JP5311737B2 - アクチュエータと皿ばねとを備えた摩擦クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータを備えた摩擦クラッチ、特に自動車のドライブトレーン内で使用するための摩擦クラッチに関する。さらに本発明は、自動車のドライブトレーン内での可変のトルク配分のためのディファレンシャル装置に関する。

摩擦クラッチは１セットのクラッチディスクを有している。クラッチディスクは交互に、互いに回転可能な第１のクラッチ部分および第２のクラッチ部分に相対回動不能かつ軸方向で移動可能に結合されており、軸方向で固定された当接ディスクに当て付けられ、軸方向で移動可能なプレッシャディスクにより負荷可能である。このために、アクチュエータは、互いに相対的に回動可能な２つのディスクを有している。両ディスクのうちの一方のディスクは、固定されたハウジングに軸方向で支持されており、他方のディスクは、軸方向で移動可能である。両ディスクは、その向かい合った端面に、逆向きの勾配を有するボール溝を有している。互いに対向して位置し、周方向で延びるその都度２つのボール溝は、１つのペアを形成し、それぞれ１つのボールを収容する。ボールを介してディスクは軸方向で支持されている。ボール溝のペアの深さは周囲にわたって変化する。その結果、ディスク相互の回動は軸方向シフト、ひいては多板クラッチのプレッシャディスクの操作に至る。

国際公開第２００５／０３５２９４号パンフレットから、駆動される２つのアクスルを備えた自動車の駆動装置が公知である。アクスルはその都度１つの摩擦クラッチを介して変速機の出力軸に連結可能である。摩擦クラッチを操作するために、駆動される２つのボールねじ伝動装置を備えたアクチュエータが設けられている。ボールねじ伝動装置はその都度１つのナットと１つのスピンドルとを有している。両構成部分のうちの一方の構成部分は所属のディスクセットに作用結合している。ナットもしくはスピンドルからディスクセットへの力伝達は、その間に位置するスラスト軸受ならびにばね装置を介して実施される。

独国特許出願公開第１０３３４４６８号明細書から、ボールランプ装置の形の軸方向調節装置が公知である。この軸方向調節装置は皿ばね式の変換器を有している。その際、ボールランプ装置の、軸方向で移動可能なディスクが作用する第１のプレッシャプレートと、摩擦クラッチを負荷する第２のプレッシャプレートとが設けられている。両プレッシャプレート間には皿ばねが配置されている。皿ばねは、梃子作用により第１のプレッシャプレートから第２のプレッシャプレートへの力の変換が生じるように組み込まれている。

独国特許出願公開第４１１１２９６号明細書から、摩擦クラッチのためのボールランプ装置の形の軸方向調節装置が公知である。軸方向で移動可能なディスクと、ディスクセットとの間には、ころ軸受、リングおよびプレッシャピンが軸方向で直列に配置されている。軸方向で移動可能なディスクの戻し案内のために、これに対して機能的に並列に、皿ばねが設けられている。皿ばねは軸方向で見てリングとクラッチケースとの間に配置されている。

自動車の走行動特性の必要に応じた制御のために、関与する摩擦クラッチの繊細な起動制御が重要である。その際、クラッチ構成部分のそれぞれ異なる熱膨張係数は、摩擦クラッチの応答特性の変化に至る。
国際公開第２００５／０３５２９４号パンフレット 独国特許出願公開第１０３３４４６８号明細書 独国特許出願公開第４１１１２９６号明細書

それゆえ本発明の課題は、外乱の影響に依存しにくく、摩擦クラッチの繊細な起動制御を可能にする、特に自動車のドライブトレーンのための、アクチュエータを備えた摩擦クラッチ、さらにはそのような摩擦クラッチを備えたディファレンシャル装置を提供することである。

上記課題を解決した本発明の摩擦クラッチの構成によれば、軸方向で確定された２つの支持面間に直列に配置すべき以下の構成部分、すなわちアクチュエータとディスクセットと皿ばねとが設けられており：アクチュエータが、互いに同軸的な２つのディスクを備えたボールランプ装置の形で構成されており、両ディスクのうちの少なくとも一方のディスクが回転軸線を中心に回転駆動可能であり、両ディスクのうちの一方のディスクが軸方向で支持されており、他方のディスクが軸方向で移動可能であり、両ディスクが、その向かい合った端面に、その都度複数のボール溝を有しており、ボール溝が、互いに逆向きの周方向で、増加する深さを有しており、互いに対向して位置するボール溝のペア内に、ボールが収容されており、ボールを介して両ディスクが軸方向で支持されており；ディスクセットが前記ディスクに対して同軸的に配置されており、ディスクセットが、クラッチケースに相対回動不能に結合すべきアウタディスクと、クラッチケースに対して相対的に回転可能なクラッチボスに相対回動不能に結合すべきインナディスクとを有しており、アウタディスクとインナディスクとが軸方向で交互に配置されており；皿ばねが前記ディスクに対して同軸的に、前記ディスクセットに力を導入するために配置されており、軸方向で予圧されており、かつ機能的にディスクセットに直列に配置されているようにした。さらに、上記課題を解決した本発明のディファレンシャル装置の構成によれば、回転駆動可能なディファレンシャルケースと、回転軸線上に支承された２つのサイドシャフトとを備えたディファレンシャル伝動装置が設けられており、サイドシャフトがディファレンシャルケースにディファレンシャルギヤセットを介して駆動結合されており、ディファレンシャルケースと各サイドシャフトとの間に第１のドライブトレーンが形成されており；サイドシャフト毎に１つの伝動装置段が設けられており、伝動装置段が一方ではディファレンシャルケースに、他方ではサイドシャフトに駆動結合されており、第１のドライブトレーンに対して機能的に並列の第２のドライブトレーンの一部であり；伝動装置段毎に、第２のドライブトレーンの連結および連結解除のための、アクチュエータを備えた摩擦クラッチから成る１つの装置が設けられており；アクチュエータを備えた摩擦クラッチから成る装置が、上記の通り構成されているようにした。

摩擦クラッチとアクチュエータとから成る本発明による装置の利点は、装置が外乱の影響にそれ程敏感でなく、それにより摩擦クラッチの繊細な起動制御を可能にする点にある。軸方向で支持されたディスクと、ディスクセットとの間の力伝達経路内に配置された皿ばねにより、構成ユニット全体は比較的高い弾性を有している。このことは、クラッチトルクに関する特性線が作動ディスクの回動角にわたって比較的フラットに経過し、関与する構成部分の熱膨張によりクラッチトルクの形成に及ぼされる影響が僅かであるように働く。それにより、クラッチトルクは正確に必要に応じて調節されることができ、自動車の走行動特性への介入の制御可能性の改善が得られる。本発明による装置は普遍的に使用可能であり、例えばディファレンシャル伝動装置で、両サイドシャフト間での可変のトルク配分のために役立つことができる。さらに、アクチュエータを備えた摩擦クラッチは、ディファレンシャル伝動装置内のロックとして使用されてもよい。別の使用事例として、本発明による装置は、パーマネントに駆動されるドライブトレーンに対して付加的に駆動可能な別のドライブトレーンを必要に応じて接続するために役立つ「ハングオンクラッチ（ｈａｎｇ−ｏｎ Ｋｕｐｐｌｕｎｇ）」として役立つこともできる。

別の有利な構成では、回転駆動可能なディスクを回動可能に支承するための玉軸受が設けられており、玉軸受の軸受レースが、回転駆動可能なディスクにより形成されている。それにより、装置の僅かな部品点数および軸方向でコンパクトな構造が得られる。このことは製作コストに有利に作用する。別の有利な構成では、軸方向で移動可能なディスクが専らボールランプ装置のボールを介して回転軸線上にセンタリングされて保持されている。その結果、付加的な軸受手段は不要である。回転駆動可能なディスクは有利には電動モータにより回転駆動される。

皿ばねは円錐形の押圧面を有しており、押圧面はディスクセットを環状区分でもって軸方向で負荷する。その際、皿ばねは、環状区分がほぼ半径方向でディスクセットの中央の摩擦半径の領域に位置するように構成されている。その際、環状区分が半径方向で、クラッチディスクの摩擦面の半径方向延在長さを３等分したその中央の領域に位置していると、ディスクセットへの力導入にとって特に有利である。ボールランプ装置の非操作状態で、ディスクセットはまず皿ばねの押圧面の比較的小さな環状面により負荷される。ボールランプ装置の操作時、ひいては軸方向力の上昇時、ディスクセットを少なくとも間接的に負荷する環状面が拡大する。その際、皿ばねは、ディスクセットもしくは摩擦クラッチの全作業領域で有利には直線的な特性を有しているように設計されている。それにより、摩擦クラッチは特に精緻に起動制御されることができる。皿ばねは、円錐形の押圧面が組み付け状態次第で半径方向外側または半径方向内側に向かって開くように構成もしくは配置されることができる。

第１の実施形態では、軸方向で支持されたディスクが回転駆動可能であり、軸方向で移動可能なディスクがそれに対して相対回動不能に保持されており、回転駆動可能なディスクが玉軸受により第１の支持面に対して相対的に回転軸線を中心として回動可能に支承されている。玉軸受は有利にはスラストアンギュラ玉軸受の形で構成されており、回動可能なディスクを軸方向ならびに半径方向で回転軸線上にセンタリングする。玉軸受の軸受レースが、回動可能なディスクに形成されていることにより、コンパクトな構造が得られる。有利には、軸方向で見て、移動可能なディスクと、第２の支持面との間にばね手段が設けられている。ばね手段は皿ばねのばね力に反作用し、それにより、移動可能なディスクの戻しのために役立つ。

第１の実施形態の第１のバリエーションでは、皿ばねが軸方向で見て、軸方向で移動可能なディスクと、ディスクセットとの間に配置されており、皿ばねが直接的に、移動可能なディスクに支持されている。その際有利には、ディスクセットがプレッシャプレートを有しており、プレッシャプレートが皿ばねにより軸方向で負荷されている。つまり、皿ばねとディスクセットとの間には、軸方向力をディスクセットに導入するプレッシャプレートが介在することができる。別の有利な構成では、皿ばねを回転軸線上にセンタリングするためのセンタリング手段が設けられている。センタリング手段は移動可能なディスクの背面またはプレッシャプレートに形成されていることができる。センタリング手段は例えば環状の切欠きまたは軸方向の突出部の形で上記構成部分の端面に構成されていることができる。

第１の実施形態の第２のバリエーションでは、皿ばねが軸方向で見て、ディスクセットと、第１の支持面に対向して位置する第２の支持面との間に配置されている。その際、皿ばねは直接的に第２の支持面に支持されているか、または間接的にプレッシャプレートを介して支持されていることができる。このバリエーションでも、有利には、皿ばねをセンタリングするためのセンタリング手段が設けられている。センタリング手段は例えば環状の切欠きとして第２の支持面に構成されていることができる。この切欠き内に皿ばねおよび場合によってはプレッシャプレートが装入される。

第２の実施形態では、軸方向で支持されたディスクが相対回動不能に第１の支持面に対して相対的に保持されており、軸方向で移動可能なディスクが回転駆動可能である。その際、皿ばねは有利には軸方向で見て、回転駆動可能なディスクと、ディスクセットとの間に配置されており、皿ばねは玉軸受により、回転駆動可能なディスクに対して相対的に回動可能に支承されている。ディスクセット自体は、第１の支持面に対向して位置する第２の支持面に軸方向で支持されている。

別の有利な構成では、玉軸受がスラスト溝玉軸受の形で構成されている。このことは、ボールが、縦断面で見て、ディスクセットを負荷するために皿ばねを旋回させることができる所定の押圧点を形成するために有利である。玉軸受は、ボールを周方向で分配保持する保持器を有している。既に上で説明したように、玉軸受の第１の軸受レースは、回転駆動可能なディスクにより形成されている。すなわち、回転駆動可能なディスクの、皿ばね側の端面に、玉軸受のボールが転動する第１の軸受溝が形成されている。別の有利な構成では、皿ばねが玉軸受の軸受レースを形成し、軸受レース内で玉軸受のボールが転動する。つまり、玉軸受の第２の軸受レースが皿ばねにより形成されている。そのために、皿ばねは、ボールランプ装置側の端面に、玉軸受のボールが転動する第２の軸受溝を有している。上記構成は、皿ばねが専ら玉軸受のボールを介して、回転駆動可能なディスクに対してセンタリングされて保持されているという利点を有している。付加的なラジアル軸受はそれにより不要である。その結果、概して部品点数の少ないコンパクトな構造が得られる。さらに、スラスト玉軸受のボールは有利にはボールランプ装置のボールとほぼ同じ半径上に位置している。それにより、移動可能なディスクから皿ばねへの直接的な力導入が得られる。その際、作動ディスクにおける曲げモーメントは僅かである。皿ばねの軸受溝は有利には、ディスクセットを負荷する押圧面の環状区分よりも大きな半径上に位置している。

別の有利な構成では、ディスクセットがプレッシャプレートを有しており、プレッシャプレートが一方では皿ばねにより軸方向で負荷され、他方ではボールランプ装置の戻しのためのばね手段により負荷されている。有利には、移動可能なディスクの戻しのためのばね手段が一方では第２の支持面に軸方向で支持されており、他方では、移動可能なディスクの、ディスクセット側の端面に少なくとも間接的に支持されている。有利には、ばね手段が、複数のコイルばねを有しており、プレッシャプレートもしくはディスクセットの周囲にわたって分配されている。コイルばねは、プレッシャプレートとは反対側の端部でもって、支持面、例えば静止したハウジングの支持面に対して支持されているか、または支持面に当て付けられたディスクに支持されている。

さらに本発明は、自動車のドライブトレーン内での可変のトルク配分のためのディファレンシャル装置に関する。その際、アクチュエータを備えた摩擦クラッチは上記実施形態に応じて構成されている。本発明によるディファレンシャル装置は、摩擦クラッチにおける上記解決策と同じ利点、すなわち外乱の影響に対する不感性および摩擦クラッチの繊細な起動制御の利点を提供する。アクチュエータと摩擦クラッチとから成る装置全体の弾性により、クラッチトルクに関する特性線は作動ディスクの回動角にわたって比較的フラットに経過する。それにより、クラッチトルクは正確に必要に応じて調節されることができ、自動車の走行動特性への介入の制御可能性の改善が得られる。

有利な実施例について以下に図面を参照しながら説明する。

図１〜図４について以下にまとめて説明する。図面には、アクチュエータ２と摩擦クラッチのディスクセット３とを備えた装置が示されている。軸方向で見てアクチュエータ２とディスクセット３との間に、回転運動を切り離すための玉軸受４と、ディスクセット３を負荷するための皿ばね５とが設けられている。その際、上記構成部分は軸方向で直列に接続されている。摩擦クラッチはディスクセット３の他に、ディスクセット３のアウタディスク２４を相対回動不能かつ軸方向で移動可能に保持するここには示されていないクラッチケースと、ディスクセット３のインナディスク２５を相対回動不能かつ軸方向で移動可能に支承するクラッチボスとを有している。アクチュエータ２はディスクセット３と共に、以下で詳細に説明するように、自動車のディファレンシャル装置で使用され、そこで、２つのサイドシャフト間で必要に応じてトルク配分するために役立つ。

アクチュエータ２はボールランプ装置（Ｋｕｇｅｌｒａｍｐｅｎａｎｏｒｄｎｕｎｇ）の形で構成されている。ボールとランプ（乗り上げる坂）とから成るボールランプ装置２は、ここには示されていないハウジング内に相対回動不能に収容すべき第１のディスク６と、第１のディスク６に対して同軸的に配置された回動可能な第２のディスク７とを有している。その際、第１のディスクは、ハウジングに軸方向で支持されている支持ディスク６として構成されており、第２のディスクは、ここには示されていない電動モータにより回転駆動可能であり、支持ディスク６に対して軸方向で移動可能である作動ディスク７として構成されている。支持ディスク６の回動を阻止するのに、ハウジングに設けられた相応の孔内に挿入すべきリテーナピン１０が役立つ。

両ディスク６，７の、互いに対向して位置する端面８，９には、逆向きの勾配を有するボール溝１２，１３が設けられている。ボール溝１２，１３は周方向で延びている。その際、互いに対向して位置する２つのボール溝１２，１３はその都度１つのペアを形成し、相俟って１つのボールを収容する。別の断面内に存在し、それゆえ図面には不可視のボールは保持器１４内で案内されている。概して、３つまたは複数のペアのボール溝１２，１３と、相応の個数のボールとが設けられていることができ、ボール溝１２，１３およびボールは規則的に周方向で分配されている。ボール溝１２，１３のペアの深さは周囲にわたって変化する。その結果、支持ディスク６に対する作動ディスク７の回動は、軸方向での移動に至る。作動ディスク７の回動を達成するために、作動ディスク７はその外周面に外歯列１５を有している。外歯列１５には、ここには示されていないピニオンが係合する。ピニオンはハウジング内で回転可能に支承されており、電動モータに駆動結合されている。電動モータは、自動車の走行動特性を制御するための制御装置に作用結合されており、制御装置により起動制御される。

玉軸受４はスラスト溝玉軸受（Ａｘｉａｌｒｉｌｌｅｎｋｕｇｅｌｌａｇｅｒ）の形で構成されており、第１の軸受レース２８と、第２の軸受レース２９と、軸方向で見て両軸受レース間に、１つの共通の平面内に保持された複数のボール１６と、ボールを周方向で分配保持する保持器１７とを有している。第１の軸受レース２８は作動ディスク７と一体的に形成されており、作動ディスク７の、ディスクセット３側の端面に、ボール１６を収容する第１の軸受溝１８を有している。第２の軸受レース２９は皿ばね５と一体的に形成されおり、皿ばね５の、ボールランプ装置側の端面に、ボール１６を収容する第２の軸受溝１９を有している。ボール１６は、周方向で分配された押圧点を形成する。押圧点を中心として皿ばねは縦断面で見て旋回可能である。皿ばね５は、ボール１６とは反対側の面に、円錐形の押圧面２０を有している。押圧面２０はプレッシャプレート２２を軸方向で負荷する。円錐形の押圧面２０は半径方向外側に向かって開くように配置されている。見て取れるように、軸受溝１９は、押圧面２０の、半径方向内側に位置し、ボールランプ装置の非操作状態でプレッシャプレート２２に当て付けられている環状区分２３よりも大きな半径上に位置している。押圧面２０はディスクセット３をそれによりまず半径方向内側で、比較的小さな環状面でもって負荷する。その際、接触面は軸方向力の増大時に半径方向外側に向かって拡大する。皿ばね５は正確な制御のために、摩擦クラッチの全作業領域にわたって直線的な特性を有するように設計されている。

見て取れるように、両ディスク６，７、スラスト玉軸受４、皿ばね５およびディスクセット３は回転軸線Ａに対して同軸的に配置されている。その際、作動ディスク７は専らボールランプ装置２のボールを介して半径方向で支承されている。さらに、皿ばね５は専らスラスト玉軸受４のボール１６を介して回転軸線Ａ上にセンタリングされて保持されている。この構成により、部品点数の少ないコンパクトな構造が得られる。さらに見て取れるように、ボール１６はボールランプ装置２のボールとほぼ同じ半径上に位置している。その結果、直接的な力導入および半径方向の小さな構成サイズが得られる。

ディスクセット３はプレッシャプレート２２の他に、クラッチケースに相対回動不能に結合すべきアウタディスク２４と、クラッチボスに相対回動不能に結合すべきインナディスク２５とを有している。その際、アウタディスク２４とインナディスク２５とは軸方向で互い違いに配置されている。ディスクセット３は当接プレート２６で終わっており、当接プレート２６はクラッチケースの支持面に軸方向で支持されている。ボールランプ装置２の戻しのために、周囲にわたって分配された複数のばね手段２７が設けられている。ばね手段２７は当接プレート２６に軸方向で支持されており、プレッシャプレート２２を皿ばね５の作用方向とは逆向きに軸方向で負荷する。

この装置の機能形式は以下の通りである。出発状態、すなわち摩擦クラッチが完全に開放された状態で、両ディスク６，７は、互いに最も接近した位置にある。作動ディスク７の相応の回動時、ボールはボール溝１２，１３内を、深さが減少する領域に向かって転動する。それにより、ディスク６，７間で拡開が実施される。その際、作動ディスク７は軸方向でディスクセット３に向かってシフトされ、ディスクセット３をスラスト玉軸受４および皿ばね５を介して負荷する。作動ディスク７の回動に応じて、摩擦クラッチは所定の強さでロックされ、回転するクラッチボスを、静止したクラッチケースに連結する。摩擦クラッチを改めて開放するためには、作動ディスク７が逆方向で操作される。コイルばねとして構成されたばね手段２７は、作動ディスク７が電動モータの非操作時に再びその出発位置に向かって支持ディスク６の方向でシフトされるように働く。

図５は、自動車のドライブトレーン内の２つのアクスルシャフト間で可変にトルク配分するための本発明によるディファレンシャル装置３２を示す。ディファレンシャル装置３２は、ここには示されていない変速機によりドライブシャフトを介して駆動され、到来するトルクは２つのサイドシャフト３３_１，３３_２に配分される。ディファレンシャル装置３２はディファレンシャルケース３４を有している。ディファレンシャルケース３４は静止したディファレンシャルハウジング３５内で回転軸線Ａを中心に転がり軸受４２_１，４２_２により回転可能に支承されている。ディファレンシャルケース３４にはリングギヤ３６が固定されている。リングギヤ３６はドライブシャフトにより駆動される。ディファレンシャルケース３４内には、複数のディファレンシャルピニオン３６が、回転軸線Ａに対して垂直に位置するジャーナル３７上に回転可能に支承されている。ジャーナル３７はディファレンシャルケース３４と共に回転する。ディファレンシャルピニオン３６には２つのサイドシャフトギヤ３８_１，３８_２が歯列を介して係合しており、サイドシャフトギヤ３８_１，３８_２はサイドシャフト３３_１，３３_２にトルクを伝達するために役立つ。

ディファレンシャルハウジング３５の側方に隣接して、２つの伝動装置モジュール３９_１，３９_２が設けられている。両伝動装置モジュール３９_１，３９_２はその構造およびその機能に関して等しく、その結果、まとめて説明することが可能である。その際、図面には、両伝動装置モジュール３９_１，３９_２の等しい構成部分に、それぞれ異なる符号を下付けした同じ符号を付した。

両伝動装置モジュール３９はそれぞれ、所属のサイドシャフト３３が回転軸線Ａ上に回転可能に支承されているハウジング４０と、同軸的にサイドシャフト３３上に回転可能に支承された中空シャフト４３とを有している。その際、サイドシャフト３３は転がり軸受４４によりハウジング４０内で回転可能に支承されており、軸封リング４５によりハウジング４０に対して外部からシールされている。サイドシャフト３３は入力側に、サイドシャフトギヤ３８に相対回動不能に結合するためのすぐ歯の歯列４６を有している。サイドシャフト３３は出力側に、自動車の、ここには示されていないアクスルシャフトに結合するためのフランジ４７を有している。中空シャフト４３は滑り支承によりサイドシャフト３３上に支承されており、すぐ歯の歯列４８を有している。すぐ歯の歯列４８はディファレンシャルケース３４の対応歯列に相対回動不能に差し込まれている。伝動装置モジュール３９はそのハウジング４０でもってその都度フランジ結合部５９を介してディファレンシャルハウジング３５に接続されている。

さらに、両伝動装置モジュール３９はそれぞれ構成群として、回転軸線Ａを中心に公転し得る伝動装置段４９と、図１に示したアクチュエータ２と、アクチュエータ２により操作可能な摩擦クラッチ５０とを有している。摩擦クラッチ５０のディスクセット３の詳細は図１に見て取れる。その際、アクチュエータ２は摩擦クラッチ５０を操作するために役立ち、摩擦クラッチ５０自体は伝動装置段４９を起動制御する。

伝動装置段４９は、ワンピースに中空シャフト４３に結合されている第１のサンギヤ５２と、第１のサンギヤ５２に歯列を介して係合している複数のプラネットギヤ５３と、プラネットギヤに噛合し、サイドシャフト３３にすぐ歯の歯列を介して相対回動不能に結合されている第２のサンギヤ５４とを有している。プラネットギヤ５３はそれぞれワンピースに構成されており、２つの歯列区分を有している。プラネットギヤ５３の一方の歯列区分は第１のサンギヤ５２に噛合し、他方の歯列区分は第２のサンギヤ５４に噛合する。両サンギヤ間にはスラスト軸受５１が設けられている。サイドシャフト３３と中空シャフト４３との間での回転数変換を達成するために、両サンギヤ５２，５４はそれぞれ異なる歯数を有している。その際、プラネットギヤ５３およびサンギヤ５２，５４の歯数は、サイドシャフト３３と第２のシャフト４３との間で１５％までの回転数差が達成されるように選択されている。プラネットギヤ５３はジャーナル５５上にウェブエレメント５６内でころ軸受５７により回転可能に収容されている。ウェブエレメント５６はケース状に構成されており、外部に向かってほぼ閉鎖されている。ウェブエレメント５６の外周面には係合手段４１が設けられている。係合手段４１内には、摩擦クラッチ５０のインナディスク２５が相対回動不能に係合する。それにより、ウェブエレメント５６は、図１に示したディスクセット３のためのクラッチボスを形成する。上記ディスクセット３のためのクラッチケースは、それぞれのハウジング４０により形成される。ハウジング４０内には、アウタディスク２４が軸方向で移動可能かつ相対回動不能に保持されている。

摩擦クラッチ５０の操作により、伝動装置段４９の、回転するウェブエレメント５６は、付加的なトルクを直接ディファレンシャルケース３４で取り出し、中空シャフト４３と伝動装置段４９とを介してサイドシャフト３３に伝達するために、固定されたハウジング４０に対して制動される。ハウジング４０内には力センサ５８が固定されている。力センサ５８に対して、一部のアウタディスク２４がカムでもって周方向で支持されている。その際、４つのアウタディスク２４のうちの中央の２つのアウタディスク２４が、力センサ５８を負荷するカムを有している。軸方向で見て両外のアウタディスク２４は直接的にハウジング４０内に相対回動不能に保持されている。すべてのアウタディスク２４は、力センサ５８に直径方向で対向して位置する側で、旋回可能に、ハウジング４０内に固定されているピン上に支承されている。その際、ピンは別の断面内に存在するので、ここでは不可視である。力センサ５８は、摩擦クラッチ５０の操作の結果として、カムにより、間隔を置いて長手方向軸線Ａに対して横方向で延びる作用方向の力で負荷されるようにハウジング４０内に保持されている。力センサ５８により測定された力に基づいて、ここには示されていないコンピュータユニット内で、クラッチトルクが算出される。このクラッチトルクは、自動車の走行動特性を制御するための制御システムのための入力値として役立つ。制御システムは、ドライブアクスルへの駆動トルクの可変の配分を制御する。ただし、右側の伝動装置の力センサは別の断面内に存在するので、不可視である。

概して、アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチを備えた本発明によるディファレンシャル装置は、例えば摩擦クラッチの構成部分のそれぞれ異なる熱膨張係数のような外乱の影響により摩擦クラッチの制御可能性に及ぼされる影響が僅かにすぎないという利点を有している。さらに、アクチュエータと摩擦クラッチとから成る構成群の、高められた弾性により、作動ディスクの回動角にわたってのクラッチトルクに関する特性線のフラットな経過が達成される。それにより、クラッチトルクは正確に必要に応じて調節されることができ、自動車の走行動特性への介入の良好な制御可能性が得られる。

図６は、アクチュエータを備えた摩擦クラッチから成る本発明による装置の第２の実施形態を示す。この図は、図５に示した伝動装置に相当する可変のトルク配分のための伝動装置の抜粋図として示されている。その点については上記説明を参照されたい。その際、同じ構成部分には同じ符号を付し、改変された構成部分には、「′」を上付けした符号を付した。本実施形態は、軸方向で支持された第１のディスク６′が電動モータにより回転駆動可能であり、軸方向で移動可能な第２のディスク７′がハウジング４０内で相対回動不能かつ軸方向で移動可能に保持されている点で特徴付けられている。それにより、第１のディスク６′は作動機能と支持機能とを請け負う。第１のディスク６′は玉軸受４′によりハウジング３５，４０に対して回転軸線Ａ上に支承されている。その際、玉軸受４′はスラストアンギュラ玉軸受（Ａｘｉａｌ−Ｓｃｈｒａｅｇｋｕｇｅｌｌａｇｅｒ）として構成されており、第１のディスク６′を軸方向ならびに半径方向で回転軸線Ａ上にセンタリングする。玉軸受４′は、ハウジング３５の円筒区分に載置されている第１の軸受レース２９′と、第１のディスク６′により形成されている第２の軸受レース２８′とを有している。このために、第１のディスク６′は、第１の軸受レース２９′側の端面に、玉軸受のボール１６′が転動する軸受溝１８′を有している。第１のディスク６′に軸方向で隣接して、第２のディスク７′が存在する。第２のディスク７′は専ら、ボールランプ装置の、ここには不可視のボールを介して回転軸線Ａ上にセンタリングされている。皿ばね５′は一方では第２のディスク７′の背面に、他方ではディスクセット３′を負荷するプレッシャプレート２２′に軸方向で支持されている。第２のディスク７′の、ディスクセット３′側の端面には、センタリング手段として、軸方向の切欠き３０が設けられている。軸方向の切欠き３０内には皿ばね５′が回転軸線Ａ上にセンタリングされて装入されている。軸方向の切欠き３０により、環状の肩部３１が形成されている。肩部３１に、皿ばね５′は外側の縁部でもって半径方向で支持されている。ディスクセット３′はハウジング４０の支持面２１′に軸方向で支持されている。支持面２１′は支持面１１′に対向して位置している。それにより、構成部分、つまり玉軸受４′、第１のディスク６′、第２のディスク７′、皿ばね５′、プレッシャプレート２２′およびディスクセット３′は軸方向で直列に接続されており、ハウジング４０およびハウジング３５と相俟って、１つの閉鎖された力作用回路を形成する。力伝達経路内での皿ばね７′の使用により、この装置の高められた弾性、ひいては良好な制御可能性の上記利点が得られる。

図７は、アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチの第３の実施形態を示す。この図は、図５に示した伝動装置に相当する可変のトルク配分のための伝動装置の抜粋図として示されている。その点については上記説明を参照されたい。その際、同じ構成部分には同じ符号を付し、変更された構成部分には、「″」を上付けした符号を付した。本実施形態では、図６に示した実施形態と同様に、その点については上記説明を参照すべきであるが、軸方向で支持された第１のディスク６″が電動モータにより回転駆動可能であり、軸方向で移動可能な第２のディスク７″がハウジング４０″内に相対回動不能かつ軸方向で移動可能に保持されている点で特徴付けられている。上の実施形態とは異なり、皿ばね５″はここでは軸方向で見てディスクセット３″と、ハウジング４０″により形成された支持面２１″との間に配置されている。その際、皿ばね５″はハウジング４０″の環状の切欠き３０″内に装入されており、その結果、皿ばね５″は半径方向で回転軸線Ａ上にセンタリングされている。切欠き３０″はそれによりセンタリング手段として役立つ。皿ばね５″と支持面２１″との間にはプレッシャプレート２２″が軸方向で介在している。概して、構成部分、つまり玉軸受４″、第１のディスク６″、第２のディスク７″、ディスクセット３″、皿ばね５″およびプレッシャプレート２２″は軸方向で直列に接続されており、ハウジング４０″およびハウジング３５″と相俟って、１つの閉鎖された力作用回路を形成する。力伝達経路内での皿ばね７″の使用により、この装置の高められた弾性、ひいては良好な制御可能性の上記利点が得られる。

アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチの第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１に示した皿ばねの縦断面図である。 図１に示した皿ばねの平面図である。 図１に示した移動可能なディスクの平面図である。 図１に示した、アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチを備えた本発明による伝動装置の縦断面図である。 アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチの第２の実施形態を、伝動装置に組み付けた状態で示す細部縦断面半図である。 アクチュエータを備えた本発明による摩擦クラッチの第３の実施形態を、伝動装置に組み付けた状態で示す細部縦断面半図である。

符号の説明

２ アクチュエータ／ボールランプ装置
３ ディスクセット
４ スラスト軸受
５ 皿ばね
６ 第１のディスク
７ 第２のディスク
８ 端面
９ 端面
１０ リテーナピン
１１ 支持面
１２ ボール溝
１３ ボール溝
１４ 保持器
１５ 外歯列
１６ ボール
１７ 保持器
１８ 第１の軸受溝
１９ 第２の軸受溝
２０ 押圧面
２１ 支持面
２２ プレッシャプレート
２３ 環状区分
２４ アウタディスク
２５ インナディスク
２６ 当接プレート
２７ ばね手段
２８ 第１の軸受レース
２９ 第２の軸受レース
３０ 切欠き
３１ 肩部
３２ ディファレンシャル装置
３３ サイドシャフト
３４ ディファレンシャルケース
３５ ディファレンシャルハウジング
３６ ディファレンシャルピニオン
３７ ジャーナル
３８ サイドシャフトギヤ
３９ 伝動装置モジュール
４０ ハウジング
４１ 係合手段
４２ 転がり軸受
４３ 中空シャフト
４４ 転がり軸受
４５ 軸封リング
４６ すぐ歯の歯列
４７ フランジ
４８ すぐ歯の歯列
４９ 伝動装置段
５０ 多板クラッチ
５１ スラスト軸受
５２ 第１のサンギヤ
５３ プラネットギヤ
５４ 第２のサンギヤ
５５ ジャーナル
５６ ウェブエレメント
５７ ころ軸受
５８ 力センサ
５９ フランジ結合部
Ａ 回転軸線

Claims (3)

1. アクチュエータを備えた摩擦クラッチにおいて、軸方向で確定された２つの支持面間に直列に配置すべき以下の構成部分、すなわちアクチュエータとディスクセットと皿ばねとが設けられており：
   アクチュエータが、互いに同軸的な２つのディスク（６，７）を備えたボールランプ装置（２）の形で構成されており、両ディスク（６，７）のうちの少なくとも一方のディスクが回転軸線（Ａ）を中心に回転駆動可能であり、両ディスク（６，７）のうちの一方のディスクが軸方向で支持されており、他方のディスクが軸方向で移動可能であり、両ディスク（６，７）が、その向かい合った端面（８，９）に、それぞれ複数のボール溝（１２，１３）を有しており、ボール溝（１２，１３）が、互いに逆向きの周方向で、増加する深さを有しており、互いに対向して位置するボール溝（１２，１３）内に、ボールが収容されており、ボールを介して両ディスク（６，７）が軸方向で支持されており、前記一方の軸方向で支持されたディスク（６）が相対回動不能に保持され、前記他方の移動可能なディスク（７）が回転駆動可能であり；
   ディスクセット（３）が前記ボールランプ装置（２）の両ディスク（６，７）に対して同軸的に配置されており、ディスクセット（３）が、クラッチケース（４０）に相対回動不能に結合すべきアウタディスク（２４）と、クラッチケース（４０）に対して相対的に回転可能なクラッチボス（５６）に相対回動不能に結合すべきインナディスク（２５）とを有しており、アウタディスク（２４）とインナディスク（２５）とが軸方向で交互に配置されており；
   皿ばね（５）が前記ボールランプ装置（２）の両ディスク（６，７）に対して同軸的に、前記ディスクセット（３）に力を導入するために配置されており、軸方向で予圧されており、かつディスクセット（３）に直列に、前記ボールランプ装置（２）と前記ディスクセット（３）との間に配置されており、前記皿ばね（５）が、軸方向で見て前記回転駆動可能なディスク（７）と、前記ディスクセット（３）との間に配置されており、玉軸受（４）によって前記回転駆動可能なディスク（７）に対して相対回動可能に支承されており、前記皿ばね（５）は、前記玉軸受（４）の軸受レース（１９）を形成し、該軸受レース（１９）内で前記玉軸受（４）のボール（１６）が転動する
   ことを特徴とする、アクチュエータと皿ばねとを備えた摩擦クラッチ。
2. 前記摩擦クラッチは、自動車のドライブトレーン内で使用する摩擦クラッチである、請求項１記載の摩擦クラッチ。
3. 自動車のドライブトレーン内での可変のトルク配分のためのディファレンシャル装置（３２）において：
   回転駆動可能なディファレンシャルケース（３４）と、回転軸線（Ａ）上に支承された２つのサイドシャフト（３３）とを備えたディファレンシャル伝動装置が設けられており、サイドシャフト（３３）がディファレンシャルケース（３４）にディファレンシャルギヤセット（３６，３８）を介して駆動結合されており、ディファレンシャルケース（３４）と各サイドシャフト（３３）との間に第１のドライブトレーンが形成されており；
   サイドシャフト（３３）毎に１つの伝動装置段（４９）が設けられており、伝動装置段（４９）が一方ではディファレンシャルケース（３４）に、他方ではサイドシャフト（３３）に駆動結合されており、第１のドライブトレーンに対して並列の第２のドライブトレーンの一部であり；
   伝動装置段（４９）毎に、第２のドライブトレーンの連結および連結解除のための、アクチュエータ（２）を備えた摩擦クラッチ（５０）から成る１つの装置が設けられており；
   アクチュエータ（２）を備えた摩擦クラッチ（５０）から成る装置が、請求項１または２にしたがって構成されている
   ことを特徴とするディファレンシャル装置。

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