrung 110 des Spulenventils 113. In jeder der Radialdurchlässe 81 ist ein Einwegventil 83 vorgesehen, das angeordnet ist, um eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit nur in einer Richtung von der Akkumulatorkammer 100 in die zugehörige zylindrische Kammer 60 zu gestatten. Ein Entlastungsventil 84 ist an dem mittleren Axialdurchlaß 82 vorgesehen, um ein Entweichen der Hydraulikflüssigkeit aus dem mittleren Axialdurchlaß 82 zu gestatten.
Die Akkumulatorkammer 100 ist variabel, um eine Volumenänderung der Hydraulikflüssigkeit, die in den Zylinderkammern 60, Ausgleichsdurchlässen 70 und dem Regulier- und Entlastungsdurchlaß 80 beinhaltet sind, zu absorbieren.
Die Arbeitsweise der auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ansprechenden Verbindung A, wie es in den Vierradantrieb angeordnet ist, wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird erläutert.
(A) In dem Fall, wo kein Drehgeschwindigkeitsdifferential vorhanden ist, nämlich Δn = 0:
In einem Betriebszustand, wo kein Drehgeschwindigkeitsdifferential Δn (delta n) vorhanden ist, werden sich die Antriebskolben 50 nicht hin- und her bewegen. Da die Antriebskolben 50 radial nach außen angehoben sind bezüglich der Zentrifugalkraft, wenn sich das Antriebsgehäuse 30 dreht, verstärken die abgerundeten oberen Flächen der Antriebskolben 50 ihren Eingriff mit der Kurvenfläche 31, in dem Maße, wie sich die Drehgeschwindigkeit des Antriebsgehäuses 30 erhöht. Die Zentrifugalkraft erhöht sich im Verhältnis zum Quadrat der Geschwindigkeit V der Drehung des Rotors 40, so daß sich die Drehmomentübertragung vom Rotor 40 zum Antriebsgehäuse 30, nämlich ΔTc (delta Tc) im Verhältnis zum Quadrat der Geschwindigkeit der Drehung des Rotors 40 erhöht, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Die Drehmomentübertragung Tc zum Antriebsgehäuse 30 und dann zur hinteren Gelenkwelle 12, die mit den Hinterrädern 19, 20 verbunden ist, tritt auf, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Die Stabilität bei einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit wird somit erhöht.
Wie nun zu verstehen ist, wirkt das Fahrzeug wie ein Zweiradantriebsfahrzeug, wenn es auf im wesentlicher gerader oder auf trockener Straße bei niedrigen oder mittleren Geschwindigkeiten fährt, wobei es als ein Vierradantriebsfahrzeug wirkt, wenn es im wesentlichen gerade mit hohen Geschwindigkeiten fährt.
(B) In dem Fall, wo ein Drehgeschwindigkeitsdifferential auftritt, nämlich wenn ΔN größer als 0 ist:
In diesem Betriebszustand, wo ein Drehgeschwindigkeitsdifferential ΔN ( delta N) zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 auftritt, bewegen sich die Antriebskolben 50 hin und her, um eine Pumpwirkung zu erzeugen. Um zu gestatten, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Paar diametral gegenüberliegender zylindrischer Kammern 60 beim Förderhub der Antriebskolben 50 zu verdrängen, stehen das Paar der zylindrischen Kammern 60 in Verbindung mit der Akkumulatorkammer 100 über den Ausgleichsdurchlaß 70 und den gemeinsamen Austritt 72 in Verbindung, der in dem Axialdurchlaß 71 vorgesehen ist. Um Hydraulikflüssigkeit aus der Akkumulatorkammer 100 in ein anderes Paar diametral gegenüberliegender zylindrischer Kammern 60 beim Saughub der Antriebskolben 50 aufzufüllen, gestatten die Regulierdurchlässe 81, 82 eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit von der Akkumulatorkammer 100 in ein anderes Paar diamentral gegenüberliegender zylindrischer Kammern 60 in eine Richtung. Wenn eine solche Hin- und Herbewegung auftritt, kann die Hydraulikflüssigkeit aus jeder zylindrischen Kammer beim Förderhub des zugeordneten Antriebskolbens 50 mit einer Geschwindigkeit gefördert werden, die durch den Austritt 72 gesteuert wird. Die Drehmomentübertragung vom Rotor 40 und Antriebsgehäuse 30, nämlich ΔT (delta T) wird durch die algebraische Summe der Kräfte bestimmt, mit welchen die Antriebskolben 50 beaufschlagt werden, um an die Kurvenfläche 31 anzugreifen. Jede Kraft ist das Produkt des wirksamen Druckwirkungsbereiches jedes Antriebskolbens 50 und des Drucks der Hydraulikflüssigkeit in der zugehörigen zylindrischen Kammer 60. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit innerhalb jeder zylindrischen Kammer 60 wird bestimmt durch den Druckabfall, der über dem zugeordneten Austritt 72 erzeugt wird. Der Druckabfall wird groß, wie das Drehgeschwindigkeitsdifferential ΔN (delta N) wächst. Somit wird, je größer der Anteil des Drehgeschwindigkeitsdifferentials ΔN (delta N) wird, das Drehmoment ΔT (delta T) größer werden, das zu der hinteren Gelenkwelle 12 und dann an die Hinterräder 19, 20 übertragen wird. Die in Fig. 8 gezeigte voll ausgezogene Kurve stellt die Kennlinie von ΔT gegenüber ΔN dar. Wie zuvor beschrieben wurde, wird, je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, umso größer die Übertragung des Drehmoments ΔTc. Somit ist die tatsächliche Übertragung des Drehmoments zu den Hinterräder 19, 20 die Summe von ΔT und ΔTc. Die in Fig. 8 mit einer gestrichelten Linie dargestellte Kurve zeigt die Kennlinie dieser tatsächlichen Übertragung des Drehmoments, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf einen gewissen Wert festgelegt ist. Deshalb ist der Umfang der Übertragung des Drehmoments an die Hinterräder 19, 20 in Ansprechen auf das Drehgeschwindigkeitsdifferential ΔN und die Fahrzeuggeschwindigkeit V variabel.
Es ist nun deutlich zu erkennen, daß, wenn die Vorderräder 7, 8 ihre Traktion verloren haben und im Durchdrehen befindlich sind, das Fahrzeug von dem Zweiradantriebszustands in den Vierradantriebszustand entsprechend dem Umfang, mit dem die Vorderräder 7, 8 rutschen, umschaltet. Als ein Ergebnis dessen, erhöht sich das Anfahrverhalten und das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs. Das Fahrverhalten des Fahrzeuges beim Durchfahren von Bereichen, die mit Regen oder Schnee bedeckt sind, verbessert sich. Sogar wenn die Vorderräder 7, 8 ihre Traktion verloren haben, wenn sie durch ein schlammiges Gelände fahren, wird das Drehmoment an die Hinterräder 19, 20 übertragen, so daß die Fähigkeit des Fahrzeuges, durch ein solches unebenes Gelände hindurchzufahren, gesteigert wird.
Die Austritte 72 sind innerhalb der Aussparungen 77 definiert, die in der Austrittsplatte 73 ausgebildet sind zwischen der radialen Wand des Rotors 40, so daß jede von ihnen eine vergrößerte benetzte Länge hat. Dieser Aufbau ist wirksam beim Unterdrücken von Geräuschen hinsichtlich der Düsenströmungen der Hydraulikflüssigkeit, die während der Drehmomentübertragung bei einem Drehgeschwindigkeitsdifferential zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 erzeugt werden.
Bei dem Förderhub jedes Antriebskolbens 50 strömt die Hydraulikflüssigkeit, die aus der zugeordneten zylindrischen Kammer 60 gefördert wird, durch die Durchlässe 70 und 71, den Austritt 72, wo sie der Strömungsbegrenzung unterworfen wird, die radialen Öffnungen 76 und die Spulenbohrung 110 zu der Akkumulatorkammer 100 hin. Die Strömungsbegrenzung an jeder der Austritte 72 induziert eine adiabatische Kompression der Hydraulikflüssigkeit stromaufwärts der Austritte 72, was eine Wärmebildung innerhalb des Rotors 40 verursacht. Die Wärmebildung ist gering, wenn das Drehgeschwindigkeitsdifferential klein ist. Der Temperaturanstieg des Rotors 40 bleibt niedriger als ein akzeptables Niveau, sogar wenn das Drehgeschwindigkeitsdifferential groß ist, also über eine ausgedehnte Zeitperiode, da die Wärme abgeleitet wird und von den anderen Bauteilen absorbiert wird. Es besteht jedoch eine Neigung, daß ein großer Temperaturanstieg der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Rotors 40 auftritt, wenn die Drehmomentübertragungsanordnung A kontinuierlich einem großen Drehgeschwindigkeitsdifferential über eine ausgedehnte Zeitperiode unterworfen wird, wodurch sich die Bauteile aufwärmen. Unter den Bauteilen gibt es Abdichtungsgummis und Abdichtungsringe, die aus Harz gemacht sind, die dazu neigen, sich zu verschlechtern, wenn sie einer hoher Temperatur über eine ausgedehnte Zeitperiode ausgesetzt sind. Der zuvor erwähnte Betriebszustand tritt auf, wenn das Fahrzeug einen langen schneebedeckten Abhang hinauf fährt, oder wenn das Fahrzeug durch ein Gelände fährt, das mit Pulversand bedeckt ist, um ein Boot oder dergleichen zu schleppen. Die Temperatur der Bauteile der Drehmomentübertragungsanordnung A wächst bis auf 120º bei diesem Betriebszustand an, womit sich die Abdichtungsgummis und Abdichtungsringe verschlechtern. Daneben wird die Schmierfunktion der Hydraulikflüssigkeit schlecht. Entsprechend der vorliegenden Erfindung verschließt jedoch die Bohrungsspule 113 die radialen Öffnungen 76, um ein Fördern der Hydraulikflüssigkeit zu dem Akkumulator 110 hin zu verhindern, bevor die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit auf einen solchen unakzeptablen Wert anwächst, wodurch die Bewegung der Hydraulikflüssigkeit verhindert wird und somit ein Drehgeschwindigkeitsdifferential zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 unterdrückt wird.
Die Formspeicherfeder 111 wird der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Spulenbohrung 110 ausgesetzt. Wenn die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit wächst, aber noch niedriger ist als ein erster vorbestimmter Wert, nimmt die Formspeicherfeder 111 ihren Kontraktionszustand ein, wie durch den dargestellten oberen Halbabschnitt von Fig. 1 angegeben ist, und somit wird das Bohrungsspulenventil 113 nicht gegen die Rückholfeder 112 gedrückt. Wenn die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit den ernsten vorbestimmten Wert überschreitet, nimmt die Formspeicherfeder 111 ihren ausgedehnten Zustand ein, wie durch den dargestellten unteren Halbabschnitt in Fig. 2 angegeben ist, und somit drückt die Bohrungsspule 113 gegen die Rückholfeder 112 in die Position, wo die Bohrungsspule 113 die Radialöffnungen 76 verschließt. Dieses bewirkt, daß die Bewegung der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Rotors 40 gestoppt wird, womit das Drehgeschwindigkeitsdifferential zwischen dem Rotor 40 und dem Antriebsgehäuse 30 beschränkt wird. Danach wird die Wärme allmählich an die Umgebungsatmosphäre abgeleitet, so daß die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit allmählich absinkt.
Wenn die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit unter den ersten vorbestimmten Wert fällt, aber noch höher als ein zweiter Wert ist, der so eingestellt ist, daß er niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist, verbleibt die Formspeicherlegierung 11 in dem ausgedehnten Zustand, und somit hält das Bohrungsspulenventil 113 ihre Radialöffnungen 76 verschlossen. Wenn jedoch die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit weiter abfällt und unter den zweiten vorbestimmten Wert kommt, verschiebt sich die Formspeicherfeder 111 in den Kontraktionszustand, womit der Bohrungsspule 113 gestattet wird, sich in die Federlageposition infolge der Beaufschlagung der Rückholfeder 112 zu bewegen. Wenn das Bohrungsspulenventil 113 sich in die Federlageposition zurückbewegt hat, werden die Radialöffnungen 76 wieder geöffnet, um eine Bewegung der Hydraulikflüssigkeit zu der Akkumulatorkammer 100 hinter den Austritten 72 hin zu gestatten. Infolge dieser Hysterese, wird ein sogenanntes Überschwingen nicht auftreten. Auf diese Weise verschließt das Bohrungsspulenventil 113 die Radialbohrungen 76, bevor die Temperatur der Drehmomentübertragungsanordnung A den entscheidend hohen Temperaturwert erreicht. Das bedeutet, daß das Fahrzeug, das mit der Drehmomentübertragungsanordnung ausgerüstet ist, durch die oben erwähnten Gelände ohne Unterbrechung durchfahren kann.
Wenn das Fahrzeug, das mit der Drehmomentübertragungsanordnung A ausgerüstet ist, mit einer hohen Geschwindigkeit auf einer Straße mit einem sehr niedrigen Reibkoeffizienten fährt, neigt das Drehgeschwindigkeitsdifferential zwischen Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges zum Anwachsen. Diese Tendenz wird durch die Drehmomentübertragungsanordnung A entsprechend der vorliegenden Erfindung unterdrückt. Somit kann das Fahrzeug-Fahrverhalten beim Durchfahren einer rutschigen Straße gesteigert werden, verglichen mit einem Fahrzeug, das mit einer herkömmlichen Drehmomentübertragungsanordnung des gleichen Typs ausgerüstet ist.
In der vorhergehenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung verkörpert in der Drehmomentübertragungsanordnung, die auf eine Differentialgeschwindigkeit anspricht, wobei die Anordnung Antriebskolben aufweist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf einen anderen Typ von einer Drehmomentübertragungsanordnung, die auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential anspricht, angewendet werden.
In der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform wird eine Feder mit einer Federspeicherlegierung verwendet, was als Temperatursensor dient und ebenso als ein Betätigungsglied für eine Bohrungsspule dient, die geeignet ist, Radialöffnungen zu verschließen. Eine bimetallförmige Feder, die auf die Hydraulikflüssigkeitstemperatur anspricht, kann auch verwendet werden. Es ist auch möglich, einen Temperatursensor zu verwenden, der auf die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit anspricht in einer wirksamen Verbindung mit einem Betätigungsglied.

Claims

1. Drehmomentübertragungsanordnung, mit:

einem ersten rotierenden Teil (30);

einem zweiten rotierenden Teil (40), das in dem ersten rotierenden Teil (30) angeordnet ist;

einer hydraulischen Fluideinrichtung zum Übertragen zumindest eines Teils des Eingangsdrehmomentes vom einen (30; 40) des ersten rotierenden Teils (30) und des zweiten rotierenden Teils (40) auf das andere (40; 30) Teil;

wobei die hydraulische Fluideinrichtung eine Innenkurvenfläche (31) aufweist, die an dem ersten rotierenden Teil (30) ausgebildet ist und das zweite rotierende Teil (40) umgibt und Kurvenstößel (50) aufweist, die in radial nach außen gerichteten Bohrungen (42) befindlich sind, die in dem zweiten rotierenden Teil (40) ausgebildet sind; und

einer Einrichtung zum Einstellen der Strömung der Hydraulikflüssigkeit;

wobei die Übertragung des Eingangsdrehmomentes im Ansprechen auf eine Drehgeschwindigkeit des zweiten rotierenden Teils (40) und ebenso auf ein Drehgeschwindigkeitsdifferential (ΔN) erreicht wird, das zwischen dem ersten rotierenden Teil (30) und dem zweiten rotierenden Teil (40) auftritt;

wobei die Kurvenstößel im Ansprechen auf das Drehgeschwindigkeitsdifferential (ΔN) hin- und herbewegbar sind, um variable Volumenkammern (60) in den zugehörigen radial nach außen gerichteten Öffnungsbohrungen (42) zu definieren;

einer Austrittseinrichtung (72), die zum Drosseln der Strömung der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, die aus jeder der variablen Volumenkammern (60) beim Förderhub des zugehörigen einen der Kurvenstößel (50) gefördert wird; dadurch gekennzeichnet, daß

eine Einrichtung (111, 113) vorgesehen ist, zum Verhindern der Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aus jeder der variablen Volumenkammern (60) beim Förderhub des zugehörigen einen der Kurvenstößel (50) im Ansprechen auf die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit gefördert wird.

2. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das zweite rotierende Teil (40) eine radiale Wand hat, die mit einer Mehrzahl von Ablauföffnungen (70) ausgebildet St, die mit den variablen Volumenkammern (60) kommunizieren.

3. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 2, wobei eine Axialbohrung sich von jener Fläche der radialen Wand einwärts erstreckt, die radial einwärts von den Ablauföffnungen angeordnet ist.

4. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 3, wobei eine Austrittsplatte (73) zwischen der radialen ebenen Wand und einer Austrittsplattenhalteeinrichtung (74), die an dem zweiten rotierenden Teil (40) befestigt ist, in abdichtender Weise positioniert ist.

5. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 4, wobei die Austrittsplatte (73) eine Mittelöffnung aufweist und wobei die Austrittsplattenhalteeinrichtung (74) einen Hülsenabschnitt und einen radialen Abschnitt aufweist, der sich von einem Endabschnitt des Hülsenabschnittes radial nach außen gerichtet erstreckt.

6. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 5, wobei der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes nach der Mittelöffnung der Austrittsplatte (73) in die Axialbohrung mit einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der die Axialbohrung definierenden Wand und der Außenumfangswand des Hülsenabschnittes eingesetzt ist.

7. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 6, wobei der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes mit einem Steg ausgebildet ist, der in Art einer Preßpassung mit einer sich einwärts erstreckenden Rippe der Axialbohrungserstreckungswand ausgebildet ist, wodurch der ringförmige Zwischenraum an einem Ende durch den radialen Abschnitt der Austrittshalteeinrichtung (74) und an dem gegenüberliegenden Ende durch den Steg, der an die Rippe angreift, verschlossen wird.

8. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 7, wobei die Austrittsplatte (73) außerdem eine Mehrzahl von Aussparungen (77) aufweist, die sich radial nach außen gerichtet von der Mittelöffnung her erstrecken.

9. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die Aussparungen (77) der Austrittsplatte (73) jeweils im Eingriff mit den Ablauföffnungen (70) der radialen Wand des zweiten rotierenden Teils (40) positioniert sind, um die Austrittseinrichtung zu definieren.

10. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 9, wobei der andere Endabschnitt des Hülsenabschnittes der Austrittsplattenhalteeinrichtung (74) mit einer Mehrzahl von radialen Öffnungen (76) ausgebildet ist, die den Durchlaß der Hydraulikflüssigkeit aus den ringförmigen Zwischenräumen zu der Innenseite des Hülsenabschnittes der Austrittshalteeinrichtung (74) hin gestattet.

11. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 10, wobei ein Bohrungsspulenventil (113) verschiebbar von dem Hülsenabschnitt der Austrittsplattenhalteeinrichtung (74) aufgenommen wird.

12. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 11, wobei das Bohrungsspulenventil (113) normalerweise durch eine Rückholfeder (112) in eine Federlageposition beaufschlagt wird, in der sie die radialen Öffnungen öffnet.

13. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 12, wobei eine Formspeicherfeder (111) innerhalb des Bohrungsspulenventils (113) angeordnet ist, wobei die Formspeicherfeder (111) aus einer Formspeicherlegierung hergestellt ist und eine ausgedehnte Form einnimmt, wenn die Temperatur des Hydraulikfluids einen vorbestimmten Wert überschreitet.

14. Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 13, wobei die Formspeicherfeder (111) in ihrer ausgedehnten Form das Bohrungsspulenventil (113) gegen die Rückholfeder in eine vorbestimmte Position drückt, in der das Spulenventil (113) die Radialöffnungen (76) verschließt.