DE4013855A1 - Verfahren und vorrichtung zum entkoppeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkoppeln einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraftfahr­ zeuges von einer Antriebseinheit beim Bremsen, bei dem eine erste Achse ständig mit einer Antriebseinheit verbun­ den und die zweite Antriebsachse über zumindest eine Schlupfkupplung differenzdrehzahlabhängig mit der An­ triebseinheit verbindbar und über zumindest eine Schalt­ kupplung von dieser lösbar ist, sowie eine Schaltkupplung zu diesem Zwecke, mit zumindest einer ersten Welle, die eine Anzahl umfangsverteilter Ausnehmungen aufweist, einer zweiten Welle in Form einer Hülse, die eine Anzahl um­ fangsverteilte, den Ausnehmungen zugeordnete Öffnungen aufweist, Koppelelementen, die in den Öffnungen der zwei­ ten Welle radial verlagerbar gehalten sind und zur dreh­ festen Verbindung von erster und zweiter Welle teilweise in die Ausnehmungen der ersten Welle eintreten können, und einem Schaltelement in koaxialer Anordnung zu den beiden Wellen, das zur radialen Verlagerung der Koppelelemente axial verschieblich ist und das die Koppelelemente mittels ringförmiger Sperrflächen verriegelt in der Stellung der drehfesten Verbindung zwischen beiden Wellen halten kann.

Bei den hiervon betroffenen Antriebsanordnungen handelt es sich zum einen um Allradantriebe, bei denen eine zweite Achse, normalerweise die Hinterachse, bei positiver Dreh­ zahldifferenz zwischen der ersten ständig angetriebenen und der zweiten Achse über eine Schlupfkupplung drehmo­ mentbeaufschlagt wird. Hierfür geeignete Schlupfkupplungen sind z. B. Flüssigkeitsreibungskupplungen (Viskokupp­ lungen) die in dieser Anordnung als Visco-Transmission bezeichnet werden. Andere Kupplungen, z. B. solche, die auf einer Pumpenwirkung basieren, sind ebenfalls geeignet. Zum anderen handelt es sich um Allradantriebe, bei denen in der zweiten nicht ständig angetriebenen Achse, nor­ malerweise der Hinterachse, in einem Achsdifferential zwei Schlupfkupplungen im antreibbaren Differentialkorb ange­ ordnet sind (Torque Splitter) und die jeweils zweiten Kupplungshälften mit einer der Achswellen verbunden sind. Auch hierbei wird bei einer Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsachsen Drehmoment auf die zweite Achse übertragen, gleichzeitig ersetzen die Schlupfkupplungen ein Achs­ differential (Markenname Twinvisco).

Bei beiden hier genannten Antriebssystemen würde bei einer ständigen Verbindung der Achsen über die Kupplungen auch Drehmoment von der zweiten Achse auf die erste Achse über­ tragen, wenn beispielsweise beim Bremsen eine negative Drehzahldifferenz zwischen beispielsweise blockierender erster Achse und zweiter Achse auftritt.

Auch bei Verwendung von Antiblockiersystemen treten Dreh­ zahldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterrädern auf, da aus Fahrstabilitätsgründen der Umfangsschlupf der Hinter­ räder geringer gehalten wird als der der Vorderräder. Es ist daher bekannt, beim Bremsen eine Schaltkupplung zu betätigen, die bei der Bremsbetätigung die Achsen vonein­ ander entkoppelt. Hierbei tritt das Problem auf, daß ein derartiges Entkoppeln zu einem für den Komfort unerwünsch­ ten Schaltruck führen kann, wenn von der ersten Achse, insbesondere der Vorderachse beim Betätigen der Bremse noch Drehmoment auf die zweite, d. h. die hintere Achse übertragen wird. Dies ist bei Kurvenfahrt der Fall, bei dem die Vorderachse einen größeren Weg als die Hinterachse beschreibt und dadurch eine Verspannung im Antriebsstrang vorliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine hierfür geeignete Schaltkupplung bereitzustellen, bei der ein Schaltruck beim Bremsen in Kurvenfahrt vermieden werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung hierfür besteht in einem Ver­ fahren zum Entkoppeln, bei dem fahrzustandsabhängig eine Verriegelung der Schaltkupplung aufgehoben wird und bei dem drehmomentabhängig nur bei Drehmomentumkehr von der zweiten Antriebsachse zur Antriebseinheit die Schaltkupp­ lung selbsttätig gelöst wird. Die genannte Entriegelung kann bei Betätigung des Bremspedals, bei Beginn der ABS-Regelung oder bei Zurücknahme des Gaspedals erfolgen. Die Wirkung besteht darin, daß in der verriegelten Stel­ lung Drehmoment auf die zweite Achse in beiden Orientie­ rungen übertragen werden kann, d. h. auch bei Rückwärts­ fahrt der Antrieb an allen Rädern bei entsprechendem Schlupf zwischen den Achsen sichergestellt ist. Bei Vor­ wärtsfahrt und Einleitung eines Bremsvorganges wird dage­ gen im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen die zweite Achse nicht unmittelbar bei Bremsbetätigung wirksam ent­ koppelt, sondern es wird die Entkopplung erst bei Umkehr des Drehmomentflusses von der zweiten zur ersten Achse selbsttätig bewirkt.

Eine erfindungsgemäße Schaltkupplung zum Entkoppeln weist hierbei die folgenden Merkmale auf, nämlich zumindest eine erste Welle, die eine Anzahl umfangsverteilter Ausneh­ mungen aufweist, eine zweite Welle in Form einer Hülse, die eine Anzahl umfangsverteilte, den Ausnehmungen zuge­ ordnete Öffnungen aufweist, Koppelelemente, die in den Öffnungen der ersten Welle radial verlagerbar gehalten sind und zur drehfesten Verbindung von erster und zweiter Welle teilweise in die Ausnehmungen der ersten Welle ein­ treten können, und ein Schaltelement in koaxialer Anord­ nung zu den beiden Wellen, das zur radialen Verlagerung der Koppelelemente axial verschieblich ist und das die Koppelelemente mittels ringförmiger Sperrflächen verrie­ gelt in der Stellung der drehfesten Verbindung zwischen beiden Wellen halten kann, bei der eine erste Gruppe von Koppelelementen in einer ersten Gruppe von Öffnungen, z. B. in Form von umfangsgerichteten Langlöchern oder zgl. Boh­ rungen und einer ersten Gruppe von Ausnehmungen gehalten sind und von zylindrischen Sperrflächen verriegelbar sind, neben denen axial benachbarte erste Ringnuten liegen, eine zweite Gruppe von Koppelelementen in einer zweiten Gruppe von Öffnungen, z. B. in Form von umfangsgerichteten Lang­ löchern oder zgl. Bohrungen und einer zweiten Gruppe von Ausnehmungen gehalten sind und von konischen Sperrflächen verriegelbar sind, neben denen axial benachbarte zweite Ringnuten liegen, die Langlöcher oder Bohrungen der ersten und zweiten Gruppe bzw. die Ausnehmungen der ersten und zweiten Gruppe mit axialem Abstand voneinander bei sich im wesentlichen entsprechender Umfangslage geringfügig gegen­ einander winkelversetzt sind, ein Sperrelement zur axialen Verriegelung des Schaltelementes vorgesehen ist, wobei bei in Verriegelungsstellung gehaltenem Schaltelement bei jeder Drehmomentorientierung jeweils nur eine Gruppe der Koppelelemente an den Flanken ihrer Öffnungen und Ausneh­ mungen zur Anlage kommt und bei einer Freigabe des Schalt­ elementes durch das Sperrelement unter Drehmoment einer ersten Orientierung die Koppelelemente der ersten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnungen und Ausnehmungen kommen und radial durch die zylindrischen Sperrflächen blockiert werden und bei Drehmoment der zweiten Orientie­ rung die Koppelelemente der zweiten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnungen und Ausnehmungen kommen und über radiale Kräfte auf die konische Sperrfläche das Schaltelement axial verschieben, so daß die Koppelelemente in die Ringnuten des Schaltelementes eintreten und die drehfeste Verbindung zwischen den Wellen aufgehoben wird. Das Eintreten der obengenannten Wirkungsweise an einer Schaltkupplung mit den genannten Merkmalen ist leicht nachvollziehbar.

Von den beiden genannten Alternativen - gegeneinander winkelversetzte Öffnungen oder gegeneinander winkelver­ setzte Ausnehmungen - ist nur die erste in einem Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellt.

Nach einer ersten Ausführungsform kann die erste Welle als Hohlwelle die zweite hülsenförmige Welle umgeben und das Schaltelement als Zapfen innerhalb der koaxialen Wellen liegen; ein Ausführungsbeispiel hierzu ist anhand der Zeichnung dargestellt.

Nach einer zweiten Ausgestaltungsform kann die erste Welle insbesondere als Vollwelle innerhalb der zweiten hülsen­ förmigen Welle liegen und das Schaltelement als Schalt­ hülse mit innenliegenden Sperrflächen und Ringnuten ver­ sehen sein. Hierzu ist kein Zeichnungsbeispiel vorgesehen.

Zum besseren Verständnis wird nachstehend auf die Zeich­ nungen Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipbild eines Fahrzeuges mit Allrad­ antrieb und einer Flüssigkeitsreibungskupplung zwischen den Achsen (Viscokupplung, "Visco Trans­ mission"),

Fig. 2 zeigt ein Prinzipbild eines Fahrzeuges mit Allrad­ antrieb und Flüssigkeitsreibungskupplungen in einem Hinterachsdifferential (Torque-Splitter, "Twinvisco"),

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltkupplung in vier verschiedenen Betriebszuständen, nämlich

• Bild 1 (Antrieb) beim Vorwärtsantrieb (Dreh­ moment positiv)
• Bild 2 (Bremsen 1) nach dem Entriegeln (Dreh­ moment positiv)
• Bild 3 (Bremsen 2) beim Schiebebetrieb (Drehmoment negativ)
• Bild 4 (Bremsen 3) nach dem Entkoppeln (drehmo­ mentfrei),

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltkupplung für die Anwendung mit einer einzelnen Flüssigkeitsrei­ bungskupplung (Viscokupplung, "Viscotransmission"),

Fig. 5 zeigt ein Differential mit zwei Flüssigkeitsrei­ bungskupplungen und zwei erfindungsgemäßen Schalt­ kupplungen (Torque-Splitter, "Twinvisco").

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 21 mit einer aus Motor und Getriebe bestehender Antriebseinheit 22 dargestellt, das eine angetriebene Vorderachse 23 und eine angetriebene Hinterachse 24 erkennen läßt. Am Getriebeteil der An­ triebseinheit 22 ist ein Vorderachsdifferentialgetriebe 25 angeordnet, das über erste Halbwellen 26 die Räder der Vorderachse 23 antreibt. Mit der Eingangsseite des Dif­ ferentialgetriebes 25 ist die Eingangsseite einer Visco­ kupplung 27 verbunden, deren Ausgangsseite über eine Ge­ lenkwelle 28 das Hinterachsdifferential 29 antreibt. Die­ ses ist über zweite Halbwellen 30 mit den Rädern der Hin­ terachse 24 verbunden.

In Fig. 2 ist im Prinzip ein Fahrzeug 31 dargestellt, dessen aus Motor und Getriebe bestehende Antriebseinheit 32 die Räder einer Vorderachse 33 und einer Hinterachse 34 antreibt. Mit dem Getriebeteil der Antriebseinheit 32 ist ein Vorderachsdifferential 35 verbunden, das unmittelbar über Halbwellen 36 die Räder der Vorderachse 33 antreibt. Die Eingangsseite des Vorderachsdifferentials 35 ist un­ mittelbar mit einer Gelenkwelle 38 verbunden, die einen Differentialkorb 37 als Eingangsseite einer Doppelflüssig­ keitsreibungskupplung antreibt, deren beide Ausgangswellen 39 jeweils mit zweiten Seitenwellen 40 die Räder der Hin­ terachse 34 antreiben. Mit dem Gehäuseteil sind jeweils erste Lamellen 41 fest verbunden, während mit den Aus­ gangswellen jeweils zweite Lamellen 42 fest verbunden sind.

Die in den Fig. 1 und 2 jeweils mit den Flüssigkeits­ reibungskupplungen verbauten Schaltkupplungen sind syste­ matisch nicht dargestellt, sondern im einzelnen in den Fig. 4 und 5 zu erkennen.

In Fig. 3 sind in den Bildern 1 bis 4 die sich entspre­ chenden Teile mit gleichen Ziffern belegt. Es ist jeweils eine antreibende Hohlwelle 1, eine angetriebene hülsenför­ mige Welle 2 und ein zapfenförmiges Schaltelement 3 er­ kennbar. In der Welle 1 sind als Längsnuten ausgebildete Ausnehmungen 4 von kreisabschnittsförmigem Querschnitt vorgesehen. Diesen sind erste langlochartige Öffnungen 5 und zweite langlochartige Öffnungen 6 in der hülsenför­ migen Welle 2 zugeordnet. Es sind drehmomentübertragende Kugeln 7 in den Öffnungen 5 und Kugeln 8 in den Öffnungen 6 gehalten. Die erstgenannten Öffnungen 5 und Kugeln 7 sind in zwei Umfangsreihen vorgesehen, die zweiten Öffnun­ gen 6 und Kugeln 8 in einer Umfangsreihe. Das zentrale Schaltelement 3 weist unter den Kugeln 7 zylindrische Sperrflächen 8 und unter den Kugeln 8 konische Sperrflä­ chen 10 auf, zu denen axial benachbart jeweils Umfangs­ nuten 11, 12 vorgesehen sind.

Da die Öffnungen 5, 6 im Umfangssinn gegeneinander ver­ setzt sind, sind bei der im Bild 1 dargestellten Konfigu­ ration nur die Kugeln 7 mit den Stirnflächen der Löcher 5 in Anlage während die Kugeln 8 mit Spiel zu beiden Flanken der Löcher 6 liegen. Unter Drehmoment werden die Sperrflä­ chen 9 rein radial mit Kräften F von den Kugeln 7 beauf­ schlagt. Die axiale Stellung des Schaltelementes 3 ist durch Sperrkugeln 15 gesichert, die von einem Schaltbolzen 13 verriegelt sind.

Bild 2 zeigt im wesentlichen die gleichen Teile. Durch Betätigung der Bremse ist ein Schaltbolzen 13 nach links ausgerückt. Bei unveränderter Drehmomentrichtung wirken die Kugeln 7 weiterhin mit radialen Kräften F auf die Sperrflächen 9, so daß das Schaltelement 3 axial kraftfrei bleibt und der Drehmomentfluß aufrechterhalten bleibt.

In Bild 3 ist bei Drehmomentumkehr durch erhöhte Ge­ schwindigkeit der zweiten Achse gegenüber der ersten stän­ dig angetriebenen nunmehr die äußere Welle 1 gegenüber der hülsenförmigen Welle 2 so verdreht, daß die Kugeln 8 mit den Flanken der Öffnungen 6 zur Anlage kommen, während die Kugeln 7 mit Spiel und drehmomentfrei in den Öffnungen 5 gehalten sind. Unter Drehmomenteinfluß wird hierdurch eine flächennormale Kraft F auf die konische Sperrfläche 10 ausgeübt, die sich in eine Radialkomponente und eine Axialkomponente aufteilen läßt. Bei zurückgezogenem Schaltbolzen 13 bewirkt die Axialkomponente über die Radialfläche 19 im Zusammenwirken mit einer Konusfläche 14 ein Eintreten der Sperrkugeln 15 in einen zentralen Ring­ raum 16, der zuvor von dem Schaltbolzen 13 eingenommen war.

Als Ergebnis nimmt das Schaltelement 3 die in Bild 4 dar­ gestellte nach links verlagerte Position ein, in der die Kugeln 7 ebenso wie die Kugeln 8 in die Ringnuten 11 und 12 des Schaltelements 3 eintreten können, so daß - wie im Querschnitt gezeigt - die Wellen 1 und 2 frei gegeneinan­ der drehbar sind und die anschließende Flüssigkeitsrei­ bungskupplung entkoppelt ist. Bei einer Gegenbewegung des Schaltbolzens 13 werden die Sperrkugeln nach außen ge­ schoben, das Schaltelement 3 dadurch axial verlagert und die Kugeln 7 und 8 über Konusflächen 17, 18 wieder in die Ausnehmungen 4 gedrückt.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Schaltkupplung ge­ zeigt, an deren Eingangsseite, d. h. bevorzugt am links dargestellten Flansch 43 einer Antriebswelle 101 eine Flüssigkeitsreibungskupplung anzubringen wäre.

Innerhalb der Antriebswelle 101 ist die hülsenförmige Abtriebswelle 102 gezeigt, innerhalb deren wiederum das Stellelement 103 erkennbar ist. In der Antriebswelle 101 sind nutenförmige Ausnehmungen 104 vorgesehen. In der Innenwelle sind jeweils zugeordnet erste Öffnungen 105 vorgesehen, in denen Kugeln 107 radial verschiebbar gela­ gert sind, die von einer zylindrischen Sperrfläche 109 wie in der unteren Bildhälfte dargestellt blockiert werden können oder die in eine benachbarte Ringnut 111, wie oben dargestellt, eintreten können. In der Welle 102 sind wei­ tere Öffnungen 106 vorgesehen, in denen Kugeln 108 gehal­ ten sind, die entweder von einer konischen Sperrfläche 110 beim Eintritt in die Ausnehmungen 104 verriegelt werden können oder wie oben dargestellt in eine Ringnut 112 in dazu benachbarter Lage eintreten können. Von den Kugeln 107 der ersten Gruppe sind zwei Reihen vorgesehen, während von den Kugeln 108 der zweiten Gruppe eine Reihe vorge­ sehen ist. Ein mit einer noch näher zu beschreibenden Betätigungsvorrichtung versehener Sperrzapfen 113 hält in einer nach links vorgeschobenen Stellung Sperrkugeln 115 in einer radialen äußeren Stellung zwischen einer koni­ schen Fläche 114 und einer radialen Fläche 119 am Schalt­ element. In einer oben dargestellten zurückgezogenen Posi­ tion sind die Kugeln nach innen in einem Ringraum 116 in eine achsnahe Position eingetreten. Mit der Welle 102 ist ausgangsseitig ein Flansch 44 verbunden, der mit einem Gegenflansch 45 verschraubt ist und einen Innenraum 46 bildet. Der Innenraum 46 wird von einer Membran 47 ge­ teilt, die über eine Verstärkungsplatte 48 mit dem Schalt­ bolzen 113 fest verbunden ist. Dieser stützt sich über eine Druckfeder 48 an der Welle 102 ab. Die Welle 102 ist über zwei Lager 50, 51 in einem gehäusefesten Teil gehal­ ten, das gleichzeitig als Unterdruckzuführung dient. Hier­ zu ist ein Unterdruckstutzen 52 eingesetzt, der über einen Ringraum 53 mit Radialbohrungen 54 in der Welle 102 in Verbindung steht. Dichtungen 55, 56, 57, 58 dichten dieses System nach außen ab.

In Fig. 5 ist ein Teil eines Differentialgetriebegehäuses 60 gezeigt, in dem ein Differentialkorb 61 in zwei Schräg­ rollenlagern 62, 63 drehbar gehalten ist. Der Differen­ tialkorb bildet das Außenteil zweier Flüssigkeitsreibungs­ kupplungen, deren Kammern 64, 65 voneinander getrennt sind und die jeweils Kupplungsinnenteile aufweisen, die die Antriebshülsen 201, 301 von erfindungsgemäßen Schaltkupp­ lungen bilden. Jeweils mit dem Kupplungskorb 61 sind Außenlamellen 68, 69 verbunden, während Innenlamellen 70, 71 mit den Antriebshülsen 201, 301 verbunden sind. Die Einzelheiten der Schaltkupplungen entsprechen denen in Fig. 4, wobei jedoch jeweils nur eine Reihe Kugeln 207, 307 und eine Reihe Kugeln 208, 308 vorgesehen sind. An die Flanschaußenseiten 245, 345 können Halbwellen der Hinter­ achse angeflanscht werden.

Innerhalb der Antriebswelle 201, 301 ist die hülsenförmige Abtriebswelle 202, 302 gezeigt, innerhalb deren wiederum das Stellelement 203, 303 erkennbar ist. In der Antriebs­ welle 201, 301 sind nutenförmige Ausnehmungen 204, 304 vorgesehen. In der Innenwelle sind jeweils zugeordnet erste Öffnungen 205, 305 vorgesehen, in denen Kugeln 207, 307 radial verschiebbar gelagert sind, die von einer zy­ lindrischen Sperrfläche 209, 309 wie in der unteren Bild­ hälfte dargestellt blockiert werden können oder die in eine benachbarte Ringnut 211, 311, wie oben dargestellt, eintreten können. In der Welle 202, 302 sind weitere Öff­ nungen 206, 306 vorgesehen, in denen Kugeln 208, 308 ge­ halten sind, die entweder von einer konischen Sperrfläche 210, 310 beim Eintritt in die Ausnehmungen 204, 304 ver­ riegelt werden können oder wie oben dargestellt in eine Ringnut 212, 312 in dazu benachbarter Lage eintreten kön­ nen. Ein mit einer noch näher zu beschreibenden Betäti­ gungsvorrichtung versehener Sperrzapfen 213, 313 hält in einer axial nach innen vorgeschobenen Stellung Sperrkugeln 215, 315 in einer radialen äußeren Stellung zwischen einer konischen Fläche 214, 314 und einer radialen Fläche 219, 319 am Schaltelement. In einer oben dargestellten zurück­ gezogenen Position sind die Kugeln radial nach innen in einem Ringraum 216, 316 in eine achsnahe Position einge­ treten. Mit der Welle 202, 302 ist ausgangsseitig ein Flansch 244, 344 verbunden, der mit einem Gegenflansch 245, 345 verschraubt ist und einen Innenraum 246, 346 bildet. Der Innenraum 246, 346 wird von einer Membran 247, 347 geteilt, die über eine Verstärkungsplatte 248, 348 mit dem Schaltbolzen 213, 313 fest verbunden ist. Dieser stützt sich über eine Druckfeder 249, 349 an der Welle 202, 302 ab. Die Welle 202, 302 ist über einen Sprengring 250, 350 axial fixiert. Eine Unterdruckzufuhr erfolgt über eine Bohrung 252, 352 im Getriebegehäuse, die über einen Ringraum 253, 353 mit Radialbohrungen 254, 354 in der Welle 202, 302 in Verbindung steht. Dichtungen 255, 355, 256, 356, 258, 358 dichten dieses System nach außen ab.

Bezugszeichenliste

 1 Hohlwelle (erste Welle)
 2 Hohlwelle (zweite Welle)
 3 Schaltelement
 4 Ausnehmungen (1)
 5 Öffnungen (2) erste
 6 Öffnungen (2) zweite
 7 Kugeln (5)
 8 Kugeln (6)
 9 zylindrische Sperrfläche (3)
10 konische Sperrfläche (3)
11 Ringnut (3)
12 Ringnut (3)
13 Sperrelement
14 Konusfläche
15 Sperrkugeln
16 Ringraum
17 Konusfläche
18 Konusfläche
19 Anschlagfläche
20 -
21 Kraftfahrzeug
22 Antriebseinheit
23 Vorderachse
24 Hinterachse
25 Vorderachsdifferentialgetriebe
26 Halbwellen
27 Viscokupplung
28 Gelenkwelle
29 Hinterachsdifferential
30 Halbwellen
31 Fahrzeug
32 Antriebseinheit
33 Vorderachse
34 Hinterachse
35 Vorderachsdifferential
36 Halbwellen
37 Differentialkorb
38 Gelenkwelle
39 Ausgangswellen
40 Seitenwellen
41 Lamellen
42 Lamellen
43 Flansch
44 Flansch
45 Gegenflansch
46 Innenraum
47 Membran
48 Verstärkungsplatte
49 Druckfeder
50 Lager
51 Lager
52 Unterdruckstutzen
53 Ringraum
54 Radialbohrungen
55 Dichtung
56 Dichtung
57 Dichtung
58 Dichtung
59 -
60 Differentialgetriebegehäuse
61 Differentialkorb
62 Schrägrollenlager
63 Schrägrollenlager
64 Kammer
65 Kammer
66 -
67 -
68 Außenlamelle
69 Außenlamelle
70 Innenlamelle
71 Innenlamelle

Claims (14)

1. Verfahren zum Entkoppeln einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeuges von einer Antriebseinheit beim Bremsen, bei dem eine erste Achse ständig mit einer Antriebseinheit verbunden und die zweite Antriebsachse über zumindest eine Schlupfkupp­ lung differenzdrehzahlabhängig mit der Antriebseinheit verbindbar und über zumindest eine Schaltkupplung von dieser lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzustandsabhängig eine Verriegelung der Schalt­ kupplung aufgehoben wird und daß drehmomentabhängig nur bei Drehmomentumkehr von der zweiten Antriebsachse zur Antriebseinheit die Schaltkupplung selbsttätig gelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung bei Rücknahme des Gaspedals auf­ gehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung bei Betätigung des Bremspedals aufgehoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung durch ein Signal aus der ABS-Steuerung aufgehoben wird.

5. Schaltkupplung, insbesondere zum Entkoppeln einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraft­ fahrzeuges von einer Antriebseinheit beim Bremsen, bei dem eine erste Achse ständig mit einer Antriebseinheit verbunden und die zweite Antriebsachse über zumindest eine Schlupfkupplung differenzdrehzahlabhängig mit der Antriebseinheit verbindbar und über zumindest eine Schaltkupplung von dieser lösbar ist, mit zumindest
einer ersten Welle (1), die eine Anzahl umfangsver­ teilter Ausnehmungen (4) aufweist,
einer zweiten Welle (2) in Form einer Hülse, die eine Anzahl umfangsverteilte, den Ausnehmungen (4) zugeord­ nete Öffnungen (5, 6) aufweist,
Koppelelementen (7, 8), die in den Öffnungen (5, 6) der zweiten Welle radial verlagerbar gehalten sind und zur drehfesten Verbindung von erster und zweiter Welle teilweise in die Ausnehmungen der ersten Welle eintre­ ten können, und
einem Schaltelement (3) in koaxialer Anordnung zu den beiden Wellen (1, 2), das zur radialen Verlagerung der Koppelelemente (7, 8) axial verschieblich ist und das die Koppelelemente (7, 8) mittels ringförmiger Sperr­ flächen (9, 10) verriegelt in der Stellung der dreh­ festen Verbindung zwischen beiden Wellen halten kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Gruppe von Koppelelementen (7) in einer ersten Gruppe von Öffnungen (5) gehalten sind und von zylindrischen Sperrflächen (9) verriegelbar sind, neben denen axial benachbarte erste Ringnuten (11) liegen,
daß eine zweite Gruppe von Koppelelementen (8) in einer zweiten Gruppe von Öffnungen (6) gehalten sind und von konischen Sperrflächen (10) verriegelbar sind, neben denen axial benachbarte zweite Ringnuten (12) liegen,
daß die Öffnungen der ersten und zweiten Gruppe (5, 6) mit axialem Abstand voneinander bei sich im wesent­ lichen entsprechender Umfangslage geringfügig gegen­ einander winkelversetzt sind,
daß ein Sperrelement (13) zur axialen Verriegelung des Schaltelementes (3) vorgesehen ist, wobei bei in Ver­ riegelungsstellung gehaltenem Schaltelement (3) bei jeder Drehmomentorientierung jeweils nur eine Gruppe der Koppelelemente (7, 8) an den Flanken ihrer Öffnun­ gen (5, 6) und Ausnehmungen (4) zur Anlage kommt und bei einer Freigabe des Schaltelements (3) durch das Sperrelement (13) unter Drehmoment einer ersten Orien­ tierung die Koppelelemente (7) der ersten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnungen (5) und Ausneh­ mungen (4) kommen und radial durch die zylindrischen Sperrflächen (9) blockiert werden und bei Drehmoment der zweiten Orientierung die Koppelelemente (8) der zweiten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnun­ gen (6) und Ausnehmungen (4) kommen und über radiale Kräfte auf die konische Sperrfläche (10) das Schalt­ element (3) axial verschieben, so daß die Koppelele­ mente (7, 8) in die Ringnuten (11, 12) des Schaltele­ mentes (3) eintreten und die drehfeste Verbindung zwischen den Wellen (1, 2) aufgehoben wird.

6. Schaltkupplung, insbesondere zum Entkoppeln einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraft­ fahrzeuges von einer Antriebseinheit beim Bremsen, bei dem eine erste Achse ständig mit einer Antriebseinheit verbunden und die zweite Antriebsachse über zumindest eine Schlupfkupplung differenzdrehzahlabhängig mit der Antriebseinheit verbindbar und über zumindest eine Schaltkupplung von dieser lösbar ist, mit zumindest
einer ersten Welle (1), die eine Anzahl umfangsver­ teilter Ausnehmungen aufweist,
einer zweiten Welle (2) in Form einer Hülse, die eine Anzahl umfangsverteilte, den Ausnehmungen zugeordnete Öffnungen aufweist,
Koppelelemente (7, 8), die in den Öffnungen der zwei­ ten Welle radial verlagerbar gehalten sind und zur drehfesten Verbindung von erster und zweiter Welle teilweise in die Ausnehmungen der ersten Welle eintre­ ten können, und
einem Schaltelement (3) in koaxialer Anordnung zu den beiden Wellen (1, 2), das zur radialen Verlagerung der Koppelelemente (7, 8) axial verschieblich ist und das die Koppelelemente (7, 8) mittels ringförmiger Sperr­ flächen (9, 10) verriegelt in der Stellung der dreh­ festen Verbindung zwischen beiden Wellen halten kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Gruppe von Koppelelementen in eine erste Gruppe von Ausnehmungen der ersten Welle eintre­ ten kann und von zylindrischen Sperrflächen (9) ver­ riegelbar sind, neben denen axial benachbarte erste Ringnuten (11) liegen,
daß eine zweite Gruppe von Koppelelementen (8) in zweiten Ausnehmungen der ersten Welle eintreten kann und von konischen Sperrflächen (10) verriegelbar sind, neben denen axial benachbarte zweite Ringnuten (12) liegen,
daß die Ausnehmungen der ersten und zweiten Gruppe mit axialem Abstand voneinander bei sich im wesentlichen entsprechender Umfangslage geringfügig gegeneinander winkelversetzt sind,
daß ein Sperrelement (13) zur axialen Verriegelung des Schaltelementes (3) vorgesehen ist, wobei bei in Ver­ riegelungsstellung gehaltenem Schaltelement (3) bei jeder Drehmomentorientierung jeweils nur eine Gruppe der Koppelelemente (7, 8) an den Flanken ihrer Öffnun­ gen und Ausnehmungen zur Anlage kommt und bei einer Freigabe des Schaltelements (3) durch das Sperrelement (13) unter Drehmoment einer ersten Orientierung die Koppelelemente (7) der ersten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnungen und Ausnehmungen kommen und radial durch die zylindrischen Sperrflächen (9) blockiert werden und bei Drehmoment der zweiten Orien­ tierung die Koppelelemente (8) der zweiten Gruppe zur Anlage an den Flanken ihrer Öffnungen und Ausnehmungen kommen und über radiale Kräfte auf die konische Sperr­ fläche (10) das Schaltelement (3) axial verschieben, so daß die Koppelelemente (7, 8) in die Ringnuten (11, 12) des Schaltelementes (3) eintreten und die dreh­ feste Verbindung zwischen den Wellen (1, 2) aufgehoben wird (ohne Fig. ).

7. Schaltkupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (13) ein axial verstellbarer Schaltbolzen ist, der in einer ersten Lage Sperrkugeln (15) radial außen hält, wobei diese in Anschlag mit radialen Flächen (19) am Schaltelement und einer festen Gegenfläche (14) sind und in einer zweiten Freigabestellung die Sperrkugeln (15) in einen achs­ nahen Hohlraum (16) treten läßt, wobei der Zwischen­ raum zwischen den genannten Flächen (14, 19) freige­ geben wird.

8. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Welle (1) eine die zweite Hohlwelle (2) umgebende Hohlwelle ist und
daß das Schaltelement (3) ein Wellenzapfen mit äußeren zylindrischen und konischen Sperrflächen (9, 10) und axial dazu benachbarten äußeren Ringnuten (11, 12) ist.

9. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Welle eine in der zweiten Hohlwelle liegende Welle, insbesondere eine Vollwelle ist, und
daß das Schaltelement eine Hülse mit innenliegenden zylindrischen und konischen Sperrflächen und jeweils dazu benachbarten innenliegenden Ringnuten ist (ohne Fig. ).

10. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) in der ersten Welle (1) Längsnuten mit kreisabschnittsförmigem Querschnitt sind.

11. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in der ersten Welle Kugelkalotten sind.

12. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in der ersten Welle Bohrungen mit geringfügig kleinerem Durchmesser als der der Koppel­ elemente sind.

13. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (7, 8) Kugeln sind.

14. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (13) pneumatisch insbesondere durch Unterdruck oder elektromagnetisch verstellbar ist.