DE3701913A1 - Vorrichtung zur drehmomentuebertragung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine derartige aus US-PS 39 23 113 bekannte Vorrichtung dient zum selbst­ tätigen, schlupfabhängigen Zuschalten der zweiten Achse eines vierrad­ getriebenen Kraftfahrzeugs. Im Antriebsstrang Vorderachse-Hinterachse ist zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eine Planeten­ rad-Ölpumpe angeordnet. Bei einer Drehzahldifferenz zwischen der Ein­ gangswelle und der Ausgangswelle fördert die Ölpumpe einen entsprechenden Ölstrom, auf den durch ein steuerndes Drosselelement ein Widerstand aus­ geübt wird, um eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle zu erreichen. Das verfügbare Drehmoment steigt dabei pro­ gressiv mit der Drehzahldifferenz an; entsprechend erhöht sich auch die Öltemperatur. Um bei zu hohen Drehzahldifferenzen eine Überhitzung zu vermeiden, wird das Drosselelement temperaturabhängig verschlossen, so daß das übertragbare Moment auf einen Maximalwert begrenzt wird. Nachteilig ist hierbei, daß das gesamte Drehmoment von der Ölpumpe auf­ gebracht werden muß, die deshalb einen großen Außendurchmesser erhält und einen entsprechenden großen Einbauraum beansprucht, wenn sie ein für Allradzwecke benötigtes Drehmoment übertragen soll.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Drehmomentübertra­ gungsvorrichtung zu schaffen, die ein kleines Bauvolumen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1. Gemäß der Erfindung wird die Ölpumpe nicht zur Drehmomentüber­ tragung benutzt, sondern liefert lediglich den Öldruck für eine auf der gleichen Welle sitzende hydraulisch betätigbare Reibungskupplung, die zur Drehmomentübertragung dient. Die Ölpumpe kann daher kleinvolumig aus­ geführt werden und läßt sich samt Drossel- und Steuervorrichtung in das Gehäuse der Reibungskupplung integrieren. Optimal gelingt das, wenn als Ölpumpe eine Innenring-Zahnradpumpe mit einem zentrisch auf der Eingangs­ welle drehfesten Innenrad und einen mit ihm kämmenden, exzentrischen Hohl­ rad verwendet wird.

Als Reibungskupplung wird bevorzugt eine Mehrscheiben-Lamellen-Kupplung benutzt, die ebenfalls in Radialrichtung recht klein baut und in die Kontur eines üblichen Kegelraddifferentials, wie es für Allradzwecke als Mittendifferential oder als Hinterachsdifferential benutzt wird, sich gut einfügen läßt.

Ein Ausgangsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Drehmomentübertragungsvorrichtung als Allradantrieb,

Fig. 2 die Drehmomentübertragungsvorrichtung angebaut an einem Achs­ differential des Kraftfahrzeugs,

Fig. 3 Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 Umsteuerring zum Steuern von Blenden.

Ein nahe der Hinterachse 1 an einem Kraftfahrzeug angeordneter Motor 2 treibt mit einem an ihm angebauten Gangschaltgetriebe 3 den Planeten­ träger 4 eines Planetenrad-Mittendifferentials 5 an. Die am Planeten­ träger 4 gelagerten Planetenräder 6 kämmen mit einem Sonnenrad 7, das über eine Antriebswelle 8 und einen Kegelrad-Winkeltrieb 9 die Hinter­ achse 1 antreibt.

Zugleich geht von dem Sonnenrad 7 eine Eingangswelle 10 aus, auf der die Innenlamellen 11 einer Lamellenkupplung 12 und das Innenrad 13 einer Öl­ pumpe 14 drehfest sind. Durch Zusammenwirken mit einem mit dem Innenrad 13 kämmenden, zu ihm exzentrischen Hohlrad 15 wird ein Öldruck erzeugt, der auf eine Drossel 16 und zugleich auf einen im Pumpengehäuse 17 geführten Ringkolben 18 gegeben wird. Bei Druckbeaufschlagung drückt der Ringkolben 18 die am Pumpengehäuse 17 befestigten Außenlamellen 19 gegen die Innen­ lamellen 11. Sobald so eine Reibschlußverbindung hergestellt ist, wird das Pumpengehäuse 17 in Umdrehung versetzt und treibt über eine Ausgangs­ welle 20 und einen Kegelrad-Winkeltrieb 21 die Vorderachse 22 an.

Nach Fig. 2 ist eine solche Drehmomentübertragungsvorrichtung in ein Hinterachsdifferential eingebaut und dient zu dessen schlupfab­ hängiger Sperrung. Auf der vom rechten Hinterrad 35 ausgehenden Achsab­ triebswelle, die als Eingangswelle 10 für die in Fig. 3 im Querschnitt dargestellte Ölpumpe 14 dient, ist deren Innenrad 13 mit einer Kerbver­ zahnung befestigt. Das mit ihm kämmende exzentrische Hohlrad 15 ist in einen Umsteuerring 23 eingepaßt, der in einen an dem Pumpendeckel 24 angeschraubten Flanschring 25 eingepaßt ist und in Umfangsrichtung durch die Oberseite 26′ eines Anschlagnockens 26 des Pumpendeckels 24 arretiert ist. Bei Drehrichtungsumkehr wird der Umsteuerring 23 um 180° verdreht und legt sich an die Unterseite 26′′ des Anschlagnockens 26 an. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, werden hierdurch wechselweise eine kleinere Blende 27 und eine größere Blende 28 für einen Öldurchtritt zur Lamellenkupplung 12 freigegeben, so daß unterschiedliche Drehmoment- Drehzahldifferenzkennlinien realisierbar sind. Der Ölstrom tritt zwischen den auf der Eingangswelle 10 drehfesten Innenlamellen 11 und den am Pumpengehäuse 17 drehfesten Außenlamellen 19 nach außen. In Längskanälen 29 des Pumpengehäuses 17 und stirnseitigen Saugkanälen 30 des Pumpendeckels 24 wird der Ölstrom zum Eingang der Ölpumpe 14 zurückgeführt.

An dem Pumpengehäuse 17 ist ein Antriebstellerrad 31 angeflanscht. Ein­ stückig mit dem Pumpengehäuse 17 ist das das Achsdifferential 32 um­ schließende Differentialgehäuse 33 ausgebildet, in dem die als Ausgangs­ welle 20 fungierende Achsabtriebswelle zu dem linken Hinterrad 34 gelagert ist.

Tritt eine Drehzahldifferenz zwischen der Eingangswelle 10 und Ausgangs­ welle 20 auf, so fördert die Ölpumpe 14 einen dazu proportionalen Öl­ volumenstrom. Der den Ringkolben 18 beaufschlagende Öldruck und damit auch das an der Lamellenkupplung 12 übertragbare Drehmoment steigt quadratisch mit dem Ölvolumenstrom bzw. der Drehzahldifferenz zwischen Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 20 an und sperrt im gleichen Maße das Achsdifferential oder bei Verwendung als Allradantrieb das Mittendifferential 5.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraft­ fahrzeugs, mit einer zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangs­ welle angeordneten Ölpumpe, die in Abhängigkeit der Drehzahldifferenz der beiden Wellen einen Ölstrom mit progressiv ansteigendem Druck för­ dert, dadurch gekennzeichnet, daß entweder durch die Eingangswelle (10) oder die Ausgangswelle (20) die Ölpumpe (14) und zugleich eine beide Wellen (10, 20) kuppelnde, hydraulisch betätigbare Reibungskupplung (12) direkt angetrieben und somit mechanisch parallel geschaltet sind, und daß der Druck der Ölpumpe (14) die Reibungskupplung (12) in Schließ­ richtung beaufschlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im An­ triebsstrang Vorderachse (22)- Hinterachse (1) des Kraftfahrzeugs einge­ setzt ist und zur selbsttätigen Allradzuschaltung dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als schlupfabhängige Sperreinrichtung an einem Mittendifferential (5) oder Achsdifferential (32) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl­ pumpe (14) gegen eine verstellbare Drossel (16) fördert, deren freier Querschnitt durch Kenngrößen des Kraftfahrzeugs oder seines Antriebs­ motors so steuerbar ist, daß für den Öldruck und damit das übertragbare Drehmoment unterschiedliche, jeweils quadratische Drehmoment-Drehzahl­ differenz-Kennlinien realisierbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung (12) aus mehreren zusammenwirkenden Innenlamellen (11) und Außenlamellen (19) und einem sie umschließenden Gehäuse (17) zusammengesetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Ölpumpe (14) einen Ringkolben (18) oder eine Rollmembran beaufschlagt, die eine Anpreßkraft auf die Lamellen der Reibungskupplung (12) ausüben und sie schließen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen­ lamellen (11) mit dem Pumpenrad (13) der Ölpumpe (14), die Außenlamellen (19) mit dem Gehäuse (17) drehstarr verbunden sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölpumpe (14) als Innenzahnradpumpe mit einem zentralen Innenrad (13) und einem mit ihm kämmenden, exzentrischen Hohlrad (15) aus­ gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (15) in einen Umsteuerring (23) eingepaßt ist, durch den zwei unterschied­ lich große Blenden (27, 28) wechselweise verschließbar sind, so daß die Öl­ pumpe (14) entweder durch die eine (27) oder andere Blende (28) fördert.