AT2908U1 - Drehzahldifferenzabhängige hydraulische kupplung mit lamellenschmierung - Google Patents

Abstract

Eine drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung, besteht aus einem rotierenden Antriebsgehäuse (2), einer in diesem angeordneten hydrostatischen 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 Ausgangswelle (6) in einem Druckraum (13) ein auf den Kolben wirkender Druck erzeugt wird, der eine Beaufschlagung der Reibflächen (20) der Reibungskupplung (7) bewirkt. Um eine gute Wärmeabfuhr während der Schlupfphasen zu erreichen, steht der Druckraum (13) über eine Drosselöffnung (30) mit dem Innenraum (21) der Reibungskupplung (7) in Verbindung und ist im Antriebsgehäuse (2) mindestens ein im Wesentlichen radial gerichteter Auslaufkanal (33) vorgesehen, der von einem Radius der nicht größer als der Radius der Reibflächen (20) ist zum Äusseren des Antriebsgehäuses (2) führt.

Description

AT 002 908 Ul

Die Erfindung handelt von einer drehzahldifferenzabhängigen hydraulischen Kupplung, bestehend aus einem rotierenden Antriebsgehäuse, einer in diesem angeordneten hydrostatischen Verdrängungsmaschine, einer Ausgangswelle, einer Reibungskupplung zur Verbindung der Ausgangswelle mit dem Antriebsgehäuse und einem Kolben, wobei bei Auftreten einer Differenzdrehzahl zwischen dem Antriebsgehäuse und der Ausgangswelle in einem Druckraum ein auf den Kolben wirkender Druck erzeugt wird, der eine Beaufschlagung der Reibflächen der Reibungskupplung bewirkt.

Derartige Kupplungen finden in verschiedenen Konstellationen im Antriebsstrang 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 besteht die hydrostatische Verdrängungsmaschine aus einem Innenrotor und 2 AT 002 908 Ul einem Aussenrotor, die bei Drehzahldifferenz zwischen Innenrotor und Aussenrotor bzw insbesondere zwischen dem Antriebsgehäuse und der Ausgangswelle eine Relativbewegung ausführen und so in der Druckraum den für die Beaufschlagung der Kupplung nötigen Druck auf den Kolben ausüben.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist etwa aus der WO 96/41090 bekannt. Dort ist die Anordnung so getroffen, daß im Kolben ein Ventil angebracht 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 Fährbetrieb stark und sind einem hohen Verschleiß ausgesetzt.

Es ist daher Ziel der Erfindung, gattungsgemäße Vorrichtungen so zu verbessern, daß dieses Problem nicht auftritt. Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Druckraum über eine Drosselöffnung mit dem Innenraum der Reibungskupplung in Verbindung steht und daß im Antriebsgehäuse mindestens ein im Wesentlichen radial gerichteter Auslaufkanal vorgesehen ist, der von einem Radius der kleiner als der innere Radius der Reibflächen zum Äusseren des Antriebsgehäuses führt.

Das Drosselventil und damit der Kupplungsraum ist also praktisch immer dann durchströmt, wenn die hydrostatische Verdrängungsmaschine för- 3 AT 002 908 Ul dert und so die Kupplung beaufschlagt wird und die Kühlung auch braucht. Dadurch, daß der Auslaufkanal innerhalb 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 Ausfuhrungsform ist der mindestens eine Auslaufkanal in einer mit dem Gehäuse fest verbundenen achsnormalen Scheibe ausgebildet. Die Scheibe kann dann je nach Bauart der Kupplung zugleich 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 ausgebildet sein, daß sie von einem Radius einwärts, der kleiner als der innere 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 Ausfuh-rungsbeispieles beschrieben und erläutert.

Eine hydraulische Kupplung 1 ist drehbar in einem nicht dargestellten Gehäuse untergebracht. Sie besteht aus einem rotierenden Antriebsgehäuse 2, das mit einem Tellerrad 3, einer hydrostatischen Verbrennungsma- 4 AT 002 908 Ul schine 5, einer Ausgangs welle 6 und einer Reibungskupplung 7. Alle diese Komponenten besitzen eine gemeinsame Rotationsachse 8. Das Tellerrad 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 verbunden ist und einen dazu exzentisch geführten Außenrotor. Die hydrostatische Verdrängungsmaschine ist in einem Lagerflansch 10 des Antriebsgehäuses 2 untergebracht. Mit 11 ist ein Ventil angedeutet, das z.B. ein Überdruckventil ist. In achsialer Richtung schließt an die hydrostatische Verdrängungsmaschine 5 eine Zwischenwand 12 an, die mit einem Kolben 14 einen Druckraum 13 bildet, der durch einen Kanal 15 mit Druckfluid 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. Innen ist eine Kuppelnabe 18 drehfest mit der Ausgangswelle 6 verbunden und ebenfalls mit Kuppelzähnen versehen, in die Innenlamellen 19 eingreifen. 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 gebildet. Die Scheibe 22 ist ebenfalls drehfest mit dem Antriebsgehäuse 2 verbunden und kann innen einen Lagerring 23 bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der anderen Seite der Scheibe 22 eine gleicharti- 5 AT 002 908 Ul 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 Reibungskupplung die Endplatte des Antriebsgehäuses 2 sein.

Der Druckraum 13 steht über eine Drosselöffnung 30, ein weiteres Ventil 31 und einem Kanal 32 mit dem Innenraum 21 der Kupplung 7 in Strömungsverbindung. 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 abgeschleudet wird. In der dargestellten Ausfuhrungs-form verfugt 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 Gesamtfläche hydraulische Kupplung rotiert, bildet sich so in dem Innenraum 21 der Kupplung ein flüssiger „Hohlzylinder“, der die Reibflächen 20 benetzt hält und kühlt. Für diese erfindungsgemäße Wirkung ist die Ausgestaltung der hydraulischen 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. 6 AT 002 908 Ul

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. 7

Claims (3)

1. AT 002 908 Ul ANSPRÜCHE if ]"Mi: 1. Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung, bestehend aus einem rotierenden Antriebsgehäuse (2), einer in diesem angeordneten hydrostatischen 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 Ausgangswelle (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 Druckraum (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 von einem Radius der nicht größer als der Radius der Reibflächen (20) ist zum Äusseren des Antriebsgehäuses (2) fuhrt.
2. 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. 8 AT 002 908 Ul
3. 3. Drehzahldifferenzabhängige hydraulische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die achsnormale Scheibe (22) von einem Radius, der kleiner als der Radius der Reibflächen (20) ist, einwärts dünner als auswärts ist. 9