AT403855B - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer kupplung - Google Patents

Description

AT 403 855 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils wechselweise mit dem einen und dem anderen der zueinander drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen verschiebbaren Kolben beaufschlagbar ist, der einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten mit einem Reservoir verbundenen Druckraum in einem Rotationsgehäuse einseitig begrenzt, in dem ein relativ zu diesem drehbarer Rotationskörper angeordnet ist, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils mit dem einen und dem anderen der zueinander drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen verschiebbaren Kolben beaufschlagbar ist, der einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten, mit einem Reservoir verbundenen Druckraum einseitig begrenzt, dessen Rotationsgehäuse von dem einen der drehbaren Teile und dem damit umlaufenden Kolben gebildet wird und in der ein mit dem anderen der drehbaren Teile verbundener Rotationskörper umläuft. Mit viskoser Flüssigkeit ist eine solche mit hoher Viskosität gemeint, wie beispielsweise in Viskokupplungen üblich.

Ein Verfahren und eine Kupplung dieser Art sind aus der US 4 905 808 A bekannt. Hierbei rotiert bei einer Differenzgeschwindigkeit zwischen den drehbaren Teilen in einer mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Kammer eine in Axialansicht sternförmige Scheibe. Zwischen der Scheibe und dem Gehäuse der Kammer wird aufgrund des Verhaltens der Flüssigkeit ein Staudruck auf einen die Kammer begrenzenden Kolben für die Betätigung der Reibungskupplung aufgebaut. Es bestehen hierbei nur geringe Möglichkeiten, die Charakteristik dieser Kupplung in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl zu variieren; im wesentlichen ist nur der Befüllgrad und die Viskosität der viskosen Flüssigkeit frei wählbar. Ein weiterer Nachteil besteht in dem geringen erreichbaren Druckniveau und der damit verbundenen geringen Leistungsdichte.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Differentialgetriebe für den Einsatz in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Differentialgetriebegehäuse zu lagernden Differentialträger, zueinander koaxialen ersten und zweiten Abtriebskegelrädern und zumindest zwei dazu achsnormal gelagerten Ausgleichskegelrädern, mit einer Reibungskupplung, deren erste Reibelemente drehfest im Differentialträger gehalten sind und deren zweite Reibelemente drehfest zu einem ersten der Achswellenräder gehalten sind, und mit einer Steuervorrichtung, die einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Druckraum umfaßt, dessen Rotationsgehäuse von dem Differentialträger und einem damit umlaufenden verschiebbaren Kolben gebildet wird. In gleicher Weise erstreckt sich die Erfindung auf Differentialgetriebe der genannten Art mit einer Reibungskupplung, deren erste Reibelemente drehfest zu dem ersten der Achswellenräder und deren zweite Reibelemente drehfest zu den zweiten der Achswellenräder angeordnet sind und im übrigen eine den Achswellenrädern sinngemäß zugeordnete Steuervorrichtung umfaßt.

Differentialgetriebe der genannten Art sind aus der US 4 012 968 bekannt, wobei die Betätigungsvorrichtung eine Verdrängerpumpe umfaßt.

Anordnungen der genannten Art werden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen und Landmaschinen zur Erzeugung eines von der Drehzahldifferenz· abhängigen Sperrmomentes zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Teilen eingesetzt.

Eine erste Anwendung betrifft dabei Ausgleichsgetriebe, in denen die Kupplung zwischen Teilen . eingesetzt wird, die bei Ausgleichsvorgängen im Getriebe relativ zueinander rotieren. Durch die Wirkung der Kupplung erhalten diese Ausgleichsgetriebe eine selbstsperrende Wirkung. Bevorzugt handelt es sich bei diesen Ausgleichsgetrieben um Achsdifferentiale oder Mittendifferentiale in Kraftfahrzeugen.

Eine zweite Anwendung betrifft den Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einer ständig und einer nur fallweise angetriebenen Achse, wobei die Kupplung unmittelbar in einem Antriebsstrang zu der letzteren Achse eingesetzt ist. Hierdurch wird der entsprechende Antriebsstrang bei einer Drehzahldifferenz der zugeordneten Achse gegenüber der ständig angetriebenen weiteren Achse durch die Wirkung der Kupplung drehmomentbeaufschlagt, während der Antriebsstrang bei Drehzahlgleichheit zwischen den Achsen durch die Wirkung der Kupplung drehmomentfrei bleibt und die entsprechende Achse drehmomentfrei mitläuft.

Differenzdrehzahlfühlende Kupplungen und selbstsperrende Differentialgetriebe der hier genannten Art haben gegenüber drehmomentfühlenden Systemen deutliche Vorteile in Bezug auf die Traktion und die Fahrdynamik.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung und eine differenzdrehzahlfühlende Kupplung mit hoher Leistungsdichte und in weitem Rahmen wählbarer Charakteristik in einfacher Konstruktion bereitzustellen. Insbesondere soll hierbei die vollständige Füllung bei allen Betriebszuständen und während der gesamten Lebensdauer sichergestellt sein.

Hiervon ausgehend ist es weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe mit einer Steuervorrichtung mit hoher Leistungsdichte und in weitem Rahmen wählbarer Charakteristik in einfacher Konstruktion bereitzustellen. 2

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Die hiermit vorgeschlagene Lösung besteht in einem Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, daß der den Kolben beaufschlagende Druck durch Scherung einer in zumindest einem zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung verlaufenden abgeschlossenen Scherkanal befindlichen viskosen Flüssigkeit bei Relativdrehung des Rotationskörpers zum Druckraum erzeugt wird, und daß die Zuführung der Flüssigkeit zum 5 Scherkanal aus dem Reservoir und die Druckentnahme aus dem Scherkanal zur Beaufschlagung des Kolbens in Abhängigkeit von der relativen Drehrichtung der zueinander drehbaren Teile so umgesteuert wird, daß die Zuführung der Flüssigkeit an dem in der relativen Drehrichtung jeweils vorderen Ende des Scherkanals und die Druckentnahme an dem in der relativen Drehrichtung jeweils hinteren Ende des Scherkanals erfolgt. w Die Lösung besteht weiter in einer Kupplung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Rotationsflächen des Rotationskörpers mit Gegenflächen eines im Druckraum liegenden Pump- und Steuerkörpers zumindest einen abgeschlossenen Scherkanal darstellen, der durch eine durch Wandungen seitlich begrenzte und sich zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung erstreckende Nut und eine die Nut abdeckende zu dieser relativ verdrehbare Oberfläche gebildet wird, daß der Pump- und Steuerkörper gegenüber dem Rotationsgehäuse 15 ' zwischen zwei Endpositionen begrenzt verdrehbar ist, und daß die Nut durch jeweils an ihren Enden angeordnete Steueröffnungen im Pump- und Steuerkörper mit dem im Rotationsgehäuse befindlichen Reservoir und mit dem Druckraum zwischen dem Kolben und dem Rotationskörper in der Art verbunden ist, daß in den beiden Endpositionen des Pump- und Steuerkörpers jeweils die in der relativen Drehrichtung am vorderen Ende der Nut angeordnete Steueröffnung mit dem Reservoir kommuniziert und die in relativer 20 Drehrichtung am hintenliegenden Ende der Nut angeordnete Steueröffnung mit dem Druckraum kommuniziert.

Der Lösung liegt ein als Druckschleppströmung bezeichnetes Wirkprinzip zugrunde, das auf der Scherung eines viskosen Mediums zwischen zwei relativ zueinander bewegten Platten beruht. Bei einer derartigen Relativbewegung wird ein Teil des Mediums, jeweils bezogen auf eine der Platten, in Richtung 25 der Bewegung der anderen der Platten befördert. Wird ein Spalt zwischen zwei Platten im wesentlichen parallel zur relativen Bewegungsrichtung als Schernut seitlich abgeschlossen und an zwei Enden begrenzt und mit einer in Richtung der Nut beweglichen Fläche abgedeckt, so entsteht ein Scherkanal, der in Abhängigkeit von Größe und Richtung der Relativbewegung Fluid von dem einen Ende des so entstandenen Scherkanals zum anderen Ende fördert. Der Förderdruck ist direkt proportional der Länge des 30 Scherkanals, der Viskosität des gescherten Mediums und der Scherrate, also der Relativgeschwindigkeit. Bei geeigneter Anordnung dieses Scherkanals in der Weise, daß dieser zwei Kammern miteinander verbindet und die beiden den Scherkanal bildenden Teile mit dem einen und dem anderen der drehenden Teile einer Kupplung verbunden sind, wird ein differenzdrehzahlabhängiger Förderdruck erzeugt, der dadurch genutzt werden kann, daß der Druck in einem Druckraum erhöht wird, der auf zumindest einen 35 Kolben einwirkt, welcher die Reibelemente einer Reibungskupplung beaufschlagt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zumindest eine Scherkanal durch Umsteuerung zur Druckerzeugung unabhängig von der relativen Drehrichtung der Teile zueinander verwendet. In günstiger Weise wird dabei vorgesehen, im Zeitpunkt des Umsteuerns das zuvor zur Druckentnahme benutzte Ende des Scherkanals unmittelbar mit dem Reservoir zu verbinden, so daß der Druckabbau an diesem Ende nicht über die 40 gesamte Scherkanallänge erfolgen muß.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung ist zur Darstellung drehrichtungsabhängiger unterschiedlicher Charakteristiken der Anordnung vorgesehen, in einer der beiden relativen Drehrichtungen der zueinander drehbaren Teile nur eine Teillänge des Scherkanals zum Druckaufbau heranzuziehen, indem eine zusätzliche Verbindung vom Reservoir zum Scherkanal zwischen seinen Enden vorgesehen wird, die nur bei einer 45 relativen Drehrichtung frei und in der zweiten relativen Drehrichtung verschlossen wird.

In ähnlicher bevorzugter Ausführung kann vorgesehen werden, daß zur Darstellung drehrichtungsabhängig unterschiedlicher Charakteristiken der Anordnung in einer der beiden relativen Drehrichtungen zusätzliche eine unmittelbare Verbindung zwischen einem zwischen den Enden des Scherkanals liegenden Abschnitt und dem Druckraum hergestellt wird, um die wirksame Kanallänge für den Druckaufbau zu so verkürzen, die bei der entgegengesetzten relativen Drehrichtung verschlossen wird.

Eine weitere Verbesserung des Verfahrens geht dahin, eine temperaturabhängige Drosselung eines Bypasses im Verbindungsweg vom Reservoir zum Druckraum vorzusehen, mit der das temperaturabhängige Verhalten der viskosen Flüssigkeit ausgeglichen werden kann.

Grundsätzlich ist es möglich, daß die Oberflächen des Pump- und Steuerkörpers und die komplemen-55 tären Gegenflächen des Rotationskörpers, die den zumindest einen Scherkanal bilden, radial eben oder konisch oder zylindrisch sind. Bevorzugt ist die erstgenannte Form mit scheibenförmiger Gestalt des Pump-und Steuerkörpers und des Rotationskörpers. 3

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Eine konkrete Ausgestaltung geht dahin, daß der zumindest eine Scherkanal durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut in nur einer der Rotationsflächen des Pump- und Steuerkörpers und durch eine komplementäre anliegende Oberfläche am relativ da2u verdrehbaren Rotationskörper gebildet wird.

Wichtig ist es, daß Federmittel zum axialen Andrücken von Rotationskörper und Pump- und Steuerkörper aneinander vorgesehen sind, damit der Scherkanal abgeschlossen bleibt und der Druck zwischen Rotationskörper und Kolben wirksam wird.

Nach einer ersten konstruktiven Ausführung ist es möglich, daß zwei Verbindungskanäle zwischen Reservoir und Pump- und Steuerkörper mit dem Winkelversatz 2 α zueinander vorgesehen sind, daß mittig dazwischen ein Verbindungskanal zum Druckraum angeordnet ist, und daß die Steueröffnungen in dem Steuerkörper den Winkelversatz α zueinander haben, und daß der Steuerkörper um den Winkel a verdrehbar ist und die Nut sich über einen Winkel 360 * - a erstreckt.

Im vorgenannten Fall erfordert das Umsteuern nur einen kleinen Drehwinkel « des Pump- und Steuerkörpers.

Nach einer Alternative hierzu kann vorgesehen sein, daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir und Pump- und Steuerkörper vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle zum Druckraum jeweils mit dem Winkelversatz 2 α zum erstgenannten liegen, und daß der Steuerkörper um den Winkel (360 * - a) verdrehbar ist und die Nut sich über einen Winkel von (360 * - α) erstreckt.

Hierbei erfolgt das Sperren bei relativer Drehrichtungsumkehr sanfter mit zeitlicher Verzögerung.

Nach einer weiteren Alternative ist es möglich, daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir und Pump- und Steuerkörper vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle zum Druckraum jeweils mit dem Winkelversatz a zum erstgenannten liegen, daß der Steuerkörper um den Winkel α verdrehbar ist und daß die Nut unter Überschneidung der Enden sich über einen Winkel von (360* + α) spiralförmig erstreckt. Die Funktion ist die gleiche wie bei der ersten genannten Möglichkeit.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Steueröffnungen an den Enden der Schernut als axiale Bohrungen im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper ausgebildet sind, die von der einen Stirnfläche, die zumindest im Bereich der Öffnungen abdichtend an einer Stirnwand der Kammer im Rotationsgehäuse anliegt, in der Verbindungskanäle zum Reservoir münden, zu der in der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche liegenden Nut verlaufen, wobei diese zweite Stirnfläche abdichtend mit einer radialen Stirnfläche in Anlage ist, wobei in jeder Endlage nur eine der Steueröffnungen mit einem Verbindungskanal in Überdeckung liegt.

Ebenso wird zur konstruktiven Ausführung vorgeschlagen, daß der Verbindungskanal zum Druckraum als radiale Nut in einer Stirnwand des Rotationsgehäuses ausgebildet ist, die in jeder der beiden Endpositionen mit einer der beiden Steueröffnungen an den Enden der Nut in Überdeckung liegt.

Zur Darstellung der bereits genannten drehrichtungsabhängig unterschiedlicher Charakteristik ist es möglich, daß eine weitere Steueröffnung als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen Verbindungskanal zum Reservoir in Überdeckung liegt.

Dem gleichen Zweck dient eine Ausführung, bei der vorgesehen ist, daß eine weitere Steueröffnung als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen radialen Verbindungskanal zum Druckraum in Überdeckung steht, der als radiale Nut im Rotationsgehäuse ausgebildet ist.

Zum Ausgleich des Temperatureinflusses auf die Viskosität der Flüssigkeit kann eine Bypassleitung zwischem dem Reservoir und dem Druckraum vorgesehen werden, in der ein temperaturabhängig querschnittsveränderlicher Steuerkörper unter Freigabe eines Spalts S liegt.

Zur Begrenzung der obengenannten relativen Verdrehbarkeit des Pump- und Steuerkörpers kommt es dadurch, daß eine Anschlagnase am Pump- und Steuerkörper in eine in der Umfangslänge begrenzte Nut im Rotationsgehäuse als Drehanschlag eingreift.

Je nach gewünschtem Verlauf des von der Reibungskupplung erzeugten Sperrmomentes über der Differenzdrehzahl ist es möglich, die wirksamen Kräfte zu korrigieren. Hierzu ist es möglich, daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse abstützen und die Lamellen auf der dem Kolben zugewandten Seite beaufschlagen, oder daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse abstützen und den Kolben auf der den Lamellen zugewandten Seite beaufschlagen oder daß Federmittel vorgesehen sind, die vorgespannt zwischen dem Kolben und der Reibungskupplung angeordnet sind und diese stets mit einer Mindestkraft beaufschlagen.

Das Reservoir kann vom Rotationsgehäuse und einem mit diesen umlaufenden axial verschiebbaren federbelasteten Kolben oder einer federbelasteten Membran gebildet werden oder ein elastisches Ausgleichselement in einer Kammer, die das Reservoir bildet, umfassen. Die darin enthaltene viskose Flüssig- 4

AT 403 855 B keit kann beispielsweise dilatantes Medium sein, dessen Viskosität über der Scherrate s-1 zunimmt.

Die Lösung besteht weiterhin in einem Sperrdifferential, das sich dadurch auszeichnet, daß im Druckraum ein mit dem ersten Achswellenrad drehfest verbundener Rotationskörper umläuft, wobei Rotationsflächen des Rotationskörpers mit Gegenflächen des Rotationsgehäuses zumindest einen abgeschlossenen Scherkanal darstellen, der durch eine durch Wandungen seitlich begrenzte und sich zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung erstreckende Nut und durch eine die Nut abdeckende und zu dieser relativ verdrehbare Oberfläche gebildet wird, wobei der Kolben bei Drehzahldifferenz der den Scherkanai bildenden Teile durch Druckaufbau im Scherkanal in Richtung auf die Reibungskupplung verschoben wird und die Reibungskupplung beaufschlagt, und der Druckraum mit einem größenveränderlichen Reservoir verbunden ist.

In bevorzugter Ausführung ist hierbei eine in Bezug auf die Reibungskupplung axial zum Kolben entgegengesetzt liegende verstellbare Druckplatte vorgesehen, die sich bei momentfreien Abtriebskegelrädern an einer Stirnfläche des Differentialträgers abstützt und die bei drehmomentbeaufschlagten Abtriebskegelrädern von einem der sich an den zumindest zwei Ausgleichskegelrädern abstützenden Abtriebskegelrädern in Richtung auf die Reibungskupplung verschoben wird und die Reibungskupplung beaufschlagt.

Hiermit wird ein Sperrdifferential bereitgestellt, das eine erste differenzdrehzahlabhängige Steuerung der Sperrvorrichtung mit großer Leistungsdichte aufweist und das in der genannten bevorzugten Ausführung über eine zweite drehmomentabhängige Betätigung der Reibungskupplung verfügt, um bereits beim Anfahren aus dem Stillstand eine Sperrwirkung aufbauen zu können. Dies ist eine für das Anfahren bei schwierigen Straßen- oder Geländeverhältnissen wichtige Forderung, während es vorteilhaft ist, daß bei höheren Drehzahlen das System im Hinblick auf eine bessere Fahrdynamik differenzdrehzahlfühlend arbeitet.

Die drehmomentabhängige Betätigung erfolgt durch die Beaufschlagung der Reibungskupplung durch eines der Achswellenkegelräder des Kegelradsperrdifferentials über eine dazwischenliegende Druckplatte. Eine Axialverschiebung des entsprechenden Achswellenkegelrades wird durch die Axialkomponente der Reaktionskräfte zwischen den Achswellenkegelrädern und den Ausgleichskegelrädern verursacht, wobei die Ausgleichskegelräder sich am Differentialträger fest abstützen. Der Kolben der Steuervorrichtung stützt sich hierbei noch am Differentialträger axial ab. Erst wenn infolge einer Differenzdrehzahl zwischen dem genannten Achswellenkegelrad und dem Differentialträger der Kolben der Steuervorrichtung eine Axialkraft ausübt, die die vom Achswellenkegelrad ausgeübte Axialkraft übersteigt, legt sich dieses am Differentialträger in Gegenrichtung an und die Reibungskupplung wird durch die nunmehr höhere Kolbenkraft beaufschlagt, die zur Differenzdrehzahl proportional ansteigt.

Alle zuvor genannten Einzelheiten der erfindungsgemäßen Kupplung, insbesondere der Steuervorrichtung für die Reibungskupplung, können hierbei wortgemäß oder sinngemäß zur Anwendung kommen.

Die Erfindung betrifft weiterhin Kraftfahrzeuge, in denen erfindungsgemäße Kupplungen und/oder erfindungsgemäße Differentialgetriebe in der beanspruchten Weise eingesetzt sind.

Auf den Wortlaut und Inhalt der Patentansprüche wird insgesamt Bezug genommen.

Zum besseren Verständnis des neuartigen Wirkprinzips und zur Erläuterung bevorzugter konstruktiver Ausführungsbeispiele wird nachfolgend auf die Zeichnungen bezug genommen.

Hierin zeigen

Fig. 1 einen Ausbruch aus zwei relativ zueinander beweglichen Platten zwischen denen in einer der Platten eine einen Scherspalt erzeugende Nut ausgebildet ist;

Fig. 2a eine erfindungsgemäße Kupplung in einer ersten Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 2b eine erfindungsgemäße Kupplung in einer abgewandelten Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 3 eine erste Ausführung einer Pump- und Steuerscheibe mit einem Rotationskörper in Ansicht (a) und im Längsschnitt (b) als Einzelheit in einer ersten Position;

Fig. 4 die Pump- und Steuerscheibe und den Rotationskörper nach Fig. 3 in Ansicht in einer zweiten Position;

Fig. 5 die Pump- und Steuerscheibe und den Rotationskörper nach Fig. 3 in Ansicht (a) und in zwei Längsschnitten (b, c) in einer dritten Position;

Fig. 6 eine zweite Ausführung einer Pump- und Steuerscheibe mit einem Rotationskörper in Ansicht in zwei Positionen (a, c) und im Längsschnitt (b) als Einzelheit;

Fig.7 eine dritte Ausführung einer Pump- und Steuerscheibe mit einem Rotationskörper in Ansicht in zwei Positionen (a, c) und im Längsschnitt (b) als Einzelheit;

Fig. 8 eine vierte Ausführung einer Pump- und Steuerscheibe mit einem Rotationskörper in Ansicht (a) und im Längsschnitt (b) als Einzelheit;

Fig. 9 eine Pump- und Steuerscheibe als Einzelheit im Schnitt (a) und in Vorderansicht (b);

Fig. 10' eine Pump- und Steuerscheibe als Einzelheit in Rückansicht (a) und im Schnitt (b); 5

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Fig. 11a die Pump- und Steuerscheibe nach Fig. 9b in Ansicht;

Fig. 11b eine Pump- und Steuerscheibe mit abgewandelter Form der Schernut;

Fig. 12a eine erfindungsgemaße Kupplung mit einem temperaturfühlenden Drosselelement in einer ersten Ausgestaltung;

Fig. 12b eine erfindungsgemäße Kupplung mit einem temperaturfühlenden Drosselelement in einer zweiten Ausgestaltung;

Fig. 13 ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential in einer ersten Ausführung;

Fig. 14 ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential in einer zweiten Ausführung;

Fig. 15 ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential in einer dritten Ausführung;

Fig. 16 ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential in einer vierten Ausführung;

Fig. 17 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführung;

Fig. 18 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer zweiten Ausführung.

Figur 1 zeigt den Ausschnitt einer ersten Platte oder Scheibe 1 und einer zweiten Platte oder Scheibe 2, deren Stirnflächen 3, 4 aneinander anliegen. Die erste Platte 1 wird als fest angenommen; die zweite Platte 2 bewegt sich demgegenüber mit der Geschwindigkeit VR. In der Stirnfläche 3 der ersten Platte 1 ist eine im Querschnitt rechteckige Nut 5 mit seitlich begrenzenden Wänden 6, 7 ausgebildet. Nut 5 und

Stirnfläche 3 bilden einen Scherkanal 8, der ein viskoses Medium aufnimmt. Das betrachtete Element des Scherkanals hat die Länge lsp und die Höhe bzw. Tiefe s. Bei Bewegung der Platte 2 verhält sich das Medium in der Schernut entsprechend dem angegebenen linearen Geschwindigkeitsprofil, das sich auf die feste Platte 1 bezieht. An den Oberflächen gelten selbstverständlich jeweils Haftbedingungen sowohl für die Platte 1 wie für die Platte 2. Auf die Platte 2 bezogen sähe das Geschwindigkeitsprofil also reziprok aus.

Auf die Platte 1 bezogen ergibt sich im Scherspalt aufgrund der Scherung ein Druck p und ein

Mengenstrom Q.

Da die hier dargestellten Anwendungen nicht von relativen Linearbewegungen ausgehen, sondern von relativen Rotationsbewegungen wird die den Scherkanal bildende Nut vorzugsweise wie in einer der Figuren 2 bis 12 dargestellt umfangsgerichtet ausgebildet.

Die Figuren 2a und 2b unterscheiden sich voneinander nur in einer Einzelheit und werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist jeweils eine Kupplungsanordnung 11 gezeigt, die eine steuerbare Reibungskupplung 12 in Form einer Lamellenkupplung und eine drehzahlfühlende Steueranordnung 13 umfaßt. Die Reibungskupplung umfaßt ein in einem Differentialträger einzusetzendes Gehäuse 14, in dem Außenlamellen 15 drehfest gehalten sind, sowie eine Nabe 16, auf der Innenlamellen 17 drehfest angeordnet sind. Die Reibungskupplung ist mittels einer Druckplatte 18 beaufschlagbar. Diese wird ihrerseits von der genannten Steueranordnung 13 reguliert, die im Gehäuse 14 angeordnet ist und einen axial verschiebbaren Kolben 19 und ein Rotationsgehäuse 20 umfaßt, die mit dem Gehäuse 14 umlaufen. Beide bilden einen Druckraum 21, in dem ein scheibenförmiger Rotationskörper 22 und ein scheibenförmiger Pump- und Steuerkörper 23 einliegen. Der Rotationskörper 22 ist drehfest mit einer weiteren Nabe 24 verbunden, die drehtest mit der erstgenannten Nabe 16 verbunden und mit dieser angetrieben wird und ggfs, auch einstückig mit dieser ausgeführt sein kann. Der Pump- und Steuerkörper 23 ist durch einen vorspringenden Drehanschlag 41, der in eine begrenzte Umfangsnut 42 im Rotationsgehäuse 20 eingreift, begrenzt gegenüber dem Rotationsgehäuse 20 verdrehbar. Ein im Kolben 19 einliegender O-Ring dient als Federmittel 35 und damit der dichten Anlage des Rotationskörpers 22 am Pump- und Steuerkörper 23.

Beim Drehrichtungswechsel des über die Nabe 16 über Verzahnungsmittel angetriebenen Rotationskörpers 22 nimmt dieser den Pump- und Steuerkörper 23 aus seiner einen durch Drehanschlag 41 und Umfangsnut 42 bestimmten Endposition in die andere durch Drehanschlag und Umfangsnut bestimmte Endposition. Im Rotationsgehäuse 20 ist weiterhin ein Reservoir 26 ausgebildet, das über einen axial verschiebbaren Ringkolben 27 begrenzt wird. Dieser stützt sich über Tellerfedem 28 am Gehäuse 20 ab, so daß das Reservoir 26 immer Volumenänderungen im Druckraum 21 ausgleicht. Im Rotationsgehäuse 20 ist ein axialer Verbindungskanal 30 erkennbar, der in der dargestellten Umfangslage mit einer Steueröffnung 31 in dem Pump- und Steuerkörper 23 in Überdeckung steht. Die Steueröffnung 31 liegt an einem Ende eines Scherkanals 38, der durch eine umfangsbegrenzte Nut 37 im Pump- und Steuerkörper 23 und die Oberfläche 36 des Rotationskörpers 22 gebildet wird. Die sich relativ zueinander drehenden Teile sind jeweils durch Dichtungen gegeneinander abgedichtet. Der Spalt zwischen Rotationskörper 22 und Kolben 19 radial außerhalb des O-Rings 35 ist als Teil des Druckraums 21 zu betrachten. Zwei Schrauben 39, 40 dienen dem Befüllen bzw. Entlüften des Druckraumes und des Reservoirs. In Figur 2a sind Tellerfedern 25 vorgesehen, die sich am Gehäuse 14 abstützen und auf den Kolben 19 als Gegenkraft zur Wirkung des Druckraumes einwirken. In Figur 2b sind Tellerfedern 85 dargestellt, die sich am Gehäuse 14 abstützen und auf die Druckplatte 18 einwirken. Sie unterstützen damit die im Druckraum erzeugte Druckkraft. 6

AT 403 855 B ln Figur 3 sind als Einzelheit in Ansicht und im Axialschnitt ein Rotationsgehäuse 20 und ein Pump- und Steuerkörper 23 gezeigt. In Ansicht ist die umfangsgerichtete Nut 37 zu erkennen, die durch seitliche Wandungen 54, 55 begrenzt ist und an deren Enden Steueröffnungen 31 und 33 liegen. Die auch im Schnitt dargestellte Steueröffnung 33 befindet sich über dem Verbindungskanal 32 im Rotationsgehäuse. Die am anderen Ende liegende Steueröffnung 31 befindet sich in Überdeckung mit einem im Schnitt nicht dargestellten radialen Verbindungskanal 43 im Rotationskörper. Mit gestrichelten Linien dargestellt ist die Position einer weiteren Durchgangsöffnung 30 im Rotationsgehäuse 20. Im Schnitt und in Ansicht ist mit gestrichelten Linien angedeutet der auf der Rückseite des Pump- und Steuerkörpers 23 befindliche Drehanschlag 41 und die umfangsbegrenzte Nut 42 dargestellt, die das Verdrehen des Pump- und Steuerkörpers 23 gegenüber dem Rotationsgehäuse 20 beschränken.

In Figur 4 sind die gleichen Einzelheiten wie in Figur 3 nur in Ansicht gezeigt und mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Drehanschlag 41 befindet sich jedoch hier in einer Mittelstellung in der umfangsbegrenzten Nut 42 zwischen den beiden möglichen Endpositionen. Hierdurch ist sowohl die Steueröffnung 31 an dem einen Ende der Nut 37, an dem zuvor der Druckaufbau stattgefunden hat, noch mit dem Verbindungskanal 43 zum Druckraum verbunden, als auch die zuvor über den Verbindungskanal 32 mit dem Reservoir verbundene zweite Steueröffnung 33, die die Überdeckung mit dem Verbindungskanal 32 noch nicht verloren hat. Auf diese Weise kann unmittelbar eine Druckentlastung vom Verbindungskanal 43 und damit vom Pumpraum zum Verbindungskanal 33 und damit zum Reservoir erfolgen.

In Figur 5 sind die gleichen Einzelheiten wie in den Figuren 3 und 4 in Ansicht und zwei Schnitten dargestellt und mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Drehanschlag 41 nimmt jedoch die entgegengesetzte Endposition in der umfangsbegrenzten Nut 42 ein. Nunmehr ist die Steueröffnung 31 mit der zweiten Verbindungsöffnung 30 zum Reservoir in Überdeckung, während die zweite Steueröffnung 33 mit dem Verbindungskanal 43 zum Druckraum in Verbindung steht. Der Druckaufbau findet nun an dem Ende der Nut 37 bei der Steueröffnung 33 statt. Mit gestrichelten Linien ist in Ansicht die Position des ersten Verbindungskanals 32 zum Reservoir gezeigt, die nunmehr keine Funktion hat.

In Figur 6 ist ein Rotationskörper 22 und eine Pump- und Steuerkörper 23 im Axialschnitt und in axialer Ansicht in zwei verschiedenen Positionen in einer gegenüber den Figuren 3 bis 5 abgewandelten Ausführung gezeigt. Soweit die Einzelheiten übereinstimmen, sind sie mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auf die vorhergehende Beschreibung wird insoweit bezug genommen.

Ergänzend hierzu hat der Pump- und Steuerkörper 23 eine zusätzliche Steueröffnung 44 in der Nut 37, die zwischen den beiden Steueröffnungen 31 und 33 liegt. Weiterhin weist das Rotationsgehäuse 20 einen zusätzlichen Verbindungskanal 45 auf, der bei der in Figur 6a dargestellten mit Figur 5a übereinstimmenden Position des Drehanschlages 41 in der umfangsbegrenzten Nut 42 und damit des Pump- und Steuerkörpers 23 gegenüber dem Rotationsgehäuse 20 mit der Steueröffnung 44 in Deckung ist. Auf diese Weise findet ein wirksamer Druckaufbau nicht über die gesamte Länge des Scherkanals, sondern nur über den Winkelbereich zwischen der Steueröffnung 44 und der Steueröffnung 33 statt wobei am Verbindungskanal 43 ein geringerer Druck ansteht. In der entgegengesetzten Relativdrehrichtung des Rotationskörpers gegenüber dem Rotationsgehäuse mit der in Figur 6c dargestellten Position von Pump- und Steuerkörper 23 und Rotationsgehäuse 20 sind die Steueröffnung 44 und der Verbindungskanal 45 gegeneinander versetzt, so daß ein Druckaufbau über die Gesamtlänge des Scherkanals von der Steueröffnung 33 bis zur Steueröffnung 31 erfolgt und somit zu einem höheren Druck führt.

In Figur 7 ist ein Rotationskörper 22 und eine Pump- und Steuerscheibe 23 im Axialschnitt und in axialer Ansicht in zwei verschiedenen Positionen in einer gegenüber den Figuren 3 bis 5 abgewandelten Ausführung gezeigt. Soweit die Einzelheiten übereinstimmen, sind sie mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auf die vorhergehende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. In Ergänzung weist die Pump- und Steuerscheibe eine zusätzliche Steueröffnung 46 und das Rotationsgehäuse einen zusätzlichen Verbindungskanal 47 auf. In der in Figur 7a dargestellten der Figur 5a entsprechenden Position des Drehanschlages 41 in der umfangsbegrenzten Nut 42 und damit des Pump- und Steuerkörpers 23 gegenüber dem Rotationsgehäuse 20 sind die Steueröffnung 46 und der Verbindungskanal 47 in Überdeckung. Auf diese Weise erfolgt ein Druckaufbau im Scherkanal nur über einen Winkelbereich von der über den Verbindungskanal 30 mit dem Reservoir in Verbindung stehenden Steueröffnung 31 bis zur Steueröffnung 46 und dem Verbindungskanal 47, der in den Druckraum mündet. Der restliche Winkelbereich von der Steueröffnung 46 bis zur Steueröffnung 33, die mit dem Verbindungskanal 43 in Überdeckung steht, ist nicht wirksam. Der Druckaufbau bei dieser Relativdrehrichtung zwischen Rotationskörper und Rotationsgehäuse ist also geringer als bei der entgegengesetzten Drehrichtung, die in Figur 7c dargestellt ist und einer Stellung der Steueröffnungen zum Verbindungskanal 43 gemäß Figur 3a entspricht. Hierbei sind die Steueröffnung 46 und der Verbindungskanal 47 gegeneinander versetzt und werden nicht wirksam, so daß der Druckaufbau über die Gesamtlänge des Scherkanals von der Steueröffnung 33 bis zu Steueröffnung 31 erfolgt. 7

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In den Figuren 8a und 8b sind ein Rotationsgehäuse 20, ein Pump· und Steuerkörper 23 und ein Kolben 27 im wesentlichen in Übereinstimmung mit den Figuren 5a und 5b dargestellt. Entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung der Figuren 3 bis 5 wird insoweit Bezug genommen.

Ergänzend ist eine Drosselbohrung 49 im Rotationsgehäuse vorgesehen, die mit dem Reservoir 26 kommuniziert. Auf der anliegenden Fläche des Pump- und Steuerkörpers ist eine Ausnehmung 50 vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß in einer der Endpositionen des Drehanschlages 41 gegenüber der umfangsbegrenzten Nut 42 eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Reservoir wirksam wird, während in der zweiten relativen Umfangsposition die Drosselöffnung 49 von der Rückseite des Pump- und Steuerkörpers 23 abgedeckt ist, so daß sie unwirksam wird. Auf diese Weise findet in der einen relativen Drehrichtung der Teile gegeneinander eine Druckreduzierung im Druckraum statt. In der anderen relativen Drehrichtung der Teile gegeneinander hingegen nicht, so daß auch hier drehrichtungsabhängig ein unterschiedlicher Druckaufbau erfolgt.

Die Schnitte sind jeweils entgegen normgerechter Darstellung zu den Ansichten gezeigt.

In den Figuren 9a und 9b ist eine Pump- und Steuerkörper 23 der vorher bereits mehrfach beschriebenen Art als Einzelheit beschrieben, wobei die Steueröffnungen 31, 33 und die Nut 37 sowie der Drehanschlag als Einzelheiten erkennbar sind.

In den Figuren 10a und 10b ist der Pump- und Steuerkörper 23 nach Figur 9 von der Rückseite und im Schnitt gezeigt. Hierbei ist ein Flächenbereich 51 erkennbar, in dem die Steueröffnungen 31, 33 liegen und der so ausgebildet ist, daß er abdichtend auf den Verbindungskanälen 30, 32, 43, 47 je nach Stellung aufliegen kann. Der Flächenbereich 51 ist in Umfangsrichtung so begrenzt, daß er stellungsabhängig die zuvor anhand von Figur 8 erläuterte Drosselbohrung 49 wechselweise öffnen oder verschließen kann. Die übrige Oberfläche hat auf der Rückseite eine Mehrzahl von Ringrippen 53, um Reibung und Haftung gegenüber dem Gehäuse zu reduzieren. Eine der Fläche 51 gegenüberliegende Fläche 52 trägt den in der Höhe darüber nochmals hinausstehende Drehanschlag 41.

Die Schnitte sind jeweils in normgerechter Darstellung zu den Ansichten gezeigt.

In Figur 11a ist nochmals ein Pump- und Steuerkörper 23 in der Darstellung gemäß Figur 9b zum Vergleich gezeigt. Die Nut 37 hat eine Umfangslänge von 360· - a, so daß beim Verdrehen um den Winkel a die eine Steueröffnung 31 die zuvor von der Steueröffnung 32 eingenommene Position einnimmt.

In Figur 11b ist eine Nut 37b gezeigt, die die Umfangslänge von 360* + α aufweist, wobei die Nut leicht spiralig ist. Auch hier nimmt bei einem Verdrehen des Pump- und Steuerkörpers 23b um den Winkel a die Steueröffnung 31 b die zuvor von der Steueröffnung 33b eingehaltene Winkellage ein bzw. umgekehrt.

In den Figuren 12a und 12b sind in im wesentlichen übereinstimmender Ausgestaltung Vorrichtungen gemäß Figur 2a dargestellt, wobei auf eine vollständige Bezifferung und Beschreibung hier verzichtet werden kann. In beiden Ausführungen ist eine Drosselbohrung 59 bzw. 59' vorgesehen, die in Figur 12a teilweise radial verläuft, in Figur 12b rein axial. Diese Drosselbohrung ist von einem temperaturabhängig stark querschnittsveränderlichem Sperrkörper 60 in ihrem Querschnitt teilweise eingenommen, so daß sich der verbleibende Drosselspalt, der als Einzelheit durch den Schnitt A - A dargestellt ist und der die radiale Spaltdicke S hat, in Abhängigkeit von der Temperatur der viskosen Flüssigkeit verändert. Auf diese Weise kann ein Abfall der Pumpwirkung infolge des Viskositätsabfalls kompensiert werden. Der Drosselspalt kann in einer Drosselöffnung 49 gemäß Figur 8 so angeordnet werden, daß er nur in einer relativen Drehrichtung der Teile zueinander wirksam wird oder aber auch so, daß er in beiden Drehrichtungen offen bleibt. ln Figur 13A ist ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential unter Integration einer Vorrichtung 13 mit sperrender Reibungskupplung 12 gezeigt, wobei das Gehäuse 14 mit den Außenlamellen 15 der Reibungskupplung zugleich Differentialkorb ist. Das Differential umfaßt Achswellenkegelräder 61, 62 und auf einem Zapfen 63 gelagerte Ausgleichskegelräder 65, 66. Der Zapfen 63 ist mit einem Stift 64 im Differentialkorb festgesetzt. Mit dem Achswellenkegelrad 61 ist die Nabe 16 der Reibungskupplung 13 mit den Innenlamellen 17 drehfest verbunden. Die Kupplung wird von einem Kolben 19 beaufschlagt, der unmittelbar eine Stirnwand eines Druckraums 21 bildet, der weiterhin von einem Rotationsgehäuse 20 gebildet wird und in dem ein Rotationskörper 22 mit einer Nabe 24 umläuft. Begrenzt verdrehbar gegenüber dem Rotationsgehäuse 20 ist ein Pump- und Steuerkörper 23, der eine Steueröffnung 31 aufweist, die über eine Verbindungsleitung 30 mit einem in der Darstellung auf 0 reduzierten Reservoir 26 kommuniziert. Dieses wird von einem Kolben 19 begrenzt, der sich über Federn 28 am Gehäuse 20 abstützt.

Zwischen der Vorrichtung 12 und der Reibungskupplung 13 befindet sich eine Tellerfeder 25, die sich am Gehäuse 14 abstützt und vorgespannt auf den Kolben 19 einwirkt. Dies bewirkt, daß der Kolben 19 die Reibungskupplung 13 erst bei einer hinreichend großen Drehzahldifferenz zwischen der Nabe 24 und dem Rotationsgehäuse 20 beaufschlagt, nämlich erst dann wenn die Kraft des Kolbens 19 die Kraft der Feder 25 übersteigt. Das Achswellenrad 61, die Nabe 16 der Reibungskupplung 12 und die Nabe 24 der Vorrichtung 8

AT 403 85S B 13 sind über eine in ihre Innenverzahnungen einsteckbare Achswelle drehtest miteinander koppelbar. Das Achswellenrad 61 stützt sich über die Naben 16, 24 sowie eine Anlaufscheibe 48 axial am Gehäuse 14, 20 ab. Dadurch haben Reaktionskräfte zwischen den Ausgleichskegelrädern 65, 66 und den Achswellenkegelrädern 61, 62 keinen Einfluß auf die Wirkung der Vorrichtung 12, die die selbsthemmende Funktion des Kegelraddifferentials differenzdrehzahlabhängig steuert.

In Figur 13B ist ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential unter Integration einer Vorrichtung 113 mit sperrender Reibungskupplung 112 gezeigt, wobei das Gehäuse 114 mit den Außenlamellen 115 zugleich Differentialkorb ist. Das Differential umfaßt Achswellenkegelräder 161, 162 und auf einem Zapfen 163 gelagerte Ausgleichskegelräder 165, 166. Der Zapfen 163 ist mit einem Stift 164 im Differentialkorb festgesetzt. Mit dem Achswellenkegelrad 161 ist die Nabe 116 der Reibungskupplung 113 mit den Innenlamellen 117 drehfest verbunden. Die Kupplung wird von einem Kolben 119 beaufschlagt, der unmittelbar eine Stirnwand eines Druckraums 121 bildet, der weiterhin von einem Rotationsgehäuse 120 gebildet wird und in dem ein Rotationskörper 122 mit einer Nabe 124 umläuft. Begrenzt verdrehbar gegenüber dem Rotationsgehäuse 120 ist ein Pump- und Steuerkörper 123, der eine nicht dargestellte Steueröffnung aufweist, die über eine nicht dargestellte innere Verbindungsleitung mit einem Reservoir 126 kommuniziert. Dieses wird von einem Kolben 127 begrenzt, der sich über Federn 128 am Gehäuse 120 abstützt.

Zwischen der Vorrichtung 113 und der Reibungskupplung 112 befindet sich eine Tellerfeder 125, die sich am Gehäuse 114 abstützt und vorgespannt auf den Kolben 119 einwirkt, sowie eine Druckplatte 118 zur Übertragung der Kräfte vom Kolben 119 auf die Reibungskupplung 112. Dies bewirkt, daß der Kolben 119 die Reibungskupplung 112 erst bei einer hinreichend großen Drehzahldifferenz zwischen der Nabe 124 und dem Rotationsgehäuse 120 beaufschlagt, nämlich erst dann wenn die Kraft des Kolbens 119 die Kraft der Feder 125 übersteigt. Das Achswellenrad 161, die Nabe 116 der Reibungskupplung 112 und die Nabe 124 der Vorrichtung 113 sind über eine in ihre Innenverzahnungen 167, 176, 178 einsteckbare Achswelle drehfest miteinander koppelbar. Das Achswellenrad 161 stützt sich über die Naben 116, 124 sowie eine Anlaufscheibe 148 axial am Gehäuse 114, 120 ab. Zwischen einer zur Druckplatte 118 entgegengesetzten Druckplatte 173 an der Reibungskupplung 112 und dem Achswellenrad 161 ist ein Axialspalt 185 vorgesehen. Dadurch haben Reaktionskräfte zwischen den Ausgleichskegelrädern 165, 166 und den Achswellenkegelrädern 161, 162 keinen Einfluß auf die Wirkung der Vorrichtung 113, die die selbsthemmende Funktion des Differentialgetriebes differenzdrehzahlabhängig steuert. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Beschreibung der Figur 15 Bezug genommen.

In Figur 14 ist ein erfindungsgemäßes Kegelraddifferential unter Integration einer Vorrichtung 113 mit sperrender Reibungskupplung 112 gezeigt, wobei das Gehäuse 114 mit den Außenlamellen 115 zugleich Differentialkorb ist. Das Differential umfaßt Achswellenräder 161, 162 und auf einem Zapfen 163 gelagerte Ausgleichskegelräder 165, 166. Der Zapfen 163 ist mit einem Stift 164 im Differentialkorb festgesetzt. Mit dem Achswellenrad 161 ist die Nabe 116 der Reibungskupplung 112 drehfest verbunden. Die Kupplung wird von einem Kolben 119 beaufschlagt, der unmittelbar eine Stirnwand eines Druckraumes 121 bildet, der weiterhin von einem Rotationsgehäuse 120 gebildet wird und in dem ein Rotationskörper 122 mit einer Nabe 124 umläuft. Begrenzt verdrehbar gegenüber dem Rotationsgehäuse 120 ist ein Pump- und Steuerkörper 123, der eine nicht dargestellte Steueröffnung aufweist, die über eine nicht dargestellte innere Verbindungsleitung mit einem Reservoir 126 kommuniziert. Dieses wird von einem Kolben 127 begrenzt, der sich über Federn 128 am Gehäuse 120 absützt. Zwischen der Vorrichtung 113 und der Reibungskupplung 112 befindet sich eine Tellerfeder 185 und eine Druckplatte 174. Die Tellerfeder 185 stützt sich vorgespannt unmittelbar zwischen dem Kolben 119 und der Druckplatte 174 ab. Die Druckplatte 174 beaufschlagt die Reiblamellen 115, 117. Zwischen dem Kolben 119 und der Druckplatte 174 ist ein axiales Spiel, das kleiner ist als der Federweg der Tellerfeder 185. Dies bewirkt, daß die Tellerfeder 185 die Reibungskupplung 112 bereits bei Drehzahlgleichheit zwischen der Nabe 124 und dem Gehäuse 114, 120 beaufschlagt und dies bei auftretender Drehzahldifferenz so lange, bis die Kraft des Kolbens 119 die Kraft der Feder 185 übersteigt. Anschließend liegen Kolben 119 und Druckplatte 124 auf Block und ausschließlich die Kraft des Kolbens 119 bleibt wirksam. Das Achswellenrad 161, die Nabe 116 der Reibungskupplung 112 und die Nabe 124 der Vorrichtung 113 sind über eine in ihre Innenverzahnungen 167, 176, 178 einsteckbare Achswelle drehfest miteinander koppelbar. Das Achswellenrad 161 stützt sich über die Naben 116, 124 sowie eine Anlaufscheibe 148 axial am Gehäuse 114, 120 ab. Zwischen einer zur Druckplatte 174 entgegengesetzten Druckplatte 173 an der Reibungskupplung 112 und dem Achswellenrad 161 ist ein Axialspalt vorgesehen. Dadurch haben Reaktionskräfte zwischen den Ausgleichskegelrädern 165, 166 und den Achswellenkegelrädern 161, 162 keinen Einfluß auf die Wirkung der Vorrichtung 113, die die selbsthemmende Funktion des Differentialgetriebes differenzdrehzahlabhängig steuert. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Beschreibung der Figur 16 Bezug genommen. 9 ΑΤ 403 855 Β

In den Figuren 15 und 16 ist jeweils der Differentialkorb eines erfindungsgemäßen Kegelraddifferentials 110 mit einer sperrenden Reibungskupplung 113 und einer Vorrichtung 112, die einer Kupplung nach einer Ausführung gemäß den Figuren 2 bis 12 entspricht, gezeigt. Ein mehrteiliges Gehäuse 114 bildet zugleich den Differentialkorb bzw. -träger des Kegelraddifferentials, den Korb der Reibungskupplung 112 sowie das Gehäuse der Steuervorrichtung 113. Das Gehäuse 114 ist über Lageransätze 181, 182 mittels nicht dargestellter Gleit- oder Wälzlager in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse um seine Rotationsachse 183 drehbar zu lagern. An einem Ringflansch 184 ist ein nicht dargestellter Antriebszahnkranz zur Einleitung eines Antriebsdrehmoments anschraubbar.

Die Teile des Differentialgetriebes im Gehäuse 114 umfassen zwei Achswellenkegelräder 161, 162 und auf einem achsnormal in das Gehäuse 114 eingesetzten Zapfen 163 gelagerte Ausgleichskegelräder 165, 166. Der Zapfen 163 ist mit einem Stift 164 im Gehäuse 114 festgesetzt. Die Ausgleichskegelräder 165, 166 sind im wesentlichen spielfrei auf dem Zapfen 163 gelagert und stützen sich gegenüber dem Gehäuse 114 Ober kugelige Anlaufscheiben 170 ab. Sie sind damit geeignet, Reaktionskräfte der Achswellenkegelräder 161, 162 im wesentlichen spielfrei in das Gehäuse 114 einzuleiten. Die Achswellenkegelräder 161, 162 haben jeweils Innenverzahnungen 167, 168 zum drehfesten Verbinden mit jeweiligen Gegenverzahnungen von einsteckbaren nicht dargestellten Achswellen. Das erste der Achswellenkegelräder 161 ist im Gehäuse 114 axial verschiebbar, wobei eine derartige Verschiebung axial vom Zapfen 163 weg infolge der Reaktionskräfte zwischen den Ausgleichskegelrädern und den Achswellenkegelrädern bei Einleitung von Drehmomenten um die Achse 183 in das Gehäuse 114 erfolgt. Das erste Achswellenkegelrad 161 wirkt hierbei über eine Anlaufscheibe 171 auf eine im Gehäuse 114 bevorzugt unverdrehbar gehaltene jedoch axial verschiebbare Druckplatte 173 ein. Das zweite der Achswellenkegelräder 162 stützt sich dagegen über eine Anlaufscheibe 172 im wesentlichen spielfrei am Gehäuse 114 ab. Die Reaktionskräfte werden in Form von Zahnkräften unmittelbar zwischen den Ausgleichskegelrädem und Achswellenkegelrädem übertragen.

Die zuvor genannte Druckplatte 173 wirkt auf die Lamellenanordnung der Reibungskupplung 112 ein. Deren Außenlamellen 115 sind über ineinandergreifende Verzahnungsmittel 175 mit dem Gehäuse 114 drehfest und axial verschiebbar verbunden, während die Innenlamellen 117 der Reibungskupplung über ineinandergreifende Verzahnungsmittel 177 mit der Nabe 116 der Reibungskupplung drehfest und axial verschiebbar verbunden sind. Diese weist eine Innenverzahnung 176 auf, die mit der Innenverzahnung 167 des Achswellenkegelrades 161 baugleich ist, wodurch die Nabe 116 durch Einstecken einer durchgehend verzahnten Achswelle mit dieser drehfest koppelbar ist.

Die Lamellenanordnung der Reibungskupplung 112 wird von der Gegenseite von einer weiteren Druckplatte 118, 174 beaufschlagt, die nur Übertragungsfunktion hat und seinerseits von dem Kolben 119 der Steuervorrichtung 112 beaufschlagt wird. Diese umfaßt weiterhin ein Rotationsgehäuse 120, das als Teil des Gehäuses 114 ausgebildet ist und eine Nabe 124, die mit dem Gehäuse 120 und dem Kolben 119 gemeinsam einen Druckraum 121 bzw. eine Kammer bilden. Weiterhin umfaßt die Steueranordnung 113 im Druckraum 121 einen Rotationskörper 122 und einen gegenüber diesem begrenzt verdrehbaren Pump- und Steuerkörper 123. Hierbei ist der Rotationskörper 122 axial verschiebbar aber drehfest über Verzahnungsmittel 142 mit der Nabe 124 verbunden. Die Steuervorrichtung wirkt in der anhand der Figuren 2 bis 12 beschriebenen Weise auf den Kolben 119 ein. Die Nabe 124 ist über Dichtungsmittel 143, 144 gegenüber dem Gehäuse 120 und dem Kolben 119 abgedichtet. Der Kolben 119 ist über eine Dichtung 145 gegenüber dem Gehäuse 120 abgedichtet. Die Nabe 124 weist eine Innenverzahnung 178 auf, die baugleich mit den Innenverzahnungen 176 der Kupplungsnabe 116 und 167 des Achswellenkegelrades 161 ist und die somit ebenfalls durch Einstecken einer durchgehend verzahnten Achswelle mit den beiden letztgenannten Teilen drehfest koppelbar ist. Die Nabe 124 der Steuervorrichtung 113 und die Nabe 116 der Reibungskupplung 112 stützen sich axial aneinander ab und sind im übrigen axial schwimmend im Gehäuse gehalten. Da sowohl der Rotationskörper 122 im Verhältnis zur Nabe 124 als auch die Innenlamellen 117 im Verhältnis zur Nabe 116 axial verschieblich mit diesen verbunden sind, wäre auch eine axiale Abstützung der beiden Naben 124, 116 gegenüber dem Gehäuse 114 möglich, sofern nur die axiale Bewegungsfreiheit des Achswellenkegelrades 161 im Gehäuse 114 sichergestellt ist.

Im Rotationsgehäuse 120 ist noch ein ringförmiges Reservoir 126 erkennbar, das über einen Ringkolben 127 abgeschlossen ist, der über Tellerfedern 128 federnd abgestützt wird. Die Tellerfedern 128 stützen sich an einem Sicherungsring 129 ab. Zwischen dem Reservoir 126 und dem Inhalt des Druckraumes 121 bzw. der Kammer besteht eine innere Verbindung zum Flüssigkeitsaustausch, die hier nicht dargestellt ist.

Wie durch die Kraftpfeile A und B angedeutet ist, sind zwei unterschiedliche und voneinander unabhängige Mittel zur Beaufschlagung der Reibungskupplung 112 vorhanden, deren Aufgabe es ist, die Relativdrehzahl des Gehäuses 114 gegenüber dem mit der Nabe 116 drehtest gekoppelten Ausgleichsrad 161 abzubremsen, um einen Drehmomentausgleich zwischen den Achswellenrädern 161, 162 bei relativer Drehzahl zwischen den Achswellenrädern untereinander und damit jeweils gegenüber dem als Differential- 10

Claims (47)

1. AT 403 855 B korb dienenden Gehäuse 114 zu bewirken. Die von der Steuervorrichtung 113 über den Kolben 119 auf die Reibungskupplung 112 ausgeübte Bremskraft A ist differenzdrehzahlfühlend, wie im einzelnen bereits beschrieben. Die durch die Reaktionskräfte, d. h. die Zahnkräfte der Achswellenkegelräder auf die Reibungskupplung 112 ausgeübte Bremskraft B ist drehmomentfühlend, d. h. mit Anstieg der in das Gehäuse 114 eingeleiteten Drehmomente steigt auch die Axialkomponente der auf das Achswellenkegelrad 161 ausgeübten Reaktionskraft. Es ist hiermit möglich, eine Bremsmomentcharakteristik darzustellen, die bei geringen Differenzdrehzahlen zwischen den Achswellenkegelrädern ausschließlich drehmomentabhängig ist, da hier die von der Steuervorrichtung erzeugte Axialkraft A geringer ist als die Axialkraft B und keine Verschiebung des Kolbens 119 bewirken kann, und die bei größer wirkenden Differenzdrehzahlen ausschließlich differenzdrehzahlabhängig linear zunimmt, sobald die von der Steuervorrichtung erzeugte Axialkraft A größer ist, als die Axialkraft B, wobei sich dann die Druckplatte 173 an der Stirnfläche 179 im Gehäuse 114 abstützt. Der Übergang zwischen den beiden Teilcharakteristiken kann durch die Anordnung und die Stärke von vorgespannten Tellerfedern 125, 185 beeinflußt werden, die zusätzlich auf die Reibungskupplung einwirken. In Figur 15 ist eine Ausführung dargestellt, bei der sich eine Tellerfeder 125 am Gehäuse 114 abstützt und auf den Kolben 119 entgegengesetzt zur Druckerzeugung in der Steuervorrichtung einwirkt. Hiermit wird erreicht, daß unabhängig von der relativen Größe der Bremskräfte A und B zueinander ausschließlich die drehmomentabhängige Bremskraft B die Charakteristik der Sperrwirkung so lange bestimmt, bis die differenzdrehzahlabhängige Bremskraft A größer ist als die Federkraft der Feder 125. ln Figur 16 ist eine Ausführung dargestellt, bei der sich eine Tellerfeder 185 zwischen dem Kolben 119 und der Druckplatte 174 abstützt. Hiermit wird erreicht, daß unabhängig von der absoluten Größe der Bremskräfte A und B die konstante Vorspannkraft der Feder 185 die Charakteristik der Sperrwirkung bestimmt, bis die differenzdrehzahlabhängige Bremskraft A oder die drehmomentabhängige Bremskraft B deren Wert übersteigen. In den Figuren 17 und 18 ist jeweils in schematischer Aufsicht ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 201, 301 dargestellt, das folgende Einzelheiten erkennen läßt. Das Kraftfahrzeug verfügt über jeweils zwei Vorderräder 202, 302, die von den Antriebsteilen einer Vorderachse 203, 303 mit einem Achsdifferential 204, 304 angetrieben werden und über jeweils zwei Hinterräder 205, 305, die von den Antriebsteilen einer Hinterachse 206, 306 mit einem Achsdifferential 207, 307 angetrieben werden. Es weist einen vorne quer eingebauten Verbrennungsmotor 208, 308 als Antriebsquelle auf, der mit einem mehrstufigen oder stufenlosen Übersetzungsgetriebe 209, 309 zur Anpassung des Drehzahlbereiches des Verbrennungsmotors an den Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. In Figur 17 ist der Ausgang des Untersetzungsgetriebes 209 sowohl mit dem Eingang des Achsdifferen-tials 204 der Vorderachse 203 als auch über einen Durchtrieb drehzahlgleich mit einer Kupplungseinheit 210 verbunden, die über eine Längswelle 211 den Eingang des Differentials 207 der Hinterachse 206 antreibt. Über die Achsdifferentiale 204, 207 wird jeweils das eingeleitete Drehmoment auf die Räder der jeweiligen Achswelle verteilt. Die Achsdifferentiale 204, 207 können jeweils mit einer Kupplung vom Typ einer der beiden erfindungsgemäßen Art ausgerüstet sein, wobei eines der gegeneinander drehbaren Teile durch den Differentialkorb oder eines der Achswellenräder und das andere der gegeneinander drehbaren Teile durch das andere der Achswellenräder gebildet wird. Speziell kann jedes Achsdifferential als Differential der erfindungsgemäßen Art ausgebildet sein. Die Kupplung 210 kann unmittelbar durch eine Kupplung der erfindungsgemäßen Art ausgerüstet sein, wobei eines der gegeneinander drehbaren Teile durch die Antriebsteile des Übersetzungsgetriebes 209 und das andere der gegeneinander drehbaren Teile durch die Anschlußteile der Längswelle 211 gebildet werden. In Figur 18 weist das Kraftfahrzeug abweichend von Figur 17 ein Mittendifferentialgetriebe 310 auf, dessen Eingang über einen Durchtrieb mit dem Ausgang des Übersetzungsgetriebes 309 verbunden ist. Das Mittendifferentialgetriebe 310 verteilt das eingeleitete Drehmoment auf die Achsdifferentiale 304 der Vorderachse 303 sowie 307 der Hinterachse 306. Jedes der genannten Differentialgetriebe, die Achsdiffe-rentialgetriebe 306 und 307 sowie das Mittendifferential 310, können hierbei mit einer Kupplung vom Typ einer der beiden erfindungsgemäßen Arten ausgerüstet sein, wobei eines der beiden gegeneinander drehbaren Teile durch den Differentialkorb oder eines der Achswellenräder und das andere der gegeneinander drehbaren Teile durch das andere der Achswellenräder gebildet wird. Speziell kann jedes der Differentialgetriebe als Differential der erfindungsgemäßen Art ausgebildet sein. Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen (14, 20; 16, 24), die eine Reibungskupplung (12) umfaßt, deren Reibele- 11 AT 403 855 B mente (15, 17) jeweils wechselweise mit dem einen und dem anderen der zueinander drehbaren Teile (14, 20; 16, 24) drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung (12) über zumindest einen verschiebbaren Kolben (19) beaufschlagbar ist, der einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten mit einem Reservoir (26) verbundenen Druckraum (21) in einem Rotationsgehäuse (20) einseitig begrenzt, in dem ein relativ zu diesem drehbarer Rotationskörper (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben (19) beaufschlagende Druck durch Scherung einer in zumindest einem zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung verlaufenden abgeschlossenen Scherkanal (38) befindlichen viskosen Flüssigkeit bei Relativdrehung des Rotationskörpers (22) zum Druckraum (21) erzeugt wird, und daß die Zuführung der Flüssigkeit zum Scherkanal (38) aus dem Reservoir (26) und die Druckentnahme aus dem Scherkanal (38) zur Beaufschlagung des Kolbens (19) in Abhängigkeit von der relativen Drehrichtung der zueinander drehbaren Teile so umgesteuert wird, daß die Zuführung der Flüssigkeit an dem in der relativen Drehrichtung jeweils vorderen Ende des Scherkanals (38) und die Druckentnahme an dem in der relativen Drehrichtung jeweils hinteren Ende des Scherkanals (38) erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Darstellung eines drehrichtungsabhängig unterschiedlichen Druckaufbaus im Druckraum (21) in einer der beiden relativen Drehrichtungen zusätzlich eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Reservoir (26) und einem zwischen den Enden des Scherkanals (38) liegenden Abschnitt hergestellt wird, um die wirksame Kanallänge für den Druckaufbau zu verkürzen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung eines drehrichtungsabhängig unterschiedlichen Druckaufbaus im Druckraum (21) in einer der beiden relativen Drehrichtungen zusätzlich eine unmittelbare Verbindung zwischen einem zwischen den Enden des Scherkanals (38) liegenden Abschnitt und dem Druckraum (21) hergestellt wird, um die wirksame Kanallänge für den Druckaufbau zu verkürzen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des Temperatureinflusses auf die Viskosität der Flüssigkeit der freie Querschnitt eines Drosselkanals (49) zwischen Reservoir (26) und Druckraum (21) mit steigender Temperatur verringert wird.
5. 5. Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen (14, 20; 16, 24), die eine Reibungskupplung (12) umfaßt, deren Reibelemente (15, 17) jeweils mit dem einen und dem anderen der zueinander drehbaren Teile (14, 20; 16, 24) drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung (12) über zumindest einen verschiebbaren Kolben (19) beaufschlagbar ist, der einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten, mit einem Reservoir (26) verbundenen Druckraum (21) einseitig begrenzt, dessen Rotationsgehäuse (20) vom dem einen der drehbaren Teile (14, 20) und dem damit umlaufenden Kolben (19) gebildet wird und in der ein mit dem anderen der drehbaren Teile (16, 24) verbundener Rotationskörper (22) umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß Rotationsflächen des Rotationskörpers (22) mit Gegenflächen eines im Druckraum (21) liegenden Pump- und Steuerkörpers (23) zumindest einen abgeschlossenen Scherkanal (38) darstellen, der durch eine durch Wandungen seitlich begrenzte und sich zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung erstrek-kende Nut (37) und eine die Nut abdeckende zu dieser relativ verdrehbare Oberfläche (36) gebildet wird, daß der Pump- und Steuerkörper (23) gegenüber dem Rotationsgehäuse (22) zwischen zwei Endpositionen begrenzt verdrehbar ist, und daß die Nut (37) durch jeweils an ihren Enden angeordnete Steueröffnungen (31, 33) im Pump- und Steuerkörper (23) mit dem im Rotationsgehäuse (20) befindlichen Reservoir (26) und mit dem Druckraum (21) zwischen dem Kolben (19) und dem Rotationskörper (22) in der Art verbunden ist, daß in den beiden Endpositionen des Pump- und Steuerkörpers (23) jeweils die in der relativen Drehrichtung am vorderen Ende der Nut (37) angeordnete Steineröffnung mit dem Reservoir (26) kommuniziert und die in relativer Drehrichtung am hintenliegenden Ende der Nut (37) angeordnete Steueröffnung mit dem Druckraum (21) kommuniziert. 12 AT 403 855 B
6. 6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung einer drehrichtungsabhängig asymmetrischen Charakteristik eine zusätzliche Steueröffnung (44) im Pump- und Steuerkörper (23) vorgesehen ist, über die ein mittlerer Abschnitt des 5 Scherkanals (38) in nur einer der beiden Endpositionen mit dem Reservoir (26) kommuniziert.
7. 7. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung einer drehrichtungsabhängig asymmetrischen Charakteristik eine zusätzliche Steu-io eröffnung (46) im Pump- und Steuerkörper (23) vorgesehen ist, über die ein mittlerer Abschnitt des Scherkanals (38) in nur einer der beiden Endpositionen mit dem Druckraum (21) kommuniziert.
8. 8. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, »5 ' daß Federmittel (35) zum axialen Andrücken von Rotationskörper (22) und Pump- und Steuerkörper (23) aneinander vorgesehen sind.
9. 9. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, 20 daß der zumindest eine Scherkanal (38) durch eine Nut (37) in nur einer der Rotationsflächen des Pump- und Steuerkörpers (23) und durch eine komplementäre anliegende Oberfläche (36) am relativ dazu verdrehbaren Rotationskörper (22) gebildet wird.
10. 10. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, 2s dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Steuerkörpers (23) und die komplementären Gegenflächen des Rotationskörpers (22), die den zumindest einen Scherkanal (38) bilden, radial eben oder konisch oder zylindrisch sind.
11. 11. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungskanäle (32, 34) zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) mit dem Winkelversatz 2 a zueinander vorgesehen sind, und daß mittig dazwischen ein Verbindungskanal (43) vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) angeordnet 35 ist, und daß die Steueröffnungen (31, 33) in dem Pump- und Steuerkörper (23) den Winkelversatz o zueinander haben, und daß der Steinerkörper (23) um den Winkel a verdrehbar ist und die Nut (37) sich über einen Winkel 360 * - a erstreckt. 40
12. 12. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) jeweils mit 45 dem Winkelversatz 2 a zum erstgenannten liegen, und daß der Steuerkörper (23) um den Winkel (360* - a) verdrehbar ist und die Nut (37) sich über einen Winkel von (360 * - a) erstreckt.
13. 13. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, so dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) jeweils mit dem Wnkelversatz a zum erstgenannten liegen, daß der Steuerkörper (23’) um den Wnkel a verdrehbar ist und daß die Nut (37') unter Überschneidung 55 der Enden sich über einen Winkel von (360 * + a) spiralförmig erstreckt.
14. 14. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, 13 AT 403 855 B daß die Steueröffnungen (31, 33) an den Enden der Nut (37) als axiale Bohrungen im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper (23) ausgebildet sind, die von der einen Stirnfläche, die zumindest im Bereich der Öffnungen (31, 33) abdichtend an einer Stirnwand im Rotationsgehäuse (20) anliegt, in der Verbindungskanäle (32, 34) zum Reservoir münden, zu der in der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche liegenden Nut (37) verlaufen, wobei diese zweite Stirnfläche abdichtend mit einer Stirnfläche des Rotationskörpers (22) in Anlage ist, wobei in jeder Endlage nur eine der Steueröffnungen (31, 33) mit einem Verbindungskanal (32, 34) in Überdeckung liegt.
15. 15. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (43) zum Druckraum (21) als radiale Nut in einer Stirnwand des Rotationsgehäuses (20) ausgebildet ist, die in jeder der beiden Endpositionen mit einer der beiden Steueröffnungen (31, 33) an den Enden der Nut (37) in Überdeckung liegt.
16. 16. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steueröffnung (44) als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steinerkörper (23) ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut (37) endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen Verbindungskanal (45) zum Reservoir (24) in Überdeckung liegt.
17. 17. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steueröffnung (46) als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper (23) ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut (37) endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen radialen Verbindungskanal (47) zum Druckraum (21) in Überdek-kung steht, der als radiale Nut in einer Stirnwand des Rotationsgehäuses (20) ausgebildet ist.
18. 18. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des Temperatureinflusses auf die Viskosität der Flüssigkeit eine Bypassleitung (59) zwischen dem Reservoir (26) und dem Druckraum (21) vorgesehen ist, in der ein temperaturabhängig querschnittsveränderlicher Steuerkörper (60) unter Freigabe eines Spalts S liegt.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehanschlag (41) am Pump- und Steuerkörper (23) in eine in der Umfangslänge begrenzte Nut (42) im Rotationsgehäuse (20) eingreift.
20. 20. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (25) vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse (14) abstützen und den Kolben (19) mit einer Gegenkraft zum Druck im Druckraum (21) beaufschlagen.
21. 21. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (85) vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse (14) abstützen und den Kolben (19) mit einer Zusatzkraft zum Druck im Druckraum (21) unterstützen.
22. 22. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, die vorgespannt zwischen dem Kolben (19) und der Reibungskupplung (12) angeordnet sind und diese stets mit einer Mindestkraft beaufschlagen.
23. 23. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (26) vom Rotationsgehäuse (20) und einem mit diesem umlaufenden begrenzt axial verschiebbaren in Richtung zum Minimalvolumen federbelasteten Kolben (27) gebildet wird. 14 AT 403 855 B
24. 24. Differentialgetriebe mit Sperrwirkung für den Einsatz in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Differentialgetriebegehäuse zu lagernden Differentialträger (14, 114), zueinander koaxialen ersten und zweiten Abtriebskegelrädern (161, 162) und zumindest zwei dazu achsnormal gelagerten Ausgleichskegelrädern (165, 166), mit einer Reibungskupplung (112) zur Erzeugung der Sperrwirkung, deren erste Reibelemente (15, 115) drehtest im Differentialträger (14, 114) gehalten sind und deren zweite Reibelemente (17, 117) drehfest zu einem ersten der Achswellenräder (161) gehalten sind, und mit einer Steuervorrichtung (13, 113), die einen mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Druckraum (21, 121) umfaßt, dessen Rotationsgehäuse (20, 120) von dem Differentialträger (14, 114) und einem damit umlaufenden verschiebbaren Kolben (19,119) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (21, 121) ein mit dem ersten Achswellenrad (161) drehtest verbundener Rotationskörper (22, 122) umläuft, wobei Rotationsflächen des Rotationskörpers (22, 122) mit Gegenflächen des Rotationsgehäuses (20, 120) zumindest einen abgeschlossenen Scherkanal (38) darstellen, der durch eine durch Wandungen (54, 55) seitlich begrenzte und sich zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung erstreckende Nut (37) und durch eine die Nut abdeckende und zu dieser relativ verdrehbare Oberfläche (36) gebildet wird, wobei der Kolben ('19, 119) bei Drehzahldifferenz der den Scherkanal (38) bildenden Teile durch Druckaufbau im Scherkanal in Richtung auf die Reibungskupplung (12, 112) verschoben wird und die Reibungskupplung (12, 112) beaufschlagt, und der Druckraum (21, 121) mit einem größenveränderlichen Reservoir (26, 126) verbunden ist.
25. 25. Differential nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Bezug auf die Reibungskupplung (12, 112) axial zum Kolben (19, 119) entgegengesetzt liegende verstellbare Druckplatte (173) vorgesehen ist, die sich bei momentfreien Abtriebskegelrädern (161, 162) an einer Stirnfläche (179) des Differentialträgers (14, 114) abstützt und die bei drehmomentbeaufschlagten Abtriebskegelrädern (161, 162) von einem der sich an den zumindest zwei Ausgleichskegelrädern (165, 166) abstützenden Abtriebskegelrädern (161) in Richtung auf die Reibungskupplung (12, 112) verschoben wird und die Reibungskupplung (12, 112) beaufschlagt.
26. 26. Differential nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgespannte Feder - insbesondere eine Tellerfeder (25, 125) - auf den Kolben (19, 119) in Gegenrichtung zur Wirkung der Steuervorrichtung (13, 113) einwirkt, so daß eine Sperrwirkung aufgrund einer Drehzahldifferenz zwischen Differentialträger (14, 114) und dem ersten der Achswellenräder (161) erst bei einer vorbestimmten erhöhten Drehzahl auftritt (counterload).
27. 27. Differential nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgespannte Feder - insbesondere eine Tellerfeder (85, 185) - auf die Reibungskupplung (12, 112) in Richtung der Wirkung der Steuervorrichtung (13, 113) einwirkt, so daß unabhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen Differentialträger (14, 114) und dem ersten der Achswellenräder (161) und unabhängig von einer Momentenbeaufschlagung der Achswellenräder (161, 162) immer eine vorbestimmte mindestgroße Sperrwirkung auftritt (preload).
28. 28. Differential nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pump- und Steuerkörper (23) im Druckraum (21) liegt und gegenüber dem Rotationsgehäuse (20, 120) zwischen zwei Endpositionen begrenzt verdrehbar ist und daß der Scherkanal (38) durch jeweils an den Enden einer durch Wandungen seitlich begrenzten und sich zwischen zwei Enden in Umfangsrichtung erstreckenden Nut (37) angeordnete Steueröffnungen (31, 33) im Pump- und Steuerkörper (23) mit dem im Rotationsgehäuse (20) befindlichen Reservoir (26) und mit dem Druckraum (21) zwischen dem Kolben (19) und dem Rotationskörper (22) in der Art verbunden ist, daß in den beiden Endpositionen des Pump- und Steuerkörpers (23) jeweils die in der relativen Drehrichtung am vorderen Ende des Scherkanals (38) angeordnete Steueröffnung mit dem Reservoir (26) kommuniziert und die in relativer Drehrichtung am hinten liegenden Ende des Scherkanals (38) angeordnete Steineröffnung mit dem Druckraum (21) kommuniziert. 15 AT 403 855 B
29. 29. Differential nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung einer drehrichtungsabhängig asymmetrischen Charakteristik eine zusätzliche Steueröffnung (44) im Pump- und Steuerkörper (23) vorgesehen ist, über die ein mittlerer Abschnitt des Scherkanals (38) in nur einer der beiden Endpositionen mit dem Reservoir (26) kommuniziert.
30. 30. Differential nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet daß zur Darstellung einer drehrichtungsabhängig asymmetrischen Charakteristik eine zusätzliche Steueröffnung (46) im Pump- und Steuerkörper (23) vorgesehen ist, über die ein mittlerer Abschnitt des Scherkanals (38) in nur einer der beiden Endpositionen mit dem Druckraum (21) kommuniziert.
31. 31. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (35) zum axialen Andrücken von Rotationskörper (22) und Pump- und Steuerkörper (23) aneinander vorgesehen sind.
32. 32. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Scherkanal (38) durch eine Nut (37) in nur einer der Rotationsflächen des Pump- und Steuerkörpers (23) und durch eine komplementäre anliegende Oberfläche (36) am relativ dazu verdrehbaren Rotationskörper (22) gebildet wird.
33. 33. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Steuerkörpers (23) und die komplementären Gegenflächen des Rotationskörpers (22), die den zumindest einen Scherkanal (38) bilden, radial eben oder konisch oder zylindrisch sind.
34. 34. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungskanäle (32, 34) zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) mit dem Winkelversatz 2 a zueinander vorgesehen sind, und daß mittig dazwischen ein Verbindungskanal (43) vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) angeordnet ist, und daß die Steueröffnungen (31, 33) in dem Pump- und Steuerkörper (23) den Winkelversatz a zueinander haben, und daß der Steuerkörper (23) um den Winkel a verdrehbar ist und die Nut (37) sich über einen Winkel 360 * - α erstreckt.
35. 35. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) jeweils mit dem Winkelversatz 2 a zum erstgenannten liegen, und daß der Steuerkörper (23) um den Winkel (360* - a) verdrehbar ist und die Nut (37) sich über einen Winkel von (360 * - a) erstreckt.
36. 36. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet daß ein Verbindungskanal zwischen Reservoir (26) und Scherkanal (38) vorgesehen ist, daß symmetrisch dazu zwei Verbindungskanäle vom Scherkanal (38) zum Druckraum (21) jeweils mit dem Winkelversatz α zum erstgenannten liegen, daß der Steuerkörper (23) um den Winkel α verdrehbar ist und daß die Nut (37) unter Überschneidung der Enden sich über einen Winkel von (360 · + a) spiralförmig erstreckt.
37. 37. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, 16 AT 403 855 B daß die Steueröffnungen (31, 33) an den Enden der Nut (37) als axiale Bohrungen im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper (23) ausgebildet sind, die von der einen Stirnfläche, die zumindest im Bereich der Öffnungen (31, 33) abdichtend an einer Stirnwand im Rotationsgehäuse (20) anliegt, in der Verbindungskanäle (32, 34) zum Reservoir münden, zu der in der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche liegenden Nut (37) verlaufen, wobei diese zweite Stirnfläche abdichtend mit einer Stirnfläche des Rotationskörpers (22) in Anlage ist, wobei in jeder Endlage nur eine der Steueröffnungen (31, 33) mit einem Verbindungskanal (32, 34) in Überdeckung liegt.
38. 38. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (43) zum Druckraum (21) als radiale Nut in einer Stirnwand des Rotationsgehäuses (20) ausgebildet ist, die in jeder der beiden Endpositionen mit einer der beiden Steueröffnungen (31, 33) an den Enden der Nut (37) in Überdeckung liegt.
39. 39. Differential nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steueröffnung (44) als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper (23) ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut (37) endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen Verbindungskanal (45) zum Reservoir (24) in Überdeckung liegt.
40. 40. Differential nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steueröffnung (46) als axiale Bohrung im scheibenförmig ausgebildeten Pump- und Steuerkörper (23) ausgebildet ist, die im mittleren Bereich der Nut (37) endet und nur in einer der Endpositionen mit einem zusätzlichen radialen Verbindungskanal (47) zum Druckraum (21) in Überdek-kung steht, der als radiale Nut in einer Stirnwand des Rotationsgehäuses (20) ausgebildet ist.
41. 41. Differential nach einem der Ansprüche 29 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des Temperatureinflusses auf die Viskosität der Flüssigkeit eine Bypassleitung (59) mit einem temperaturabhängig veränderlichen Querschnitt zwischen dem Reservoir (26) und dem Druckraum (21) vorgesehen ist.
42. 42. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehanschlag (41) am Pump- und Steuerkörper (23) in eine in der Umfangslänge begrenzte Nut (42) im Rotationsgehäuse (20) eingreift.
43. 43. Differential nach einem der Ansprüche 28 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (26) vom Rotationsgehäuse (20) und einem mit diesem umlaufenden begrenzt axial verschiebbaren in Richtung zum Minimalvolumen federbelasteten Kolben (27) gebildet wird.
44. 44. Kupplung oder Differential nach einem der Ansprüche 4 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit ein dilatantes Medium ist, dessen Viskosität über der Scherrate s-1 zunimmt.
45. 45. Kraftfahrzeug mit einer ständig und einer fallweise angetriebenen Achse, das eine differenzdrehzahlabhängig wirksame Kupplung mit drehmomentübertragenden Mitteln zwischen einem ersten und einem zweiten Teil einer Antriebswelle zur fallweise angetriebenen Achse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragenden Mittel durch eine Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 23 gebildet werden.
46. 46. Kraftfahrzeug mit zwei ständig angetriebenen Achsen, das ein Differentialgetriebe zur Drehmomentverteilung von einer Antriebswelle auf die genannten Achsen aufweist und das drehmomentübertragende Mittel zur Erzeugung einer Sperrwirkung zwischen den genannten Achsen aufweist, 17 AT 403 855 B dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragenden Mittel durch eine Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 23 gebildet werden oder daß das Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 24 bis 45 ausgebildet ist.
47. 47. Kraftfahrzeug mit zumindest einer ständig angetriebenen Achsen, das ein Differentialgetriebe zur Drehmomentverteilung von einer Antriebswelle auf die Antriebsräder der genannten Achsen aufweist und das drehmomentübertragende Mittel zur Erzeugung einer Sperrwirkung zwischen den Antriebsrädern der genannten Achsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragenden Mittel durch eine Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 23 gebildet werden oder daß das Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 24 bis 45 ausgebildet ist. Hiezu 20 Blatt Zeichnungen 18