DE2022469A1

DE2022469A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE2022469A1
Application number: DE19702022469
Authority: DE
Inventors: Otto Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-05-12
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1970-11-19
Also published as: ES379310A1; GB1310240A; US3577803A; FR2047595A5; JPS544134B1; CH530882A; SE364670B; CA919552A

Description

Kupplung Die Erfidung betrifft eine Kupplung zwischen einem drehbaren Antrieb und einem drehbaren Abtrieb zur Drehmomentübertragung, Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem Einsatz einer derartigen Kupplung in einem Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge.
Bekanntlich ist es wünschenswert, daß zur Erzielung einer optimalen Antriebsleitung und eines optimalen Fahrverhaltens bei vierrädrigen und sechsrädrigen Fahrzeugen mit Allradentrieb das Verhältnis des auf die einzelnen Radpaare übertragungenen Anteils des Drehmomentes einstellbar ist und somit die jeweils für einen bestimmten Zweck günstigsten Bedingungen für das Fahrzeug eingestellt werden können. Gleichzeitig dient ein solches Verteilergetriebe dazu, dem Fahrer des Fahrzeuges die Möglichkeit zu geben, das Drehmoment auf die Achsenzu übertragen, auf denen es gerade benötigt wird. Es ist auch wünschenswert, daß das Antriebssystem eine unerwünschte Belastung der Antriebswelle ausgleichen kann, die sich zwischen den vetrieben an der Vorder- und Hinterachse einstellen kann.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung vorzuschlagen, die insbesondere bei Einbau in ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge geeignet ist, in einfacher und zweckmäßiger Weise den vorstehenden Forderungen gerecht zu werden. Die Kupplung gemäß der Erfidnung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie hinsichtlich des Verhältnisses zwischen Antriebs- und Abtriebsdrehmoment variabel ist und eine Steuervorrichtung Zur Einstellung dieses Verrältnisses aufweist, Wenn eine derartige Kupplung in einen Verteilergetriebe erwendet wird, dann liegt eine Einrichtung vor, mit uhren Hilfe das von dem Notor gelieferte Drehmoment in einem bestimmten -einstellbaren Verhältnis auf die oder und Hinterachsen eines Fahrzeugs übertragen werden kann. beispielsweise ist es, falls erwünscht, möglich, ein Drittel des Drehmomentes auf die Vorderachse zu übertragen und zwei Drittel des Drehmomentes auf ein hinten am Fahrzeug angeordnetes Achsenpaar. Dies kann ganz einfach erreicht werden1 indem eine geeignete Einstellung der Steuervorrichtung für die Kupplung bzw. das Verteilergetriebe erfolgt. Wenn es wünschenswert ist, das maximale Drehmomet auf die Vorderachse zu übertragen, was unter beti==ten Bedigungen, beispielsweise dann, wenn die Hinter räder durchdrehen, eintreten kann, dann kann diese Einstellung einfach --durch Betätigung einer Fernsteuervorrichtung erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungform der vorliegenden Erfindung ist das Verteilergetriebe mit der erfidnungsgemäßen Kupplung in einem festen Gehäuse untergebracht, in den er erstes rotierendes Element drehbar gelagert ist, welches von einem rotierenden Antriebselement angetrieben wird, das seinerseits durch die Itaschinc angetrieben ist und in das Gehäuse hineinragt. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform ein zweites, rotierendes Element innerhalb des Gehäuses vorgesehen, das dem ersten rotierenden Element benachbart ist, und mit diesen: zweiten rotierenden Element ist eine abgehende Welle verbunden, die durch das Gehäuse hindurch zu der Vorderachse führt. Eine zweite abgehende Welle ist mit dem Antriebselement bzw. mit der dieses Antriebslement tragenden Welle verbunden und dient der Zuführung des Drehmoments zu der Hinterachse. Es sind ferner hydraulische Einrichtungen vorgesehen, die ds Kopplung der beiden rotierenden Elemente dienen und aje unter vorgebbaren Druckbedigungen ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem über die erste abgehende Welle abgegebenen Drehmoment und detn über die zweite atgehende Welle abgegebenen Drehmoment gewährleisten. Ferner sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Einstellvorrichtungen vorgesehen, die einer Blockierung des hydraulischen Kreislaufes dienen, und zwar in einer Stellung: in der eine direkte schlupffreie Ubertragung zwischen der Antriebswelle und den beiden abgehenden Wellen stattfindet. Mittels dieser FernsteuerunOsvorrichtung kann das von dem Motor gelieferte Drehmoment direkt auf die Vorderachse übertragungen werden, wenn die Hinterachse durchdreht.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Kupplung mit besonderem Vorteil ifl einem Verteilllllergetiebe eingesetzt werden kann, das bei Vier- oder sechsrädrigen Fahrseuget. mit Aliradantrieb eingesetzt werden soll. Es versteht sich jedoch, daß der Einsatz der erfidnungsgemäßen Kupplung nicht auf diesen speziellen Anwendungszweck begrenzt ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie?s 2her erläutert. Es zeilen: Fig. 1 eine sohematische Draufsicht auf die Antriebseinr.chtungen eines vierrädrigen Fahrzeug mit Allradantrieb und einem erfindungsgemäßen Verteilergetriebe; Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrzeug in Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Antriebsvorr.chtungen eines sechsrädrigen Fahrzeugs mit Aliradantrieb und einem erfindungsgemäßen Verteilergetriebe; Fig. 4 eine Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß Fig. 3; Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch ein Verteilergetriebe gemaß der Erfindung; Fig. 6 Ansichten von bzw. Schnitte durch Linzelteile bis 13 und Funktionsgruppen des in Fig. 5 dargestellten Verteilergetriebes, wobei die in den Fig. 5, 6 und 12 eingezeichneten Schnittlinien 6-6, 7-7, 8-8, 9-9 und 11-11 eweils anzeigen, von welcher Ebene aus die erfindungsgemäße Anordnung in den entsprechenden Fig. 6, 7, 8, 9 und 11 betrachtet wird.
Anhand der Fig. 1 und 2 soll nunmehr ein Fahrzeug beschrieben werden, bei detn ein erfidnungsgemäßes Verteilergetriebe eingesetzt werden kann. Das Fahrzeug ist nur teilweise dargestellt, so daß des Antriebssystem deutlicher in Erscheinung tritt. Das Fahrzeug 10 besitzt einen üblichen Rahmen 12, der in geeigneter Weise von der Vorderachsanordnung 14 und der Hinterachsanordnung 16 getragen wird. Das dargestellte Fahrzeug 10 ist vierrädrig mit Allradantrieb, d.h. sowohl die Vorderräder 18 als auch die Hinterräder 20 sind angetrieben Um einen positiven Antrieb beider Vorderräder 9 zu gewä'nrleisten, kann ein Differentialgetriebe 22 wie es beispielsweise in den US-Patenten 3 198 035; 3 230 795; 3 393 582 oder 3 393 585 beschrieben ist, benutzt werden. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfidnung nicht auf die Benutzung von Sperrdifferentialgetrieben dieses Typs beschränkt ist und daß auch jedes andere übliche Sperrdifferential verwendet kann.
Das Fahrzeug 10 ist in üblicher Weise mit einer Verbrennungsmaschine 24 und einem Getriebe 26 ausgestattet. Neben dem Getriebe 26 ist ein Verteilergetriebe 28 zur Aufteilung des Drehmoments vorgesehen, welches mindestens ein Zahnrad enthält, das in Eingriff mit einem Zahnrad des getriebes 26 tet -und von dies angetrieben wird. Diese Anordnung scll nachstehend näher beschrieben werden, wenn das Verteilergetriebe 28 im einzelnen erläutert wird Vom vorderen Ende des Verteilergetriebes- 2; geht eine rotierende Welle 30 ab, die ber die Antriebswell 32 =it de= Differentialgetriebe 22 verbunden ist. Ferner ist eine zweite Antriebswelle vorgesehen, die gleichfalls zenit dem Getriebe 26 verbunden ist und von diesem angetrieben wird. 4 Der diese zweite Antriebswelle 34 wird das Sperrdifferentialgetriebe 36 angetrieben, das einen Teil der Hinterachsanordnung 16 bildet.
Das Differentialgetriebe 26 kann im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut sein wie das Differentialgetriebe 22.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, da3 alle vier Räder 18, 20 von der Verbrennungsmaschine 24 angetrieben werden und daß due Vorder- bzw. die Hinterachsanordnung 14 bzw. 16 jeweils mit Sperrdifferentialgetrieben 22 bzw. 36 ausgestattet sind, so daß für den Fall, daZ bei einen der Räder 18, 20 die Kraftschlaußgrenze überschritten wird, die restlichen. Räder weiterhin im wesentlichen die gesamte Antriebenergie zugeführt erhalten, um das Fahrzeug weiterzubewegen.
Die Verwendung des erfidungsgemäßen Vertielergetriebes 28 ist nicht auf das speziell in den Fig. 1 und 2 dargestellte Fahrzeug beschränkt, sondern kann auch in anderen Anordnungen erfolgen, wie beispielsweise bei sechsrädrigen Fahrzeugen, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, die nunmehr näher betrachtet werden sollen.
Wie diese Figuren zeigen, besitzt das dort dargestellte Motorfahrzeug 38 einen üblichen Rahmen 40, der in geeigneter eise von der Vorderachsanordnung 42 und der hinten liegenden voppelachsanordnung 44 getragen wird. Das gezeigte Fahrzeug 38 besitzt Sechsradantrieb. Dies bedeutet, daß sowohl die Vorderräder 46 angetriebene Räder sind als auch das erste Radpaar 48 und das zweite Radpaar 50 der hinten liegenden Doppelac'rsanordnung 44. Um sicherzustellen, daß die Radpaare 46, 48 und 50 positiv angetrieben werden, können Sperrdifferentialgetriebe verwendet werden, wie sie unter den Bezugszeichen 22und 36 für das Fahrzeug 10 erläutert wurden.
Das Fahrzcug 38 ist ferner in üblicher Weise mit einem Verbrennungsmotor 52 und einem Getriebe 54 ausgestattet, Neben dem Getriebe 54 liegt ein erfindungsgemäßes Verteiergetriebe, das von dem Getriebe 54 mittels Zahnrädern angetrieben wird, wie nachstehend erläutert werden soll.
Mit der Welle 58 ist eine Antriebswelle 60 verbunden, die ihrerseit das Differentialgetriebe 62 antreibt, das ebenso wie das Differentialgertiebe 22, das bei dem in den Fig.. 1 und 2 iargestellten Ausf«hrungsteispiel gezeigt -wurde, ausgebildet sein kann, Außerdem ist mit dem Getriebe 54 eine Antrieos.:elle 64 verbunden, die der Zuführung der Energie zu der Doppelachsanordnung 44 dient. Es können verschiedene Anordnungen verwendet werden, um die Energie der vorderen Achse 66 und er hinteren Achse der Doppelachsanordnung 44 zuzuführen, 3ei der bevorzugten, in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsforni führt die Antriebswelle 64 zu einem Verteilergetriebe 7C, -bei dem erfidnungsgemäß der Betrag der au den einzelnen atgehenden Wellen zur Verfügung gestellten Leistung variiert werden kann und das gegenüber dem Verteilergetriebe 56 in einer um 180° gedrehten Stellung eingebaut ist. Eine Ausgangswelle 72 des Verteilergetriebes 70 wird dann als Antriebsorgan mit dem Spcrrdifferentia-l 74 verbunden, das eiren Teil der hinteren Achse 68 bildet, Die vordere Achse 66 der Doppelachsanordnung enthält ebenfalls ein Sperrdifferential 76, über welches eine abgehende Welle des Verteilergetriebes 70 Energie an das erste Radpaar 48 liefert Aue uer vorstehenden Beschreibung wird deutlich, caS alle sechs Räder 46, 48 und 50 von dem Motor 52 angetrieben werden und daß die Achsanordnungen 42,66 und 68 mit Sperrdifferentialgetrieben 62, 76 und 74 ausgerüstet sind, so daß für den Fall, daß eines der Räder 46, 48 oder 50 die Bodenhäftung verliert, sichergestellt ist, daß die verbleibenden Räder im wesentlichen die volle Antriebsleitung enhalten, um das Fahrzeug weiterzubewegen.
Wie bereits vorstehend angedeutet, befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten Antriebssystem für Fahrzeuge, bei dem ein Verteilergetriebe für die variable Verteilung des Drehmomentes vorgesehen ist, dan von dem Motor auf die einzelnen Achseinheiten übertragen wird. Wenn beispeilsweise ein Vierradantrieb benutzt wird, dann wird das Verteilergetriebe 2aso ausgebildet und angeordnet, daß jedes gewünschte Verteilungsverhältnis für das Drehmoment, das von dem Motor 25 geliefert wird, auf die Vorder- und Hinterachsanordnungen über tragen werden kann. Entsprechend wird bei te: Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 3 und 4 dargestellt it, das Verteilergetriebe 56 benutzt, um das von der maschine 52 geliefert Drehmoment in dem gewünschten Verhältnis auf die Vorderachseinehit 42 und die Doppelasanordnung 44 zu übertragen In gleicher Weise kann das Verteilergetriebe 70 benutzt werden, u das ihm über die Antriebswelle 64 zugefurrte Drehmoment in einen gewünschten Verhältnis auf die vordere Achse und auf die hintere Achse der Doppelachsanordnung aufzuteilen Wie nachstehend noch beschrieben werden scll, sls die Verteilergetriebe so konstruiert und angeordnet, daß der Fahrer des Fahrzeugs nach seinem Relieben das Verteilergetriebe in einen zweite Betriebsstellung bringen kann, in der das Drehmoment nicht entsprechend den vorgewählten Verhältnissen, sondern'statt dessen im wesentlicher. direkt übertragen wird.
Nachstehend soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 13 eine bevorzugte Ausführungsform eines Verteilergetriebes 28 in den Einzelheiten erläutert werden, Das Verteilergetriebe 28 besitzt ein feststehendes gehäuse 78 mit einm erstten Gehäuseteil 80 und einem zweiten Gehäuseteil 82, die in geeigneter Weise, wie z.B. mittels einer Anzahl von Bolzen 84, miteinander verbunden sind. Innerhalb des gehäuses 78 ist ein erstes rotierendes Element 90 in Lagern 86 und 88 gelagert, das aus eier Anzahl von Teilstücken 92, 94, 96 und 98 zusammengesetzt ist. Das erste Teilstück 92 und das zweite Teilstück 94 sind miteinander durch eine Anzahl von Bolzen 100 verbunden, wie dies Fig. 8 zeigt. Das dritte und vierte TeilstUck 96 und 98 kann in seiner Tage gegenüber dem jewe-ns anderen mittels eines Preßsitzes oder in anderer Weise festegelegt sein. Mit dem ersten rotierenden Element 90 ist ein Zahnkmanz 102 verkeilt, 30 daß er sich gleichzeitig mit diesem dreht.
Der zahnkranz besitzt an seinem äußeren Umfang Zähne 104. Diese greifen in die Zähen eines sich drehenden Eingangszahnrades 106 ein, welches durch eine Öffnung 108 in das Gehäuse 78 hineinragt. hus der Zeichnung wird deutlich daß der Zahnkranz 102 weggelassen werden kann und die Zähne 104 direkt an dem ersten rotierenden Element 90 angeformt werden können. zs ijedoch wünschenswert, eine zweiteilige Konstruktion der dergestellten und beschriebenen Art zu haben, so daß es möglich iat, das Verteilergetriebe 28 für einen verhältnismäßig breiten Bereich von Anwendungen zu benutzen, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen dem.Eingangszahnrad 106 und dem ersten rotierenden Element 90 einfach durch geeignete Wahl des Zahnkranzes 102 und des Eingangszahnrades 106 bestimmt werden kann.
Gleichfalls in dem Gehäuse 78 ist ein zweites rotierendes ;Element 112 vorgesehen,; -Welches eine erste ro-tierend;e abgehende Welle 30 antreibt. Diese ist, wie bereits vorstehend ausgeführt, dazu bestimmt, der Vorderachse der Fahrzeugs die Antriebsenergie zuzuführen. Wie man-am. besten aus den Fig 5 und.
9 erkennt, ist das zweite rotierende Element 112 koaxial innerhalb des ersten rotierenden Elementes 90 angeordnet und besitzt äußere Nockenflächen 114, die in radialer Richtung innerhalb eines komplementären Bereichs des zweiten Teilstücks 94 des ersten rotierenden Elements angeordnet sind. In diese3 zweite Teilstück ist eine Anzahl von Druckkammern 116 vorgesehen, de-.
ren Zweck nachstehend erläutert werden soll.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, as das Gehäuse 78 ein erstet rotierendes Element 90 enthält, das innerhalb des Gehäuses gelagert ist und mit dem angetriebenen Ein- -gangszahnrad 106 in Eingriff steht, das einen Teil des Getriebes 28 bildet. Außerdem enthält das Gehäuse ein n zweites rctierendes Element 112, das mit der abgehenden Welle 30 verbunden ist und deren Antrieb dient. Die abgehende Welle 30 führt ihrerseits an die yorderachseinheit 14. Wie man am besten aus den Fig. .1 und 2 entnimmt, ist=eine zweite abgebende Welle 118 vorhanden, die längs der Achse .120 läuft und sich gemeinsam mit dem Eingangszahnrad 106 dreht. Auf diese Weise erfolgt e.n direkter Antrieb der abgehenden Welle 118 durch den Iiotcr 24 und außerdem wird das erste rotierende Element 90 er das Eingangszahnrad 106 angetrieben. Durch das Element 90 wird ferner das zweite rotierende Element 112 angetrieben, welches auf der abgehenden Welle 30 befestigt ist. Dieser Antrieb erfolgt mit Hilfe hydraulischer Einrichtungen 122, die geeignet sind, die Elemente 90 und 112 zusammenzukuppeln und die im Betrieb unter vorgegebenem hydraulischem Druck einen bestimmten Anteil des über das Eingangszahnrad 106 angelieferten Drehmoments auf die erste abgebende. Welle 30 übertragen, während der Rest des momentes durch das Eingangszahnrad 106 auf die zweite abgehende Welle 118 übertragen wird. Die hydraulischen Einrichtungen 122 sollen nachstehend beschrieben werden.
Zu den hydrauliechen Einrichtungen 122 gehören die drei gleichmäßig über den Umfang verteilten, jeweils eine steigende und eine fallende Flanke aufweisenden Nockenflächen 11 des zweiten rotierenden Elementes 112, die Druckkammern 116, die federbelasteten Kolben 124, von denen sich jeweils einer in einer er Druckkammern 116 befindet, sowie eine Anzahl von Känalen für die hydraulische Flüssigkeit innerhalb und zwischen den beiden rotierenden Elementen 90 und 112 sowie eie Reihe von Ventilen, die den einzelnen Kanälen zugeordnet sind. Wie man am besten der Fig. 9 entnimmt, sind die Druckkammern 116 in drei Gruppen unterzeilt. Die erste Gruppe umfaßt die Druckkammern 126, die zweite Gruppe umfaßt die Druckkammern 128 und die dritte Gruppe umfaßt die Druokkammern 130. In-entsprecr.eracer Weise sind auch die Kolben 124 in drei Gruppen aufgeteilt, und zwar in eine erste Gruppe 132, eine zweite Gruppe 134 und eine dritte Gruppe 136. Die in radlaler Richtung innen liegenden Enden der Kolben 132, 134 und 136 sind so ausgestaltet, daß ein maximaler Kontakt zwischen ihnen und den ?Tockenflächen 114 gewährleistet ist, wenn sie auf den Nockenflächen entlanggleiten. Diese Kolben besitzen ein hohles Inneres, in de Schraubenfedern 138 angeodnet sind, die dem Kolben eine Vorspannung in Richtung auf die Nockenfläche verleiien, so daß diese bei Drehung des ersten rotierenden Elementes gegenüber dem zweiten rotieenden Element t12 hin- und hergehende Bewegungen ausführen.
Das Hin- und lwergehen der Kolben in radialer Richtung bei einer relativen Verdrehung der Elemente 90 und 112 gegen einander wirkt; sich innerhalb der Druckkammern wie eine PuDptätigkeit aus, deren Zweck noch zu beechreiben ist.
In ihrem normalen Betriebszustand ist das Verteilergetriebe 28 mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und die Druck kamera 116 sowie die Kanäle, die noch beschrieben werden sollen und die einen teil der hydraulischen Einrichtung 122 darstellan, sind ebenfalls vollständig mit der hydraulischen Flüssigkeit gefühlt. Unter diesen Umständen wird eine relative Drehbewegung zwischen dem erzen rotierenden Element 90 und dem zweiten rotierenden Element -112 auf den Umfang beschränkt, in dem die Kolben 124 die hydraulusche Flüssigkeit aus den Druckkemuern 116 verdrängen können. Um eine Verdrängung der Flüssigkeit in einem steuerbaren Umfang zu erreichen, sind geeignete Kanäle vorgesehen, die nachstehend beschrieben werden sollen.
Jeder Satz von Druckkammern 116 ist durch Kanäle derart verbunden, daß ein Druckausgleich zwischen den einzelnen Druck kammern dieses Satzes stattfinden kann. Die Gruppe 126 von Druckkammern steht beispielsweie über den Kanal 140 miteinander in Verbidnung, die Gruppe 128 von Druckammern sie über einen weiteren Kanal 142 miteinander in Verbindung und die dritte Gruppe von Druckkammern 130 steht über einen weiteren Kanal 144 miteinander 14 Verbidnung. Wie in Fig. 9 dargestellt, besitzt der Kanal 140 die For einer Ringnut, die in dem Teilstück 96 vorgesehen ist, in welchem ferner Durchlässe 146 vorgesehen sind, die sich von den Kanal 140 zu den Ka:tt=ern 126 crstrecken. In gleicher Weise sind Durchlässe 148 vorgesehen, die durch das Teilstück 96 hindurchführen und eir.e Verbindung zwischen dem kanal 142 und den Druckkammern 128 schaffen sowie Durchlässe 150, die eine Verbindung zwischen de= Kanal 144 und den Druckkammern 128 herstellen.
Damit die hydraulische tlüssigkeit die Druckkammern der einzelnen Sätze sowie den diesem Satz zugeordneten ringförmigen Kanal verlassen kann, ist eine hydraulische Abströmvorrichtung vorgesehen, die nunmehr anhand der ?ig. 7 und 10 kurz erläutert werden. soll. Wie diese Figuren zeigen, ist eine Ablaufbohrung 152 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Kanal 142 und dem Regulierventil 154 schafft. Dieses Regulierventil 154 lieg am Ende eines Kanals 156, der durch en kugelförmiges Sperrelement 158 des Ventiles 154 verschlossen wird. 'enn dieses Sperrelement unter dem Einfluß des hydraulischen Drucks öffnet, dann gelangt die Druckflüssigkeit aus dem Kanal 156 in einen Kanal 160, der in einer Kar-er 162 endet. Entsprechende Regulierventile 164 und 166 sind über vergleichbare Kanäle 168 und 170 mit den Kanälen 140 und 144 verbunden, wobei, wie Fig. 6 zeigt, die einzelnen Regulierventile und Kanäle längs des Umfangs an verschiendenen Stellen angeordnet sind. Alle drei Regulierventile 154, 164 und 166 stehen über entsprechende Känale 160 mit der Kammer 162 in Verbidnung. Auf Grund dieser Anordnung kann die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 124 eintreten, durch die ihrerseits wieder eine relative Drehung der Elemente 90 und 112 gegeneinander möglich wird. Wenn A-e Kolben hin- und hergeren, kann die Flüssigkeit aus jeder Druck kammer durch den zugeordneten radialen Durokla3 in einen der zugeordneten Kanäle 140, 142 bzw. 144 gelangen und von dort über das entsprechende Regulierventil 154, 164 bzw. 166 zu dem zugehörigen Kanal 160 und weiter zu der Kammer 162, Wie s;paTer beschrieben werden soll, ist der Umfang, in dem die hydraulische Flüssigkeit aus den drei Sätzen von Druckkammern herausgepre3t werden kann, durch die Betätigung eines Kugelventils 172 einstellbar.
Damit die erfidnungsgemäße Vorrichtung in Betrieb bleibt, ist es erforderlich, daß die hydraulische Flüssigkeit, die aus den Druckkammern herausgepreßt wird, wenn sich die Kolben in radialer Richtung nach außen bewegen, bei einem Saughub der Kolben, d.h. wenn diese sich nach innen bewegen, wieder ergänzt wird. Dies wird mit Hilfe eines Ansaugkreises erreicht, der nachstehend beschrieben werden soll.
Wie bereits vorher angedeutet, kann die hydraulische Flüssigkeit nur in dem Umfang aus den Druckkammern 116 abströmen, in dem ein entsprechendes Volumen hydraulischer Flüssigkeit aus der Kammer 162 über das Kugelventil 172 in eine weitere Kammer 174 übertreten kann. Die zuletzt genannte zweite Kammer 174 steht über Kanäle 176 und t78 mit dem Inneren des-eraten rotierenden Elements 90 in Verbindung (Fig. 5). Wie Fig. 8 zeigt, ist das Innere des ersten rotierenden Elementes 90 über einen Kanal 180 mit einem Paar von Ringkanälen 182 und 184 verbunden, die in dem Teilstück 94 vorgesehen sind. Die beiden Ringkanäle 182 und 184 sind durch einen Kanal 186 verbunden, der parallel zur-Achse des rotierenden Elementes 90. verläuft. Wie Fig. 5 zeigt, ist ein Regulierventil 188 so angeordnet, daß es eine Verbindung zwischen dem Ringkanal 182 und den Kanal 142 herstellt. Wenn also in dem Kanal 142 infolge der Bewegung der Kolben 134 während ihres Saughubes ein Druckabfall auftritt dann kann die Flüssigkeit von dem Ringkanal 182 über des Regulierventil 188 in die Druckkammern 128 fließen. Wie am ehesten aus Fig. 6 deutlich wird, sind vergleichbare Regulierventile 189 und 191. in entsprechenden Kanälen vorgesehen, un eine erbildung zwischen dem Ringkanal 182 und den Kanälen 140 bzw. 144 zu schaffen, so daß teX einem Saughub der diesen Kanälen zugeordneten Kolben Flüssigkeit zur Verfügung steht und nachfließen kann, um die Zylinder in einem gefüllten Zustand zu naltan.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei geschlossenem Kugelventil 172 aus keinem der drei Sätze von Druckkammern Flüssigkeit verdrängt werden kann und daß somit eine relative Drehbewegung zwischen den rotierenden Elementen 90 und 112 nicht möglich ist. Wenn das kugelförmige Sperrelement 172 jedoch in seine offene Stellung gebracht wird dann kann die- hydraulische F-l*s.igkeit aus den Druckkammern 116 verdrängt und er die anle 160 der ;Kammer 162 zugeführt werden und von dort durch den Durchlaß, in dem sich das kugelfÖrmig-e.Sperrelement 172 befindet, der Kammer 174. Der Grad der Öffnung dieses Durchlasses steuert den Umfang, in dem eine relative Drehbewegung zwlschen den beiden rotierenden Elementen 90 und 112 möglich ist. Die hydraulische Flüssigkeit, die durch den Durchlaß hindurchtritt, in dem sich das Sperrelement 172 befindet, wird durch die Saughübe der Kolben 124 wieder in die Druckkammern 116 zurückgeführt. Es versteht sich also, daß bei Verwendung des Verteilergetriebes 28 in den in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Anordnungen das Verhältnis, in dem das Drehmoment von den Getriebe 26 auf die Antriebswellen 32 und 34 übertragen wird, einfach durch die Stellung des kugelförmigen Sperrelemente; 172 gesteuert werden kann. Je größer die Öffnung an dem Durchlaß ist, in dem stich das Sperrelement 172 befindet, desto größer ist der Betrag der relativen Drehbewegung, die zwischen den beiden rotierenden Elementen 90 und 112 auftreten kann. Je größer der Betrag der relativen Drehbewegung ist, desto geringer ist der Prozentsatz des Drehmoments, der auf die Antriebswelle 32 übertrage wird, im Vergleich zu dem Drehmoment, das der Antriebswelle 34 zugeführt wird.
Es versteht sich, daß zwischen der Welle 30 und dem rotierenden Element ebenso wie zwischen den verschiedenen Teilstücken des rotierenden Elements 90 geeignete Dichtungen vorgesehen sind, so daß Bus dem im Inneren des rotierenden Elementes 90 gebildeten Hohlraum keine hydraulische Flüssigkeit austreten kann. Die Ringnuten bzw. die Ringkanäle 182, 184 sind so angeordnet, daß bei Auftreten eines Lecks zwischen den Segmenten 94 und 96 diese Flüssigkeit in die genannten Ringkanäle geführt wird und eine zusätzliche Quelle für den zu den Druckkammern 116 während der Saughübe der Kolben 124 zurückzuführenden Flüssigkeitsstrom darstellt.
Bei der dargestellten Aus£ührungsform eines Verteilergetriebes 28 geträß der Erfindung sind insgesamt neun Druckkammern in gleichmäßigen Abständen längs des Umfangs der Nockenflächen 114 vorgesehen, so daß die Druckkammern jeweils um 40° auseinanderliegen. Die Nockenflächen 114 sind so geformt, daß bei einer relativen Drehbewegung zwischen dem rotierenden Element 9C und dem rotierenden Element 112 die Kolben eines Jeden Satzes mit einer Phasenverschiebung gegenüber den oben der beiden anderen sätze arbeiten und die Flüssigkeit zwischen den Kammern in dem Umfang übertragen, der aufgrund des Ctfnungszustandes des kugelförmigen Sperrelementes 172 möglich ist. Die Druckkammern und die Nockenflächen s-ind so ausgebildet, daß bei Auftreten einer relativen Drehbewegung zwischen den rotierenden Elementen 90 und 112 die Verdrängung, die von einem Kolbensatz während eines gegebenen Zeitintervalls herbeig-eführt wird, im wesentlichen gleich der algebraischen Summe der Verdrängung der beiden anderen Kolbensätze ist. Die detaillierte Beschreibung einer Konstruktion dieser Art ist beispielsweise in der US-2ater,tschrift 3 393 583 enthalten.
Nachstehend soll nunochr insbesondere anhand der Fig. 5 der Einstellmechanismus 190 beschrieben werden. Wie die Zeichnung zeigt, ragt die Einstellvorrichtung 190 in eie Bohrung des Teilstücks 94 inein, wodurch eine Rammer 174 gebildet wird.
Die Einstellvorrichtung besteht aus einem Kolben in dem ein tassenförmiges Element 194 angeordnet ist. Sie enthält ferner' einen federbelasteten Ventilkörper 196, dessen Schaft in Längsrichtung verschiebbar in einer Bohrung des Elemente 194 gelagert ist und der unter dem Druck einer Feder 198 gegen das kugelförmige Sperrelement 172 gepreßt wird, so daß dieses den Durchlaß zu der Kammer 162 sperrt. Der Kolben 192 wird in der Bohrung, die die Kammer 174 bildet, durch einen Sicherungsring 200 in seiner Bewegung nach rechte beschränkt. Ferner ist der Kolben 192 mit der Bohrung 174 in-der Weise verkeilt, daß eine Drehung des Kolbens 192 verhindert wird. Die Bewegung des Xolbencl92 nach links, d.h. auf die Ventilöffnung zu, wird durch Schultern 202 bzw. 204 beschränkt.
In die Bohrung des Schaftes 206 des Kolbens 192 ist eine Stellschraube 208 eingeschraubt, die somit im Inneren dieses Schaftes 206 bewegt werden kann und das tassenförmige Element 19A nach vorne führt, wodurch die Feder 198 zusammengedrückt und damit der Druck in der Kammer 162 festgelegt wird, der nötig ist, um das kugelförmige Sperrelemente 172 von seinem Sitz zu entfernen. Je-weiter also das tassenförmige Element 194 in Richtung auf die Kammer 174 bewegt wird, desto grcßer ist der Druck, der auf der Feder 198 lastet und desto größer ist die Kraft, die erforderlich ist, um das Ventil 172 zu öffnen. Zum Zwecke der Einstellung der Einstellschraube 208 iet ein Schlüssel 210 vorgesehen, der in das Ende der Einstellschraube eingesetzt sein kann, um diese zu drehen. Zur Durchführung dieser Operation ist eine Fassung 212 vorgesehen, in die von außen ein Schlüssel eingeführt werden kann.
Man erkennt, daß beim Drehen des rotierenden Elements 90 die -gense instellvorrichtung 190 gleichzeitig gedreht-wlrd, was auf Grund der-Keilverbindung zwischen dem Kolben 192 und den Teilstück 94 eintritt. Aus diesen Grunde ist ein Lager 214 vorgesehen, welches eine Drehung der bewegten Teile der Einstellvorrichtung 190 gegenüber den sie tragenden Teilen ermöglicht, die mit dem Gehäuse 78 verbunden sind.
Nachstehend sollen nun die Fig. 11 bis 13 in Verbindung mit Fig. 5 betrachtet werden, in denen die einzeln-en -Eleme,nte einer ;Fernsteuervorrichtung 216 gezeigt sind, die einem selektiven Blockieren des Verteilergetriebes in einer Stellung dienen, in der die Einstellvorrichtung mit der größten Kraft beaufschlag wird, um ein Öffnen des kugelförmigen Sperrelementes 172 praktisch vollkommen zu-verhindere und dabei sicherzustellen, daß bei Bedarf das größtmögliche Drehmoment von dem Eingangszahnrad 106 auf die Ausgangswelle 30 übertragen werden kann.
;Die Fernsteuereinrichtung 216 umfaßt eine Schaltstange 218, die in axialer Richtung in einer Bohrung 220 des feststehenden Gehäuses verschiebbar ist, sowie einen Schalthebel 222, der um eine Achse 224 in dem Gehäuse 78 drehbar gelagert ist, sowie eine Welle 226, die an den Punkten 228 und 230 gelagert ist und die sich um ihre Achse drehen kann, scwie ferner einen Arm 232, der mit der Welle 226 verkeilt ist und sich gleichzeitig mit dieser drehen kann und schließlich ein Joch 234, das mit der Welle 226 verkeilt ist. Fern-er ist eine Schulterscheben 236 vorhanden, die mit Lagerzapfen 238 versehen ist, in welche die Enden der C-förigen Arme 240 des. Jochs 234 eingreifen.
Ein Schaltring 242 bildet eine Aufnahme für das Lager 214 und eine Feder 244, die zwischen der Schulterscheibe 236 und dem Gehäuse 78 liegt und den Kolben 192 nach links drückt.
Bei Normalbetrieb des erfidnungsgemäßen Verteilergetrie'bes kann d-er Fahrer des Fahrzeugs die Scnaltstange 218 nach eines verschieben, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und dies hat zur Folge, daß sich der Schalthebel 222 in die Stellung begibt, die in Fig. 12 in gestrichelten Linien eingezeichnet ist. Durcn diese Vorwärtsbewegung des Schalthebels 222 dreht sich der Arm 232 in die Stellung, die in gestrichelten Linien dargestellt ist, und wenn dies stattfindet, erfolgteine Verdrehung der Welle 226, wodurch das Joch 234 gedreht wird und die Schul'escheibe 236 nach vorne schiebt sowie den lt dieser verbundenen Schaltring 242, und zwar bis gegen die Schulter 246 des Kolbens 192, der damit in seine vorderste Stellung gelengt und das kugelförmige Ventilelement 172 an dem Druchlaß der Kammer 162 festlegt.
Mit ilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung kann also der Fahrer des Fahrzeug, wenn dies wünschenswert ist, das Verteilergetriebe in eine Arbeitsstellung bringen, in der kein Schlupf zwischen der abgehenden Welle 30 und dem Eingangszahnrad 106 mehr auftreten kann, so das sichergestellt is.
daß das volle Drehmoment über die Einheit übertragen wird.
anderen Fällen kann es jedoch wünschenswert sein, das Verhältnis des Drehmomentenanteils, der der Antriebswelle 32 zugeführt wird, zu dem Anteil der der Antriebswelle 34 zugeführt wird.
zu verändern. Dies kaun durch Bewegen des Schalthebels 222 in seine normale Stellung erfolgen, die in Fig. 5 dargestellt ist und dadurch, daß mit Hilfe des Schlüssels 210 die Einstellschraute 208 in eine Stellung gebracht wlr, in der die -eaer durch ihre Vorspannung festlegt, unter welchen Bedingunger die Öffnung der Kammer 162 erfolgen soll. Wenn en Öffnen cant bei vorgegebenen Druckbedingungen auftritt, dann tritt ein begrenzter Schlupf zwischen den Elementen g- und 112 ein, wcdurch das verhältnis, in dem das Drehmoment auf die Welle 30 und damit auf die Antriebswelle 32 übertragen wird, eingestellt wird.
Man erkennt, daß das gehäuse 78 mit einer Einfüllöffnung 248 für die Druckflüssigkeit versehen ist und daß diese Einfüllöffnung benutzt wird, um das System mit Flüssigkeit zu füllen.
Auf Grund der dargestellten Anordnung sind alle beweglichen Teile des Verteilergetriebes in der hydraulischen Flüssigkei argeordnet. Optimale Arbeitsbedingungen werden dann erreicht, wenn sich Im Inneren des Gehäuses 78 keine Luft befindet und wenn zur Kompensation der thermischet Ausdehnung der taraulischen Flüssigkeit in der geschloswenen Einheit die Linfüll öffnung 248 normalerweise mit einem geschlossenen Vorratsbehälter in Verbindung steht, der geeignete Mittel oder Vorrichtungen enthält, um den Druckanstieg in der Flüssigkeit, der mit einem Temperaturanstieg verbunden ist, zu kompensieren.
Eine geeignete Einrichtung dieser Art ist beispielsweise in der US-Patentanschrift 3 393 583 beschrieben.

Claims

?atentansprüche:

1.) Kupplung zwischen einem drehbaren Antrieb und einem drehen baren Abtrieb zur Drehmomentübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (28) hinsichtlich des 7erh21tnisses zwischen Antriebs- und Abtriebsdrehmoment (120 bzw.

30) variabel ist und eine Steuervorrichtung (218, 172) zur Einstellung dieses Verhältnisses aufweist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung als Fernsteuervorrichtung zur Blockierung der Kupplung in einer Betriebsstellung maximalen Drehmoment-UbertragunbsverhEltnisses ausgebildet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antrieb und Abtrieb eine Hydraulikpumpe (122, 172) mit einem normalerweise geschlossenen Hydraulikkreislauf liegt, dessen Öffnung durch die Steuervorrichtung zur Erzielung eines einstellbaren Schlupfes steuerbar ist, wobei bei geschlossenem Hydraulikkreislauf Antrieb und Abtrieb starr miteinander gekuppelt sind.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Druckbegrenzer (172, 196, 198) zur Öffnung des Hydraulikkreislaufs bei Erreichen eines insbesondere einstellbaren Maximaldrucks aufweist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbegrenzer mindestens einen Ventilkörper (172,196) uhr.

ein diesen in Schließrichtung vorspannendes Belastur.¢nelement (198) sowie eine Einstellvorrichtung (210) zur Vorwahl der Vorspannung aufweist.

6. Als Verteilergetriebe wirkende Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehender. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen dem Antrieb und dem einen von zwei Antrieb ben (120, 130) angeordnet ist, wobei der Antrieb (106) mit dem andwerén-Abtrieb (120) festgekuppelt ist.

7. Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen einem Antriebsmotor und der normalerweise sicht angetriebenen Fahrzeugachse liegt.

8. Kupplung nach Anspruch 6 cder 7 für ein Kraftfahrzeug bit mehr als zwei-angetriebenen Achsen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens'einer-der beiden Abtriebe den Antrieb für eine zweite, als Verte-,iergetriebe dienende Kupplung bildet.

9. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verteilergetriebe und den ihm zugeordneten Radpaaren Jeweils ein Sperrdifferential vorgesehen ist.

10. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch., gekennzeichnet, daß der Antrieb (106-) in ein Kupplungsgehäuse (78) eingreift, in dem zwei rotierende Elemente (90, 112) einander benachbart und koaxial zueinander gelagert und über die Hydraulikpumpe und den Hydraulikkreislauf untereinander kuppelbar sind, wobei da eine rotierende Element (90) mit dem einen Abtrieb (30) und der zweite Abtrieb (120) mit dem Antrieb (106) fest verbunden ist,

11. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch. gekennzeiohnet,- daß sie einen ersten Rotor (90) mit mehreren sich in radialer Richtung erstreckenden Druc'-kammern (116) aufweist, die auf einen zweiten Rotor (112) mit einer unrunden Umfangsfläche (114) zu gerichtet sind, daß in den Druckkammern (116) Kolben (122) verschiebbar sind, die sich gegen die Umfangsfläche (114) des zweiten Rotors (112) abstützen, daß ferner Kolben (122) ur.d Druck kammern (116) in Gruppen aufgeteilt sind und die Druckkammern (116) satzweise mit Flüssigkeitskanölen kommunizieren, die über den Druckbegrenzer miteinander in Verbindung stehen.

12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rotor (90) über ein Zahnrädergetriebe (106, 1G2) antreibbar ist.

13. Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rotor (90) ein abnehmbarer Zahnkranz (102) drefest angebracht ist, der mit einem auswechselbarer, Zahnrad (lOs) des Antriebs kämmt.

L e e r s e i t e