DE3836457A1 - Torque transmission unit - Google Patents

Torque transmission unit

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Robert Honzek
Peter Dziuba
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Abstract

A torque transmission unit is described in which an intermediate shaft is supported in a housing by means of a first set of bearings, on which shaft at an interval from the first set of bearings a second set of bearings is arranged for the rotatable support of a sleeve connectable to a universally jointed drive shaft, which sleeve simultaneously serves as thrust bearing of a multi-plate friction clutch accommodated between the two sets of bearings. Known torque transmission units of this type must be dismantled for wear adjustment of the plates. This disadvantage is removed if the second set of bearings (11), as proposed, is fixed on the intermediate shaft (2) so that it is displaceable against an elastic element (diaphragm spring (13)). This makes it possible to compensate for the wear, in that the sleeve (14) is correspondingly axially displaced by appropriate tightening of the lock nut (10) securing the second set of bearings. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinheit zum Übertragen von Drehmomenten zu einer wahlweise antreibbaren Achse eines Fahrzeuges bestehend aus einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse über einen ersten, aus zwei Lagern bestehenden Lagersatz drehbar gelagerten Zwischenwelle, einer in Abstand zum ersten Lagersatz über einen zweiten Lagersatz in dem einen Endbereich der Zwischenwelle drehbar gelagerten Hülse mit einem Flansch für den Anschluß einer längenveränderbaren Gelenkwelle, wobei die Zwischen­ welle im Gehäuse und die Hülse auf der Zwischenwelle durch eine auf einem Gewinde der Zwischenwelle verschraubbare Mutter festgelegt ist, und einer hilfskraftbetätigbaren Kupplungsvorrichtung, die im wesentlichen im Bereich zwischen den beiden Lagersätzen angeordnet ist und über eine Vielzahl La­ mellen verfügt, die abwechselnd drehfest aber axial verschiebbar mit der Zwischenwelle bzw. der gleichzeitig als Gegenlager dienenden Hülse verbun­ den sind und zwecks Übertragung eines Drehmoments axial zusammenpreßbar sind.The invention relates to a torque transmission unit for transmission of torques to an optionally drivable axle of a vehicle consisting of a housing, one in the housing via a first one two bearings existing bearing set rotatably mounted intermediate shaft, one at a distance from the first bearing set via a second bearing set in one End region of the intermediate shaft rotatably mounted sleeve with a flange for the connection of a length-adjustable cardan shaft, the intermediate shaft in the housing and the sleeve on the intermediate shaft by one on one Thread of the intermediate shaft screwable nut is fixed, and one Auxiliary clutch device that is essentially in the range is arranged between the two bearing sets and over a variety La mellen, which alternately rotates but is axially displaceable with the Intermediate shaft or the sleeve serving simultaneously as a counter bearing are axially compressible and for the purpose of transmitting a torque are.

Eine Drehmomentübertragsungseinheit der beschriebenen Gattung geht aus der DE 37 20 168 A 1 hervor. Ihr Gehäuse ist unmittelbar am Schaltgetrie­ be des Fahrzeuges angeflanscht, und zur Übertragung des Drehmoments zur Vorderachse des Fahrzeuges dient eine WeIle, in der Regel eine Gelenk­ welle, die mit der Hülse verbunden ist. Das Zusammenpressen der Lamellen erfolgt bei der bekannten Drehmomentübertragungseinheit durch einen druck­ mittelbeaufschlagten Kolben. Wenn aber die Drehmomentübertragung über längere Zeit aufrechterhalten werden soll, ist diese Art der Betätigung der Kupplungseinrichtung ungünstig, da hierzu ständig ein Druck aufrecht­ erhalten werden muß. Wünschenswert und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 der genannten Druckschrift bereits praktiziert, ist es, die Lamel­ len mit Hilfe von Federkraft zusammenzudrücken und durch eine Hilfskraft wieder voneinander zu lösen. A torque transmission unit of the type described is apparent from DE 37 20 168 A 1. Its housing is flanged directly to the gearbox of the vehicle, and a shaft is used to transmit the torque to the front axle of the vehicle, usually an articulated shaft that is connected to the sleeve. In the known torque transmission unit, the lamellae are pressed together by a pressure-loaded piston. However, if the torque transmission is to be maintained over a long period of time, this type of actuation of the clutch device is disadvantageous, since a pressure must be maintained constantly for this purpose. It is desirable and already practiced in the exemplary embodiment according to FIG. 5 of the cited document, it is to compress the lamellae with the aid of spring force and to detach them from one another by an auxiliary force.

Eine derartig gesteuerte Drehmomentübertragungseinheit reagiert jedoch auf einen Verschleiß der Kupplungslamellen recht empfindlich mit einer starken Verminderung des übertragbaren Drehmoments. Dieser Nachteil folgt aus Verwendung von Tellerfedern zur Erzeugung der Federkraft, weil so eine an­ gestrebte kompakte Bauweise erzielt wird. Tellerfedern aber erfahren be­ reits bei einem geringen Lamellenverschleiß einen deutlichen Federkraftab­ fall, der direkt für die verringerte Übertragungsfähigkeit der Kupplung verantwortlich ist. Ein auftretender Verschleiß muß daher verhältnismäßig oft ausgeglichen werden, was allerdings bei den bisher bekannten Drehmo­ mentübertragungseinheiten nicht unerhebliche Eingriffe bedeutet, da hierzu Lager und andere Bauteile demontiert und nach dem Beifügen oder Entnehmen von Beilagscheiben remontiert werden müssen.However, a torque transmission unit controlled in this way responds wear of the clutch plates is quite sensitive with a strong Reduction of the transferable torque. This disadvantage follows Use of disc springs to generate the spring force, because one of them desired compact design is achieved. Disc springs experience however with a significant amount of spring force case that directly for the reduced transmission capacity of the clutch responsible for. Any wear that occurs must therefore be proportionate are often compensated for, but what with the previously known torque Interference transmission units means significant interventions, because of this Bearings and other components dismantled and after adding or removing must be reassembled from washers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehmomentübertragungsein­ heit der eingangs beschriebenen Art, deren Lamellen mittels Federkraft zusammenpreßbar sind, so auszubilden, daß das Nachstellen zum Ausgleich eines aufgetretenen Verschleißes keine Demontage der Übertragungseinheit erfordert.The object of the present invention is a torque transmission unit of the type described above, the slats of which are spring-loaded are compressible, so that the adjustment to compensate of wear and tear, no disassembly of the transmission unit required.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der zweite Lagersatz gegen ein elastisches Glied (Tellerfeder) auf der Zwischenwelle festge­ legt ist.To solve this problem it is proposed that the second bearing set against an elastic link (disc spring) on the intermediate shaft sets is.

Durch die Erfindung ist der zweite Lagersatz relativ zu dem ersten Lager­ satz auf der Zwischenwelle verschiebbar festgelegt, so daß eine Verschleiß­ nachstellung in einfacher Weise durch Verdrehen der Schraubenmutter am Endbereich der Zwischenwelle möglich ist. Hierzu ist lediglich die Gelenk­ welle von der Hülse zu trennen. Ein Eingriff in die Drehmomentübertragungs­ einheit selbst ist deshalb nicht notwendig. With the invention, the second bearing set is relative to the first bearing set slidably on the intermediate shaft, so that wear readjustment in a simple manner by turning the screw nut on End range of the intermediate shaft is possible. For this is only the joint to separate the shaft from the sleeve. An intervention in the torque transmission unity itself is therefore not necessary.  

Damit bei einem Nachstellen der Hülse der erste Lagersatz mit Sicherheit un­ beeinflußt bleibt, ist in einer weiteren Ausbildung der Erfindung jeder der Lagersätze gesondern mittels einer Schraubenmutter auf der Zwischenwelle festgelegt.So when readjusting the sleeve, the first bearing set with certainty remains influenced, is in a further embodiment of the invention each of Bearing sets separately using a screw nut on the intermediate shaft fixed.

Um die Zugänglichkeit der Verbindungsstelle der Gelenkwelle mit der Hülse zu verbessern, ist es außerdem zweckmäßig, daß das Gehäuse Teil des Achskörpers der Vorderachse des Fahrzeuges ist.To ensure accessibility of the connection point of the cardan shaft with the sleeve improve, it is also appropriate that the housing part of the axle beam the front axle of the vehicle.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung wiedergegebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following is an embodiment shown in the drawing described the invention.

Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinheit ist zu einem wesentlichen Teil im Achskörper 1 der Vorderachse eines Fahrzeuges eingebaut. Ein im Achs­ körper 1 angeordnetes, nicht gezeichnetes Differentialgetriebe, das mit den Rädern der Vorderachse in treibender Verbindung steht, wird durch das Kegel­ rad 2 a einer Zwischenwelle 2 angetrieben. Gelagert ist die Zwischenwelle 2 innerhalb eines Ansatzes 1 a der Vorderachse 1, der einen Teil des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinheit bildet. Dazu nimmt der Ansatz 1 a einen ringförmigen Elektromagneten 3 mit einer axialen Bohrung auf, in der die La­ gerbüchse 4 eines Lagersatzes 5 eingesetzt ist. Dieser besteht aus zwei ge­ geneinander angestellten Kegelrollenlagern 5 a, 5 b, in denen die Zwischenwel­ le 2 gelagert ist. Mittels einer auf einem Gewinde 2 b der Zwischenwelle 2 verschraubbaren Gewindemutter 6 ist die Zwischenwelle 2 in axialer Richtung im Ansatz 1 a festgelegt. Ein aus dem Elektromagnet 3 herausragender Bereich der Lagerbüchse 4 dient zur Längsführung eines Ankers 7, der aus einer bei erregtem Elektromagneten 3 eingenommenen linken Endstellung unter der Kraft einer vorgespannten Tellerfeder 8 in die der Zeichnung wiedergegebene rechte Endstellung schiebbar ist. The torque transmission unit according to the invention is largely installed in the axle body 1 of the front axle of a vehicle. An arranged in the axle body 1 , not shown differential gear, which is drivingly connected to the wheels of the front axle, is driven by the bevel wheel 2 a of an intermediate shaft 2 . The intermediate shaft 2 is mounted within a shoulder 1 a of the front axle 1 , which forms part of the housing of the torque transmission unit. For this purpose, the approach 1 a an annular electromagnet 3 with an axial bore in which the La gerbüchse 4 of a bearing set 5 is used. This consists of two ge against each other tapered roller bearings 5 a , 5 b , in which the Zwischenwel le 2 is mounted. By means of a on a thread 2 of the intermediate shaft 2 b screwable threaded nut 6 is the intermediate shaft 2 in the axial direction in the neck 1 a set. An area of the bearing bush 4 protruding from the electromagnet 3 is used for the longitudinal guidance of an armature 7 , which can be pushed from the left end position assumed when the electromagnet 3 is energized into the right end position shown in the drawing under the force of a prestressed plate spring 8 .

Die Zwischenwelle 2 erstreckt sich durch eine mittige Bohrung im Anker 7 bis zu der Stirnfläche eines am Ansatz 1 a angeflanschten Gehäuses 9. In ihrem freien Endbereich trägt die Zwischenwelle 2 ein Gewinde 2 c, auf dem eine Ge­ windemutter 10 verschraubbar ist. Mit Hilfe der Sicherungsmutter 10 ist ein zweiter, ebenfalls aus zwei gegeneinander angestellten Kegelrollenlagern 11 a, 11 b bestehender Lagersatz 11 auf der Zwischenwelle 2 festgelegt, wobei die genaue axiale Lage des Lagersatzes 11 durch eine sich an einem Bund 2 d der Zwischenwelle 2 abstützende Distanzhülse 12 bestimmt ist. Zwischen der Di­ stanzhülse 12 und dem Lagersatz 11 befindet sich eine Tellerfeder 13, die je nach Anzugskraft der Sicherungsmutter 10 eine axiale Festlegung des Lager­ satzes 11 in verschiedenen Stellungen gestattet. Die von der Tellerfeder 13 zugelassene Verschiebbarkeit des Lagersatzes 11 entspricht dabei dem maximal zulässigen Verschleiß der im folgenden beschriebenen Kupplungseinrichtung.The intermediate shaft 2 extends through a central bore in the armature 7 to the end face of the neck 1 a flanged housing. 9 In its free end region of the intermediate shaft 2 carries a c thread 2 on which a Ge threaded nut 10 is screwed. With the aid of the lock nut 10 is a second, also made of two oppositely tapered roller bearings 11 a, 11 b of existing set of bearings fixed to the intermediate shaft 2 11, the exact axial position of the bearing set 11 by itself to a collar 2 2 d of the intermediate shaft supporting spacer sleeve 12 is determined. Between the di punch sleeve 12 and the bearing set 11 there is a plate spring 13 which, depending on the tightening force of the lock nut 10, allows the bearing set 11 to be fixed axially in different positions. The displaceability of the bearing set 11 permitted by the plate spring 13 corresponds to the maximum permissible wear of the coupling device described below.

Von dem Lagersatz 11 getragen und mit diesem verschiebbar ist eine Hülse 14, die im in der Zeichnung rechten Bereich einen Hülsenflansch 14 a aufweist. Dieser ist durch Schrauben 15 mit einem entsprechenden Flanschteil einer sich daran anschließenden, nicht gezeigten Gelenkwelle verbunden, die zum Getriebe des Fahrzeuges führt. Im in der Zeichnung linken Endbereich trägt die Hülse 14 einen trommelförmigen, längsgeschlitzten Teil 14 b, in dem in bekannter Weise eine Vielzahl Kupplungslamellen 16 unverdrehbar aber axial verschiebbar eingesetzt sind. Zwischen diesen Lamellen 16 befinden sich weitere Lamellen 17, die über eine Keilverzahnung drehfest aber axial ver­ schiebbar auf einem Lamellenträger 18 sitzen, der seinerseits drehfest und axialverschiebbar über eine Keilverzahnung auf der Zwischenwelle 2 gelagert ist und einen Druckkranz 18 a aufweist, der an der hülsenfernen Stirnseite des aus den Lamellen 16, 17 gebildeten Lamellenpaketes anliegt. Soll die Kupplungseinrichtung ein Drehmoment übertragen, so muß der Lamellenträger 18 in Richtung der Hülse 14 verschoben werden, wodurch die Lamellen 16, 17 über den Druckkranz 18 a des Lamellenträgers 18 bei gleichzeitiger Abstützung an der Hülse 14 zusammengepreßt werden. Das Verschieben des Lamellenträgers 18 erfolgt durch den Anker 7 über ein Axialrollenlager 19. Das Lösen der La­ mellen 16, 17 voneinander bei erregtem Elektromagneten 3 wird unterstützt durch eine zwischen dem Lamellenträger 18 und einer auf der Zwischenwelle 2 festgelegten Scheibe 20 angeordnete vorgespannte Druckfeder 21.Carried by the bearing set 11 and displaceable with it is a sleeve 14 which has a sleeve flange 14 a in the area on the right in the drawing. This is connected by screws 15 to a corresponding flange part of an adjoining drive shaft, not shown, which leads to the transmission of the vehicle. In the left end region in the drawing, the sleeve 14 carries a drum-shaped, longitudinally slotted part 14 b , in which, in a known manner, a plurality of clutch plates 16 are inserted non-rotatably but axially displaceably. Between these fins 16 there are further fins 17 which are non-rotatably but axially slidably seated on a disk carrier 18 via a spline, which in turn is non-rotatably and axially displaceable via a spline on the intermediate shaft 2 and has a pressure ring 18 a which is on the sleeve remote Front side of the plate pack formed from the plates 16 , 17 abuts. If the clutch device is to transmit a torque, the disk carrier 18 must be displaced in the direction of the sleeve 14 , whereby the disks 16 , 17 are pressed together via the pressure ring 18 a of the disk carrier 18 with simultaneous support on the sleeve 14 . The plate carrier 18 is displaced by the armature 7 via an axial roller bearing 19 . The loosening of the plates 16 , 17 from one another when the electromagnet 3 is excited is supported by a prestressed compression spring 21 arranged between the disk carrier 18 and a disk 20 fixed on the intermediate shaft 2 .

In der Zeichnung ist die Kupplungseinrichtung in eingerücktem Zustand wie­ dergegeben. Der Anker 7 ist bei entregtem Elektromagneten 3 unter dem Ein­ fluß der an ihn angreifenden Tellerfeder 8 in die rechte Endstellung gescho­ ben und hat über das Axialrollenlager 19 den Lamellenträger 18 nach rechts geschoben, so daß die Lamellen 16, 17 zusammengepreßt werden und aufgrund der zwischen ihnen auftretenden Reibung ein Drehmoment übertragen. Zum Un­ terbrechen der Drehmomentübertragung wird durch Einschalten des Elektroma­ gnets 3 der Anker 7 gegen die Kraft der Tellerfeder 8 zurückgezogen, bis er am Elektromagneten 3 anliegt. Nach dem Wegfall der Federkraft ist der Lamel­ lenträger 18 nicht mehr in der Lage die Lamellen 16, 17 zusammenzupressen, so daß diese sich unter dem Einfluß der Druckfeder 21 voneinander lösen und somit kein Drehmoment mehr übertragen.In the drawing, the clutch device is shown in the engaged state. The armature 7 is when the electromagnet 3 is deenergized beneath the flow of the plate spring 8 engaging it into the right end position and has pushed the disk carrier 18 to the right via the axial roller bearing 19 , so that the disks 16 , 17 are pressed together and because of the between a torque is transmitted to them. To interrupt the torque transmission, the armature 7 is retracted against the force of the plate spring 8 by switching on the electroma magnet 3 until it rests on the electromagnet 3 . After the loss of spring force, the lamella lträger 18 is no longer able to compress the slats 16 , 17 , so that they separate from each other under the influence of the compression spring 21 and thus no longer transmit torque.

Ist nach einer längeren Betriebszeit der Verschleiß der Lamellen 16, 17 so groß geworden, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplungsvorrichtung unzu­ lässig niedrig wird, so kann der Lagersatz 11 nach dem Abbau der Gelenkwelle von der Hülse 14 entsprechend dem stattgefundenen Verschleiß durch Anziehen der Sicherungsmutter 10 in Richtung des Lamellenträgers 18 verschoben werden. Hierbei wird die Hülse 14 unter Spannung der Tellerfeder 8 auf ihre ursprüng­ liche Vorspannkraft in die gleiche Richtung verschoben.If, after a longer operating time the wear of the blades 16, 17 become so large that the transmission capability of the coupling device is inadmissible low, the bearing set 11 may after the removal of the hinge shaft of the sleeve 14 corresponding to the taken place wear by tightening the lock nut 10 in Direction of the disk carrier 18 are moved. Here, the sleeve 14 is moved under tension of the plate spring 8 to its original pretensioning force in the same direction.

Claims (3)

1. Drehmomentübertragungseinheit zum Übertragen von Drehmomenten zu einer wahlweise antreibbaren Achse eines Fahrzeuges, bestehend aus einem Gehäuse (9), einer in dem Gehäuse (9) über einen ersten, aus zwei Lagern beste­ henden Lagersatz (5) drehbar gelagerten Zwischenwelle (2), einer in Ab­ stand zum ersten Lagersatz (5) über einen zweiten Lagersatz (11) in dem einen Endbereich der Zwischenwelle (2) drehbar gelagerten Hülse (14) mit einem Flansch (14 a) für den Anschluß einer längenveränderbaren Gelenkwel­ le, wobei die Zwischenwelle (2) im Gehäuse und die Hülse (14) auf der Zwischenwelle (2) durch eine auf einem Gewinde der Zwischenwelle (2) verschraubbare Mutter festgelegt ist, und einer hilfskraftbetätigbaren Kupplungsvorrichtung, die im wesentlichen im Bereich zwischen den beiden Lagersätzen (5, 11) angeordnet ist und über eine Vielzahl Lamellen ver­ fügt, die abwechselnd drehfest aber axial verschiebbar mit der Zwischen­ welle (2) bzw. der gleichzeitig als Gegenlager dienenden Hülse (14) ver­ bunden sind und zwecks Übertragung eines Drehmoments axial zusammenpreß­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lagersatz (11) gegen ein elastisches Element (Tellerfeder (13)) verschiebbar auf der Zwischenwelle (2) festgelegt ist.1. Torque transmitting unit for transmitting torque to a selectively driven axle of a vehicle, consisting of a housing (9), one of a first, best of two bearings Henden bearing set (5) rotatably mounted intermediate shaft (2) in the housing (9), One stood in from the first bearing set ( 5 ) via a second bearing set ( 11 ) in the one end region of the intermediate shaft ( 2 ) rotatably mounted sleeve ( 14 ) with a flange ( 14 a ) for connecting a variable-length articulated shaft, the intermediate shaft ( 2 ) is fixed in the housing and the sleeve ( 14 ) on the intermediate shaft ( 2 ) by means of a nut that can be screwed onto a thread of the intermediate shaft ( 2 ), and an auxiliary power-operated coupling device that is essentially in the area between the two bearing sets ( 5 , 11 ) is arranged and has a large number of lamellae, which alternately rotatably but axially movable with the intermediate shaft ( 2 ) or d he at the same time serving as a counterbearing sleeve ( 14 ) is connected and axially compressible for the purpose of transmitting a torque, characterized in that the second bearing set ( 11 ) against an elastic element (plate spring ( 13 )) slidably fixed on the intermediate shaft ( 2 ) is. 2. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Lagersätze (5, 11) gesondert auf der Zwischenwelle (2) fest­ gelegt ist.2. Torque transmission unit according to claim 1, characterized in that each of the bearing sets ( 5 , 11 ) is fixed separately on the intermediate shaft ( 2 ). 3. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch, die Anordnung im und/oder am Achskörper (1) der Vorderachse des Fahrzeu­ ges.3. Torque transmission unit according to claim 1 or 2, characterized by the arrangement in and / or on the axle body ( 1 ) of the front axle of the vehicle.
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