AT407077B - Antriebseinheit mit drehzahldifferenzabhängiger hydraulischer kupplung für den antriebsstrang von fahrzeugen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung handelt von einer Antriebseinheit mit einer Eingangswelle, mindestens einer Ausgangswelle und einer drehzahldifferenzabhängigen hydraulischen Kupplung, bei der eine hydrostatische Verdrängungsmaschine bei Auftreten einer Differenzdrehzahl zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle einen Druck erzeugt, der eine Senkung der Differenzdrehzahl bewirkt, wobei das Arbeitsfluid der Verdrängungsmaschine mittels einer Ansaugleitung aus einem zumindest teilweise von einer gehäusefesten Wand begrenzten Saugraum aus einem stationären Gehäuse angesaugt wird 
Derartige Antriebseinheiten sind in vielen Varianten bekannt Diese unterscheiden sich sowohl in der Bauweise der Verdrängungsmaschine als auch in der Wirkungsweise des Druckes zur Senkung der Differenzdrehzahl.

   Die Verdrängungsmaschine kann eine Trochoidenmaschine (US Patente 5,611,746, 5,595,214, 5,536,215), eine Zahnradmaschine (US Patente 4,091,901; 4,727,966,3,923,113) oder eine   Flügelzellenmaschine   (US Patent   4,730,514)   sein Entsprechend sind die beiden relativ zueinander beweglichen Elemente der Verdrängermaschine ausgebildet 
In jedem Fall wird bei Drehzahldifferenz zwischen den beiden Elementen der Verdrän- gungsmaschine ein Druck erzeugt, der entweder über eine Reibungskupplung (WO 95/23931 A, Fig 1 und 22) oder durch Behindern der Relativbewegung zwischen den zwei Elementen (WO 95/23931 A, Fig 12) eine Reduktion der Drehzahldifferenz bewirkt 
Bei Vorhandensein zweier Ausgangswellen kann zwischen diesen ein Differentialgetriebe (WO 95/23931 A, Fig 1 und 12) vorgesehen sein,

   dessen Differentialwirkung durch den aufgebauten Druck blockiert wird. Es geht aber auch ohne Differentialgetriebe (US Patent 4,091,901). 



   Derartige Antriebseinheiten werden im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen bei der Verteilung des Momentes auf die Räder einer Achse bzw auf zwei Achsen eingesetzt Sie bewirken bei Verlust der Bodenhaftung eines oder mehrerer Räder - die zu einer steigenden Drehzahldifferenz führt - eine Veränderung der Momentenverteilung und ermöglichen dadurch Traktion durch die Räder, die die Bodenhaftung nicht verloren haben 
Nachteilig ist dabei jedoch, dass nicht durch Verlust der Bodenhaftung hervorgerufene Drehzahldifferenzen, etwa durch Befahren von Kurven, beim Bremsen, Abschleppen oder Fahren mit einem Notrad, auch zu einer Veränderung der Momentenverteilung führen, die sehr unerwünscht bzw. gefährlich ist Zur Behebung dieser Nachteile wird üblicherweise noch zusätzlich eine Freilaufkupplung vorgesehen, die aber (bei Rückwärtsfahrt) überbrückbar sein muss. 



   Aus der US 5,709,627 und der US 5,749,801 ist eine Antriebseinheit bekannt, die einen teil- weise von einer gehäusefesten Wand begrenzten Saugraum aufweist, der jedoch die Ansaugleitung nicht abschliesst, sondern zur Umgebung öffnet Dadurch strömt Luft in die hydrostatische Verdrängungsmaschine Weiters führt das Ansprechen des Ventiles nur sehr verzögert zu einer Reduktion der Kupplungswirkung, da die Saugleitung stromabwärts des Ventiles und der Saugraum erst leergepumpt werden müssen Soll die Verdrängungsmaschine dann wieder fördern, so dauert es lange, bis die Luft ausgepumpt ist,   sofeme   es uberhaupt gelingt. Eine mit Luft gefüllte Pumpe kann bekanntlich nicht auf einem tieferen Niveau ansaugen Eine brauchbare Steuerung ist so nicht möglich. 



   Es ist daher Ziel der Erfindung, eine gattungsgemässe Vorrichtung so auszubilden, dass mit geringstem Bauaufwand eine genau und schnell ansprechende Steuerung bis zur totalen Aufhebung der Kupplungswirkung möglich ist. 



   Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass das Saugrohr mittels eines gesteuerten Ventiles abschliessbar ist Durch den zumindest teilweise von einer gehäusefesten Wand begrenzten Saugraum kann das gesteuerte Ventil raumfest angeordnet werden, was die Signal- bzw   Steuermediumzuleitung   wesentlich vereinfacht und dessen Genauigkeit erhöht Das Signal wird in einer Steuereinheit in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsgrössen und Schwellenwerten erzeugt Durch das gesteuerte Ventil wird eine für den Betrieb wesentliche Verbesserung erzielt. 



  Da die Verdrängungsmaschine ihr Arbeitsfluid ansaugen muss, bricht bei Absperren des Saugrohres die Forderung sehr schnell und total zusammen Durch langsame Ansteuerung kann die Förderung aber auch langsam abgeregelt werden Das schnelle Zusammenbrechen der Förderung hat zur Folge, dass beim Bremsen, Abschleppen oder Fahren mit einem Notrad die Kuppelwirkung sehr schnell und ganz beendet werden kann. 



   Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Abbildung eines Ausführungsbeispieles einer 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 erfindungsgemässen Antriebseinheit im Längsschnitt beschrieben und erläutert 
In der einzigen Figur ist das stationäre Gehäuse der Antriebseinheit mit 1 bezeichnet Eine Eingangswelle 2 wird von einer nicht dargestellten Kraftquelle aus angetrieben. Eine erste Aus- gangswelle 3 und eine zweite Ausgangswelle 4 sind mit den beiden Radem einer Achse eines Fahrzeuges bzw mit zwei Achsen eines Fahrzeuges antriebsverbunden, was nicht dargestellt ist. 



  Die beiden Ausgangswellen 3,4 werden von der Eingangswelle 2 über ein Differentialgetriebe 5, das in bekannter Weise die Momentenverteilung zwischen den beiden Ausgangswellen 3,4 besorgt, angetrieben Weiters ist eine differenzdrehzahlabhängige hydraulische Kupplung zwischen der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswelle 3 vorgesehen, die aus einer Lamellenkupplung 6 und aus einer Verdrängungsmaschine 7 besteht. 



   Das Gehäuse 1 ist nur angedeutet. Es ist mit einem Sumpfnng 10 und einem Lagerschild 11 verschraubt In dem Gehäuse befindet sich ein Ölsumpf 12, auf den später zurückgekommen wird. 



  Am Lagerschild 11 sitzt innen ein Dichtungstragring 13 Das Differentialgetriebe 5 besteht aus einem Differentialgehäuse 14,   Ausgleichsrädern   15 mit ihrer Welle, einem ersten Abtriebskegelrad 16, das mit der ersten Ausgangswelle 3 fest verbunden ist und einem zweiten Abtriebskegelrad 17, das mit der zweiten Ausgangswelle 4 fest verbunden ist 
Die Lamellenkupplung 6 ist auch im Differentialgehäuse 14 untergebracht, in dessen Innerem Kuppelzähne 20, Aussenlamellen 21 drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind Innenlamellen 22 sitzen ebenfalls drehfest auf einem Kupplungsinnenteil 23, das mit dem ersten Abtriebskegelrad 16 drehfest verbunden ist Weiters gehört zur Lamellenkupplung 6 noch ein Kolben 24, der einerseits Druck auf die Lamellen 21,

  22 ausübt und andererseits mit einer im 
Differentialgehäuse 14 befestigten Zwischenwand 25 einen Druckraum 26 bildet. 



   Die Verdrängungsmaschine 7 ist in einem mit dem Differentialgehäuse 14 verschraubten Pumpengehäuse 27 untergebracht und besteht im wesentlichen aus einem mit der ersten Ausgangswelle 3 drehfest verbundenen Innenrotor 28 und aus einem exzentrischen Aussenrotor 29, der im Pumpengehäuse 27 drehbar ist. Zwischen den beiden Rotoren 28,29 ist ein Arbeitsraum 30 gebildet, dessen Form von der Bauart der Verdrängungsmaschine bestimmt wird Als Bauart kommt jede im eingangs genannten Stand der Technik beschriebene in Frage. Von dem Arbeitsraum 30 fuhrt ein Druckkanal 31 in den Druckraum 26 der Lamellenkupplung, wobei je nach 
Bauart der Verdrangungsmaschine mehrere Druckkanäle mit entsprechenden selbststeuemden Vorrichtungen vorgesehen sein können. 



   Im Pumpengehäuse 27 ist mindestens ein Saugkanal 32 mit entsprechenden selbststeuernden Ventilen vorgesehen, der den Arbeitsraum 30 der Verdrängungsmaschine mit einem Saugraum 33 verbindet Das Pumpengehäuse 27 weist in Achsnähe einen sich axial erstreckenden Lagerkragen 
34 auf, an dem die aus Differentialgetriebe 5, Lamellenkupplung 6 und Verdrangungsmaschine 7 bestehende Baugruppe im Lagerschild 11gelagert ist Ein weiteres Lager auf der anderen Seite ist nicht dargestellt. 



   Im stationären Dichtungstragring 13 ist ein erster Dichtring 36 vorgesehen, der für die 
Abdichtung zwischen dem stationären Gehäuse und dem drehenden Pumpengehäuse sorgt Ein zweiter Dichtnng 37 zwischen dem Gehäuse und der ersten Ausgangswelle 3 schliesst den 
Saugraum 33 dichtend ab Dieser Saugraum 33 wird somit begrenzt durch die rotierenden Teile 
Pumpengehause 27 und Lagerkragen 34 sowie durch die raumfesten Teile Lagerschild 11und 
Dichtungstragring 13 Der Saugraum 33 ist somit ein hermetisch geschlossener Raum In dem 
Dichtungstragring 13 ist unten ein Saugrohr 41 dicht befestigt, das den Saugraum 33 mit dem Ölsumpf 12 verbindet, aus dem somit die Verdrangungsmaschine 7 ihr Arbeitsmedium ansaugt 
Das Saugrohr 41 ist mittels eines steuerbaren Ventiles 38 abschliessbar,

   das über eine 
Signalleitung 40 von einem irgendwo im Fahrzeug untergebrachten Steuergerät angesteuert wird 
Die Arbeitsweise dieser Einheit ist die folgende Wenn sich im Betrieb die beiden Aus- gangswellen 3,4 und auch die Eingangswelle 2 gleich schnell drehen, so besteht keine 
Differenzgeschwindigkeit Wenn eine der beiden Ausgangswellen 3,4 durch Verlust der 
Bodenhaftung sich schneller zu drehen beginnt, so entsteht zwischen den Lamellenpaketen der 
Lamellenkupplung 6 und zwischen den Rotoren 28,29 eine Differenzdrehzahl Durch diese wird in der Verdrängungspumpe ein Druck aufgebaut, der auf den Kolben 24 der Lamellenkupplung 6 wirkt und diese ungefähr proportional der Differenzgeschwindigkeit schliesst,

   sofeme der Druck nicht überhaupt durch ein Steuerventil im Kolben eingestellt wird Damit wird eine graduelle 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Sperrung des Differentiales erreicht Soll nun, etwa bei einer abrupten Bremsung oder bei Verwendung eines Notrades, trotz auftretender Differenzdrehzahl keine Sperrung stattfinden, so wird über die Signalleitung 40 das steuerbare Ventil 38 geschlossen und so die Zufuhr von   Betriebsmedium   unterbrochen Dadurch kann augenblicklich kein Arbeitsmedium mehr angesaugt werden und die Forderung der Verdrängungspumpe 7 hört bei schnellem und vollständigem Schliessen des Ventiles 38 beinahe schlagartig auf, ebenso die Sperrwirkung.

   Auf diese Weise kann aber auch bei langsamem bzw teilweisem Öffnen, und je nach Zeitpunkt des Öffnens entweder überhaupt kein Druck aufgebaut werden und einem Greifen der Lamellenkupplung zuvor- gekommen bzw bei bereits vorhandener Differenzdrehzahl die Wirkung der Verdrän- gungsmaschine 7 dem Fahrzustand angepasst werden.

Claims (1)

1. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt Sie ist bei allen im eingangs genannten Stand der Technik beschriebenen Anordnungen und Arten von Verdrängungs- maschinen anwendbar, insbesondere auch, wenn keine Lamellenkupplung vorgesehen ist und die Rotoren 28,29 der Verdrängungsmaschine 7 bei Abschluss des Arbeitsraumes 30 selbst die Kupplungsverbindung herstellen PATENTANSPRUCH :

   Antriebseinheit mit einer Eingangswelle (2), mindestens einer Ausgangswelle (3) und einer drehzahldifferenzabhängigen hydraulischen Kupplung (6,7), bei der eine hydrostatische Verdrängungsmaschine (7) bei Auftreten einer Differenzdrehzahl zwischen Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (3) einen Druck erzeugt, der eine Senkung der Differenzdrehzahl bewirkt, wobei das Arbeitsfluid der Verdrangungsmaschine mittels einer Ansaugleitung (41 ) aus einem stationären Gehäuse (1) in einen zumindest teilweise von einer gehäusefesten Wand (11,13) begrenzten Saugraum (33) angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugraum (33) und die Ansaugleitung (41 ) mittels eines gesteuerten Ventiles (38) abschliessbar ist