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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentnockenmechanismus,
der erste und zweite Nockenelemente umfasst, die um eine gemeinsame
Achse herum relativ drehbar angeordnet sind, sowie Nockenkugeln,
die in beide ersten und zweiten Nockenausnehmungen einsetzbar sind,
die in gegenüberliegenden
Oberflächen
der ersten und zweiten Nockenelemente, die einander gegenüberliegen,
ausgebildet sind. Zusätzlich
betrifft die Erfindung ein Kraftübertragungssystem
für ein
vierradgetriebenes Fahrzeug, das den Drehmomentnockenmechanismus
verwendet.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Ein
Drehmomentnockenmechanismus ist z.B. aus der JP-A-2001-213185 bekannt.
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Wenn
sich in einem Drehmomentnockenmechanismus dieses Typs die ersten
und zweiten Nockenelemente in einer Richtung relativ drehen, laufen die
Nockenkugeln auf den Nockenabschnitten der ersten und zweiten Nockenelemente,
um hierdurch Schubkräfte
in axialen Richtungen zu erzeugen, um die beiden Nockenelemente
voneinander zu trennen, wohingegen dann, wenn die ersten und zweiten
Nockenelemente in der anderen Richtung relativ rotieren, die Nockenkugeln
an Stopperabschnitten in den ersten und zweiten Nockenausnehmungen
gesperrt werden, um hierdurch die Relativdrehung in der anderen
Richtung zu unterbinden.
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Wenn
sich übrigens
die ersten und zweiten Nockenelemente relativ nicht drehen, sollte
keine axiale Schubkraft zum Trennen der beiden Nockenelemente voneinander
erzeugt werden. Selbst wenn sich jedoch die ersten und zweiten Nockenelemente relativ
nicht drehen, sondern sich gemeinsam drehen, werden, wenn die Nockenkugeln
durch Zentrifugalkraft radial auswärts gedrückt werden, dort Schubkräfte zum
Trennen der ersten und zweiten Nockenelemente voneinander erzeugt.
Falls dieser Drehmomentnockenmechanismus in der Mehrscheibenkupplung
vorgesehen ist, wird demzufolge ein Problem erzeugt, dass durch
die Schubkräfte
die Kupplungsplatten in Eingriff gebracht werden, wodurch ein unerwünschtes
Schleppdrehmoment erzeugt wird.
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Die
US 5,720,375 offenbart die
Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1, offenbart jedoch nicht
die relativen Umfangspositionen von Längsverzahnungen und Nockenausnehmungen.
Die
EP 0 612 929 ,
3,
zeigt Nockenausnehmungen und benachbart jeder Nockennut Vorsprünge
221,
die sich von einem Mittelabschnitt der Druckplatte nach links erstrecken,
um in die Nockenausnehmungen einzugreifen. Daher sind diese Vorsprünge und
die dazwischen liegenden Vertiefungen keine Längsverzahnungen. Das gleiche
gilt für
die JP 4-203627.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die Situation durchgeführt, und
eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakten Drehmomentnockenmechanismus
bereitzustellen, der die Schubkräfte
zum Trennen eines Paars von Nockenelementen voneinander zu reduzieren,
welche durch auf Nockenkugeln ausgeübte Zentrifugalkräfte erzeugt
werden.
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Im
Hinblick auf die Lösung
der Aufgabe wird gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Drehmomentnockenmechanismus vorgeschlagen,
umfassend: erste und zweite Nockenelemente, die relativ drehbar
um eine gemeinsame Achse herum angeordnet sind und erste und zweite
Nockenausnehmungen aufweisen, die jeweils in gegenüberliegenden
Oberflächen
der ersten und zweiten Nockenelemente, die einander gegenüberliegen,
ausgebildet sind; und Nockenkugeln, die dazu ausgelegt sind, in den
beiden ersten und zweiten Nockenausnehmungen der ersten und zweiten
Nockenelemente zu sitzen, worin die ersten und zweiten Nockenausnehmungen
jeweils Nockenabschnitte enthalten, um die Bewegung der Nockenkugeln
in Umfangsrichtungen zu gestatten, wodurch dann, wenn sich die ersten und
zweiten Nockenelemente relativ zueinander drehen, die Nockenkugeln
auf den Nockenabschnitten der ersten und zweiten Nockenausnehmungen
laufen, um hierdurch axiale Schubkräfte zu erzeugen, um die beiden
gegenüberliegenden
Oberflächen voneinander
zu trennen, wobei, wenn sich die ersten und zweiten Nockenelemente
relativ in einer Richtung drehen, die Nockenkugeln auf den Nockenabschnitten
der ersten und zweiten Nockenausnehmungen laufen, um hierdurch axiale
Schubkräfte
zu erzeugen, um die beiden gegenüberliegenden
Oberflächen
voneinander zu trennen, und wobei die Tiefe einer der ersten und
zweiten Nockenausnehmungen größer ist
als der Radius der Nockenkugeln, während die Tiefe der anderen
kleiner ist als der Radius der Nockenkugeln, und dadurch gekennzeichnet,
dass der Außenumfang
eines der ersten und zweiten Nockenelemente mit vertieften Keilnuten
versehen ist, worin die Nockenausnehmungen dieses Nockenelements
zwischen den vertieften Keilnuten angeordnet sind.
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Da
gemäß der Konstruktion
die Tiefe einer der ersten und zweiten Nockenausnehmungen größer gemacht
ist als der Radius der Nockenkugel, während die Tiefe der anderen
kleiner gemacht ist als der Radius der Nockenkugel, kann, selbst
wenn die Nockenkugeln sich zusammen mit den ersten und zweiten Nockenelementen
drehen, eine erzeugte Zentrifugalkraft von der tieferen Nockenausnehmung der
ersten und zweiten Nockenelemente aufgenommen werden, um hierdurch
die Erzeugung von Schubkräften
zum Trennen der gegenüberliegenden Oberflächen der
ersten und zweiten Nockenelemente voneinander zu unterbinden.
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Da
die Nockenausnehmungen zwischen den jeweiligen vertieften Keilnuten
angeordnet sind, kann der Durchmesser der Nockenelemente reduziert
werden, ohne deren Steifigkeit im Bereich der Keilnuten zu beeinträchtigen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Drehmomentnockenmechanismus
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, worin die ersten und zweiten
Nockenausnehmungen ferner jeweils mit Anschlagabschnitten, um die
Bewegung der Nockenkugeln in einer Umfangsrichtung zu unterbinden,
und Nockenabschnitten, um die Bewegung der Nockenkugeln in Umfangsrichtungen
zu gestatten, versehen sind, wodurch dann, wenn sich die ersten
und zweiten Nockenelemente relativ in einer Richtung drehen, die
Nockenkugeln auf den Nockenabschnitten der ersten und zweiten Nockenausnehmungen
laufen, um hierdurch axiale Schubkräfte zu erzeugen, um die beiden
gegenüberliegenden Oberflächen voneinander
zu trennen, während
dann, wenn sich die ersten und zweiten Nockenelemente relativ in
der anderen Richtung drehen, die Nockenkugeln an den Anschlagabschnitten
der ersten und zweiten Nockenausnehmungen gesperrt werden, um hierdurch
die Relativdrehung in der anderen Richtung zu unterbinden, und worin
das erste Nockenelement mit Vorsprüngen versehen ist, die von
der gegenüberliegenden
Oberfläche
derart vorstehen, dass sie jeweils mit den Anschlagabschnitten der
ersten Nockennuten zusammenwirken, während das zweite Nockenelement
mit Vorsprüngen
versehen ist, die von der gegenüberliegenden
Oberfläche
derart vorstehen, dass sie jeweils mit den Anschlagabschnitten der
zweiten Nockennuten zusammenwirken.
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Da
gemäß der Konstruktion
die Vorsprünge an
der gegenüberliegenden
Oberfläche
des ersten Nockenelements derart ausgebildet sind, dass sie jeweils
mit den Anschlagabschnitten in den ersten Nockenausnehmungen zusammenwirken,
und die Vorsprünge
an der gegenüberliegenden
Oberfläche
des zweiten Nockenelements derart ausgebildet sind, dass sie jeweils
mit den Anschlägen
in den zweiten Nockenausnehmungen zusammenwirken, wenn sich die
ersten und zweiten Nockenelemente relativ in der anderen Richtung drehen,
sodass die Nockenkugel in Anlage mit den Anschlagabschnitten in
den ersten und zweiten Nockenausnehmungen gebracht werden, kann
das Auftreten eines Falls, wo die Nockenkugeln an den Anschlagabschnitten
in den ersten und zweiten Nockenausnehmungen laufen, durch die Wirkung
der Vorsprünge
an den beiden gegenüberliegenden
Oberflächen
sicher verhindert werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftübertragungssystem für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug vorgeschlagen, welches umfasst: einen Drehmomentnockenmechanismus
nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung, wobei das Kraftübertragungssystem
für ein
vierradgetriebenes Fahrzeug Vorderräder, auf die die Antriebskraft einer
Maschine direkt übertragen
wird, und Hinterräder,
auf die ein Teil der Antriebskraft der Maschine indirekt über eine
Mehrscheibenkupplung übertragen wird,
umfasst, worin die Mehrscheibenkupplung aufgrund von Hydraulikdrücken einrückt, die
durch Hydraulikpumpen gemäß einer
Differenzdrehung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern erzeugt
werden, sowie durch Schubkräfte,
die durch den Drehmomentnockenmechanismus gemäß einer Differenzdrehung zwischen
den Vorderrädern
und den Hinterrädern
erzeugt werden.
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Da
gemäß der Konstruktion
für den
Fall, dass die Drehzahl der Vorderräder die Drehzahl der Hinterräder überschreitet,
wenn das Fahrzeug vorwärts
fährt,
die durch die Relativdrehung der ersten und zweiten Nockenelemente
der des Drehmomentnockenmechanismus erzeugten Schubkräfte die Mehrscheibenkupplung
sofort in Eingriff bringen, kann die Reaktion, mit der das Fahrzeug
in einen Vierradantriebszustand versetzt wird, durch Übertragung
der Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder unmittelbar
dann erhöht
werden, wenn die Vorderräder
durchrutschen, um die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und
Hinterrädern
zu erzeugen, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand vorwärts anfährt oder
während
der Vorwärtsbewegung drastisch
beschleunigt. Weil danach die Mehrscheibenkupplung auch durch Hydraulikdrücke, die
durch die Hydraulikpumpen mit einer leichten Zeitverzögerung erzeugt
werden, in Eingriff gebracht wird, kann ein ausreichender Antriebskraftbetrag,
der von den Vorderrädern
auf die Hinterräder übertragen
wird, sichergestellt werden. Falls hingegen durch Notbremsung, wenn
sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt, die Drehzahl der Hinterräder
die Drehzahl der Vorderräder überschreitet,
kann, da der Drehmomentnockenmechanismus keine Schubkraft erzeugt,
jegliche Störung
mit dem ABS-Mechanismus vermieden werden, indem die Übertragung
der Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder verhindert
wird. Weil darüber
hinaus die Erzeugung von Schubkräften
zum Trennen der ersten und zweiten Nockenelemente voneinander durch
die auf die Nockenkugeln ausgeübte
Zentrifugalkraft durch den Drehmomentnockenmechanismus, in dem die
Tiefen der ersten und zweiten Nockenvertiefungen unterschiedlich
sind, auf ein minimales Niveau begrenzt werden kann, kann die Erzeugung
eines ungewünschten
Schleppdrehmoments in der Mehrscheibenkupplung verhindert werden.
Somit kann die Konstruktion zur Verringerung des Fahrwiderstands
sowie auch des Kraftstoffverbrauchs beitragen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem
für ein
vierradgetriebenes Fahrzeug zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die Konstruktionen einer Mehrscheibenkupplung und
eines Ölhydraulikkreises
des vierradgetriebenen Fahrzeugs zeigt;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der Mehrscheibenkupplung;
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4 ist
eine Ansicht der Mehrscheibenkupplung, betrachtet entlang der Linie
4-4 in einer Richtung, die in 3 mit Pfeilen
angegeben ist;
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5 ist
eine Ansicht der Mehrscheibenkupplung, betrachtet entlang der Linie
5-5 in einer Richtung, die in 3 mit den
Pfeilen angegeben ist;
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6 ist
eine Ansicht, betrachtet in einer Richtung, die in 5 mit
einem Pfeil 6 angegeben ist;
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7 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang
der Linie 7-7 in 3; und
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8 sind
Graphen, die die Funktion der Ausführung der Erfindung erläutern.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Eine
Art zur Ausführung
der Erfindung wird auf der Basis einer Ausführung der Erfindung beschrieben,
die in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist.
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Wie
in 1 gezeigt, wird die Ausgabe von einem im Vorderteil
eines vierradgetriebenen Fahrzeugs angebrachten Motors E über ein
Getriebe 1 in ein vorderradseitiges Differenzial 2 eingegeben.
Die Ausgabe von dem Differenzial 2 wird über Antriebsachsen 3, 3 auf
linke und rechte Vorderräder
Wf, Wf übertragen.
Die so in das Differenzial 2 eingegebene Ausgabe von dem
Motor E wird über
einen Kegelradsatz 4 in ein Kraftübertragungssystem T eingegeben, das
später
beschrieben wird. Die Ausgabe von dem Kraftübertragungssystem T wird über einen
Kegelradsatz 5 auf ein hinterradseitiges Differenzial 6 übertragen,
und die Ausgabe von dem Differenzial 6 wird über Antriebsachsen 7, 7 weiter
auf linke und rechte Hinterräder
Wr, Wr übertragen.
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Das
Kraftübertragungssystem
T enthält
eine primäre
Hydraulikpumpe Pf, die durch eine Eingangswelle 8 antreibbar
ist, die sich von dem vorderradseitigen Kegelradsatz 4 erstreckt,
eine sekundäre Hydraulikpumpe
Pr, die durch eine Ausgangswelle 9 antriebbar ist, die
mit dem hinterradseitigen Kegelradsatz 5 verbunden ist,
eine Mehrscheibennasskupplung C zum Steuern der Übertragung und Unterbrechung
der Antriebskraft zwischen der Eingangswelle 8 und der
Ausgangswelle 9, sowie einen Ölhydraulikkreis zum Steuern
der Mehrscheibenkupplung C, der später beschrieben wird.
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Als
Nächstes
werden in Bezug auf die 2 und 3 die Mehrscheibenkupplung
C und der Ölhydraulikkreis
beschrieben. Die primäre
Hydraulikpumpe Pf ist aus einer Trochoidpumpe aufgebaut, die eine
erste Öffnung 10 und
eine zweite Öffnung 11 enthält. Die
erste Öffnung 10 fungiert
als Auslassöffnung,
wenn sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt, während
sie als Saugöffnung
fungiert, wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Die zweite Öffnung 11 fungiert
als Saugöffnung,
wenn sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt, während
sie als Auslassöffnung fungiert,
wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Die
zweite Hydraulikpumpe Pr ist ähnlich
durch eine Trochoidpumpe aufgebaut, die eine dritte Öffnung 12 und
eine vierte Öffnung 13 enthält. Die
dritte Öffnung 12 fungiert
als Saugöffnung,
wenn sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt, während
sie als Auslassöffnung fungiert,
wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Die
vierte Öffnung 13 fungiert
als Auslassöffnung, wenn
sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt, während sie
als Saugöffnung
fungiert, wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Die Auswurfmengen
pro Umdrehung der beiden Hydraulikpumpen Pf, Pr sind so eingestellt,
dass die Auswurfmenge der sekundären
Pumpe Pr ein wenig größer ist
(z.B. um 2,5 %) als die Auswurfmenge der primären Hydraulikpumpe Pf. Dann
werden die erste Öffnung 10 und
die dritte Öffnung 12 über einen
ersten Verbindungsölweg 14 miteinander
verbunden, und die zweite Öffnung 11 und die
vierte Öffnung 13 werden über einen
zweiten Verbindungsölweg 15 miteinander
verbunden. Weil darüber
hinaus die Auswurfrichtungen der beiden Hydraulikpumpen Pf, Pr durch
deren Drehrichtungen bestimmt sind, werden die Auswurfrichtungen
der Pumpen umgekehrt, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt
und wenn es sich rückwärts bewegt. Die
Pfeile in den beiden in 2 gezeigten Hydraulikpumpen
Pf, Pr geben jeweils dreen Auswurfrichtungen an, wenn sich das Fahrzeug
vorwärts
bewegt.
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Die
Mehrscheibenkupplung C enthält
ein Kupplungsgehäuse 41,
das an der Eingangswelle 8 befestigt ist, und eine Kupplungsnabe 42,
die an der Ausgangswelle 9 befestigt ist, die koaxial und
relativ drehbar über
ein Rollenlager 29 in das Hinterende der Eingangswelle 8 eingesetzt
ist, und eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 43 ..., die
an Längsverzahnungen 41a verschiebbar
getragen sind, die am Innenumfang des Kupplungsgehäuses 41 ausgebildet
sind, und eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 44 ..., die
an Längsverzahnungen 42a verschiebbar
getragen sind, die am Außenumfang
der Kupplungsnabe 42 ausgebildet sind, überlappen einander derart, dass
sie sich gegenseitig abstützen.
Ein Kupplungskolben 47 sitzt über Dichtungselementen 48, 48 verschiebbar
in einem im Gehäuse 45 ausgebildeten
Zylinder 46, und eine Hydraulikölkammer 16 ist in
einer Rückseite
des Kupplungskolbens 47 ausgebildet, wo Öldruck zuführt wird,
um den Kupplungskolben 47 anzutreiben.
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Ein
Drehmomentnockenmechanismus 61, der an einem hinteren Abschnitt
der Mehrscheibenkupplung C angeordnet ist, enthält ein erstes Nockenelement 62,
ein zweites Nockenelement 63 sowie eine Mehrzahl von Nockenkugeln 64 ....
Das zweite Nockenelement 63, das an einer Vorderseite des
Drehmomentnockenmechanismus 61 angeordnet ist, ist mit
einer Innenumfangsfläche
der Kupplungsnabe 42 derart keilvernutet, dass es axial
entlang der Kupplungnabe 42 bewegbar ist, jedoch relativ
hierzu nicht drehbar ist, während
eine Reibungskupplung 67 zwischen Keilnuten 62c,
die am Außenumfang
des ersten Nockenelements 62 ausgebildet sind, das an einer
Rückseite
des Drehmomentnockenmechanismus 61 angeordnet ist, und
den Keilnuten 41a am Innenumfang des Kupplungsgehäuses 41 angeordnet
ist. Auf die Reibungskupplung 67 wird eine Vorlast ausgeübt, sodass
die Kupplung 67 rutscht, wenn ein einen vorbestimmten Wert überschreitendes
Drehmoment zwischen dem ersten Nockenelement 62 und dem
Kupplungsgehäuse 41 anliegt.
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Eine
Endplatte 71 ist zwischen den Keilnuten 41a des
Kupplungsgehäuses 41 und
einer Buchse 65 getragen, die durchgehend mit der primären Hydraulikpumpe
Pf verbunden ist, derart, dass sie in der axialen Richtung bewegbar,
jedoch relativ nicht drehbar ist. Ein Drucklager 72 ist
zwischen einer Vorderseite der Endplatte 71 und einer Rückseite
des ersten Nockenelements 62 angeordnet, während ein
Drucklager 73 zwischen einer Rückseite der Endplatte 41 und
einer Vorderseite des Kupplungskolbens 47 angeordnet ist.
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Ein
zylindrisches Element 69, das sich von der Endplatte 71 zum
Inneren der Kupplungsnabe 42 erstreckt, hat eine Anzahl
kleiner Löcher
und die Funktion, um durch Zentrifugalkraft Schmieröl, das von
einem innerhalb der Ausgangswelle 9 ausgebildeten Ölkammer 9a und Öllöchern 9b zugeführt wird, zu
verteilen, um die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
der Mehrscheibenkupplung C gleichmäßig zu schmieren. Damit dies
so geschieht, kann die Ausgangswelle 9 aus einer massiven
Welle gebildet sein, und es kann ein Ölkanal zwischen der Ausgangswelle 9 und
der Buchse 65 ausgebildet sein, wodurch die erforderliche
Schmierung über
das zylindrische Element 69 realisiert werden kann.
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Wie
aus den 4 bis 7 klar
wird, sind eine Mehrzahl erster Nockenausnehmungen 74 ...
in einer gegenüberliegenden
Oberfläche 62a des
ersten Nockenelements 62 des Drehmomentnockenmechanismus 61 derart
ausgebildet, dass sie in einer Umfangsrichtung angeordnet sind (z.B.
sechst Nockenausnehmungen mit 60 Grad-Intervallen). Die ersten Nockenausnehmungen 74 sind
jeweils aufgebaut aus einem Nockenabschnitt 74a, der derart
schräggestellt
ist, dass die Tiefe der ersten Nockenausnehmung 74 allmählich geringer
wird, und einem teilweise kugelförmigen
Anschlagabschnitt 74b, der sich an einen tiefsten Abschnitt
des Nockenabschnitts 74a durchgehend anschließt. Der
Krümmungsradius
des Anschlagabschnitts 74b ist so eingestellt, dass er gleich
jenem der Nockenkugel 64 ist. Dann ist ein Vorsprung 62b an
der gegenüberliegenden
Oberfläche 62a derart
vorgesehen, dass er davon vorsteht, um die Bewegung der Nockenkugel 64 im
Zusammenwirken mit dem Anschlagabschnitt 74b zu verhindern.
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Ähnlich ist
eine Mehrzahl zweiter Nockenausnehmungen 75 ... in einer
gegenüberliegenden Oberfläche 63a des
zweiten Nockenelements 63 des Drehmomentnockenmechanismus 61 derart
ausgebildet, dass sie in einer Umfangsrichtung angeordnet sind (z.B.
sechs Nockenausnehmungen mit 60 Grad-Intervallen). Die zweiten Nockenausnehmungen 75 sind
jeweils aufgebaut aus einem Nockenabschnitt 75a, der derart
schräggestellt
ist, dass die Tiefe der zweiten Nockenausnehmung 75 allmählich geringer
wird, und einem teilweise kugelförmigen
Anschlagabschnitt 75b, der sich an einen tiefsten Abschnitt
des Nockenabschnitts 75a durchgehend anschließt. Der
Krümmungsradius
des Anschlagabschnitts 75b ist der gleiche wie jener der
Nockenkugel 64. Dann ist ein Vorsprung 63b an
der gegenüberliegenden
Oberfläche 63a derart
vorgesehen, dass er davon vorsteht, um die Bewegung der Nockenkugel 64 im
Zusammenwirken mit dem Anschlagabschnitt 75b zu verhindern.
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Wenn,
wie in 7A gezeigt, sich das erste Nockenelement 62 und
das zweite Nockenelement 63 relativ in den mit den Pfeilen
A angegebenen Richtungen drehen, kommt die Nockenkugel 64 in Anlage
mit den Anschlagabschnitten 74b, 75b der ersten
und zweiten Nockenausnehmungen 74, 75 der ersten
und zweiten Nockenelemente 62, 63, und dann kommen
die gegenüberliegenden
Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 in einen
Zustand, in dem sie sich sehr nahe aneinander annähern. Wenn
sich die ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 aus
diesem Zustand heraus in den mit den Pfeilen B angegebenen Richtungen
relativ drehen, läuft
die Nockenkugel 64 auf den Nockenabschnitten 74a, 75a der
ersten und zweiten Nockennuten 74, 75 in den ersten
und zweiten Nockenelementen 62, 63, um hierdurch
axiale Schubkräfte
f zu erzeugen, wodurch die gegenüberliegenden Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 in Richtungen
bewegen, in denen sie sich voneinander trennen.
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Wenn
sich darüber
hinaus die ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 einander
annähern, sitzt
der Vorsprung 62b an dem ersten Nockenelement 62 in
der zweiten Nockenausnehmung 75 in dem zweiten Nockenelement 63,
und der Vorsprung 63b an dem zweiten Nockenelement 63 sitzt
in der ersten Nockenausnehmung 74 in dem ersten Nockenelement 62,
wodurch sich die gegenüberliegenden
Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 ausreichend
einnander annähern
können.
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Wie
aus den 3 und 7A klar
wird, sind die Tiefen der ersten und zweiten Nockenausnehmungen 74, 75 in
den ersten und zweiten Nockenelementen 62, 63 unterschiedlich.
Die Tiefe D1 der ersten Nockenausnehmung 74 ist nämlich größer eingestellt als
der Radius R der Nockenkugel 62, wohingegen die Tiefe D2
der zweiten Nockenausnehmung 75 kleiner eingestellt ist
als der Radius R der Nockenkugel 64, wodurch die Positionen
der ersten und zweiten gegenüberliegenden
Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 von der
Mitte der Nockenkugel 64 zum zweiten Nockenelement 63 hin
abweichen.
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Wie
aus 2 klar wird, ist die Hydraulikölkammer 16 der Mehrscheibenkupplung
C mit dem ersten Verbindungsölweg 14 über einen
dritten Verbindungsölweg 17 verbunden,
und die Hydraulikölkammer 16 ist
mit dem zweiten Verbindungsölweg 15 über einen
vierten Verbindungsölweg 18 verbunden. Ein
erstes Einwegventil 19 ist entlang dem dritten Verbindungsölweg 17 vorgesehen,
um den Ölfluss nur
von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr zur Hydraulikölkammer 16 zuzulassen,
und ein zweites Einwegventil 20 ist entlang dem vierten
Verbindungsölweg 18 vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von dem zweiten Verbindungsölweg 15 zu
der Hydraulikölkammer 16 zu
gestatten. Darüber
hinaus sind ein drittes Einwegventil 22 und ein viertes
Einwegventil 23 entlang einem fünften Ölweg 36, der einen Öltank 21 mit
dem ersten Verbindungsölweg 14 verbindet, bzw.
dem zweiten Verbindungsölweg 15 vorgesehen, um
den Ölfluss
nur von dem Öltank 21 zu
dem ersten Verbindungsölweg 14 zu
gestatten, und um den Ölfluss
nur von dem Öltank 21 zu
einer Öffnung 33c zu gestatten.
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Eine
Drosselverengung 24 ist an einer Position stromauf der
Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C vorgesehen. Zusätzlich sind eine Drosseldüse 25 und
ein erstes Ablassventil 26 seriell an Positionen stromab
der Hydraulikölkammer 16 vorgesehen,
und stromabwärtige
Seiten der Drosseldüse 25 und
des ersten Ablassventils 26 sind mit dem innerhalb der
Ausgangswelle 9 ausgebildeten Ölkanal 9a verbunden.
Der Ölkanal 9a steht
dem Schmierabschnitt der Mehrscheibenkupplung C oder einem Innenraum
des die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ... aufnehmenden
Kupplungsgehäuses 41 über die Öllöcher 9b in
Verbindung, die die Ausgangswelle 9 in der radialen Richtung
durchsetzen.
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Das
erste Ablassventil 26 hat die Funktion, den Rückfluss
von Luft von dem Schmierabschnitt der Mehrscheibenkupplung C zu
der Hydraulikölkammer 16 zu
verhindern, wenn der Kupplungskolben 47 aufgrund der exzentrischen
Drehung der Eingangswelle 8 oder der Ausgangswelle 9 schwingt.
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Ein
zweites Ablassventil 28 ist zwischen einer stromaufwärtigen Position
der Drosselverengung 24 und einer stromabwärtigen Position
der Drosseldüse 25 vorgesehen,
um einen oberen Grenzwert für den
zur Hydraulikölkammer 16 übertragenen Öldruck zu
regulieren. Ein Thermoschalter 51 ist für das zweite Ablassventil 28 vorgesehen,
um das zweite Ablassventil 28 zwangsweise zu öffnen, wenn
die Öltemperatur
ansteigt.
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Ein
Schieberventil 32 ist entlang dem zweiten Verbindungsölweg 15 vorgesehen,
worin ein Schieber 31 durch eine Feder 30 nach
rechts vorgespannt ist, die im Inneren seines Gehäuses aufgenommen
ist. Wenn der Schieber 31 in der gezeigten rechten Position
angeordnet ist, wird eine Verbindung zwischen der Öffnung 33c und
einer Öffnung 33d durch
den Schieber 31 unterbrochen, wohingegen zwischen einer Öffnung 33a und
einer Öffnung 33b eine
Verbindung hergestellt wird. Wenn sich hingegen der Schieber 31 gegen
die Feder 30 in eine linke Position bewegt, wird eine Verbindung
zwischen der Öffnung 33a und
der Öffnung 33b durch
den Schieber 31 unterbrochen, wohingegen eine Verbindung
zwischen der Öffnung 33c und
der Öffnung 33d hergestellt
wird. Ein fünftes
Einwegventil 34 ist zwischen der Öffnung 33a und der Öffnung 33d vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der Öffnung 33d zu der Öffnung 33a zu
gestatten, und ein sechstes Einwegventil 35 ist zwischen
der Öffnung 33b und
der Öffnung 33c vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der Öffnung 33b zu
der Öffnung 33c zu
gestatten.
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Demzufolge
wird, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt oder die vierte Öffnung 13 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr Öl
auswirft, aufgrund der Herstellung einer Verbindung zwischen der Öffnung 33c und
der Öffnung 33d der
Schieber 31 in der linken Position angeordnet, wodurch
der zweite Verbindungsölweg 15 und
der erste Verbindungsölweg 14 miteinander
verbunden werden. Wenn sich hingegen das Fahrzeug rückwärts bewegt
oder die zweite Öffnung 11 der
primären
Hydraulikpumpe Pf Öl
auswirft, wird aufgrund der Herstellung einer Verbindung zwischen
der Öffnung 33a und
der Öffnung 33b der Schieber 31 in
der gezeigten rechten Position angeordnet, wodurch der zweite Verbindungsölweg 15 und
der erste Verbindungsölweg 14 miteinander
verbunden werden.
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Wenn
der Schieber 31 des Schieberventils 32 an der
rechten Position angeordnet ist, dann ist die Öffnung 33e, deren
Verbindung mit der Öffnung 33c durch
den Schieber 31 unterbrochen ist, mit dem Ölkanal 9a in
der Ausgangswelle 9 über
einen Schmierölweg 53 verbunden,
entlang dem ein siebtes Einwegventil 52 vorgesehen ist.
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Als
Nächstes
wird die Funktion der Ausführung
der Erfindung beschrieben.
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Wenn
das Fahrzeug aus dem Stillstand vorwärts anfährt, wird die Antriebskraft
des Motors E über
das Getriebe 1, das Differenzial 2 und die Antriebsachsen 3, 3 auf
die Vorderräder
Wf, Wf übertragen,
und die so auf das Differenzial 2 übertragene Antriebskraft wird über den
Kegelradsatz 4 und die Eingangswelle 8 auf die
primäre
Hydraulikpumpe Pf übertragen,
um die primäre
Hydraulikpumpe Pf anzutreiben. Wenn dies stattfindet, ist die Mehrscheibenkupplung
C im ausgerückten
Zustand, und die sekundäre
Hydraulikpumpe Pr, die mit der Ausgangswelle Pr verbunden ist, ist
in einem Haltezustand. Demzufolge wird das Öl, das aus dem Öltank 21 über das fünfte Einwegventil 34 in
die zweite Öffnung 11 der primären Hydraulikpumpe
Pf gesaugt wird, von der ersten Öffnung 10 zu
dem ersten Verbindungsölweg 14 ausgegeben.
Da, wenn dies stattfindet, das dritte Einwegventil 22 des
fünften
Verbindungsölwegs 36 geschlossen
ist, fließt
die gesamte Ölmenge,
die zu dem ersten Verbindungsölweg 14 ausgeworfen
wird, in den dritten Verbindungsölweg 17,
der durch das zweite Einwegventil 20 zu blockieren ist,
und wird daher über
das erste Einwegventil 19 und die Drosselverengung 24 in
die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C geliefert.
-
Wenn
die Mehrscheibenkupplung C einrückt, wie
oben beschrieben wurde, werden die Hinterräder Wr, Wr über die Ausgangswelle 9,
den Kegelradsatz 5, das Differenzial 6 und die
Antriebsachsen 7, 7 übertragen, und die mit der
Ausgangswelle 9 verbundene sekundäre Hydraulikpumpe Pr dreht
sich. Im Ergebnis wird das von der primären Hydraulikpumpe Pr ausgeworfene Öl über den
ersten Verbindungsölweg 14 entsprechend
einer Drehzahlzunahme der Hinterräder Wr, Wr in die sekundäre Hydraulikpumpe Pr
gesaugt, und das von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfene Öl
bewegt gegen die Feder 30 den Schieber 31 des
Schieberventils 32 nach links, und wird dann über die Öffnungen 33c, 33d und das
fünfte
Einwegventil 34 in die primäre Hydraulikpumpe Pf gesaugt.
Dann ändert
sich der Öldruck,
an die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C angelegt wird, oder die Eingriffskraft der
Mehrscheibenkupplung C automatisch entsprechend einer Differenz
zwischen der von der primären
Hydraulikpumpe Pf ausgeworfenen Ölmenge
und der von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr angesaugten Ölmenge.
Wenn die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und den Hinterrädern ...
wird, wenn z.B. das Fahrzeug einen Vorwärtsfahrzustand mit konstanter Geschwindigkeit
erreicht, wird an die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C kein Öldruck
angelegt, und die Drehmomentverteilung auf die Hinterräder Wr,
Wr wird dann unterbrochen. Während
darüber
hinaus, wie oben erwähnt
worden ist, im Vorwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit der Auswurf der sekundären Hydraulikpumpe
Pr jenen der primären
Hydraulikpumpe Pf überschreitet, bewegt
das von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfene Öl
den Schieber 31 des Schieberventils 32 gegen die
Feder 30 nach links, und der Rest des so von der sekundären Hydraulikpumpe
Pr ausgeworfenen Öls
kehrt über
die Öffnungen 33c, 33d und
das dritte Einwegventil 22 des fünften Verbindungsölwegs 36 zu
der dritten Öffnung 12 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr zurück.
-
Wenn
im Vorwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit das Öl, das von der primären Hydraulikpumpe
Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfen wird, entlang dem ersten Verbindungsölweg 14 und
dem zweiten Verbindungsölweg 15 zirkuliert,
bewegt das von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfene Öl
den Schieber 31 des Schieberventils 32 gegen die
Feder 30 nach links, wodurch ein Öldruck entsprechend der Spannkraft der
Feder in den zweiten Verbindungsölweg 15 zwischen
der vierten Öffnung 13 und
der Öffnung 33c erzeugt
wird. Im Ergebnis wird Luft, die aus Seitenspalten der Rotoren der
beiden Hydraulikpumpen Pf, Pr in das zirkulierende Öl gesaugt
wird, durch den so erzeugten Öldruck
verdichtet und sequenziell von dem Seitenspalt, der der vierten Öffnung 13 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr näher
ist, daher kann in dem zirkulierenden Öl keine Luft verbleiben. Dementsprechend
wird sichergestellt, dass ein Problem verhindert werden kann, dass
der Anstieg des Öldrucks aufgrund
von Luft, die in dem zirkulierenden Öl verbleibt, verzögert wird,
was in einer Ansprechverzögerung
der Mehrscheibenkupplung C resultiert, wenn danach eine Drehzahldifferenz
zwischen den Vorderrädern
Wf, Wf und den Hinterrädern
Wr, Wr erzeugt wird, wodurch wiederum eine Differenz in der Ölmenge erzeugt
wird, die von der primären
Hydraulikpumpe Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfen (oder von diesen angesaugt) wird.
-
Wenn
dann eine Differenz in der Ölmenge
erzeugt wird, die von der primären
Hydraulikpumpe Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfen (oder von diesen angesaugt) wird,
wird ein Öldruck
entsprechend einer Einstelllast für das erste Ablassventil 26 unmittelbar
an die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C angelegt. Nachdem das erste Ablassventil 26 geöffnet hat,
wird dann ein Öldruck
an die Hydraulikölkammer 16 der Mehrscheibenkupplung
C angelegt, der durch eine Differenz in der Ölmenge, die von der primären Hydraulikpumpe
Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfen wird, den Druckabfalleigenschaften
der Drosseldüse 25 und
der Verengungsdüse 24 oder
der Ölviskosität bestimmt
ist. Da der Obergrenzwert des Öldrucks
durch die Einstelllast für
das zweite Ablassventil 28 begrenzt ist, kann dann der
Obergrenzwert des Übertragungsmoments
der Mehrscheibenkupplung C justiert werden, indem die Einstelllast
des zweiten Ablassventils 28 geeignet eingestellt wird.
-
Übrigens
wird die Ölmenge,
die durch die Drosselverengung 24 hindurchtritt, durch
die Ölviskosität beeinflusst,
und wenn im Niedertemperaturzustand die Ölviskosität zunimmt, nimmt die Ölmenge, die
durch die Verengungsdrossel 24 hindurchfließt, ab,
und dann nimmt auch die Ölmenge,
die durch die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C und die Drosseldüse 25 hindurchtritt,
ab. Da in diesem Fall ein Druckabfall, der vor und nach der Drosseldüse 25 auftritt,
proportional zum Quadrat der Ölmenge
ist, die durch die Drosseldüse 25 hindurchtritt, dann
nimmt, wenn die durch die Drosseldüse 25 hindurchtretende Ölmenge abnimmt,
dort auch der Druckabfall ab, wohingegen der Druckabfall an der Drosselverengung 24,
die stromauf der Drosseldüse 25 angeordnet
ist, um ein Ausmaß zunimmt,
das gleich dem verringerten Druckabfall an der Drosseldüse 25 ist.
Daher nimmt der Öldruck,
der im Niedertemperaturzustand an die Hydraulikölkammer 16 angelegt
wird, oder ein resultierender Druck, wenn der Druckabfall an der
Drosselverengung 24 von dem Einstelldruck an dem zweiten
Ablassventil 28 subtrahiert wird, ab. Selbst wenn der Reibkoeffizient
aufgrund einer Zunahme der Ölviskosität zunimmt, nimmt
demzufolge eine Druckkraft, die auf die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
ausgeübt
wird, aufgrund des Öldrucks
gleichermaßen
ab, und daher kann insgesamt eine zunehmende Eingriffskraft der
Mehrscheibenkupplung C im Niedertemperaturzustand verhindert werden.
Andererseits nimmt im Hochtemperaturzustand die Ölviskosität ab, und auch der Reibkoeffizient
nimmt ab. Jedoch nimmt in diesem Fall, im Gegensatz zum Niedertemperaturzustand,
der Druckabfall durch die Drosselverengung 24 ab, und der Öldruck,
der an die Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C angelegt wird, nimmt zu. Daher nimmt die
Druckkraft, die auf die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
ausgeübt
wird, um ein Ausmaß zu,
das gleich der Zunahme des Öldrucks
ist, der an die Hydraulikölkammer 16 angelegt
wird, wodurch eine Abnahme der Eingriffskraft der Mehrscheibenkupplung C
verhindert werden kann.
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Somit
wird das Öl,
das von der Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C über
die Drosseldüse 25 und
das erste Ablassventil 26 ausgeworfen wird, und das Öl, das von
der stromaufwärtigen
Position der Hydraulikölkammer 16 über das zweite
Ablassventil 28 ausgeworfen wird, wenn das Fahrzeug aus
dem Stillstand heraus vorwärts
anfährt und
während
Vorwärtsfahrt
drastisch beschleunigt wird, dem Innenraum der Mehrscheibenkupplung
C von dem Ölkanal 9a und
den Öllöchern 9b der
Ausgangswelle 9 zugeführt,
wo das so zugeführte Öl dann von
den Öllöchern in
dem zylindrischen Element 69, das sich relativ zur Ausgangswelle 9 dreht, aufgrund
der Zentrifugalkraft radial auswärts
verspritzt wird, zur gleichmäßigen Schmierung
der jeweiligen Kupplungsplatten 43 ..., 44 ..., Öl, das die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
geschmiert hat, kehrt durch einen Ölweg (nicht gezeigt) zu dem Öltank 21 zurück.
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Da,
wie oben beschrieben worden ist, der Hydraulikölkammer 16 der Mehrscheibenkupplung
C kein Öldruck
zugeführt
wird, wenn das Fahrzeug mit konstanten Geschwindigkeiten vorwärts fährt, wird dem
Schmierabschnitt der Mehrscheibenkupplung C über die Hydraulikölkammer 16 kein
Schmieröl
zugeführt.
Jedoch wird, während
das Fahrzeug mit konstanten Geschwindigkeiten vorwärts fährt, ein
vorbestimmter Öldruck
erzeugt, wenn das Öl,
das von der vierten Öffnung 13 der
zweiten Hydraulikpumpe Pr ausgeworfen wird, den Schieber 31 des
Schieberventils 32 gegen die Feder 30 nach links
bewegt, und darüber
hinaus wird aufgrund des unterschiedlichen Auswurfs pro Umdrehung
zwischen den beiden Hydraulikpumpen Pf, Pr Überschussöl zu dem zweiten Verbindungsölweg 15 ausgegeben.
Daher wird ein Teil des Überschussöls dem Ölkanal 9a in
der Ausgangswelle 9 von dem Schmierölweg 53 aufgrund eines
Drucks zugeführt,
der erzeugt wird, wenn das Schieberventil 32 geöffnet wird,
und wird dann von dem Ölkanal 9a dem Schmierabschnitt
der Mehrscheibenkupplung C über
die Öllöcher 9b zugeführt. Selbst
wenn das Fahrzeug mit konstanten Geschwindigkeiten vorwärts fährt, wobei
die Mehrscheibenkupplung C im ausgerückten Zustand ist, kann somit Schmieröl dem Schmierabschnitt
der Mehrscheibenkupplung C zugeführt
werden, um die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
zu schmieren, wodurch ein Risiko verhindert werden kann, dass die
Mehrscheibenkupplung C zu stark erhitzt wird.
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Darüber hinaus
hat das siebte Einwegventil 52, das entlang dem Schmierölweg 53 vorgesehen ist,
die folgende Funktion: Falls nämlich
ein Unterdruck erzeugt wird, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand
heraus vorwärts
anfährt
oder während
Vorwärtsfahrt
drastisch beschleunigt wird, kann durch das siebte Einwegventil 52 verhindert
werden, dass Luft, die von dem Schmierabschnitt der Mehrscheibenkupplung
C angesaugt wird, über
den Schmierölweg 53,
die Öffnung 33e,
die Öffnung 33d,
das fünfte Einwegventil 34 und
den zweiten Verbindungsölweg 15 in
die primäre
Hydraulikpumpe Pf angesaugt wird.
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Falls
nur die Vorderräder
Wf, Wf auf einer Straßenoberfläche mit
niedrigem Reibkoeffizienten laufen oder drastisch beschleunigt werden,
während das
Fahrzeug mit konstanten Geschwindigkeiten vorwärts fährt, dann könnte ein Fall auftreten, wo
die Vorderräder
Wf, Wf vorübergehend
in einen Schlupfzustand versetzt werden. In diesem Zustand überschreitet
die Auswurfmenge von der mit der Eingangswelle 8 verbundenen
primären
Hydraulikpumpe Pf die Ansaugmenge der mit der Ausgangswelle 9 verbundenen
sekundären
Hydraulikpumpe Pr, und mit dem geschlossenen dritten Einwegventil 22 ist
die Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsölweg 14 und dem zweiten
Verbindungsölweg 15 über den fünften Verbindungsölweg 36 blockiert.
Daher wird, wie zuvor beschrieben wurde, die Mehrscheibenkupplung
C eingerückt,
und die Antriebskraft wird auf die Hinterräder Wr, Wr verteilt.
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Die
Bremskraftverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist
allgemein so eingestellt, dass die auf die Vorderräder Wf,
Wf ausgeübte Bremskraft höher wird
als die auf die Hinterräder
Wr, Wr ausgeübte
Bremskraft, und wenn daher eine Bremskraft auf die Räder ausgeübt wird,
blockieren die Vorderräder
Wf, Wf, bei einer Notbremsung, früher als die Hinterräder Wr,
Wr. Weil darüber
hinaus die Motorbremse, die wirkt, wenn das Fahrzeug mit konstanten
Geschwindigkeiten fährt,
konstruktiv nur auf die Vorderräder
Wf, Wf wirkt, wird auch in diesem Fall die Drehzahl der Vorderräder Wf,
Wf vorübergehend
geringer als jene der Hinterräder
Wr, Wr. In diesem Fall überschreitet
die Auswurfmenge von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr die Ansaugmenge der primären Hydraulikpumpe Wf, wodurch Überschussöl zu dem
zweiten Verbindungsölweg 15 geliefert wird.
Falls ferner die Vorderräder
Wf, Wf vollständig blockiert
sind, wird die primäre
Hydraulikpumpe Pf angehalten, und es kann sich nur die sekundäre Hydraulikpumpe
Pr drehen. Aufgrund dessen wird die gesamte Ölmenge, die von der sekundären Hydraulikpumpe
Pr ausgeworfen wird, zu hoch. Jedoch kehrt dieses Überschussöl über die Öffnung 33c und
die Öffnung 33d des
Schieberventils 32 und das dritte Einwegventil 22 des
fünften
Verbindungsölwegs 36 zu
der dritten Öffnung 12 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr zurück.
Selbst wenn somit die Drehzahl der Hinterräder Wr, Wr jede der Vorderräder Wf,
Wf überschreitet,
wird, da ein Öldruck
auf der Basis der Auswurfdifferenz zwischen der primären Hydraulikpumpe
Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr der Hydraulikölkammer 16 nicht
zugeführt
wird, die Mehrscheibenkupplung C im ausgerückten Zustand gehalten, und
die Bremskraftübertragung
von den Vorderrädern
Wf, Wf auf die Hinterräder
Wr, Wr ist blockiert, wodurch kein Risiko besteht, dass in der Bremskraftverteilung
zwischen den Vorder- und Hinterrädern
eine Änderung
auftritt.
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Weil
darüber
hinaus die Mehrscheibenkupplung C nicht einrückt, wenn während Vorwärtsfahrt das Fahrzeug gebremst
wird, wird keine Schmierung der Mehrscheibenkupplung C durch Öl ausgeführt, das
durch das erste Ablassventil 26 hindurchgetreten ist. Jedoch
wird ähnlich
dem Fall, wo das Fahrzeug mit konstanten Geschwindigkeiten vorwärts fährt, ein Teil
des von der sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworfenen Öls
der Mehrscheibenkupplung C über das
Schieberventil 32 und den Schmierölweg 53 zugeführt, und
die Schmierung des Schmierabschnitts der Mehrscheibenkupplung C
kann problemlos realisiert werden.
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Wenn
sich das Fahrzeug rückwärts bewegt, sind
die Drehrichtungen der primären
und sekundären
Hydraulikpumpen Pf, Pr umgedreht und die Beziehung zwischen der
Auswurföffnung
und der Saugöffnung
wird entgegengesetzt zu jener, die oben beschrieben ist.
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Wenn
nämlich
die Drehzahl der Vorderräder Wf,
Wf die Drehzahl der Hinterräder
Wr, Wr überschreitet,
wenn man aus dem Stillstand rückwärts fährt oder
während
Rückwärtsfahrt
drastisch beschleunigt, dann wird, da die Auswurfmenge der primären Hydraulikpumpe
Pf die Ansaugmenge der sekundären
Hydraulikpumpe Pr überschreitet,
in dem zweiten Verbindungsölweg 15 ein Öldruck erzeugt.
In diesem Fall wird der Schieber 31 des Schieberventils 32 entgegengesetzt
der Feder 30 in der in der Figur gezeigten Position gehalten,
und es wird verhindert, dass Öl,
das zu dem zweiten Verbindungsölweg 15 aufgrund
einer Differenz zwischen der Auswurfmenge von der zweiten Öffnung 11 der
primären
Hydraulikpumpe Pf und der Ansaugmenge aus der vierten Öffnung 13 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr ausgeworten wird, durch das vierte Einwegventil 23 und das
fünfte
Einwegventil 34 in den fünften Verbindungsölweg 36 hinein
fließt,
wie oben beschrieben wurde, und fließt daher in den vierten Verbindungsölweg 14.
Das Öl,
das so in den vierten Verbindungsölweg 18 geflossen
ist, tritt dann durch das zweite Einwegventil 20 hindurch,
wird jedoch durch das erste Einwegventil 19 blockiert,
und wird daher der Hydraulikölkammer 16 der
Mehrscheibenkupplung C zugeführt,
wodurch die Mehrscheibenkupplung C einrückt, sodass die Antriebskraft
auf die Hinterräder
Wr, Wr verteilt wird. Während
die Drehzahlen der primären
Hydraulikpumpe Pf und der sekundären
Hydraulikpumpe Pr identisch werden, wenn die Drehzahl der Hinterräder Wr,
Wr zunimmt und das Fahrzeug einen Rückwärtsfahrzustand mit konstanter
Geschwindigkeit erreicht, wird, da die Auswurfmenge pro Umdrehung
der sekundären
Hydraulikpumpe Pr größer ist als
die Auswurfmenge pro Umdrehung der primären Hydraulikpumpe Pr, eine
der Differenz entsprechende Ölmenge
dem ersten Verbindungsölweg 14 zugeführt. Im
Ergebnis wird bei Rückwärtsfahrt,
auch im Zustand konstanter Fahrgeschwindigkeit, Drehmoment von den
Vorderrädern
Wf, Wf auf die Hinterräder
Wr, Wr verteilt.
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In
diesem Rückwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit wird von der Feder 30 des Schieberventils 32 auf
das Öl,
das in einem Zirkulationsölweg
zirkuliert, das den ersten Verbindungsölweg 14 und den zweiten
Verbindungsölweg 15 aufweist,
keine Last ausgeübt.
Da jedoch allgemein der Rückwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit nicht für eine lange Zeit fortdauert,
bewirken das Ansaugen von Luft aus den Seitenspalten der Rotoren
der beiden Hydraulikpumpen Pf, Pr und das Anhalten der Schmierölversorgung
zur Mehhscheibenkupplung C im Wesentlichen kein Problem.
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Weil
darüber
hinaus die Drehzahl der primären
Hydraulikpumpe Pf niedriger wird als jene der sekundären Hydraulikpumpe
Pr, wenn die Bremse auf das Fahrzeug wirkt, während es sich rückwärts bewegt,
wird in dem ersten Verbindungsölweg 14 aufgrund
einer Differenz zwischen der Auswurfmenge aus der dritten Öffnung 12 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr und der Ansaugmenge aus der ersten Öffnung 10 der
primären
Hydraulikpumpe Pf ein Öldruck erzeugt.
Da in diesem Fall die dritte Einwegkupplung 22 geschlossen
ist, rückt
die Mehrscheibenkupplung C über
das erste Einwegventil 19 des dritten Verbindungsölwegs 17 ein,
wodurch die Bremskraft der Vorderräder Wf, Wf auf die Hinterräder Wr,
Wr übertragen
wird.
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Wenn
das Fahrzeug rückwärts fährt, wie oben
beschrieben, dient die zweite Öffnung 11 der primären Hydraulikpumpe
Pf als Auswurföffnung, und
die vierte Öffnung 13 der
sekundären
Hydraulikpumpe Pr dient als Saugöffnung,
und daher wird der Schieber des Schieberventils 32 jederzeit
in der in der Figur gezeigten rechten Position gehalten. In diesem
Zustand wird, selbst wenn der Schieber 31 aus irgendeinem
Grund in der linken Position blockiert ist, der Auswurfdruck von
der zweiten Öffnung 11 der
primären
Hydraulikpumpe Pf durch das fünfte
Einwegventil 34 blockiert, und wird dann der Öffnung 33a des Schieberventils 32 zugeführt, wodurch
der an der linken Position blockierte Schieber 31 zur rechten
Position zurückgedrückt wird,
welche die Normalposition ist. Da in diesem Fall, selbst wenn das
Blockieren des Schiebers 31 nicht gelöst wird, der in dem zweiten
Verbindungsölweg 15 erzeugte Öldruck von
dem zweiten Ablassventil 28 über den vierten Verbindungsölweg 18 abgelassen
wird, besteht kein Risiko, dass auf die primäre Hydraulikpumpe Pf eine zu
hohe Last einwirkt.
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Das
Einrücken
der Mehrscheibenkupplung C, das zuvor beschrieben worden ist, erfolgt,
wenn der Kupplungskolben 47, das Drucklager 73,
die Endplatte 71, das Drucklager 72 und der Drehmomentnockenmechanismus 61 durch
der Hydraulikölkammer 16 zugeführtes Öl ausgefahren
sind, wodurch ein Druckabschnitt 66 des zweiten Nockenelements 63 gegen
die Kupplungsplatten 43 ..., 44 ... drückt. In diesem
Fall funktioniert der Drehmomentnockenmechanismus 61, der
zwischen dem Kupplungskolben 47 und den Kupplungsplatten 43 ..., 44 ...
angeordnet ist, folgendermaßen.
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Wie
bei der Beschreibung der Konstruktion des Hydraulikkreises beschrieben
worden und zusätzlich
in 8 gezeigt ist, rückt die Mehrscheibenkupplung
C ein, wenn das Fahrzeug während
Vorwärtsfahrt
beschleunigt wird, wenn das Fahrzeug während Rückwärtsfahrt beschleunigt wird
und wenn das Fahrzeug gebremst wird, während es rückwärts fährt, wodurch eine Drehmomentübertragung
zwischen den Vorderrädern
Wf, Wf und den Hinterrädern Wr,
Wr realisiert wird, und die Mehrscheibenkupplung C rückt nur
dann nicht ein, wenn das Fahrzeug gebremst wird, während es
vorwärts
fährt,
wodurch keine Drehmomentübertragung
zwischen den Vorderrädern
Wf, Wf und den Hinterrädern
Wr, Wr auftritt. Wie zuvor beschrieben worden ist, hat der Drehmomentnockenmechanismus 61 auch
eine Einweg-Nockenfunktion, und das erste Nockenelement 61 und
das zweite Nockenelement 63 des Drehmomentnockenmechanismus 61 drehen
sich relativ von einem in 7A gezeigten
Zustand zu einem in 7B gezeigten Zustand,
wodurch Schubkräfte
erzeugt werden, um die Mehrscheibenkupplung C in Eingriff zu bringen.
Demzufolge wird, wie an der oberen rechten Seite in 8 gezeigt, der
Drehmomentnockenmechanismus 61 in einer Anfangsstufe einer
Vorwärtsbeschleunigung
aktiviert, die mit hoher Frequenz stattfindet, während das Fahrzeug fährt, sodass
der Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch einen Öldruck unterstützt werden
kann, wodurch es möglich gemacht
wird, die Reaktion auf den Übergang
zu einem Vierradantriebszustand zu erhöhen.
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Weil
darüber
hinaus die Eingriffskraft der Mehrscheibenkupplung C, die durch
den Drehmomentnockenmechanismus 61 erzeugt wird, allmählich abnimmt,
wenn die Eingriffskraft der Mehrscheibenkupplung C, die durch den Öldruck erzeugt
wird, zunimmt, kann das vollständige
Einrücken
der Mehrscheibenkupplung C allein durch den Drehmomentnockenmechanismus 61 verhindert
werden, wodurch es möglich
gemacht wird, das Auftreten einer Differenzialsperrung zu vermeiden.
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Zusätzlich wird,
wie an der unteren rechten Seite in 8 gezeigt,
das Einrücken
der Mehrscheibenkupplung C durch den Öldruck nicht realisiert, wenn
das Fahrzeug während
Vorwärtsfahrt
gebremst wird, und weil darüber
hinaus die relativen Drehrichtungen der ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 umgekehrt
sind, besteht keine Chance, dass die Schubkräfte f, um die Mehrscheibenkupplung
C in Eingriff zu bringen, durch den Drehmomentnockenmechanismus 61 mit
der Einwegnockenfunktion erzeugt werden. Demzufolge bleibt das Fahrzeug
in einem Zweiradantriebszustand, wenn das Fahrzeug während Vorwärtsfahrt
gebremst wird, und es wird die Störung mit dem ABS-System vermieden,
wodurch die Bremsleistung des Fahrzeugs sichergestellt werden kann.
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Wenn
darüber
hinaus, wie an der oberen linken Seite in 8 gezeigt,
das Fahrzeug während Rückwärtsfahrt
beschleunigt wird, wird die Mehrscheibenkupplung C durch den Öldruck in
Eingriff gebracht, wobei jedoch keine Chance besteht, dass die Schubkräfte f, um
die Mehrscheibenkupplung C in Eingriff zu bringen, durch den Drehmomentnockenmechanismus 61 mit
der Einwegnockenfunktion erzeugt werden.
-
Wenn
darüber
hinaus, wie an der unteren linken Seite in 8 gezeigt,
das Fahrzeug während Rückwärtsfahrt
gebremst wird, wird die Mehrscheibenkupplung C durch den Öldruck in
Eingriff gebracht, und die Schubkräfte f, um die Mehrscheibenkupplung
C in Eingriff zu bringen, werden durch den Drehmomentnockenmechanismus 61 mit
der Einwegnockenfunktion erzeugt, wodurch ein Zustand resultiert,
in dem das Einrücken
der Mehrscheibenkupplung C durch den Öldruck durch die Schubkräfte f des Drehmomentnockenmechanismus 61 unterstützt wird.
-
Somit
kann die Mehrscheibenkupplung C durch sowohl den Drehmomentnockenmechanismus 61 als
auch den Öldruck
in einer Anfangsstufe der Vorwärtsbeschleunigung,
die in der Praxis mit hoher Frequenz vorkommt, in Eingriff gebracht
werden, kann die Reaktion, mit der das Fahrzeug in den Vierradantriebszustand
versetzt wird, verbessert werden, und kann eine ausreichende Antriebskraft
auf die Hinterräder
Wr, Wr verteilt werden. Ähnlich
kann während
Vorwärtsbeschleunigung,
die in der Praxis mit hoher Frequenz auftritt, das Fahrzeug im Zweiradantriebszustand
gehalten werden, um hierdurch die Störung mit dem ABS-System zu
vermeiden.
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Wenn
darüber
hinaus der Drehmomentnockenmechanismus 61 aktiviert wird,
sodass er in den in 7B gezeigten Zustand
versetzt wird, und auch nachdem die relative Drehung des ersten
Nockenelements 62 und des zweiten Nockenelements 63 reguliert
ist, setzen sich die Relativdrehungen der Vorderräder Wf,
Wf und der Hinterräder
Wr, Wr fort, wobei jedoch die Reibungskupplung 67 schlupft,
um die relativen Drehungen des Kupplungsgehäuses 41 und des ersten
Nockenelements 62 sowie Relativdrehungen der Endplatte 71,
die sich gemeinsam mit dem Kupplungsgehäuse 41 dreht, und
des ersten Nockenelements 62, das sich gemeinsam mit der
Kupplungsnabe 42 dreht, aufgrund der Wirkung des Schublagers 72 zu
gestatten. Darüber
hinaus gestattet das Schublager 73, das zwischen dem Kupplungskolben 47 und
der Endplatte 71 angeodnet ist, die Relativdrehung der
Endplatte 71 relativ zu dem Kupplungskolben 47,
der sich relativ zu dem Gehäuse 45 nicht
dreht.
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Wenn
sich übrigens
die Nockenkugeln 64 gemeinsam mit den ersten und zweiten
Nockenelementen 62, 63 drehen, fungieren die Nockenkugeln 64 als
Keile, da die Nockenkugeln 64 ... durch die Zentrifugalkraft
radial nach außen
gedrückt
werden, um hierdurch Lasten zu erzeugen, um die gegenüberliegenden
Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 voneinander
zu trennen. Da jedoch in dieser Ausführung die Tiefe D1 der ersten
Nockenausnehmungen 74 in dem ersten Nockenelement 62 größer eingestellt
ist als der Radius der Nockenkugeln 64 (siehe 3 und 7A), kan die auf die Nockenkugeln 64 wirkende
Zentrifugalkraft von den Wandoberflächen der ersten Nockenausnehmungen 74,
die tiefer sind, aufgenommen werden, wodurch die Erzeugung von Lasten
zum Trennen der gegenüberliegenden
Oberflächen 62a, 63a der
ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 auf einen
minimalen Wert begrenzt werden kann, wodurch die Entstehung eines
ungewünschten Schleppdrehmoments
in der Mehrscheibenkupplung C verhindert werden, was zu einer Minderung
des Fahrwiderstands sowie auch des Kraftstoffverbrauchs beiträgt.
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Wenn
sich hingegen die ersten und zweiten Nockenelemente 62,63 relativ
in den Richtung drehen, die in 7B mit
den Pfeilen B angegeben sind, wobei die Nockenkugeln 64 in
Anlage mit den Anschlagabschnitten 74b, 75b der
ersten und zweiten Nockenausnehmungen 74, 75 kommen,
kann, da der Versuch der Nockenkugel 64, über die
Anschlagabschnitte 74a, 75a zu laufen, durch die
Vorsprünge 62b, 63b blockiert
wird, verhindert werden, dass die Nockenkugel 64 über die
Anschlagabschnitte 74a, 75a hinweg läuft, um
die Mehrscheibenkupplung C in unnötigen Eingriff zu bringen.
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Während oben
die Ausführung
der Erfindung im Detail beschrieben worden ist, kann somit die Erfindung
unterschiedlich modifiziert werden, ohne vom Geist und Umfang der
Erfindung abzuweichen.
-
Während der
Drehmomentnockenmechanismus 61 gemäß der Ausführung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
z.B. so aufgebaut ist, dass er nur dann axiale Schubkräfte erzeugt,
wenn sich die ersten und zweiten Nockenelemente 62, 63 relativ
in einer Richtung drehen, werden die Anschlagabschnitte 74a, 75a weggelassen,
während
Nockenabschnitte 74a, 75a an beiden Seiten der
Nockenkugel 64 in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind,
wodurch axiale Schubkräfte
auch dann erzeugt werden können,
wenn sich die ersten und zweiten Nockenelemente 62, 64 in
jeder der Richtungen relativ drehen.
-
Zusätzlich kann,
während
die Tiefe der ersten Nockenausnehmungen 74 in dem ersten
Nockenelement 62 tiefer gemacht ist, während die Tiefe der zweiten
Nockenausnehmungen 75 in dem zweiten Nockenelement 63 flacher
ausgebildet ist, die Tiefenbeziehung umgekehrt werden. Falls somit
die Tiefenbeziehung zwischen den ersten und zweiten Nockenausnehmungen 74, 75 jener
der Ausführung entgegengesetzt
ist, kann der folgende zusätzliche Vorteil
erlangt werden.
-
Da
das zweite Nockenelement 63 mit der Kupplungsnabe 42 keilvernutet
ist, die wiederum mit der Ausgangswelle 9 keilvernutet
ist, wird die Tragsteifigkeit des zweiten Nockenelements 63 vergleichsweise
hoch. Da hingegen das erste Nockenelement 62 nur dadurch
gehalten wird, dass es zwischen den Nockenkugeln 64 ...
und dem Drucklager 72 gehalten wird, wird die Tragsteifigkeit
davon niedriger als die Tragsteifigkeit des zweiten Nockenelements 63.
Demzufolge ist es vorteilhaft, dass die auf die Nockenkugeln 64 ...
wirkende Zentrifugalkraft von dem zweiten Nockenelement 63 aufgenommen
wird, dessen Tragsteifigkeit hoch ist und nur schwer zu bewegen
ist.
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Während in
der Ausführung
der Drehmomentnockenmechanismus (61) bei einer Mehrscheibenkupplung
C angewendet wird, kann darüber
hinaus ein Drehmomentnockenmechanismus gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt
der Erfindung bei beliebigen anderen Anwnedungen angewendet werden.
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Da,
wie zuvor beschrieben worden ist, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
die Tiefe einer der ersten und zweiten Nockenausnehmungen größer gemacht
ist als der Radius der Nockenkugeln, während die Tiefe der anderen
kleiner gemacht ist als der Radius der Nockenkugel, kann, selbst
wenn sich die Nockenkugeln gemeinsam mit den ersten und zweiten
Nockenelementen drehen, eine erzeugte Zentrifugalkraft von der tieferen
Nockenausnehmung der ersten und zweiten Nockenelemente aufgenommen
werden, um hierdurch die Erzeugung von Schubkräften zum Trennen der gegenüberliegenden Oberflächen der
ersten und zweiten Nockenelemente voneinander zu vermeiden.
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Da
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung die Vorsprünge
an der gegenüberliegenden Oberfläche des
ersten Nockenelements derart ausgebildet sind, dass sie jeweils
mit den Anschlagabschnitten in den ersten Nockenausnehmungen zusammenwirken
und die Vorsprünge
an der gegenüberliegenden
Oberfläche
des zweiten Nockenelements derart ausgebildet sind, dass sie jeweils
mit den Anschlägen
der zweiten Nockenausnehmungen zusammenwirken, kann das Auftreten
eines Falls, wo die Nockenkugel auf die Anschlagabschnitte der ersten
und zweiten Nockenausnehmungen laufen, durch die Wirkung der Vorsprünge an beiden
gegenüberliegenden
Oberflächen
verhindert werden, wenn sich die ersten und zweiten Nockenelemente
relativ in der anderen Richtung drehen, sodass die Nockenkugeln
in Anlage mit den Anschlagabschnitten der ersten und zweiten Nockenausnehmungen
gebracht werden.
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Falls
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung die Drehzahl der Vorderräder die Drehzahl der Hinterräder überschreitet,
kann, da die durch die Relativdrehung der ersten und zweiten Nockenelemente
des Drehmomentmechanismus erzeugten Schubkräfte die Mehrscheibenkupplung
sofort in Eingriff bringt, die Reaktion, mit der das Fahrzeug in
einen Vierradantriebszustand versetzt wird, erhöht werden, indem die Antriebskraft
von den Vorderrädern
auf die Hinterräder
unmittelbar beim Schlupf der Vorderräder zum Erzeugen der Drehzahldifferenz
zwischen Vorder- und Hinterrädern übertragen
werden, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand heraus vorwärts anfährt oder
es während
Vorwärtsbewegung
drastisch beschleunigt wird. Weil die Mehrscheibenkupplung danach
auch durch Hydraulikdrücke,
die durch die Hydraulikpumpen mit einer leichten Zeitverzögerung erzeugt
werden, in Eingriff gebracht wird, kann ein ausreichender Antriebskraftbetrag,
der von den Vorderrädern
auf die Hinterräder übertragen
wird, sichergestellt werden. Falls hingegen durch Notbremsung die Drehzahl
der Hinterräder
die Drehzahl der Vorderräder überschreitet,
wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt,
kann, da der Drehmomentnockenmechanismus keine Schubkraft erzeugt,
jegliche Wechselwirkung mit dem ABS-Mechanismus vermieden werden, indem
die Übertragung
der Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder verhindert
wird. Weil darüber
hinaus die Erzeugung von Schubkräften
zum Trennen der ersten und zweiten Nockenelemente durch die auf
die Nockenkugeln wirkende Zentrifugalkraft mittels des Drehmomentnockenmechanismus, in
dem die Tiefen der ersten und zweiten Nockenausnehmungen unterschiedlich
sind, auf ein minimales Niveau begrenzt werden kann, kann die Erzeugung von
ungewünschtem
Schleppdrehmoment in der Mehrscheibenkupplung verhindert werden.
Somit kann die Konstruktion zu einer Minderung des Fahrwiderstands
sowie des Kraftstoffverbrauchs beitragen.
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Ein
Drehmomentnockenmechanismus umfasst erste und zweite Nockenelemente,
die um eine gemeinsame Achse relativ drehbar angeordnet sind, sowie
Nockenkugeln, die in erste und zweite Nockenausnehmungen einsetzbar
sind, die jeweils in gegenüberliegenden
Oberflächen
der ersten und zweiten Nockenelemente ausgebildet sind. Die Tiefe
der ersten Nockenausnehmungen ist größer gemacht als der Radius
der Nockenkugeln, wohingegen die Tiefe der zweiten Nockenausnehmungen
kleiner gemacht ist als der Radius der Nockenkugeln, wodurch, obwohl
eine Zentrifugalkraft auf die Nockenkugeln wirkt, die sich zusammen
mit den ersten und zweiten Nockenelementen drehen, das Entstehen
von Schubkräften
zum Trennen der gegenüberliegenden Oberflächen der
ersten und zweiten Nockenelemente unterdrückt werden kann, indem die
Zentrifugalkraft, die so auf die Nockenkugeln einwirkt, von den ersten
Nockennuten, die tiefer sind, aufgenommen wird.