DE2805692C2 - Freilauf-Lamellen-Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch ein Druckmittel, beispielsweise Öldruck, betätigbare Freilauf-La-

meHenrdbungskupplung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. In der Merkmalszusamrrenstellung gemäß diesem Oberbegriff ist die Reibungskupplung weder vorbekannt noch Gegenstand einer früheren Anmeldung.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gertellt, eine neuartige Freilauf-Lamellenreibungskupplung nebst zugehörigen Steuereinrichtungen anzugeben, welche bei verhältnismäßig geringem zusätzlichem Aufwand und reit Ergänzung der in vielen Fällen sowieso vorhandenen Schalt- und Überlast-Lamellenreibungskuppiung die Möglichkeit bietet, bei Überschreiten eines vorgegebenen Schlupfes der ständig angetriebenen Räder, meist der Hinterräder, gegenüber den nicht ständig angetriebenen Rädern, meist den lenkbaren Vorderrädern, deren Antriebsmittel automatisch so einzuschalten, daß in diesem Betriebszustand zusätzlich zu den ständig angetriebenen Rädern auch die nicht ständig angetriebenen Räder mit dem Antriebsmotor gekuppelt sind.

Zur Zeit muß bei bekannten Einrichtungen die Ein- und Ausschaltung der nicht ständig angetriebenen Räder im allgemeinen von Hand durch den Fahrer vorgenommen werden, der den richtigen Zeitpunkt häufig verpaßt und den zusätzlichen Antrieb entweder zu spät einschaltet, nämlich wenn sich das Fahrzeug bereits festgefahren hat, oder vergißt, ihn auf fester Fahrbahn auszuschalten. Dies hat bekanntlich eine Verspannung der beiden Triebachsen gegeneinander zur Folge, die Zwangsschlupf auf fester Fahrbahn, hohen Reifenverschleiß und einen erheblichen Mehrverbrauch von Kraftstoff sowie hohe Beanspruchung der Antriebsgelenke der lenkbaren Triebräder verursacht

Als Schaltkupplungen für den zusätzlichen Antrieb dienen, insbesondere an landwirtschaftlich genutzten Schleppern, nach dem Stand der Technik meist Lamellenkupplungen, die vom Fahrer über Fernsteuerung durch Öldruck betätigt werden, und die gleichzeitig als Sicherheitskupplungen gegen Überlast ausgelegt sind.

Für die Lösung der Aufgabe, den zusätzlichen Antrieb der nicht ständig angetriebenen in Abhängigkeit von einem, durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den ständig angetriebenen und den nicht ständig angetriebenen Rädern bestimmten Mindestschlupf der ständig angetriebenen Räder automatisch einzuschalten, sind bisher nur mechanische Freiläufe bekannt geworden, z. B. in der US-PS 39 93 152. Bei solchen schlupfabhängig automatisch einschaltenden Einrichtungen ist es bekannt und notwendig, daß der mit den nicht ständig angetriebenen Rädern verbundene Sekundärteil der Kupplung von letzteren her infolge von deren Boden- so kontakt schneller angetrieben wird als der mit dem Antrieb der ständig getriebenen Räder verbundene Primärteil der Kupplung. Unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen der Reifen und deren unterschiedlicher Abnützung ergibt sich als Anhaltswert eine Über-Setzungsauslegung, die etwa 10% Schlupf bis zum Zuschalten der Kupplung zuläßt

Die bekannten mechanischen Freiläufe erfordern, zumal, wenn sie als Ergänzung der bereits vorhandenen Lamellen-Überlastreibungskupplungen verwendet werden sollen, einen erheblichen Mehraufwand für die automatische Schaltung des zusätzlichen Antriebs. Außerdem arbeiten die bekannten mechanischen Freiläufe nur eine begrenzte Zeit verläßlich, infolge ihres ruckartigen Einschaltens mit nur Linienberührung der Klemmteile und des dadurch bedingten Verschleißes.

Überdies sind zum Blockieren mechanischer Freiläufe. beisDielsweise zum Bremsen vom Motor her mit allen Rädern, weiterhin aufwendige Schaft- und Übertragungsteile erforderlich. Ferner sind für die Rückwärtsfahrt drehrichtungsabhängige Ausschalt- oder Umsteuerungseinrichtungen, letztere z. B. bekannt aus der US-PS 39 93 152, notwendig, damit sich der Ein- und Ausrückvorgang nicht umkehrt

Durch die DE-AS 11 40 087 sind für andere Anwendungen, insbesondere in Fahrzeug-Getrieben zur Drehmoment-Drehzahl-Wandlung öldruck-beiätigte Lamellenreibungskupplungen mit Freilaufeigenschaft in nur einer Drehrichtung bekannt geworden, bei denen die steuerbare Zufuhr des Drucköls durch eine einzige, in der Kupplungswelle verlaufende Bohrung bzw. Leitung vorgesehen ist Die Druckölzufuhr wird bei Umkehr der Richtung des Drehmoments bzw. bei Lastwechsel durch Verdrehung der Nabe des Innenlamellenträgers um einen bestimmten Steuerwinkel unterbrochen, wenn mindestens eine, meist alle Innenlamellen auf die Richtung des Drehmoments über ihre Restreibung mit den Außenlamellen reagieren. Dadurch wird eine Lamellenkupplung in bekannter Weise zur Freilauf-Schaltkupplung in Fahrzeuggetrieben, jedoch nur in der einen Fahrt- bzw. Drehrichtung.

Die Ableitung des Öldruckes aus der hydraulischen Betätigungseinrichtung dieser Lamellenkupplungen verläuft ungesteuert und verursacht meist im Gehäuse unerwünschten Ölschaum als Quelle von Störungen der hydraulischen Betätigung. Diese bekannte Lamellen-Reibungskupplung eignet sich nicht als Freilaufkupplung in beiden Dreh- bzw. Fahrtrichtungen.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ist entweder der Innenlamellenträger oder der Außenlamellenträger mit den beim Fahren ständig angetriebenen Rädern gekoppelt und der andere Lamellenträger mit den beim Fahren nicht ständig angetriebenen Rädern, z. B. von Vorderrädern eines landwirtschaftlich genutzten Kraftfahrzeuges, gekoppelt oder umgekehrt, und bei Erreichen des vorgegebenen ersten Steuerwinkels α zwischen Innenlamellenträger und Welle wird der Innenlamellenträger als Drehschieber relativ zur Welle wirksam, der die Kupplung einschaltet und damit die beim Fahren nicht ständig angetriebenen Räder kraftschlüssig mit den beim Fahren ständig angetriebenen Rädern koppelt

Hierdurch wird eine besonders gedrungene, platzsparende Ausführungsform möglich, welche ohne wesentliche Änderungen bei Standardausführungen von Kraftfahrzeugantrieben anwendbar ist

Im Unterschied zu mechanischen Freiläufen faßt die durch die Erfindung verwirklichte Freilauf-Lamellenreibungskupplung beim Einkuppeln weich, was zur Vermeidung von Stoßen beim Lastwechsel äußerst wichtig ist

Um die vorteilhafte Freilaufwirkung in beiden Fahrtrichtungen automatisch zu erzielen, sitzt gemäß der weiteren Ausbildung nach Anspruch 3 auf der Welle, auf der die Nabe des Innenlamellenträgers verdrehbar angeordnet ist, eine innerhalb eines vorgegebenen zweiten Steuerwinkels β gegenüber dem Kupplungsgehäuse verdrehbare Büchse mit leichter Reibung, welche als zweiter Drehschieber ausgebildet ist und bei einer Drehrichtung der Welle die äußere Druckmittelzuleitung mit der einen zugeordneten, innerhalb der Welle verlaufenden Druckmittelleitung zum ersten Drehschieber verbindet und gleichzeitig die äußere Druck-

mittelableitung mit der zugeordneten in der Welle verlaufenden zum ersten Drehschieber führenden anderen Druckmittelleitung verbindet, hingegen bei der anderen Drehrichtung der Welle die äußere Druckmittelzuleitung mit allen innerhalb der Welle verlaufenden Druckmittelleitungen verbunden und die äußere Druckmittelableitung gesperrt wird

Hierdurch ist sichergestellt, daß der Antrieb der nicht ständig angetriebenen Räder bei Rückwärtsfahrt ständig eingeschaltet ist, und zwar ohne Zutun des Fahrers. Dies ist für den Fahrbetrieb auf schwierigem steil abfallendem Gelände besonders günstig, beispielsweise beim Arbeiten mit einem angebauten Frontlader, der mit voller Laderschaufel und entsprechend entlasteten Hinterrädern bergauf rückwärts mit Allradantrieb fahren muß.

Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren beschrieben. In diesen, z. T. schematisch vereinfacht gezeichneten Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip einer erfindungsgemäßen Lamellen-Reibungskupplung mit zugehörigen Steuereinrichtungen für »Vorwärtsfahrt«; im rechten Teil der Figur ist oben der Betriebszustand für »Eingekuppelt«, unten der Betriebszustand für »Ausgekuppelt« dargestellt;

F i g. 2 das Prinzip der erfindungsgemäßen Lamellen-Reibungskupplung gem. Fig. 1 mit zugehörigen Steuereinrichtungen für »Rückwärtsfahrt«; im rechten Teil der Figur ist die Kupplung eingekuppelt

F i g. 3 eine erfindungsgemäß ausgeführte Lamellen-Reibungskupplung mit zugehörigen Steuerelementen im Betriebszustand für »Vorwärtsfahrt« und »Ausgekuppelt«, im Längsschnitt;

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linien A-A der F i g. 3, in der Steuerstellung »Ausgekuppelt«;

F i g. 5 einen Querschnitt entlang der Linien A-A der to F i g. 3, in der Steuerstellung »Eingekuppelt«;

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linien B-B der F i g. 3 durch die Steuerbohrungen des von der Nabe des Innenlamellenträgers gebildeten Drehschiebers in der zu Fig. 4 gehörenden Steuerstellung »Ausgekuppelt«;

F i g. 7 einen Querschnitt entlang der Linien B-B der F i g. 3 durch die Steuerbohrungen des Drehschiebers in der zu F i g. 5 gehörenden Steuerstellung »Eingekuppelt«;

F i g. 8 einen Querschnitt entlang der Linien C-C der so Fig.3 durch die Steuerbohrungen des zweiten Dreh-SCiiiebcfS bei »Vorwärisiähii«; die äußere DfuCköizüleitung ist mit der einen Druckölleitung in der Welle verbunden;

F i g. 9 einen Querschnitt entlang der Linien D-D der Fig.3 bei »Vorwärtsfahrt«, die äußere Druckölableitung ist mit den anderen Druckölableitungen in der Welle verbunden;

Fig. 10 als konstruktives Detail einen Längsschnitt durch den zweiten Drehschieber und seine Steuerbohrangen in Steuerstellung »Rückwärtsfahrt«; die eine Druckölleitung in der Welle ist mit den anderen Druckölleitungen direkt verbunden, die äußere Drukkölableitung ist gesperrt;

F i g. 11 einen Querschnitt entlang der Linien E-E der Fi g. 10 in der Steuerstellung »Rückwärtsfahrt«;

F i g. 12 einen Querschnitt entlang den Linien C-C der Fi g. 10 in der Steuerstellung »Rückwärtsfahrt«, die äußere Druckölzuleitung ist mit der einen Druckölleitung in der Welle und mit den anderen Drückölleitungen in der Welle verbunden;

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linien D-D der F i g. 10 in der Steuerstellung »Rückwärtsfahrt«, die äußere Druckölzuleitung ist mit der einen Druckölleitung in der Welle und mit den anderen Druckölleitungen in der Welle verbunden, die äußere Druckölableitung ist gesperrt;

Fi g. 14 einen Schnitt DD durch eine Variante des in Fig. 10 dargestellten zweiten Drehschiebers mit Einrichtung zum Sperren der Automatik in der Stellung »Ständig Ausgekuppelt«; die äußere Druckölableitung ist mit allen Druckölleitungen in der Welle verbunden, die äußere Druckölzuleitung ist gesperrt;

Fig. 15 Schaltscherna des zweiten Drehschiebers in der Ausführung der F i g. 14.

In den F i g. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Lamellenkupplung mit zugehörigen Steuereinrichtungen schematisch vereinfacht dargestellt, und zwar in F i g. 1 in der Steuerstellung für »Vorwärtsfahrt« und in F i g. 2 in der Steuerschaltung für »Rückwärtsfahrt«.

Im rechten Teil von F i g. 1 ist in der oberen Hälfte die Betriebsstellung »Eingekuppelt« gezeigt, welche sich bei großem Schlupf der Hauptantriebsräder ergibt, in der unteren Hälfte die Betriebsstellung »Ausgekuppelt« bei geringem Schlupf der Hauptantriebsräder.

Im rechten Teil der Fig;.2 ist die Kupplung »Eingekuppelt« gezeigt, und zwar im rechten oberen Teil der Figur ist der Betriebszustand für »Eingekuppelt« infolge Überschreitung eines vorgegebenen Schlupfes der ständig angetriebenen Räder bei Vorwärtsfahrt, im unteren Teil der Betriebszustand »Eingekuppelt« bei Rückwärtsfahrt infolge des dann gegebenen Vorlaufs der Welle 2 in der arideren Drehrichtung, die über die nicht ständig angetriebenen Räder von der Fahrbahn schneller als die Antriebsseite der Lamellen-Reibungskupplung angetrieben wurde (siehe hierzu auch Fig. 10 bis 13).

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform der Lamellenkupplung greift das Zahnrad 1 in ein nicht gezeichnetes Zahnrad des Fahrzeuggetriebes ein, das proportional der Drehzahl der Hauptantriebswelle angetrieben ist Zahnrad 1 ist drehbar auf der Welle 2 gelagert und fest mit dem Außenlamellenträger3 der Lamellenkupplung verbunden. Die Welle 2, die mit dem Antriebszahnrad 2' aus einem Stück hergestellt ist, hat ein Keilprofil 4, in das die in Fig.3 und 4 dargestellten Nuten 5 des Innenlamellenträgers 6 eingreifen, der sich gegenüber der Welle 2 um den ersten Steuerwinkel a verdrehen kann.

Mit der Nabe des; Inrienlamellenträgers 6 ist der Druckzylinder 7 fest verbunden, der den durch das Druckmittel beaufschlagten Kolben 8 umschließt Dieser wird in die Lösestellung der Lamellenkupplung, also bei gesperrter Druckölzufuhr und geöffneter Ableitung entsprechend F i g. 4 und 6, in bekannter Weise entgegen dem noch bestehenden Riehkraft-Restöldruck durch Druckfedern gebracht Sollte die Restreibung der in bekannter Weise als sogenannte.Sinuslamellen ausgebildeten Stahllamellen in der Lösestellung der Kupplung nicht ausreichen, um die Nabe des Innenlamellenträgers 6 auf der Welle 2 um den Steuerwinkel α zu verdrehen, so sind zur Verstärkung des Restmoments im Kolben 8 schwache (in F i g. 3 dargestellte) Federn 9 vorgesehen, die auf das Lamellenpaket einen schwachen Axialdruck ausüben. Die Welle 2 ist mit getrennten Leitungen für die Zuleitung des Drucköls 10 und für dessen

Ableitung 11 (im normalen Betriebszustand) versehen.

F i g. 4 entspricht der Endlage, in der sich Welle 2 und Nabe des Innenlamellenträgers 6 dann befinden, wenn die Welle 2 die Nabe des Innenlamellenträgers 6 zu überholen sucht. Auch im ausgekuppelten Zustand ist hierbei eine kleine ständige Reibung zwischen Innenlamellen und Außenlamellen vorhanden.

F i g. 5 entspricht der anderen, um den ersten Steuerwinkel α gedrehten Endlage, in der sich Welle 2 und die Nabe des Innenlamellenträgers 6 dann befinden, wenn der Innenlamellenträger 6 die Welle 2 zu überholen sucht.

Wie im Schnitt längs der Linie B-B in F i g. 3 durch die Welle 2 und die Nabe des Innenlamellenträgers 6 in den F i g. 6 und 7 zu ersehen, ist die Nabe des Innenlamellenträgers 6 dadurch als Drehschieber ausgebildet, daß ihre Zuleitungsbohrungen 12 gegenüber ihren Ableitungsbohrungen 13 um den Steuerwinkel 90 Grad + α bzw. 90 Grad — α versetzt sind.

Fig.6 zeigt die zu Fig.4 gehörige Drehschieber-Stellung für die Lösung der Lamellenkupplung, die Druckölleitung 10 in der Welle 2 ist abgesperrt und die Druckölleitung 11 in der Welle 2 und die Ableitungsbohrung 13 in der Nabe 6 sind miteinander verbunden.

Fig.7 zeigt die zu Fig.5 gehörige Drehschieber-Stellung für die eingekuppelte Lamellenkupplung, die Druckölleitung 10 in der Welle 2 und die Zuleitungsbohrung 12 in der Nabe sind miteinander verbunden und die Ableitungsbohrung 13 in der Nabe 6 ist gesperrt

In F i g. 1,2 und 3 ist weiterhin dargestellt, daß die äußere Druckölzuleitung 14 und die äußere Druckölableitung 15 an das feststehende Gehäuse 16 angeschlossen sind, durch das hindurch sie in bekannter Weise durch eine auf der Welle 2 schwimmende Büchse 17 mit den beiden Ringnuten in der Welle 2 für die Druckölleitung 10 und die Druckölleitungen 11 bei Vorwärtsfahrt verbunden sind, siehe Schnitt längs der Linien C-C und D-D von F i g. 3, dargestellt in F i g. 8 und 9. Die Büchse 17 ist aber im Gegensatz zu bekannten Ausführungen nicht drehfest mit dem festen Gehäuse 16, sondern um einen bestimmten zweiten Drehwinkel β ihm gegenüber verdrehbar angeordnet, z. B. dadurch, daß die übliche Fixierungsschraube 18 in eine Segmentnut 19 mit zwei Anschlägen in die Büchse 17 eingreift, wie in den F i g. 8,9, 12, 13 und besonders in Fig. 11 zu erkennen ist, im Schnitt längs der Linie E-E von F i g. 3. Sie arbeitet dadurch als zweiter Drehschieber.

Bei Vorwärtsfahrt wird die Büchse 17 durch Reibung mit der Welle 2 in die eine, in den F i g. 8 und 9 gezeigte Stellung mitgenommen. In dieser Stellung des zweiten Drehschiebers 17, Fig.8, erhält die Ringnut in der Welle 2 für die DrucköUeitung 10 das Druckmittel von der äußeren Druckölzuleitung 14 über die Zuleitungsbohrung 20 im Drehschieber 17 zugeführt, gleichzeitig steht die Ringnut in der Welle 2 für die DrucköUeitung 11, F i g. 9, über eine Ableitungsbohrung 21 der Büchse 17 mit der äußeren Druckölableitung 15 in Verbindung.

Bei Rückwärtsfahrt wird die Büchse 17 durch Reibung mit der Welle 2 in die andere, in den F i g. 11,12 und 13 gezeigte Stellung um den zweiten Steuerwinkel β verdreht (hierzu auch F i g. 10). In dieser Stellung des zweiten Drehschiebers 17, Fig. 12, im Schnitt längs der Linie C-C von Fig. 10, ist die Zuleitungsbohrung 20 in der Büchse 17 über eine in diese eingearbeitete, in Fig. 12 erkennbare Quernut mit einer weiteren Zuleitungsbohrung 22 verbunden, die ihr gegenüber um den zweiten Steuerwinkel β versetzt ist Die Ringnut in der Welle 2 für die DrucköUeitung 10 erhält das Druckmittel von der äußeren Druckölzuleitung über die Zuleitungsbohrung 22 zugeführt. Wie aus Fig. 12 und Fig. 10 hervorgeht, besitzt die Büchse 17 noch eine dritte Zuleitungsbohrung 2Γ, die in dieser Stellung über eine Kurzschlußbohrung 23 mit einer Kurzschlußbohrung 24 in der Wandung des Gehäuses 16 (siehe F i g. 2) verbunden ist Die Kurzschlußbohrung 24 ist gleichzeitig über eine Kurzschlußbohrung 25 und eine vierte Zuleitungsbohrung 26 in der Büchse 17 mit der Ringnut in der Welle 2 für die Druckölleitungen 11 verbunden.

Auf diese Weise stehen also bei Rückwärtsfahrt die Druckölleitungen 10 und 11 in der Welle 2 miteinander und mit der äußeren Druckölzuleitung 14 in Verbindungen, dagegen ist, wie aus F i g. 13, dem Schnitt längs der Linie D-D von Fig. 10 ersichtlich, die äußere Druckölableitung 15 abgesperrt. In dieser Stellung des zweiten Drehschiebers 17 wird also der Lamellenkupplung das Druckmittel über alle Druckölleitungen 10 und 11 in der Welle 2 (wie in F i g. 2 dargestellt) zugeführt, gleichgültig, in welcher Stellung sich der erste Drehschieber, nämlich die Nabe des Innenlamellenträgers 6, relativ zur Welle 2 befindet

Die automatische, aber auch die nicht automatische Sperrung der Freilaufwirkung der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung durch die einfache Umsteuerung der Zuleitungsbüchse ohne Kraftaufwand und ohne sonstige aufwendige Einrichtungen stellt gegenüber den bekannten Freilaufeinrichtungen mit mechanischen Sperrvorrichtungen einen erheblichen technischen Fortschritt dar.

Es kann für den vorgesehenen Anwendungsfall, aber auch für andere, allgemeine Anwendungsfälle erforderlich sein, die automatisch wirksame Freilauf wirkung von Hand zu übersteuern, einerseits, um den Freilauf, z. B.

bei Glatteis auf der Fahrbahn, in einer besonderen Schaltstellung ohne Beeinflussung durch Winkelgeschwindigkeitsdifferenz oder Drehrichtung ständig gesperrt zu halten, andererseits, um die Lamellenkupplung, z. B. bei Transportfahrt eines Zweiwege-Schleppers in

Rückwärtsrichtung, in einer besonderen Schaltstellung ständig gelöst zu halten.

Diese Aufgabe ist, wie F i g. 11 mit dem Schnitt längs der Linie D-D von F i g. 10 zeigt, dadurch gelöst, daß die Büchse 17 als zweiter Drehschieber mit drei Stellungen ausgebildet ist:

Stellung I

»Ständig Ausgekuppelt« von Hand gesperrt
(wie in Fig. 14 gezeichnet)
so Stellung II

»Automatisch Aus- oder Eingekuppelt«
Freiiaufsteiiung

Stellung ΠΙ
»Ständig Eingekuppelt« von Hand gesperrt

Hierzu sind an der Büchse 17, die sich in der Segmentnut 19' um den Steuerwinkel β + β verdrehen kann, weitere Ableitungsbohrungen angebracht, die Ableitungsbohrung 21", die über eine in die Büchse 17 eingearbeitete Quernut mit der Ableitungsbohrung 21 verbunden ist, und die Ableitungsbohrung 27, die gegenüber der Ableitungsbohrung 26 um den Steuerwinkel 2 β versetzt ist In Stellung I stehen die Druckölleitungen 11 in der Welle 2 mit der DrucköUeitung 10 in der Welle 2 über die Ableitungsbohrung 27, die Kurzschlußbohrungen 23,24,25 und mit der äußeren Druckölableitung 15 in Verbindung, wogegen die äußere Druckölzuleitung

14 von der Zuleitungsbohrung 20, Fig. 10, abgesperrt ist. Die Stellungen II und III entsprechen den vorher beschriebenen Stellungen mit dem Unterschied, daß die Stellung III, die der Stellung bei Rückwärtsfahrt entspricht, von Hand gesperrt werden kann.

Die mechanische Schaltung und Verriegelung der Büchse 17 zwecks Übersteuerung der Automatik von Hand in den Stellungen I und III kann in einfacher Weise, z. B. durch einen Handschalthebel, /orgesehen sein, der im Abschlußdeckel 28 (Fig.3) drehbar mit drei Raststellungen gelagert ist Auf der Hebelachse ist an der Innenseite des Deckels ein Hebel fest angebracht, der über eine segmentartig ausgeführte Kulisse in einen Stift eingreift, der aus der Wandung der Büchse 17 in axialer Richtung herausragt. In der Stellung II des Handhebels können sich Stift und Büchse innerhalb der Segmentkulisse je nach Drehrichtung der Welle in Stellung II oder III frei verdrehen. In der Stellung I des Handhebels, die gegenüber der Stellung II der Büchse 17 um den einfachen zweiten Steuerwinkel β und gegenüber der Stellung III der Büchse 17 um den zweifachen zweiten Steuerwinkel β versetzt angeordnet ist, ist die Büchse in ihre Steuerstellung I, ständige Auskupplung, verdreht und in dieser verriegelt. In der Stellung III des Handhebels ist die Büchse in ihre Steuerstellung III, ständige Einkupplung, verdreht und in dieser verriegelt. Der Handhebel muß in den meisten Fällen fernbedient werden, weil seine Lage ungünstig zum Fahrersitz und seinen Bedienteilen ist. Deshalb kann es zweckmäßig sein, die Büchse erfindungsgemäß nur als ⁴/_rWege-Drehschieber auszubilden und auf die äußeren Zu- und Ableitungen 14 und 15 für das Druckmittel an

ίο der Wandung des Gehäuseflansches einen zweckmäßig elektromagnetisch betätigten ⁴/₃-Steuerschieber gemäß dem Schaltbild der Fig. 12 aufzusetzen.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Freilauf-Lamellenreibungskupplung hat den Vorteil, daß

die üblicherweise bereits als Überlast- und Schalt-Kupplung verwendeten Lamellenreibungskupplungen durch geringfügige Abänderungen die Eigenschaft einer in der Hauptfahrtrichtung wirksamen Freilaufschaltkupplung, die sich in der anderen Fahrtrichtung ständig zuschaltet, erhalten. Hierzu sind keine zusätzlichen mechanischen Schaltteile erforderlich und die Nachteile der bekannten mechanischen Freiläufe werden vermieden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Durch ein Druckmittel betätigbare Freilauf-Lamellenreibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb zum Zwecke des automatischen Umschaltens von Allradantrieb auf Einachsantrieb bzw. umgekehrt, welche bei Überschreiten eines vorgegebenen Fahrbahn-Schlupfes der ständig angetriebenen Räder zum Zwecke des Allradantriebes einkuppelt und bei Unterschreiten des vorgegebenen Schlupfes zum Zwecke des Überganges von Allradantrieb auf Einachsantrieb auskuppelt, wobei die Nabe des Innenlamellenträgers der Freilauf-Lamellen-Reibungskupplung auf der Welle um einen vorgegebenen ersten Steuerwinkel (a) verdrehbar und als erster Drehschieber für die Steuerung des Druckmittels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verdreh-Endstellun- gen der Nabe schlupfabhängig eingenommen werden und der Zylinder (J) der hydraulischen Betätigungsvorrichtung der Freilauf-Lamellenreibungskupplung in der einen Endstellung der Nabe des Innenlamellenträgers (6) mit einer Druckmittelleitung (10) in der Welle (2) verbunden und gegen eine andere Druckmittelleitung (11) in der Welle abgesperrt ist, hingegen in der anderen Endstellung der Nabe des Innenlamellenträgers (6) mit der anderen Druckmittelleitung (11) in der Welle (2) verbunden und gegen die eine Druckmittelleitung (10) in der Welle (2) abgesperrt ist, wobei im normalen Betriebszustand die eine Druckmittelleitung (10) mit einer äußeren Druckmittelzuleitung (14) und die andere Druckmittelleitung (11) mit einer äußeren Druckmittelleitung (15) verbunden ist, und daß zwischen dem Innenlamellenträger (6) und dem Außenlamellenträger (3) ständig ein geringfügiger Reibschluß vorhanden ist.

2. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenlamellenträger (3) mit den beim Fahren ständig angetriebenen Rädern gekoppelt ist und der Innenlamellenträger (6) über die Welle (2) mit den beim Fahren nicht ständig angetriebenen Rädern, z. B. den Vorderrädern eines landwirtschaftlich genutzten Kraftfahrzeuges, gekoppelt ist oder umgekehrt, und daß bei Erreichen des ersten Steuerwinkels (a) zwischen Innenlamellenträger (6) und Außenlamellenträger (3) der Innenlamellenträger (6) als Drehschieber relativ zur Welle (2) wirksam wird, der die Kupplung einschaltet und damit die beim Fahren nicht ständig angetriebenen Räder kraftschlüssig mit den beim Fahren ständig angetriebenen Räder koppelt.

3. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (2), auf der die Nabe des Innenlamellenträgers (6) um den ersten Steuerwinkel (a) verdrehbar angeordnet ist, an anderer Stelle eine innerhalb eines vorgegebenen zweiten Steuerwinkels (ß) gegenüber dem feststehenden Kupplungsgehäuse (16) verdrehbare Büchse (17) mit leichter Reibung sitzt, welche als zweiter relativ zum Gehäuse (16) wirkender Drehschieber ausgebildet ist und bei der einen, der Fahrtrichtung mit Freilaufwirkung zugeordneten Drehrichtung der Welle (2) die äußere Druckmittelzuleitung (14) mit der einen in diesem Betriebszustand zugeordneten, innerhalb der Welle (2) verlaufenden Druckmittelleitung (10) zum ersten Drehschieber (Nabe des Innenlamellenträgers 6) verbindet und gleichzeitig die äußere Druckmittelableitung (15) mit der anderen zugeordneten, in der Welle (2) verlaufenden, zum ersten Drehschieber führenden Druckmittelleitung (11) verbindet, hingegen bei der anderen Drehrichtung der Welle (2) die äußere Druckmittelzuleitung (14) mit allen innerhalb der Welle (2) verlaufenden Druckmittelleitungen (10 und 11) verbunden und die äußere Druckmittelablei-ο tung (15) gesperrt wird.

4. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb vorgebener Grenzen gegenüber dem feststehenden Gehäuse (16) verdrehbare Büchse (17) mit einer wahlweise betätigbaren Sperrvorrichtung derart verbunden ist, daß sie in wenigstens zwei vorgegebenen Steuerstellungen feststellbar ist

5. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Welle

(2) im Bereich zwischen verdrehbarer Büchse (17) und Nabe des Innenlamellenträgers (6) wenigstens drei Druckmittelleitungen (10 und 11) vorgesehen sind, von denen zwei Druckmittelleitungen (11) parallel geschaltet sind.

6. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe für den Innenlamellenträger (6) an ihrer Innenbohrung mindestens eine Keilnut (5) aufweist, die gegenüber einem auf der Welle (2) befindlichen zugeordneten Keil (4) um ein dem ersten Steuerwinkel (a) entsprechendes Maß breiter ausgeführt ist

7. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jede der Druckmittelleitungen (10, 11) im Bereich der Nabe für den Innenlamellenträger (6) innerhalb der Welle (2) je eine radiale, zur Wellenoberfläche führende Bohrung angeschlossen ist, die jeweils mit entsprechenden radialen, in den Zylinder (7) führenden Bohrungen (12,13) der Nabe zusammenwirken, und entweder die an der Welle (2) angeordneten radialen Bohrungen um 90 Grad gegeneinander versetzt sind und die anderen an der Nabe vorhandenen radialen Bohrungen um 90 Grad plus den ersten Steuerwinkel (a) bzw. 90 minus den ersten Steuerwinkel

(a) gegeneinander versetzt sind oder umgekehrt.

8. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenlamellen auch in ihrer Auskupplungslage bei Freilauf eine geringfügige Berührungs-Restreibung auf einander ausüben zur Mitnahme der Nabe für den Innenlamellenträger (6) auf der Welle (2) in die Einkupplungsstellung vorzugsweise dadurch, daß die Innen- oder Außenlamellen wellenförmig als sogenannte Sinuslamellen ausgebildet sind.

9. Freilauf-Lamellenreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer Berührungs-Restreibung zur Mitnahme der Nabe für den Innenlamellenträger (6) im Kolben (8) weiche Druckfedern (9) untergebracht sind, die in der Auskupplungslage ständig einen leichten Druck auf das Lamellenpaket ausüben.