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Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, dessen Ge- häuse eine Primärwelle, eine Sekundärwelle und eine gekühlte Lamellen- kupplung zur Regelung des auf die Sekundärwelle übertragenen Drehmo- mentes enthält, wobei die Lamellenkupplung einen mit der Primärwelle drehfest verbundenen Innenlamellenträger, einen mit der Sekundärwelle an- triebsverbundenen Aussenlamellenträger und eine achsial verschiebbare Andruckplatte aufweist, die auf die Innen- und Aussenlamellen wirkt, und wobei die Primärwelle einen Ölkanal enthält.
Verteilergetriebe verteilen das Antriebsdrehmoment eines Kraftfahrzeuges auf zwei Antriebsstränge bzw Achsen. Es gibt Verteilergetriebe mit und oh- ne Geländegangstufe, mit und ohne Zentraldifferential, mit und ohne Diffe- rentialsperre, mit koachsialen oder versetzten Abtriebswellen. Als regelbar sperrbares Differential oder anstelle eines solchen kann auch eine regelbare Lamellenkupplung eingesetzt werden.
Zum Variieren des übertragenen Drehmomentes regelbare Lamellenkupp- lungen werden zum Unterschied von einfachen Schaltkupplungen für länge- re Zeit mit Schlupf betrieben. Die Abfuhr der dabei anfallenden Wärme er- fordert intensive Kühlung, was einen hohen Durchsatz an Kühlöl erfordert.
Bei ganz geöffneter oder ganz geschlossener Kupplung, entsprechend dem
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Betrieb mit nur einer angetriebenen Achse beziehungsweise Allradantrieb mit gesperrtem Differential, braucht die Kupplung aber keine Kühlung. Die Öldurchflutung verursacht dann nur erhöhte Verluste, die den Treibstoffverbrauch erhöhen. Das tritt vor allem bei ganz geöffneter Kupplung störend in Erscheinung, weil bei Kurvenfahrt oder durchdrehenden Rädern Differenzdrehzahlen zwischen den Lamellenpaketen auftreten, die zu weiteren Verlusten durch vom Öl ausgeübte Scherkräfte innerhalb der Kupplung führen.
Aus der AT 387 827 B ist es zwar bei einer reinen Schaltkupplung mit achsial verschiebbarem Innenlamellenträger bekannt, diesen so an einer Druckfeder abzustützen, dass sich nach dem gänzlichen Einrücken kurzzeitig ein Umfangsspalt auftut, der gerade einmal die während des Schaltvorganges angefallene Wärme abführt. Für eine länger unter Schlupf arbeitende Kupplung ist dieser Weg nicht gangbar.
Aus der US 6,206,163 A ist eine Lamellenkupplung bekannt, bei der der
Einrückkolben im Aussenlamellenträger angeordnet ist und ein die Kühlöl- zufuhr steuerndes Ventil enthält, welches von dem auf den Einrückkolben wirkenden Fluiddruck gesteuert ist. Die so gesteuerte Kühlölzufuhr wird nicht von der tatsächlichen Stellung der Kupplung, sondern vom Beauf- schlagungsdruck gesteuert. Um dieses Manko auszugleichen, sind zusätzli- che Korrekturkanäle vorgesehen, die das Ventil aufwendig, kompliziert und schwer einstellbar machen. Ausserdem ist diese Anordnung nicht für einen
Abtrieb am Aussenlamellenträger geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine für Dauerschlupfbe- trieb ausreichende Kühlölversorgung sicherzustellen, ohne dafür mit erhöh- ten Verlusten in den anderen Betriebszuständen bestraft zu werden.
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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innenlamel- lenträger fest auf der Primärwelle sitzt und mindestens eine im Wesentlichen radiale Ölzufuhrbohrung aufweist, die vom Kühlölkanal alimentiert wird, und dass mindestens ein mit der Andruckplatte bewegungsgekoppeltes Steu- erorgan vorgesehen ist, das die mindestens eine Ölzufuhrbohrung des In- nenlamellenträgers in Abhängigkeit von der Stellung der Andruckplatte be- züglich des Innenlamellenträgers freigibt.
So ist die Stellung des Steuerorganes für die Ölzufuhr von der Stellung der Andruckplatte bezüglich des Innenlamellenträgers abhängig. Diese Abhän- gigkeit kann ganz den Kühlerfordernissen, das heisst dem Schlupfverlauf über der Zeitachse angepasst werden, durch die Art der Bewegungskopplung zwischen Druckplatte und Steuerorgan. Damit ist erreichbar, dass in den beiden Extremstellungen überhaupt kein Kühlmittel fliesst. Durch die An- ordnung des Steuerorganes im Innenlamellenträger wird das Kühlöl den Lamellen von innen zugeführt, sodass alle Lamellen sofort ganzflächig um- spült sind. Dadurch ist es weiters möglich, Kupplungen mit Abtrieb am Au- ssenlamellenträger in konstruktiv vorteilhafter Weise auszuführen.
In einer bevorzugten Ausbildung ist das Steuerorgan eine mit der Andruck- platte bewegungsverbundene koachsiale zylindrische Manschette mit Durch- trittsöffnungen, die mit den Ölzufuhrbohrungen des Innenlamellenträgers zur Überdeckung bringbar sind (Anspruch 2). Die Ausbildung als koachsi- ale Manschette stellt die gleichmässige Verteilung der Kühlölströmung über den Umfang sicher und erlaubt es, über die Lage, Verteilung und/oder Form der Durchtrittsöffnungen den Verlauf der Kühlölströmung dem tatsächlichen
Wärmeanfall anzupassen und über die Zeit zu modulieren. Damit ist nicht nur erreichbar, dass in den beiden Extremstellungen überhaupt kein Kühl-
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mittel fliesst, sondern es kann auch die strömende Menge dem Schlupfzustand der Kupplung angepasst werden.
In bevorzugten Ausbildungen sind mehrere radiale Ölzufuhrbohrungen über den Umfang verteilt (Anspruch 3), um den Ölstrom gut auf alle Lamellen und über deren ganzen Umfang zu verteilen, und ist die Manschette mit der Andruckplatte fest verbunden und bezüglich des Innenlamellenträgers achsial verschiebbar (Anspruch 4), was die denkbar einfachste Bewegungskoppelung zwischen Andruckplatte und Manschette darstellt. Diese Bewegungskoppelung erfüllt alle Anforderungen, wenn die Durchtrittsöffnungen mit den Ölzufuhrbohrungen schieberartig zusammenwirken (Anspruch 5).
Dazu können sich die Durchtrittsöffnungen in Grösse und Form von den Ölzufuhrbohrungen unterscheiden.
Der Durchmesser beziehungsweise die Anordnung der Manschette bezüg- lich des Innenlamellenträgers kann verschieden gewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Innenlamellenträger einen mit der
Primärwelle verbundenen Nabenteil und einen die Innenlamellen drehfest aber verschiebbar aufnehmenden Umfangsteil auf, und wirkt die Manschette mit den Ölzufuhrbohrungen mit dem Nabenteil schieberartig zusammen (Anspruch 6). So ist die Manschette mit relativ kleinem Durchmesser gut geführt und mit der Andruckplatte baulich zu vereinen.
In Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Um- fangsteil und Nabenteil eine kreisringförmige Kammer gebildet und der
Umfangsteil weist zu den Lamellen führende Schmierlöcher auf (Anspruch
7). Die Kammer bietet den Vorteil einer guten Verteilung von Druck und Ölmenge auf die zweckentsprechend angeordnete Vielzahl von Schmierlö- chern. Das wirkt sich direkt auf die Lebensdauer der Kupplung aus. Die
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Kammer kann weiters raumsparend dazu verwendet werden, auch eine auf die Manschette im Öffnungssinne wirkende Feder, die Kupplungsfeder, vor- zusehen (Anspruch 8).
In einer alternativen Ausbildung ist eine Anzahl mit der Andruckplatte be- wegungsgekoppelter Steuerorgane vorgesehen, die als in achsialer Richtung verschiebbare Steuerkolben ausgebildet sind (Anspruch 9).
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1: Einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh- rungsform der Erfindung;
Fig. 2 : Einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausfüh- rungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist das Gehäuse eines Verteilergetriebes in dünnen Linien ange- deutet und mit 1 bezeichnet. Eine Primärwelle 2 ist mit einer nicht darge- stellten Motor-Getriebeeinheit antriebsverbunden und an ihrem anderen En- de mit einer nicht dargestellten Achse, beispielsweise einer Hinterachse. Ei- ne Sekundärwelle 3 ist hier beispielsweise unterhalb der Primärwelle 2 an- geordnet, von ihr aus wird eine nicht dargestellte Vorderachse angetrieben.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Sekundärwelle 3 ein mittels einer insgesamt mit 4 bezeichneten nasslaufenden Lamellenkupplung regel- bares Drehmoment zugeteilt werden.
Die Primärwelle 2 durchsetzt das Gehäuse 1 über dessen ganze Länge und ist beiderseits mit Dichtungen 5 und Lagern 6 versehen. Eine mit der Pri- märwelle 2 mitlaufende Ölpumpe 7 ist nur angedeutet, sie fördert aus einem
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ebenfalls nur angedeuteten Sumpf 9 Kühlöl in einen Ölkanal 8, der zentral in der Primärwelle angeordnet ist.
Dem Einrücken der Kupplung 4 dient beispielsweise ein Betätigungshebel 10, der um einen im Gehäuse 1 sitzenden Zapfen 11schwenkbar ist. Die Primärwelle 2 durchsetzt das gesamte Gehäuse 1, von ihrem hinteren Ende 12 aus wird beispielsweise eine Hinterachse angetrieben. Auf der Primär- welle 2 ist eine Hohlwelle 13 drehbar gelagert und mit einem ersten Über- tragungszahnrad 14 versehen, das mit einem zweiten ähnlichen Zahnrad 15 zusammenwirkt. Diese sind entweder miteinander kämmende Zahnräder oder mittels einer Kette oder eines Zahnriemens 16 antriebsverbunden.
Die Kupplung 4 selbst besitzt einen mit der Hohlwelle 13 drehfest verbun- denen Aussenlamellenträger 20 mit darauf axial verschiebbaren Aussenla- mellen 21, wobei die Hohlwelle 13 in Lagern 22 radial und axial geführt ist.
Für die axiale Führung sind auf der Primärwelle 2 Kragen 23 vorgesehen.
Weiters besitzt die Kupplung 4 einen Innenlamellenträger 24 mit Innenla- mellen 25, die ebenfalls drehfest mit ihm verbunden und axial verschiebbar sind. Der Innenlamellenträger 24 besteht aus einer ungefähr achsnormalen Scheibe 27, einer drehfest mit der Primärwelle verbundenen Nabe 28 und einem Umfangsteil 40. Die Nabe 28 ist bei 29 in geeigneter Weise mit der Primärwelle 2 fest verbunden und besitzt radiale Ölzufuhrbohrungen 30. Die radialen Ölzufuhrbohrungen können in grösserer Zahl gleichmässig über den Umfang verteilt sein.
Zum Einrücken der Kupplung beziehungsweise zum Einstellen des zu über- tragenden Drehmomentes dient eine Andruckplatte 35, die sich mit dem In- nenlamellenträger 24 mitdreht. Die Andruckplatte 35 drückt die Lamellen
21,25 gegen einen Anschlag 26, der ebenfalls Teil des Innenlamellenträgers
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24 ist. Die Andruckplatte 35 ist mit einer zylindrischen Manschette 36 be- wegungsverbunden, hier einfach fest verbunden bzw mit ihr einstückig.
Die Manschette 36 ist auf dem Nabenteil 28 drehfest aber axial verschiebbar geführt und besitzt Durchtrittsöffnungen 37, die bezüglich der radialen Öl- zufuhr Bohrungen 30 verschiebbar sind. Diese Verschiebung kann, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung erfolgen, sie kann aber auch bei anderer Ausgestaltung der Bewegungsverbindung zwischen der Andruckplatte 35 und der Manschette 36 beispielsweise in Umfangsrichtung erfolgen. Zwischen der Manschette 36 und dem Umfangsteil 40 des Innen- lamellenträgers 24 ist eine kreisringförmige Kammer 38 gebildet, die auch hier eine Kupplungsfeder 39 enthält. Der Umfangsteil 40 besitzt eine Reihe von Schmierlöchem 41, deren Zahl und Anordnung so gewählt ist, dass die bestmögliche Öldurchflutung erzielt wird. Im gezeigten Ausführungsbei- spiel sind die Schmierlöcher 41 in drei Reihen über den Umfang verteilt.
Zur Betätigung der Andruckplatte 35 und mit ihr der Manschette 36 greift eine sich nicht drehende Andruckglocke 46 über ein Drucklager 45 an der Andruckplatte 35 an. Die Andruckglocke 46 wird mittels des Betätigungs- hebels 10 in axialer Richtung verschoben, was nur angedeutet ist.
Das schieberartige Zusammenwirken der Manschette 36 mit den radialen Ölzufuhrbohrungen 30 der Nabe 28 ist durch Vergleich der oberen mit der unteren Bildhälfte der Kupplung 4 erkennbar. In der oberen Bildhälfte ist die
Kupplung noch nicht ganz geschlossen, sie schlupft bei Übertragung eines hohen Drehmomentes. Die Manschette 36 befindet sich in einer Stellung, in der die Durchtrittsöffnungen 37 die Ölzufuhrbohrungen 30 zur Gänze frei- geben. Ein reichlicher Ölstrom ergiesst sich in die Kammer 38 und von dort über die Schmierlöcher 41 zwischen die Kupplungslamellen 21,25.
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In der unteren Bildhälfte ist die Kupplung geöffnet, sie überträgt kein Drehmoment, die Kupplungslamellen 21,25 berühren einander nicht und brauchen daher keine Kühlung. Zur Schmierung reicht der im Inneren der Kupplung immer vorhandene Ölnebel aus. Die Manschette 36 ist hier axial so weit nach rechts verschoben, dass die Durchtrittsöffnungen 37 sich nicht mehr mit den radialen Ölzufuhrbohrungen 30 decken. Der Kühlölzustrom ist somit gesperrt und die Kammer 38 offen.
Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 in zweierlei Hinsichten : durch einen anders ausgebildeteten Innnenlamellenträger 54 und durch eine andere Betätigung. Der Innenlamellenträger 54 besteht wieder aus einem Umfangsteil 55, einem Nabenteil 56 und einer Scheibe 57. Letztere ist hier aber nicht an dem der Andruckplatte abgewandten Ende, sondern in der Mitte des Umfangsteiles 55 angeformt und enthält eine oder mehrere über den Umfang verteilte Ölzufuhrbohrungen 58. Im Umfangsteil ist eine nach einer Seite offene schlitzförmige Umfangskammer 60 ausgebildet, in der eine zylindrische Manschette 61 mit Durchtrittsöffnungen 62 in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Umfangskammer 60 kann auch durch nicht dargestellte Führungsflächen unterbrochen sein. Wenn nötig, ist eine weitere Druckfeder 63 vorgesehen.
Die Betätigung der Andruckplatte
35 erfolgt hier über einen Ringkolben 67, der auch wieder über ein Druckla- ger 45 auf die Andruckplatte 35 wirkt.
Die Fig. 2 stellt aber auch eine alternative Variante dar. In dieser stellt 60 eine Anzahl von am Umfang verteilten achsial gerichteten Bohrungen dar, in denen zylindrische Kölbchen 61, gegebenenfalls gegen die Kraft von Fe- dern 63 verschiebbar sind. Die Durchtrittsöffnungen 62 sind dann die Kölb- chen 61 durchquerende Kanäle.