AT393477B - Vorrichtung zur drehmomentuebertragung bei kraftfahrzeugen mit allradantrieb - Google Patents

Description

AT 393 477 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung bei Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb, wobei in einem Antriebsstrang eine Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung vorgesehen ist, die aus eine lösbaren Lamellenkupplung und einer gegen Federkraft axial verschiebbaren, bis zur Erreichung des voreingestellten maximalen Drehmomentes auf die Lamellen ein wirkenden und dann zurückweichenden Druckplatte 5 besteht er /

Die Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung wird angeordnet, um nicht die gesamte Antriebskonstruktion auf gegebenenfalls auftretende extrem hohe Spitzenstoßmomente auslegen zu müssen und dadurch eine leichtere, raumsparende, dennoch aber zuverlässige Ausbildung zu erzielen.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 37 27 702) ist als Ausgleichgetriebe für eine Kraftfahrzeugachse 10 eine Flüssigkeitsreibungskupplung vorgesehen und mit dieser die unmittelbar vorgeordnete Lamellenkupplung baulich vereint Die Druckplatte wird von dem auf der Nabe der Lamellenkupplung axial verschiebbaren und federbelasteten Antriebstellerrad gebildet das mit dem Triebling auf der Kardanwelle kämmt Bei Auftreten des voreingestellten maximalen Drehmomentes, das durch die Spannung der auf das Teflerrad bzw. die von diesem gebildeten Druckplatte wirkende Feder bestimmt wird, verschiebt sich das Tellerrad zufolge der in der Verzahnung IS von Triebling und Tellerrad sich ergebenden Kräfte, so daß die die Lamellen zusammenpressende Kraft herabgesetzt und die Lamellenkupplung geöffnet bzw. der Antriebsstrang zu den Rädern der betreffenden Kraftfahrzeugachse unterbrochen wird. Nachteilig ist hiebei, daß sich der Zahneingriff zwischen Triebling und Tellerrad bei Erreichen des maximalen Drehmomentes zwangsläufig ändert und daß in der Verzahnung hohe Reibungskräfte zu überwinden sind, die das Lösen der Lamellenkupplung verzögern. Dazu kommt noch, daß das Rutschmoment 20 innerhalb der Lamellenkupplung vom Kupplungsverschleiß abhängig und es nicht möglich ist, gegebenenfalls unterschiedliche Größen des maximalen Drehmomentes bei dem einen oder anderen Drehsinn vorzusehen.

Gleiches gilt für eine ebenfalls aus der DE-OS 37 27 702 bekannte Ausführungsform, bei der die federbelastete Druckplatte mit der Antriebswelle über schraubenflächige Klauen gekuppelt ist, so daß sich die Druckplatte bei Auftreten eines durch die Federspannung vorbestimmten Drehmomentes auf Grund der zwischen 25 den Klauen auftretenden Axialkraft verschoben und die Lamellenkupplung geöffnet wird.

Es ist auch schon bekannt (DE-OS 35 00 099), ein für den Antrieb einer Fahrzeugachse vorgesehenes Zahnrad mit einem auf einem Zahnradträger relativ verdrehbar gelagerten Zahnkranz auszustatten. Der Zahnrad-träger weist an seinem Umfang wenigstens eine radiale Bohrung auf, in der eine durch eine Feder auswärts in eine Rast am Innenumfang des Zahnkranzes gedrückte Mitnehmerkugel gelagert ist. Bei Auftreten eines Drehmo-30 mentes, das größer als das gewünschte, von der Feder und der Kugel ausgeübte Drehmoment ist, dreht sich der Zahnkranz ohne Mitnahme des Zahnradträgers, wodurch der Antrieb der betreffenden Fahrzeugachse unterbrochen wird. Hier erfolgt die Unterbrechung bzw. das Wiedereinsetzen des Antriebes aber in ungünstiger Weise ruckartig, wozu noch kommt, daß verhältnismäßig starke und dementsprechend groß bemessene Federn erforderlich sind, um bei Kraftfahrzeugen üblicherweise auflietende Momente überhaupt übertragen zu können, so daß sich insge-35 samt eine zu große und schwere Konstruktion ergibt

Schließlich ist eine Hüssigkeitsreibungskupplung bekannt (AT-PS 383 877), bei da zwischen den in einem mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Gehäuse angeordneten ineinandergreifenden Lamellen Spreizfedem vorgesehen sind und zur Veränderung der Spaltbreite zwischen den Lamellen eine drehelastische Kupplung mit einer sich bei Relativverdrehung ihrer Kupplungshälften als Druckscheibe auf die Lamellen wirkenden Kupplungshälfte dient. 40 Hier soll aber nur eine selbständige Veränderung der Kupplungscharakteristik in Abhängigkeit von der Größe des zu übertragenden Drehmomentes und keine Unterbrechung des Antriebsstranges, in dem die Kupplungen eingebaut sind, bei zu hohem Drehmoment erfolgen.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die eingangs geschilderte Vorrichtung so zu verbessern, daß eine rasche, aber nicht ruckartige Unterbrechung des betreffenden Antriebs-45 Stranges sowie eine vom jeweiligen Drehsinn abhängige, unterschiedliche Höhe des übertragbaren maximalen Drehmomentes erzielbar sind und der Einfluß des Kupplungsverschleißes weitgehend beseitigt ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der getriebene Teil der reibschlüssigen oder in an sich bekannter Weise als Flüssigkeitsreibungskupplung mit zwischen den Lamellen angeordneten Spreizfedem ausgebildeten Lamellenkupplung ausschließlich über einen Drehstab, der sich durch die hohle Abtriebswelle 50 erstreckt, mit dieser in Antriebsverbindung steht und daß das Widerlager für die die Druckplatte belastende Feder von einer mit stimseitigen Nockenerhebungen versehenen Scheibe gebildet ist, die sich ihrerseits in Achs-richtung an einem auf der Abtriebswelle festsitzenden Gegennockenkörper abstützt, der vorzugsweise aus einem sternförmigen Träger mit den Nockeneihebungen altsprechender Anzahl von Armen und auf den Armen um radiale Achsen drehbar gelagerten, die Gegennocken bildenden Rollen besteht 55 Liegt das zu übertragende Drehmoment unterhalb der durch die Feder bestimmten Grenze, so stützt sich die das Federwiderlager bildende Scheibe mit ihren Nockenerhebungen an den Nocken bzw. Rollen des Gegennockenkörpers ab und die Lamellen der Lamellenkupplung worden fest aneinandergedrückt, d. h. die Kupplung ist geschlossen. Mit zunehmendem Drehmoment aber ergibt sich eine entsprechende Verwindung des Drehstabes, und es entsteht eine Relativverdrehung zwischen dem getriebenen Teil der Lamellenkupplung und damit auch 60 zwischen der Scheibe einerseits und der Abtriebswelle bzw. dem Gegennockenkörper anderseits, so daß die Nocken bzw. Rollen des Gegennockenkörpers in die Senken zwischen den Nockenerhebungen der Scheibe gelangen und die Scheibe als Federwiderlager eine Axialverschiebung durchführt, die das Lösen der Lamellen -2-

Claims (2)

1. AT 393 477 B voneinander zur Folge hat Dabei sind zwischen Nockenerhebungen und Gegennocken, insbesondere wenn diese als Rollen ausgebildet sind, nur geringe Reibungskräfte zu überwinden, so daß das Öffnen der Lamellenkupplung vergleichsweise rasch vor sich gehen kann. Durch entsprechende Gestaltung der Nockenkurvenbahn ist es möglich, je nach Drehsinn verschiedene Höhen des maximalen Drehmomentes zu erzielen oder sogar eine Begrenzung des Drehmomentes in nur einem Drehsinn zu erreichen. Da die Entlastung der auf die Druckplatte einwirkenden Feder erst ab einem gewissen vobestimmten Drehmoment erfolgt, ist das Rutschmoment weitgehend unabhängig vom Kupplungsverschleiß. Dazu kommt noch, daß der Drehstab eine günstige Charakteristik ergibt. Ist die Lamellenkupplung als Flüssigkeitsreibungskupplung ausgebildet, so wird eine zusätzliche, insbesondere als Ausgleichgetriebe dienende Flüssigkeitsrcibungskupplung erübrigt, da durch die Spreizfedem ein entsprechendes Entfernen der Lamellen voneinander zur Lösung der Kupplung bei nachlassendem Druck der Druckplatte ermöglicht ist. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Rollen als Rillenkugellager ausgebildet sind. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 das Schema der Gesamtanordnung des Antriebes eines Kraftfahrzeuges, Fig. 2 die Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung im Axialschnitt im wesentlich größeren Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie (ΠΙ-ΠΙ) der Fig. 2 und Fig. 4 einen Teil einer als Flüssigkeitsreibungskupplung ausgebildeten Lamellenkupplung in der Fig. 2 entsprechender Darstellungsweise. Vom Motor (1) werden üb«1 ein Geschwindigkeitswechselgetriebe (2) und ein Kegelradausgleichgetriebe (3) die Vorderräder (4) angetrieben. Zugleich erfolgt über einen Winkeltrieb (5) und eine Kardanwelle (6) der Antrieb der Hinterräder (7), wobei mit (8) das Gehäuse für die Einrichtung der Drehmomentbegrenzung und mit (9) jenes des Hinteraichsausgleichgetriebes bezeichnet sind. Gemäß Fig. 2 wird von der Kardanwelle (6) her, gegebenenfalls über eine Zwischenwelle, die Antriebswelle (10) einer Lamellenkupplung (11) angetrieben. Der getriebene Teil (12) der Lamellenkupplung (11) ist ausschließlich über einen Drehstab (13) mit der Abtriebswelle (14) antriebsverbunden, die den Triebling (15) für das Hinterachsausgleichgetriebe im Gehäuse (9) trägt Die Lamellenkupplung (11) weist eine axial verschiebbare, auf die Lamellen einwirkende Druckplatte (16) auf, die durch eine aus zwei Tellerfedem bestehende Feder (17) belastet ist Das Federwiderlager wird von einer Scheibe (18) gebildet die auf dem getriebenen Teil (12) der Lamellenkupplung (11) drehfest aber ebenfalls axial verschiebbar gelagert ist Die Scheibe (18) ist mit stirnseitigen Nockenerhebungen (19) versehen. Auf der Abtriebswelle (14) ist ein Gegennockenkörper festsitzend angeordnet der aus einem sternförmigen Träger (20) und drei Armen (21) besteht auf denen Gegennocken bildende, als Rillenkugellager (22) ausgebildete Rollen um radiale Achsen (23) drehbar gelagert sind. Die Anzahl der Arme bzw. Rollen entspricht der Anzahl der Nockenerhebungen (19). Wird das durch die Feder (17) bestimmte maximale Drehmoment nicht überschritten (dargestellte Stellung), so liegen die als Gegennocken wirkenden Rillenkugellager (22) an den Nockenerhebungen (19) der das Federwiderlager bildenden Scheibe (18) an, d. h. die Feder (17) ist gespannt und die Lamellen werden zusammengedrückt. Wird jedoch das voreingestellte maximale Drehmoment überschritten, so ergibt sich eine Verwindung des Drehstabes (13) und damit eine Relativverdrehung der Abtriebswelle (14) gegenüber dem getriebenen Teil (12) der Lamellenkupplung (11). Dadurch ergibt sich aber auch eine entsprechende Relativverdrehung der Scheibe (18) gegenüber dem Gegennockenkörper (20,21), so daß die Gegennocken bzw. Rillenkugellager (22) von den Nockenerhebungen (19) in die Senken abrollen und die Scheibe (18) dem Druck der Feder (17) nachgibt und sich verschiebt, die Lamellen also voneinander gelöst werden und der Antrieb zum Triebling (15) unterbrochen ist. Gemäß Fig. 4 ist die Lamellenkupplung (11a) als Flüssigkeitsreibungskupplung ausgebildet, bei der zwischen den Lamellen Spreizfedem (24) angeordnet sind und die Druckplatte (16a) als den Kupplungsinnen-raum abschließender Kolben dient. PATENTANSPRÜCHE -3- 1 Vorrichtung zur Drehmomentübertragung bei Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb, wobei in einem Antriebsstrang eine Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung vorgesehen ist, die aus einer lösbaren Lamellenkupplung und einer gegen Federkraft axial verschiebbaren, bis zur Erreichung des voreingestellten maximalen Drehmomentes auf die Lamellen einwirkenden und dann zurückweichenden Druckplatte besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der getriebene Teil (12) der reibschlüssigen oder in an sich bekannter Weise als Flüssigkeitsreibungskupplung mit zwischen den Lamellen angeordneten Spreizfedem (24) ausgebildeten Lamellenkupplung (11; 11a) ausschließlich über einen Drehstab (13), der sich durch die hohle Abtriebswelle (14) erstreckt, mit dieser in Antriebsverbindung steht und daß das Widerlag» für die die Druckplatte (16) belastende Feder (17) von einer mit stimseitigen Nockenerhebungen (19) versehenen Scheibe (18) gebildet ist, die sich AT 393 477 B ihrerseits in Achsrichtung an einem auf der Abtriebswelle (14) festsitzenden Gegennockenkörper (20,21,22, 23) abstützt, der vorzugsweise aus einem sternförmigen Träger (20) mit den Nockenerhebungen (19) entsprechender Anzahl von Armen (21) und auf den Armen (21) um radiale Achsen (23) drehbar gelagerten, die Gegennocken bildenden Rollen (22) besteht
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen als Rillenkugellager (22) ausgebildet sind. 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen % -4-