DE102021126110B3 - Drehmomentverteileinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentverteileinrichtung - Google Patents

Drehmomentverteileinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentverteileinrichtung Download PDF

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Abstract

Drehmomentverteileinrichtung mit einem Rotorträger, der mit einer Welle gekoppelt ist, und zwei je als eine Lamellenkupplung ausgeführte Kupplungseinrichtungen, die über je eine Betätigungseinrichtung betätigbar sind, wobei die Kupplungseinrichtungen je ein an dem Rotorträger angeordnetes Außenlamellenpaket und je ein an einem Innenlamellenträger angeordnetes Innenlamellenpaket, das mit den Außenlamellenpaket ein Lamellenpaket bildet, umfasst, wobei die Innenlamellenträger mit je einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei die Betätigungseinrichtungen einen Primärkolben, einen Sekundärkolben und ein ortsfestes Halteelement umfassen, an dem die Kolben jeweils axial verschiebbar angeordnet sind, wobei der Primärkolben eine Primärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung eines dort angeordneten Druckmediums gegen das Außenlamellenpaket bewegbar ist, so dass dieses gegen das Innenlamellenpaket läuft, so dass ein Moment von der Welle auf die Ausgangswelle mittels einer Reibung zwischen den Lamellenpaketen übertragbar ist, wobei der Sekundärkolben eine Sekundärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung des oder eines dort befindlichen Druckmediums bewegbar ist, so dass der Sekundärkolben hierbei den Primärkolben gegen das Außenlamellenpaket bewegt, wobei die Druckkammern über separate Zuführleitungen und unabhängig voneinander mit jeweils einem Druckmedium versorgbar und damit die Kolben unabhängig mit Druck beaufschlagbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentverteileinrichtung umfassend einen Rotorträger, der mit einer das Drehmoment einleitenden Welle gekoppelt oder koppelbar ist, und zwei separate und jeweils als eine Lamellenkupplung ausgeführte Kupplungseinrichtungen, die separat über jeweils eine Betätigungseinrichtung betätigbar sind, wobei jede Kupplungseinrichtung jeweils ein an dem Rotorträger axial verschiebbar angeordnetes Außenlamellenpaket und jeweils ein an einem separaten Innenlamellenträger axial verschiebbar angeordnetes und in das Außenlamellenpaket eingreifendes Innenlamellenpaket, das mit den Außenlamellenpaket ein Lamellenpaket bildet, umfasst, wobei jeder Innenlamellenträger mit einer separaten Ausgangswelle gekoppelt oder koppelbar ist, wobei jede Betätigungseinrichtung einen Primärkolben, einen Sekundärkolben und ein bezüglich des Rotorträgers ortsfestes Halteelement umfasst, an dem der Primärkolben und der Sekundärkolben jeweils axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Primärkolben eine Primärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung eines in der Primärdruckkammer angeordneten Druckmediums gegen das Außenlamellenpaket bewegbar ist, so dass dieses derart gegen das Innenlamellenpaket bewegt wird, dass ein Moment von der Welle auf die Ausgangswelle und umgekehrt mittels einer durch die Druckkraft bewirkten Reibung zwischen dem Außenlamellenpaket und dem Innenlamellenpaket übertragbar ist, wobei der Sekundärkolben eine Sekundärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung des oder eines in der Sekundärdruckkammer befindlichen Druckmediums derart bewegbar ist, dass er den Primärkolben gegen das Außenlamellenpaket bewegt.
  • Eine solche Drehmomentverteileinrichtung kommt bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz und dient dazu, ein an einem Bauteil der Drehmomentverteileinrichtung eingeleitetes Drehmoment an zwei separate Ausgangswellen selektiv zu verteilen. Eine solche Drehmomentverteileinrichtung wird auch häufig „Torque Vectoring Modul“ genannt. Ihre Funktion basiert darauf, dass der Rotorträger, der eine Art Gehäuse bildet, mit der einleitenden Welle, die auch als Antriebs- oder Eingangswelle bezeichnet werden kann, gekoppelt ist, so dass ein Drehmoment in die Drehmomentverteileinrichtung eingeleitet werden kann.
  • Eine solche Drehmomentverteileinrichtung ist aus US 10 563 707 B2 bekannt. Bei dieser Drehmomentverteileinrichtung sind zwei separat betätigbare Kupplungseinrichtungen vorgesehen, die als Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Die Kupplungseinrichtungen sind einerseits mit dem Rotorträger verbunden und andererseits über separate Innenlamellenträger mit separaten Ausgangswellen gekoppelt. Über die beiden selektiv betätigbaren Kupplungseinrichtungen kann das eingeleitete Drehmoment selektiv der einen, der anderen oder beiden Ausgangswellen, insbesondere in einem veränderbaren Verhältnis, zugeführt werden. Das System aus US 10 563 707 B2 umfasst einen ersten und einen zweiten Druckkolben, wobei der zweite Druckkolben gegen das Lamellenpaket und der erste Druckkolben gegen den zweiten Druckkolben läuft. Die Bewegung der Druckkolben wird dadurch ermöglicht, dass diese jeweils eine Druckkammer begrenzen, die über eine gemeinsame Zuführleitung mit einem Druckmedium versorgbar sind. Ein derartiges System wird auch als „Tandemanordnung“ bezeichnet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Konzept für eine Drehmomentverteileinrichtung anzugeben.
  • Zur Lösung dieses Problems ist bei der Drehmomentverteileinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Primärdruckkammer und die Sekundärdruckkammer über separate Zuführleitungen und unabhängig voneinander mit jeweils einem Druckmedium versorgbar und damit der Primärkolben und der Sekundärkolben unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagbar sind.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die unabhängige Versorgung der Druckkammern gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zusätzliche Betriebs- und Ansteuersituationen der Drehmomentverteileinrichtung ermöglicht. Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die Druckverhältnisse in den Druckkammern aufgrund der separaten Zuführleitungen unabhängig voneinander und unabhängig von den aktuellen Kolbenstellungen einstellbar sind. Insbesondere ist es möglich, dass nur eine der beiden Druckkammern mit Druck beaufschlagt wird, sofern dies in einer entsprechenden Situation zweckmäßig ist. Beispielsweise lässt sich hierdurch eine möglichst zügige Überführung der Kolben von einer Schaltposition in eine andere ermöglichen, insbesondere im Zusammenhang mit einer Überbrückung eines sogenannten Lüftungsspiels, worauf später noch detailliert eingegangen wird. Wie die Druckbeaufschlagung separat steuerbar ist, ist natürlich auch die Druckreduzierung in den beiden Druckkammern separat und unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass auch im Zusammenhang mit dem Öffnen der Kupplungseinrichtung eine individuelle, situationsabhängige Steuerung möglich ist.
  • Zum Abdichten der Primärdruckkammer und der Sekundärdruckkammer bezüglich der Axialbewegung des Primärkolbens und des Sekundärkolbens entlang des Halteelements können die Kolben jeweils auf einem, insbesondere ortsfesten und an dem Halteelement angeordneten, Dichtelement gleiten, das ein Dichtring sein kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Primärdruckkammer ein größeres Füllvolumen für das Druckmedium aufweist als die Sekundärdruckkammer und/oder dass eine die Primärdruckkammer begrenzende Primärkolbendruckfläche des Primärkolbens größer ist als eine die Sekundärdruckkammer begrenzende Sekundärkolbendruckfläche des Sekundärkolbens. Das Füllvolumen bezeichnet insbesondere ein Maximalfüllvolumen der jeweiligen Druckkammer. Durch diese unterschiedlichen Ausgestaltungen der Druckkammern wird es ermöglicht, dass eine Überführung des Sekundärkolbens zwischen entsprechenden Stellungen aufgrund des Umstands, dass hierzu weniger Druckmedium in die Sekundärdruckkammer eingebracht werden muss, schneller erfolgen kann als bei der Primärdruckkammer. Sofern die Druckkammern dasselbe Füllvolumen aufweisen und lediglich die Kolbendruckflächen unterschiedlich sind, bewirkt dies gleichermaßen, dass das zusätzliche Einbringen eines bestimmten Volumens an Druckmedium in die Druckkammern eine größere Geschwindigkeit des Sekundärkolbens und damit eine schnellere Verstellung bewirkt.
  • Beispielhaft wird dieser Vorteil nachfolgend anhand der Überbrückung des bereits erwähnten Lüftungsspiels erläutert, also der Überbrückung eines Abstandes zwischen dem Lamellenpaket und dem Primärkolben, die bei der Überführung der Kopplungseinrichtung von einer Lüftungsstellung in eine Sensierungsstellung durch eine Kolbenbewegung des Primärkolbens erfolgen muss. Die Lüftungsstellung bezeichnet denjenigen Betriebszustand der Kupplungseinrichtung, in der die Lamellenpakete nicht in Reibkontakt stehen. Die Sensierungsstellung bezeichnet denjenigen Betriebszustand der Kupplungseinrichtung, in der die Lamellenpakete in Reibkontakt, insbesondere in Reibschluss, stehen. So wird die die Reibung zwischen den Lamellenpaketen bewirkende Druckkraft bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt hauptsächlich oder ausschließlich mittels der Primärdruckkammer erzeugt. Die Sekundärdruckkammer kann in dieser Ausführungsform hauptsächlich oder ausschließlich dazu vorgesehen sein, den Primärkolben mittels des Sekundärkolbens sehr schnell in Anlage an das Lamellenpaket zu überführen, also das Lüftspiel zu überbrücken und den Primärkolben in die Sensierungsstellung zu überführen. Zu dieser Überführung sind wesentlich niedrigere Kräfte als zur Erzeugung der Reibung zwischen den Lamellenpaketen erforderlich. Entsprechend ist ein kleineres Füllvolumen respektive eine kleinere Druckfläche der Sekundärdruckkammer respektive des Sekundärkolbens für diesen Zweck ausreichend. Dadurch, dass die Sekundärdruckkammer entsprechend schneller mit dem Druckmedium befüllbar respektive mit Druck beaufschlagbar ist, erfolgt die Überbrückung des Lüftungsspiels im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Druckkammern gleiche Füllvolumina respektive die Kolben gleiche Druckflächen aufweisen würden, deutlich schneller. Es wird mithin ein deutlich hystereseärmeres bzw. verzögerungsärmeres Schaltverhalten der Drehmomentverteileinrichtung ermöglicht, da der Primärkolben quasi über den Sekundärkolben vorgesteuert werden kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung kann wenigstens eine Druckmediumfördereinrichtung zur Zuführung des Druckmediums in die Druckkammern und zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums vorgesehen sein. Die Druckmediumfördereinrichtung kann eine Pumpe oder eine Hydraulikeinrichtung mit entsprechenden Hydraulikkolben sein oder umfassen. Das Druckmedium kann ein Hydrauliköl sein.
  • Dabei kann die gemeinsame Druckmediumfördereinrichtung in einer gemeinsamen Zuführleitung vorgesehen sein, wobei die separaten Zuführleitungen von der gemeinsamen Zuführleitung abzweigen. Hierbei ist im Bereich der separaten Zuführleitungen jeweils eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Zuführleitung vorgesehen. Die Druckkammern werden mithin mittels einer einzigen Druckmediumfördereinrichtung mit dem Druckmedium versorgt, wobei die Ventileinrichtungen, gleichermaßen wie die Druckmediumfördereinrichtung, von einer Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind. Die Ventileinrichtungen können nur in einem geöffneten oder geschlossenen Zustand oder in mehreren Zuständen zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand, insbesondere stufenlos, betreibbar sein.
  • Alternativ ist es denkbar, dass eine separate Druckmediumfördereinrichtung in jeweils einer der Zuführleitungen, die fluidisch unabhängig voneinander sind, vorgesehen ist. Die beiden Druckmediumfördereinrichtungen sind hierbei mittels einer Steuerungseinrichtung separat ansteuerbar.
  • Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Primärkolben und der Sekundärkolben über ein erstes Federelement miteinander verbunden sind. Durch das erste Federelement wird der Vorteil des hysteresearmen Ansteuerverhaltens der Kupplungseinrichtung weiter verstärkt. So bewirkt ein eine Druckbeaufschlagung des in der Primärdruckkammer vorgesehenen Druckmediums ein Andrücken des Primärkolbens an das Lamellenpaket, und zwar entgegen einer elastischen Rückstellkraft des mit dem ersten Primärkolben verbundenen ersten Federelements, das seinerseits mit dem Sekundärkolben verbunden ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass sich der Sekundärkolben in einer Anschlagposition befindet, der Primärkolben jedoch weiter entgegen der Rückstellkraft des ersten Federelements gegen das Lamellenpaket aufgrund des sich in der Primärdruckkammer aufbauenden Drucks gedrückt wird, was entgegen der Rückstellkraft des mit ihm gekoppelten Federelements erfolgt. Sofern eine Aufhebung des hierdurch bewirkten Reibschlusses erfolgen soll, genügt es hierfür, den Druck in der Primärdruckkammer, etwa durch das Öffnen eines entsprechenden Ventils, zu reduzieren. Das in diesem Moment noch gespannte erste Federelement bewirkt ohne Zeitverzögerung ein Wegbewegen des Primärkolbens von dem Lamellenpaket.
  • Der Sekundärkolben und das erste Federelement können ein einstückiges Bauteil sein. Hierdurch wird erreicht, dass die Drehmomentverteileinrichtung, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Einzelkomponenten der Kupplungseinrichtung und des damit verbundenen Fertigungsaufwandes, weniger komplex ist. So können der Sekundärkolben und das erste Federelement gemeinsam hergestellt und montiert werden, wodurch Arbeitsschritte eingespart werden. Das einstückige Bauteil kann durch Tiefziehen eines Blechbauteils hergestellt werden. Zudem bewirkt die Einstückigkeit, dass keine separaten Verbindungsmittel zur Befestigung des ersten Federelements an dem Sekundärkolben erforderlich sind. Ferner erfolgt die Kraftübertragung von dem Sekundärkolben über das erste Federelement auf den Primärkolben im Rahmen der Überwindung des Lüftungsspiels nahezu verlustfrei, da hierbei keine Verluste über ansonsten erforderliche Verbindungsmittel auftreten.
  • Besonders bevorzugt ist das erste Federelement ein Faltenbalg. Ein Faltenbalg ist ein elastisches und ziehharmonikaartig zusammenfaltbares Element, das sich, bezüglich einer Drehachse der Kupplungseinrichtung, radial komplett um den Umfang erstrecken kann, so dass eine möglichst gleichmäßige Kraftwirkung mittels des Faltenbalgs realisiert wird. Bezogen auf die Axialrichtung weist der Faltenbalg bevorzugt eine sich wiederholende Querschnittsstruktur auf, die zumindest abschnittsweise U- und/oder Ω-förmig sein kann. Die mittels des Faltenbalgs bewirkbare Rückstellkraft respektive die Federhärte des Federelements hängt insbesondere von der Wandstärke des Balgmaterials ab. Der Faltenbalg besteht bevorzugt aus einem Metall, das hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, etwa der Elastizität und der Langlebigkeit, besonders vorteilhaft ist. Der Faltenbalg und der Sekundärkolben können aus einem einstückigen Metallblech gebildet sein, das im Bereich des Faltenbalgs entsprechend ziehharmonikaartig gefaltet ist. Alternativ kann der Faltenbalg an den Sekundärkolben beispielsweise stoffschlüssig, etwa mittels einer Schweißverbindung, angebunden sein.
  • Sofern das erste Federelement der Faltenbalg ist, kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass das Federelement die Primärdruckkammer in Radialrichtung nach außen begrenzt. In dieser Ausführungsform ist der Faltenbalg fluiddicht, wobei eine entsprechende Fluiddichtigkeit aufgrund der bevorzugten Einstückigkeit des ersten Federelements und des Sekundärkolbens auch an der entsprechenden Übergangsstelle automatisch gegeben sein kann. Der Faltenbalg ist ferner über eine fluiddichte Verbindung an dem Primärkolben befestigt. In dieser Ausführungsform bewirkt der Faltenbalg nicht nur die oben beschriebene Funktion bezüglich der Rückstellwirkung, sondern dient zudem der Abdichtung respektive Begrenzung der Primärdruckkammer.
  • Das erste Federelement kann grundsätzlich auch wenigstens eine Schraubenfeder oder eine Tellerfeder sein oder umfassen. Auch diese Federn können aus Metall sein und z.B. im Falle der Tellerfeder einstückig z.B. aus dem Metallblech mit dem Sekundärkolben geformt sein oder angeschweißt sein.
  • Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung kann ein zweites Federelement vorgesehen sein, das sich einerseits an einem bezüglich der axial verschiebbaren Kolben ortsfesten Abschnitt und andererseits an dem Sekundärkolben abstützt. Das zweite Federelement kann eine Schraubenfeder oder eine Tellerfeder sein oder umfassen. Die Verschiebung des Sekundärkolbens bei einer Druckbeaufschlagung der Sekundärdruckkammer erfolgt entgegen einer elastischen Rückstellkraft des zweiten Federelements, so dass der Sekundärkolben, sofern die Druckbeaufschlagung in der Sekundärdruckkammer wegfällt, den Sekundärkolben automatisch vom Primärkolben wegbewegt. Das oben bereits erwähnte hysteresefreie Ansteuerverhalten der Kupplungseinrichtung wird mittels des weiteren Federelements mithin noch weiter verstärkt. Der ortsfeste Abschnitt kann ein Stützflansch sein, auf den später noch im Detail eingegangen wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung kann vorgesehen sein, dass der Sekundärkolben einen radialen Sekundärkolbenabschnitt und einen sich hieran anschließenden axialen Sekundärkolbenabschnitt umfasst. Der Sekundärkolben ist im Querschnitt betrachtet quasi L-förmig, wobei sich der axiale Sekundärkolbenabschnitt zylinderförmig und der radiale Sekundärkolbenabschnitt scheibenartig erstreckt, wobei der radiale Sekundärkolbenabschnitt an einem stirnseitigen Ende des zylindrischen axialen Sekundärkolbenabschnitts angeordnet ist. Der Sekundärkolben ist also insbesondere an dem Ende, an dem der radiale Sekundärkolbenabschnitts angeordnet ist, geschlossen und an dem gegenüberliegenden Ende offen. Dieses offene Ende des Sekundärkolben weist in die Richtung des Primärkolbens und ist hieran befestigt. Der radiale Sekundärkolbenabschnitt dient dazu, eine Stützfläche für ein weiteres Federelement und eine Anschlagfläche für den gegen den Stützflansch auflaufenden Sekundärkolben auszubilden, worauf später noch im Detail eingegangen wird.
  • Besonders bevorzugt ist das erste Federelement, insbesondere der Faltenbalg, an dem dem radialen Sekundärkolbenabschnitt gegenüberliegenden Ende des axialen Sekundärkolbenabschnitts angeordnet. In dieser Ausführungsform bildet das erste Federelement letztlich einen axialen Endabschnitt des axialen Sekundärkolbenabschnitts auf, der auf dem Primärkolben aufsitzt und an diesem befestigt ist. Sofern das erste Federelement der Faltenbalg ist, entsteht hierbei eine vergleichsweise große ringscheibenförmige Auflagefläche zwischen dem ersten Federelement und dem Primärkolben, was bezüglich der Kraftübertragung und insbesondere der Fluiddichtigkeit vorteilhaft ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste Federelement den axialen Sekundärkolbenabschnitt ausbildet. In dieser Ausführungsform schließt sich das erste Federelement, insbesondere der Faltenbalg, unmittelbar an den radialen Sekundärkolbenabschnitt an.
  • Die erfindungsgemäße Drehmomentverteileinrichtung kann den sich vom Halteelement aus, insbesondere in Radialrichtung, erstreckenden Stützflansch aufweisen, der sich zwischen dem Primärkolben und den Sekundärkolben erstreckt. Bevorzugt begrenzt der Stützflansch die Primärdruckkammer, insbesondere auf der dem Sekundärkolben gegenüberliegenden Seite. Der axiale Sekundärkolbenabschnitt kann den Stützflansch derart umgreifen, dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt auf dem radialen Ende des Stützflansches entlanggleitet und geführt wird. Neben der reinen Stützfunktion kann ferner ein Stützflanschdichtelement vorgesehen sein, das insbesondere an einem radialen Ende des Stützflansches angeordnet ist und das zum axialen Sekundärkolbenabschnitt fluiddicht abdichtet, insbesondere zur Abdichtung der Primärdruckkammer, ist. Das Stützflanschdichtelement kann ein radial außenseitig an dem Stützflansch angeordneter Dichtring, insbesondere aus einem Elastomer, sein. Die Primärdruckkammer wird hierbei von dem Primärkolben, dem axialen Sekundärkolbenabschnitt, insbesondere dem ersten Federelement, und dem Stützflansch begrenzt.
  • Die vorteilhafte Wirkung des ersten Federelements betreffend das hysteresefreie Ansteuerverhalten der erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung kann durch ein axiales Auflaufen des radialen Sekundärkolbenabschnitts auf den Stützflansch realisiert werden. So kann beim Überführen der Kupplungseinrichtung von der Lüftungsstellung in die Sensierungsstellung vorgesehen sein, dass der Sekundärkolben, also konkret der scheibenartige radiale Sekundärkolbenabschnitt, eine Anschlagposition erreicht, in der er auf den Stützflansch aufläuft, wobei der Primärkolben bei einer weiteren Druckerhöhung in der Primärdruckkammer noch weiter und entgegen der Rückstellkraft des mit ihm gekoppelten Federelements gegen das Lamellenpaket gedrückt wird, was entgegen der Rückstellkraft des Federelements erfolgt. Die hierbei erforderliche Gegenkraft wird in dieser Ausführungsform mittels des Stützflansches realisiert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Sekundärdruckkammer von einem bezüglich des axial verschiebbaren Sekundärkolbens ortsfesten und an dem Halteelement befestigten Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt ist, wobei der radiale Sekundärkolbenabschnitt eine axial offene und die Sekundärdruckkammer begrenzende Ringnut aufweist, wobei der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch axial in die Ringnut eingreift und bei der Axialverschiebung des Sekundärkolbens mit einem Begrenzungsflanschdichtelement fluiddicht auf einer Oberfläche der Ringnut entlanggleitet. Der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch kann zusätzlich oder alternativ an dem Rotorträger respektive Gehäuse der Drehmomentverteileinrichtung befestigt sein. Die Ringnut bildet eine radial gesehen zentrale Vertiefung des scheibenförmigen radialen Sekundärkolbenabschnitts, wobei zur Führung der axialen Bewegung des Sekundärkolbens der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch in die Ringnut eingreift und dort entlanggleitet. Der Außendurchmesser der axial offenen Ringnut entspricht somit in etwa dem Außendurchmesser des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansches. Der bevorzugt L-förmig im Querschnitt ausgeführte Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch kann einen Radialabschnitt aufweisen, der sich scheibenartig von dem Halteelement in Radialrichtung weg erstreckt. An dem Radialabschnitt kann ein Axialabschnitt angeordnet sein, mit dem der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch zylinderartig in die axial offene zylinderartige Ringnut eingreift.
  • In dieser Ausführungsform kann die Sekundärdruckkammer am einen axialen Ende von der Ringnut des Sekundärkolbens und am anderen axialen Ende von dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt sein. Bezüglich der Radialrichtung ist die Sekundärdruckkammer sowohl durch einen axialen Wandabschnitt der Ringnut als auch durch den Axialabschnitt des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt.
  • An dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch, insbesondere an dem offenen Ende des Axialabschnitts, kann ein Begrenzungsflanschdichtelement vorgesehen sein, das in der Ringnut aufgenommen ist und das die Sekundärdruckkammer nach außen fluiddicht abdichtet. Das Begrenzungsflanschdichtelement kann radial gesehen über den Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch hervorstehen, so dass die erforderliche Dichtwirkung zuverlässig realisiert wird. Das Begrenzungsflanschdichtelement kann ein Dichtring, insbesondere aus einem Elastomer, sein.
  • Der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch kann zusätzlich oder alternativ an einem Rotorträger einer Drehmomentverteileinrichtung, auf die später noch im Detail eingegangen wird, befestigt sein.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentverteileinrichtung gemäß der vorangehenden Beschreibung, wobei jede der Lamellenkupplungen dadurch von einer Lüftungsstellung, in der sie geöffnet ist, in eine Sensierungsstellung, in der sie geschlossen ist, überführt wird, dass vor oder zeitgleich zu einer Druckbeaufschlagung des in der Primärdruckkammer angeordneten Druckmediums eine Druckbeaufschlagung des in der Sekundärdruckkammer angeordneten Druckmediums erfolgt. Sämtliche Aspekte, Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Druckmomentverteileinrichtung anwendbar und umgekehrt.
  • Ausgehend von der Lüftungsstellung ist somit vorgesehen, dass das Druckmedium in der Primärdruckkammer und der Sekundärdruckkammer nicht mit Druck beaufschlagt ist. Sofern ein Steuersignal vorliegt, das eine Überführung der Drehmomentverteileinrichtung respektive der jeweiligen Kupplungseinrichtung in die Sensierungsstellung anzeigt, so kann, etwa mittels der Ansteuerung der entsprechenden Druckmediumfördereinheit respektive Ventileinrichtung die Druckbeaufschlagung des in der Sekundärdruckkammer angeordneten Druckmediums erfolgen. Dies bewirkt, dass der Sekundärkolben unmittelbar gegen den Primärkolben gedrückt wird und dieser wiederum unmittelbar gegen das Lamellenpaket läuft, so dass das zuvor zwischen dem Primärkolben und dem Lamellenpaket gegebene Lüftungsspiel zügig überbrückt wird. Anschließend wird das in der Primärdruckkammer angeordnete Druckmedium mit Druck beaufschlagt, so dass die endgültige Druckkraft des Primärkolbens auf das Lamellenpaket, dieses in Reibung bzw. Reibschluss bringend, erzeugt wird. Ein ähnlich vorteilhafter Effekt tritt ein, sofern die Druckbeaufschlagung des Druckmediums in dem Primärkolben und dem Sekundärkolben gleichzeitig erfolgt.
  • Zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass jede der Lamellenkupplungen von der Sensierungsstellung in die Lüftungsstellung dadurch überführt wird, dass vor oder zeitgleich zu einer Druckentlastung des in der Primärdruckkammer angeordneten Druckmediums eine Druckentlastung des in der Sekundärdruckkammer angeordneten Druckmediums erfolgt. Insbesondere wenn das erste und/oder zweite Federelement vorgesehen ist, wird eine nahezu hysteresefreie Ansteuerung der Drehmomentverteileinrichtung zur Überführung derselben von der Sensierungsstellung in die Lüftungsstellung bewirkt. So hat der Wegfall des Drucks in der Primärdruckkammer unmittelbar eine Reduzierung der Druckkraft des Primärkolbens auf das Lamellenpaket zur Folge, wobei, sofern das in dieser Betriebssituation vorgespannte erste Federelement vorgesehen ist, dieses ein unmittelbares Entleeren der Primärdruckkammer bewirkt, so dass der Primärkolben verzögerungsfrei von dem Lamellenpaket wegbewegt und mithin die zwischen den Lamellenpaketen vorliegende Reibung aufgehoben wird. Zusätzlich bewirkt der Druckabfall des Druckmediums in der Sekundärdruckkammer, dass sich das zweite Federelement entspannt und der Sekundärkolben, da dieser mit dem Primärkolben verbunden ist, den Primärkolben vom Lamellenpaket wegzieht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung,
    • 2 eine vergrößerte Ansicht des rechten, oberen Teils der Drehmomentverteileinrichtung aus 1,
    • 3-4 verschiedene Möglichkeiten zur Zuführung des Druckmediums in die Druckkammern der Drehmomentverteileinrichtung aus den 1 und 2, und
    • 5-8 mehrere Zustände der Drehmomentverteileinrichtung aus den 1 und 2 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt einen entlang einer Axialrichtung verlaufenden Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung 1 in einer Prinzipdarstellung. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des rechten oberen Viertels des Darstellungsbereichs der 1. Die Drehmomentverteileinrichtung 1 ist ein Teil eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs und dient dazu, das mittels eines Motors generierte Antriebsmoment gemäß einem einstellbaren Verhältnis auf die beiden Räder einer gemeinsamen Achse zu übertragen.
  • Die Drehmomentverteileinrichtung 1 umfasst einen im Längsschnitt betrachtet U-förmigen Rotorträger 2, der wie nahezu alle Bauteile der Drehmomentverteileinrichtung 1, ringförmig ausgebildet ist. Der Rotorträger 2 ist mit einer ein Drehmoment einleitenden Welle 3 respektive Eingangswelle verbunden oder verbindbar, etwa mittels einer Schweißverbindung. Die Welle 3 kann, was in der 1 gestrichelt angedeutet ist, auch an anderen Stellen der Drehmomentverteileinrichtung 1 vorgesehen sein. In jedem Fall ist die Welle 3 mit dem Rotorträger 2 gekoppelt, so dass das eingeleitete Drehmoment auf den Rotorträger 2 übertragen wird. Der Rotorträger 2 sowie die Welle 3 sind um eine Rotationsachse 4 drehbar gelagert.
  • Die Drehmomentverteileinrichtung 1 umfasst ferner zwei separate Kupplungseinrichtungen 5, 6, die als Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Jede Kupplungseinrichtung 5, 6 umfasst ein axial verschiebbares Außenlamellenpaket 7, 8, das mit dem Rotorträger 2 über eine Verzahnungsverbindung drehfest verbunden ist. Jede Kupplungseinrichtung 5, 6 umfasst ein axial verschiebbares Innenlamellenpaket 9, 10, von denen jedes mit einem Innenlamellenträger 11, 12 über eine Verzahnungsverbindung drehfest gekoppelt ist und über einen Nabenflansch 13, 14 mit einer separaten Ausgangswelle 15, 16 koppelbar bzw. gekoppelt ist. Zu diesem Zweck weist jeder Nabenflansch 13, 14 eine Axialverzahnung 17, 18 auf, die mit einer axial verlaufenden Außenverzahnung der jeweiligen Ausgangswelle 15, 16, kämmt. Die Ausgangswellen 15, 16 sind, ebenso wie der Rotorträger 2 samt Welle 3, um die Rotationsachse 4 drehbar gelagert. Die Außen- und Innenlamellenpakete 7, 9 sowie 8, 10 greifen jeweils ineinander und bilden ein gemeinsames Lamellenpaket.
  • Die Kupplungseinrichtungen 5, 6 umfassen jeweils eine separate Betätigungseinrichtung 19, 20, über die die jeweilige Kupplungseinrichtung 5, 6 betätigbar ist. Die Kupplungseinrichtungen 5, 6 respektive Betätigungseinrichtungen 19, 20 sind separat ansteuerbar, so dass das mittels der Welle 3 eingeleitete Drehmoment selektiv vom Rotorträger 2 zu den Ausgangswellen 15, 16 geführt werden kann.
  • Nachfolgend werden Details bezüglich der Betätigungseinrichtung 20 anhand der 2 erläutert, in der der rechte obere Abschnitt der Drehmomentverteileinrichtung 1 der 1 vergrößert dargestellt ist. Die in diesem Zusammenhang erläuterten Aspekte gelten gleichermaßen für die spiegelbildlich aufgebaute Betätigungseinrichtung 19 respektive Kupplungseinrichtung 5.
  • Die Kupplungseinrichtung 6 respektive Betätigungseinrichtung 20 umfasst einen Primärkolben 21 und einen Sekundärkolben 22. An dem Rotorträger 2 ist ein ortsfestes Halteelement 23 vorgesehen, an dem die Kolben 21, 22 axial verschiebbar angeordnet sind. Der Primärkolben 21 liegt mit seinem radial gesehen äußeren Ende an dem Außenlamellenpaket 8 an respektive ist diesem zugewandt, so dass das Außenlamellenpaket 8 mittels des Primärkolbens 21 axial gegen das Innenlamellenpaket 10 gedrückt werden kann, um die Lamellenpakete 8, 10 in Reibkontakt bzw. Reibschluss zu bringen. Der Primärkolben 21 weist radial innen gesehen einen ringnutartigen Abschnitt auf, in dem zur Realisierung einer möglichst platzsparenden Ausführung der Drehmomentverteileinrichtung 1 weitere Komponenten der Betätigungseinrichtung 20 respektive Kupplungseinrichtung 6, auf die später noch näher eingegangen wird, aufgenommen sind.
  • Eine Wand respektive ein Abschnitt des Primärkolbens 21 begrenzt eine Primärdruckkammer 24. In die Primärdruckkammer 24 ist ein Druckmedium wie ein Hydrauliköl einbringbar und mit Druck beaufschlagbar, so dass bei einer Druckbeaufschlagung des Druckmediums die soeben beschriebene Axialverschiebung und damit die Druckwirkung des Primärkolbens 21 auf die Lamellenpakete 8, 10 bewirkt wird.
  • Der Sekundärkolben 22 begrenzt eine Sekundärdruckkammer 25, in der ebenfalls ein Druckmedium wie das Hydrauliköl einbringbar und mit Druck beaufschlagbar ist. Die Sekundärdruckkammer 25 dient bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu, ein Lüftungsspiel zügig zu überbrücken, was weiter unten noch genauer erläutert wird.
  • Zum Abdichten der Primärdruckkammer 24 und der Sekundärdruckkammer 25 bezüglich der Axialbewegung des Primärkolbens 21 und des Sekundärkolbens 22 entlang des Halteelements 23 gleiten die Kolben 21, 22 jeweils auf einem an dem Halteelement 23 angeordneten Dichtelement 40, der jeweils als ein Dichtring ausgebildet ist.
  • Bei der Drehmomentverteileinrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Primärdruckkammer 24 und die Sekundärdruckkammer 25 über separate Zuführleitungen 26, 27 und unabhängig voneinander mit jeweils einem Druckmedium versorgbar sind. Dies bewirkt, dass die Kolben 24, 25 unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagbar und damit sowohl beim Schließen der Kupplung als auch beim Öffnen der Kupplung separat ansteuerbar sind, so dass, allgemein gesprochen, zusätzliche Betriebs- und Ansteuersituationen sowie ein möglichst schnelles Schaltverhalten der Drehmomentverteileinrichtung 1 realisiert werden können.
  • Nachfolgend werden Details bezüglich der unabhängigen Druckbeaufschlagbarkeit der Druckkammer 24, 25 anhand den 3 und 4 erläutert. So ist die Primärdruckkammer 24 mittels einer Primärzuführleitung 26 und die Sekundärdruckkammer 25 mittels einer Sekundärzuführleitung 27 mit dem jeweiligen Druckmedium versorgbar. Bei der der in 3 dargestellten Situation ist eine gemeinsame Druckmediumfördereinrichtung 28 in einer gemeinsamen Zuführleitung 29 vorgesehen, die sich in die separaten Zuführleitungen 26, 27 verzweigt. Im Bereich der separaten Zuführleitungen 26, 27 ist jeweils eine Ventileinrichtung 30 zum separaten Öffnen und Schließen der jeweiligen Zuführleitung 26, 27 vorgesehen. Die Ventileinrichtungen 30 sind stufenlos öffenbar und schließbar und zu diesem Zweck mittels einer nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung ansteuerbar.
  • Bei der der in 4 dargestellten Situation sind zwei separate Druckmediumfördereinrichtungen 28 vorgesehen, die in jeweils einer der Zuführleitungen 26, 27 vorgesehen. Die Zuführleitungen 26, 27 sind hierbei fluidisch unabhängig voneinander, also nicht mittels der gemeinsamen Zuführleitung 29 miteinander gekoppelt.
  • In beiden Fällen können die Druckkammern 24, 25 unabhängig voneinander mit dem Druckmedium versorgt werden. Die Druckmediumfördereinrichtung 28 ist in Form einer Hydraulikeinrichtung mit einem entsprechenden Hydraulikkolben vorgesehen, wobei nähere Details diesbezüglich dem Fachmann bekannt sind und mithin vorliegend nicht näher erläutert werden. Die Druckmediumfördereinrichtung 28 kann auch eine Pumpe sein oder umfassen.
  • Nachfolgend werden weitere Details bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Drehmomentverteileinrichtung 1 anhand der 1 und 2 erläutert. So ist das Füllvolumen der Primärdruckkammer 24 ersichtlich größer als das Füllvolumen der Sekundärdruckkammer 25. Ferner ist eine die Primärdruckkammer 24 begrenzende Primärkolbendruckfläche des Primärkolbens 21 größer ist als eine die Sekundärdruckkammer 25 begrenzende Sekundärkolbendruckfläche des Sekundärkolbens 22. Das Füllvolumen bezieht sich hierbei auf das jeweilige ein Maximalfüllvolumen, das vorliegt, wenn, bezogen auf die 2, der Primärkolben 21 und der Sekundärkolben 22 jeweils in der linken Anschlagstellung sind. Durch diese unterschiedlichen Ausgestaltungen der Druckkammern 24, 25 wird es ermöglicht, dass eine Überführung des Sekundärkolbens 22 von der rechten Anschlagstellung in die linke Anschlagstellung aufgrund des Umstands, dass hierzu weniger Druckmedium in die Sekundärdruckkammer 25 eingebracht werden muss, schneller erfolgen kann als bei der Primärdruckkammer 21, was zur bereits erwähnten schnellen Überbrückung des Lüftungsspiels besonders vorteilhaft ist.
  • Der Primärkolben 21 und der Sekundärkolben 22 sind über ein erstes Federelement 31 miteinander gekoppelt, das vorliegend ein Faltenbalg ist. Der Sekundärkolben 22 und das erste Federelement 31 sind hierbei ein einstückiges Bauteil. Das einstückige Bauteil ist exemplarisch ein einstückiges Metallblechteil, das sowohl das erste Federelement 31 als auch den Sekundärkolben 22 ausbildet. Der Faltenbalg begrenzt die Primärdruckkammer 24 in Radialrichtung nach außen. Der Faltenbalg ist entsprechend fluiddicht ausgebildet und mittels einer fluiddichten Verbindung an den Primärkolben 21 befestigt. Der Faltenbalg 27 ist an dem Primärkolben 21 befestigt, so dass der Primärkolben 21 bei einer Bewegung des Sekundärkolbens 22 in eine Richtung weg vom Primärkolben 21 diesen vom Lamellenpaket mit wegbewegen kann. Das erste Federelement 31 kann alternativ auch eine Schrauben- oder Tellerfeder sein.
  • Bei der Kupplungseinrichtung 1 ist ferner ein zweites Federelement 32 vorgesehen, das sich einerseits an einem ortsfesten Abschnitt, nämlich einem Stützflansch 33, auf den nachfolgend noch eingegangen wird, und andererseits an dem Sekundärkolben 22 abstützt. Das zweites Federelement 32 ist vorliegend eine Schraubenfeder, die sich um die Rotationsachse 4 erstreckt. Das zweite Federelement 32 kann alternativ auch eine Tellerfeder sein.
  • Der Sekundärkolben 22 umfasst einen radialen, scheibenartigen Sekundärkolbenabschnitt 34 und einen sich hieran anschließenden axialen, zylinderartigen Sekundärkolbenabschnitt 35, wobei das erste Federelement 31 respektive der Faltenbalg eine Komponente des axialen Sekundärkolbenabschnitts 35 ist. Im Querschnitt betrachtet ist der Sekundärkolben 22 aufgrund der Abschnitte 34, 35 L-förmig ausgebildet. Der Faltenbalg ist am dem radialen Sekundärkolbenabschnitt 34 gegenüberliegenden Ende des axialen Sekundärkolbenabschnitts 35 angeordnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste Federelement 31 respektive der Faltenbalg den axialen Sekundärkolbenabschnitt 35 ausbildet.
  • Das Halteelement 23 weist den bereits erwähnten und sich in Radialrichtung erstreckenden Stützflansch 33 auf, der sich zwischen dem Primärkolben 21 und dem Sekundärkolben 22 erstreckt. Der Stützflansch 30 wird hierbei von dem zylindrischen axialen Sekundärkolbenabschnitt 35 umgriffen, so dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt 35 auf dem radialen Ende des Stützflansches 33 entlanggleitet. Am radialen Ende des Stützflansches 33 ist zur fluiddichten Abdichtung der Primärdruckkammer 24 zum Sekundärkolben 22 bzw. zum Sekundärkolbenabschnitt 35 ein Stützflanschdichtelement 36, vorliegend ein auf dem Stützflansch aufgezogener Dichtring aus einem Elastomer, angeordnet.
  • Die Sekundärdruckkammer 25 ist von einem bezüglich der axial verschiebbaren Kolben 21, 22 ortsfesten und an dem Halteelement 23 befestigten Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37, der im Querschnitt L-förmig ist, begrenzt. Der radiale Sekundärkolbenabschnitt 34 weist eine axial offene und die Sekundärdruckkammer 25 begrenzende Ringnut 38 auf, in die der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 axial eingreift. Bei der Axialverschiebung des Sekundärkolbens 22 gleitet der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 auf einer Oberfläche der Ringnut 38 entlang. Zur Abdichtung der Sekundärdruckkammer 25 ist ein Begrenzungsflanschdichtelement 39 vorgesehen, das am Sekundärkolben in der Ringnut 38 anliegt. Das Begrenzungsflanschdichtelement 39 ist ebenfalls ein Dichtring aus einem Elastomer.
  • Der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 weist, wie insbesondere aus der 2 ersichtlich wird, einen Radialabschnitt auf, in dem er sich scheibenartig von dem Halteelement 23 in Radialrichtung weg erstreckt. An den Radialabschnitt schließt sich ein zylindrischer Axialabschnitt an, mit dem der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 in die ebenfalls radial nach außen zylinderartige begrenzte Ringnut 38 eingreift. Die Sekundärdruckkammer 25 ist bezüglich eines axialen Endes von der Ringnut 38 des Sekundärkolbens 22 und an dem anderen axialen Ende von dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 begrenzt. Bezüglich der Radialrichtung ist die Sekundärdruckkammer 25 sowohl durch einen axialen Wandabschnitt der Ringnut 38 als auch durch den Axialabschnitt des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 37 begrenzt.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der in 1 und 2 dargestellten Drehmomentverteileinrichtung 1 erläutert. Das Verfahren betrifft die Überführung der Lamellenkupplung beziehungsweise Kupplungseinrichtung 5, 6 von der Lüftungsstellung, in der die Lamellenpakete 7 und 9 bzw. 8 und 10 nicht in Reibschluss stehen, in eine Sensierungsstellung, in der die Lamellenpakete 7 und 9 bzw. 8 und 10 in Reibschluss stehen. Die einzelnen Verfahrensschritte werden anhand der 5 bis 8, die jeweils der 2 entsprechen, erläutert.
  • In 5 ist die sich in der Lüftungsstellung befindende Drehmomentverteileinrichtung 1 gezeigt. Der Primärkolben 21 drückt hierbei nicht auf die Lamellenpakete 8, 10, so dass die Lamellenkupplung respektive die Kupplungseinrichtung 6 nicht in Reibschluss steht. Hierbei sind beide Druckkammer 24, 25 nicht mit Druck beaufschlagt, was durch die gepunktete Fläche angedeutet ist. Das zweite Federelement 32 drückt hierbei den Sekundärkolben 22 von dem Stützflansch 33 weg, so dass auch der Primärkolben 21 mittels des Sekundärkolbens 22 von den Lamellenpaketen 8, 10 weggezogen wird. Beide Kolben 21, 22 stehen hierbei in einer, bezogen auf die 5, rechten Anschlagstellung.
  • In 6 ist die Drehmomentverteileinrichtung 1 dargestellt, sofern ein die Überführung der Kupplungseinrichtung 6 in die Sensierungsstellung anzeigendes Steuersignal vorliegt. Hierbei erfolgt zunächst eine Erhöhung des Drucks in der Sekundärdruckkammer 22, was durch die gestrichelte Fläche angedeutet ist. Die Druckbeaufschlagung des Druckmediums in der Sekundärdruckkammer 23 bewirkt, dass der Sekundärkolben 22 bis zu einer Anschlagstellung (s. 7), in der er an den Stützflansch 33 anschlägt, nach links verschoben wird. Der Primärkolben 21 wird hierbei, über das erste Federelement 31 ebenfalls nach links in die Richtung der Lamellenpakete 8, 10 und in Anlage daran verschoben, so dass das Lüftungsspiel sehr schnell überwunden wird.
  • Sobald der Sekundärkolben 22 die in der 7 gezeigte Anschlagstellung bezüglich des Stützflansches 33 erreicht hat oder bereits zeitgleich zur Druckbeaufschlagung der Sekundärdruckkammer 25 wird auch die Primärdruckkammer 24 mit Druck beaufschlagt, um den Primärkolben gegen das Lamellenpaket zu drücken und dieses zusammenzudrücken und in Reibung bzw. maximal in Reibschluss zu bringen, bis ein gewünschter Enddruck in der Primärdruckkammer 24 vorliegt. Die 7 zeigt die Situation, in der der endgültige Druck in der Primärdruckkammer 24 noch nicht erreicht ist, was durch die gestrichpunktete Fläche angedeutet wird. Die Druckerhöhung in der in 7 dargestellten Situation in der Primärdruckkammer 24 bewirkt, dass der Primärkolben noch weiter gegen das Lamellenpaket 8, 10 nach links bewegt wird, wobei sich das mit dem Primärkolben verbundene erste Federelement 31 entgegen seiner elastischen Rückstellkraft ausdehnt, also gespannt wird.
  • In 8 ist die Drehmomentverteileinrichtung 1 dargestellt, sofern die Überführung der Kupplungseinrichtung 6 in die Sensierungsstellung abgeschlossen ist. Der Druck in der Primärdruckkammer 24 hat den gewünschten Enddruck erreicht (s. gestrichelte Fläche in der Primärdruckkammer 24), der zur reibungsbedingten Momentübertragung zwischen den Lamellenpaketen 8,10 erforderlich ist. Die Druckbeaufschlagung in der Primärdruckkammer 24 bewirkt, dass das erste elastische Federelement 31, also der Faltenbalg, das die Primärdruckkammer 24 nach außen begrenzt, entgegen einer elastischen Rückstellkraft gedehnt wird.
  • Nachfolgend wird die Überführung der Lamellenkupplung von dem Sensierzustand in den Lüftungszustand beschrieben. Ausgehend von in der in 8 dargestellten Situation bewirkt ein die entsprechende Überführung anzeigendes Steuersignal, dass die Primärdruckkammer 24 bezüglich des Drucks entlastet wird. Das gespannte erste elastische Federelement 31 bewirkt, dass der Primärkolben 21 unmittelbar bei dieser Druckentlastung infolge der Entspannung des ersten Federelements 31 nach rechts respektive von den Lamellenpaketen 8, 10 weggezogen wird, so dass bei Vorliegen dieses Signals der Reibschluss der Lamellenkupplung quasi ohne Zeitverzögerung aufgehoben wird. Da auch in der Sekundärdruckkammer 25 keine Druckbeaufschlagung vorliegt, wird der Sekundärkolben 22 mittels des zweiten Federelements 32 nach rechts bewegt. Beide Federelemente 31, 32 bewirken mithin eine verzögerungsfreie Schaltung der Drehmomentverteileinrichtung 1 von der Sensierungsstellung in die Lüftungsstellung.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Drehmomentverteileinrichtung
    2
    Rotorträger
    3
    Welle
    4
    Rotationsachse
    5, 6
    Kupplungseinrichtungen
    7, 8
    Außenlamellenpakete
    9, 10
    Innenlamellenpakete
    11, 12
    Innenlamellenträger
    13, 14
    Nabenflansch
    15, 16
    Ausgangswelle
    17, 18
    Axialverzahnung
    19, 20
    Betätigungseinrichtungen
    21
    Primärkolben
    22
    Sekundärkolben
    23
    Halteelement
    24
    Primärdruckkammer
    25
    Sekundärdruckkammer
    26
    Primärzuführleitung
    27
    Sekundärzuführleitung
    28
    Druckmediumfördereinrichtung
    29
    gemeinsame Zuführleitung
    30
    Ventileinrichtung
    31
    erstes Federelement
    32
    zweites Federelement
    33
    Stützflansch
    34
    radialer Sekundärkolbenabschnitt
    35
    axialer Sekundärkolbenabschnitt
    36
    Stützflanschdichtelement
    37
    Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch
    38
    Ringnut
    39
    Begrenzungsflanschdichtelement

Claims (10)

  1. Drehmomentverteileinrichtung umfassend einen Rotorträger (2), der mit einer das Drehmoment einleitenden Welle (3) gekoppelt oder koppelbar ist, und zwei separate und jeweils als eine Lamellenkupplung ausgeführte Kupplungseinrichtungen (5, 6), die separat über jeweils eine Betätigungseinrichtung (19, 20) betätigbar sind, wobei jede Kupplungseinrichtung (5, 6) jeweils ein an dem Rotorträger (2) axial verschiebbar angeordnetes Außenlamellenpaket (7, 8) und jeweils ein an einem separaten Innenlamellenträger (11, 12) axial verschiebbar angeordnetes und in das Außenlamellenpaket (7, 8) eingreifendes Innenlamellenpaket (9, 10), das mit den Außenlamellenpaket (7, 8) ein Lamellenpaket bildet, umfasst, wobei jeder Innenlamellenträger (11, 12) mit einer separaten Ausgangswelle (15, 16) gekoppelt oder koppelbar ist, wobei jede Betätigungseinrichtung (19, 20) einen Primärkolben (21), einen Sekundärkolben (22) und ein bezüglich des Rotorträgers (2) ortsfestes Halteelement (23) umfasst, an dem der Primärkolben (21) und der Sekundärkolben (22) jeweils axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Primärkolben (21) eine Primärdruckkammer (24) begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung eines in der Primärdruckkammer (24) angeordneten Druckmediums gegen das Außenlamellenpaket (7, 8) bewegbar ist, so dass dieses derart gegen das Innenlamellenpaket (9, 10) bewegt wird, dass ein Moment von der Welle (3) auf die Ausgangswelle (15, 16) und umgekehrt mittels einer durch die Druckkraft bewirkten Reibung zwischen dem Außenlamellenpaket (7, 8) und dem Innenlamellenpaket (9, 10) übertragbar ist, wobei der Sekundärkolben (22) eine Sekundärdruckkammer (25) begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung des oder eines in der Sekundärdruckkammer (25) befindlichen Druckmediums derart bewegbar ist, dass er den Primärkolben (21) gegen das Außenlamellenpaket (7, 8) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdruckkammer (24) und die Sekundärdruckkammer (25) über separate Zuführleitungen (26, 27) und unabhängig voneinander mit jeweils einem Druckmedium versorgbar und damit der Primärkolben (21) und der Sekundärkolben (22) unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagbar sind.
  2. Drehmomentverteileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdruckkammer (24) ein größeres Füllvolumen für das Druckmedium aufweist als die Sekundärdruckkammer (25) und/oder dass eine die Primärdruckkammer (24) begrenzende Primärkolbendruckkfläche des Primärkolbens (21) größer ist als eine die Sekundärdruckkammer (25) begrenzende Sekundärkolbendruckkfläche des Sekundärkolbens (22).
  3. Drehmomentverteileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Druckmediumfördereinrichtung (28) zur Zuführung des Druckmediums in die Druckkammern (24, 25) und zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums vorgesehen ist, - wobei eine gemeinsame Druckmediumfördereinrichtung (28) in einer gemeinsamen Zuführleitung (29) vorgesehen ist, wobei die die separaten Zuführleitungen (26, 27) von der gemeinsamen Zuführleitung (29) abzweigen, wobei im Bereich der separaten Zuführleitungen (26, 27) jeweils eine Ventileinrichtung (30) zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Zuführleitung (26, 27) vorgesehen ist, oder - wobei eine separate Druckmediumfördereinrichtung (28) in jeweils einer der separaten Zuführleitungen (26, 27), die fluidisch unabhängig voneinander sind, vorgesehen ist.
  4. Drehmomentverteileinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (21) und der Sekundärkolben (22) über ein erstes Federelement (31) miteinander verbunden sind und/oder dass ein zweites Federelement (32) vorgesehen ist, das sich einerseits an einem bezüglich der axial verschiebbaren Kolben (21, 22) ortsfesten Abschnitt und andererseits an dem Sekundärkolben (22) abstützt.
  5. Drehmomentverteileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (31) wenigstens eine Schraubenfeder oder eine Tellerfeder ist oder umfasst oder ein Faltenbalg ist und/oder dass das zweite Federelement (32) eine Schraubenfeder oder eine Tellerfeder ist oder umfasst.
  6. Drehmomentverteileinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkolben (22) einen radialen Sekundärkolbenabschnitt (34) und einen sich hieran anschließenden axialen Sekundärkolbenabschnitt (35) umfasst.
  7. Drehmomentverteileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (31), insbesondere der Faltenbalg, an dem dem radialen Sekundärkolbenabschnitt (34) gegenüberliegenden Ende des axialen Sekundärkolbenabschnitts (35) angeordnet ist oder den axialen Sekundärkolbenabschnitt (35) ausbildet.
  8. Drehmomentverteileinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt (35) einen sich zwischen dem Primärkolben (21) und dem Sekundärkolben (22) und sich vom Halteelement (23) aus erstreckenden Stützflansch (33), der die Primärdruckkammer (24) begrenzt, derart umgreift, dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt (35), insbesondere mit einem Stützflanschdichtelement (36) fluiddicht, auf dem radialen Ende des Stützflansches (33) entlanggleitet.
  9. Drehmomentverteileinrichtung einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärdruckkammer (25) von einem bezüglich des axial verschiebbaren Sekundärkolbens (22) ortsfesten und an dem Halteelement (23) befestigten Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch (37) begrenzt ist, wobei der radiale Sekundärkolbenabschnitt (34) eine axial offene und die Sekundärdruckkammer (25) begrenzende Ringnut (38) aufweist, wobei der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch (37) axial in die Ringnut (38) eingreift und bei der Axialverschiebung des Sekundärkolbens (22) mit einem Begrenzungsflanschdichtelement (39) fluiddicht auf einer Oberfläche der Ringnut (38) entlanggleitet.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentverteileinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Lamellenkupplungen dadurch von einer Lüftungsstellung, in der sie geöffnet ist, in eine Sensierungsstellung, in der sie geschlossen ist, überführt wird, dass vor oder zeitgleich zu einer Druckbeaufschlagung des in der Primärdruckkammer (24) angeordneten Druckmediums eine Druckbeaufschlagung des in der Sekundärdruckkammer (25) angeordneten Druckmediums erfolgt.
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