VERTEILERGETRIEBE FÜR KRAFTFAHRZEUGE UND DESSEN SCHMIERUNG DISTRIBUTION GEARBOXES FOR MOTOR VEHICLES AND THEIR LUBRICATION
Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse, einer Primärwelle und einer Sekundärwelle, wobei eine aus einem mit der Primärwelle drehfest verbundenen Aussenteil und aus einem Innenteil bestehende Reibungskupplung von der Primärwelle Drehmoment abzweigt und über den Innenteil und einen Versatztrieb der Se- kundärwelle zuführt. Verteilergetriebe werden bei allradgetriebenen Fahrzeugen zur Verteilung des Drehmomentes auf mehrere Achsen, insbesondere auf Vorderachse und Hinterachse eingesetzt. Das ist in verschiedenen Modii möglich, etwa mit einem von einer Lamellenkupplung sperrbaren Längsdifferential. Ein weiterer Modus besteht in der Zuschaltung der Ver- bindung zur Sekundärwelle, der meist die vorderen Achse zugeordnet ist. Bei der Zuschaltung mittels einer steuerbaren Reibungskupplung spricht man von „Torque on Demand".The invention relates to a transfer case for motor vehicles, consisting of a housing, a primary shaft and a secondary shaft, wherein a friction clutch consisting of an outer part connected in a rotationally fixed manner to the primary shaft and an inner part branches off torque from the primary shaft and is transmitted via the inner part and an offset drive of the se secondary wave feeds. Transfer cases are used in all-wheel drive vehicles to distribute the torque to several axles, especially the front and rear axles. This is possible in various modes, for example with a longitudinal differential that can be locked by a multi-plate clutch. Another mode is to connect the connection to the secondary shaft, which is usually assigned to the front axis. When activated by means of a controllable friction clutch, one speaks of “torque on demand”.
Die Schmierung von Verteilergetriebe mit ihrer wegen des Versatztriebes großen Höhenunterschiede und dem hohen Kühlölbedarf der Reibungskupplung, vor allem bei Schlupfbetrieb, erfordert üblicherweise eine eigene von der Primärwelle aus angetriebene Ölpumpe, die wegen des nicht regelbaren Antriebes auf den maximalen Schmierölbedarf bei schleifender
Kupplung ausgelegt sein muss. Dadurch ist der durch die Ölpumpe verursachte Leistungsverlust im Verteilergetriebe erheblich.The lubrication of transfer cases with their large height differences due to the offset drive and the high cooling oil requirement of the friction clutch, especially in slip operation, usually requires its own oil pump driven by the primary shaft, which due to the non-controllable drive to the maximum lubricating oil requirement while grinding Clutch must be designed. As a result, the power loss in the transfer case caused by the oil pump is considerable.
Aus der EP 268 904 ist ein Verteilergetriebe mit Längsdifferential und Lamellenkupplung bekannt, bei dem unter Verzicht auf eine Ölpumpe Öl von einem die Primärwelle umgebenden Ringraum bis zur weit entfernten Kupplung gelangen soll. Dazu ist ein rotierender Kragen vorgesehen, dessen zylindrischer Teil innen schraubenförmige Ölförderwulste hat. Der Ringraum zwischen der Primärwelle und eine sie umgebenden Hohlwelle, die Teil des Versatztriebes ist, ist lang und eng, sodaß die ausreichende und sichere Ölversorgung bezweifelt werden mag, insbesondere wenn die Reibungskupplung länger mit Schlupf betrieben wird.From EP 268 904 a transfer case with a longitudinal differential and multi-plate clutch is known, in which, without an oil pump, oil is to pass from an annular space surrounding the primary shaft to the clutch which is far away. For this purpose, a rotating collar is provided, the cylindrical part of which has helical oil production beads on the inside. The annular space between the primary shaft and a hollow shaft surrounding it, which is part of the offset drive, is long and narrow, so that sufficient and safe oil supply may be doubted, especially if the friction clutch is operated for a longer period with slip.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, bei einem Verteilergetriebe eine unter allen Bedingungen ausreichende Versorgung mit Schmieröl sicherzustellen. Erfindungsgemäß wird das mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruches erreicht. So wird das Schmieröl in der ersten Kammer vom Versatztrieb empor gefördert, in die Huze geschleudert, durch diese in die zweite Kammer geleitet, in der sich ein höherer Ölspiegel einstellt, in den der Aussenteil der Kupplung teilweise eintaucht und gelangt durch dessen Rotation ins Innere des Aussenteiles, in dem sich die Lamellen befinden. Diese werden so ausgiebig mit Schmieröl versorgt.It is therefore an object of the invention to ensure a sufficient supply of lubricating oil in a transfer case under all conditions. According to the invention this is achieved with the characterizing features of the first claim. The lubricating oil in the first chamber is pumped up by the offset drive, thrown into the hood, passed through it to the second chamber, in which a higher oil level is set, in which the outer part of the coupling is partially immersed and, due to its rotation, reaches the inside of the External part in which the slats are located. They are supplied with lubricating oil in this way.
Für den letzteren Vorgang, die Förderung ins Innere der Kupplung gibt es zwei Ausfuhrungsformen. In der ersten Ausführungsform sind die Schau- fein ortsfeste Spiralrippen in der zweiten Kammer, die an den Aussenteil der Kupplung heranreichen (Anspruch 2) und vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse sind. In der zweiten Ausführungsform sind die Schaufeln am Aussenteil der Kupplung angeordnete Löffel, die in die zweite Kammer
reichen (Anspruch 3). Sie tauchen in den dort höheren Ölspiegel ein. BeiFor the latter process, the delivery inside the clutch, there are two embodiments. In the first embodiment, the spiral fin ribs are fixed in the second chamber, which reach the outer part of the coupling (claim 2) and are preferably in one piece with the housing. In the second embodiment, the blades are spoons arranged on the outer part of the coupling, which lead into the second chamber range (claim 3). You dive into the higher oil level there. at
Rotation der Kupplung schöpfen sie das Schmieröl und drücken es ins Innere der Kupplung.Rotation of the clutch scoops the lubricating oil and presses it inside the clutch.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Zwischenwand die erste Kam- mer durchquerende Fortsätze, die an der gegenüberliegenden Wand der ersten Kammer anliegen (Anspruch 4). So kann die Zwischenwand sehr leicht, zum Beispiel als Blechpressteil ausgeführt sein, weil sie sich über die Fortsätze abstützt, von denen zumindest einer gleichzeitig die Huze sein kann (Anspruch 5).In an advantageous embodiment, the intermediate wall has extensions which cross the first chamber and which abut the opposite wall of the first chamber (claim 4). For example, the intermediate wall can be made very light, for example as a pressed sheet metal part, because it is supported on the extensions, at least one of which can be the hood at the same time (claim 5).
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:The invention is described and explained below with the aid of figures. They represent:
- Fig. 1 : Einen Längsschnitt durch erste Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verteilergetriebes,1 shows a longitudinal section through the first embodiment of the transfer case according to the invention,
- Fig. 2: Schnitt nach II-II in Fig. 1 ,2: section according to II-II in FIG. 1,
- Fig. 3 : Schnitt nach III-III in Fig. 1 ,3: section according to III-III in FIG. 1,
- Fig. 4: einen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform,4: a longitudinal section through the second embodiment,
- Fig. 5: Detailschnitt nach AA, vergrößert.5: Detail section according to AA, enlarged.
In Fig. 1 sind die Teile eines Verteilergetriebes von einem Gehäuse 1 und einem Gehäusedeckel 2 umgeben, die entlang einer vertikalen Trennfuge 3 miteinander verschraubt sind. Im Inneren befindet sich eine im Gehäuse 1 , 2 in Lagern 5,6 gelagerte Primärwelle 4 und eine tiefer und versetzt liegen- de Sekundärwelle 7, die ebenfalls im Gehäuse 1, 2 gelagert ist. Die Primärwelle 4 ist hier gleichzeitig Eingangswelle und Ausgangswelle zu einer angetriebenen Achse, meist der hinteren. Von der Sekundärwelle 7 führt eine nicht dargestellte Welle zu einer zweiten angetriebenen Achse, meist der
Vorderachse. Um das über die Sekundärwelle 7 abgeführte Drehmoment regelbar von der Primärwelle 4 abzweigen zu können, ist eine Reibungskupplung 8 konzentrisch auf der Primärwelle angebracht.In Fig. 1, the parts of a transfer case are surrounded by a housing 1 and a housing cover 2, which are screwed together along a vertical parting line 3. Inside there is a primary shaft 4, which is supported in bearings 1, 2 in bearings 5, 6 and a lower and offset secondary shaft 7, which is also supported in housing 1, 2. The primary shaft 4 is here simultaneously the input shaft and the output shaft to a driven axis, usually the rear one. A shaft, not shown, leads from the secondary shaft 7 to a second driven axis, usually the one Front axle. In order to be able to controllably branch off the torque discharged via the secondary shaft 7 from the primary shaft 4, a friction clutch 8 is mounted concentrically on the primary shaft.
Die Reibungskupplung 8 ist eine Lamellenkupplung, die aus einem glok- kenförmigen und mit der Primärwelle 4 drehfest verbundenen Kupplungs- aussenteil 11 und einem Kupplungsinnenteil 12 besteht, welch letzteres über eine Hohlwelle 17 drehfest mit einem Zahnrad 18 verbunden ist. Im Inneren des Aussenteiles 11 der Kupplung 8 befindet sich in bekannter Weise ein Lamellenpaket 13 und ein Federpaket 14. Weiters ist ein Aktua- tor 16 vorgesehen, der hier aus zwei in nicht dargestellter Weise gegeneinander verdrehbaren Rampenringen besteht. Die mittels Nadellagern 20 auf der Primärwelle 4 gelagerte, aus der Hohlwelle 17 und dem ersten Zahnrad 18 bestehende Einheit, ist über eine Zahnkette 22 mit einem zweiten Zahnrad 19 auf der Sekundärwelle 7 antriebsverbunden. Die beiden Zahnräder 18, 19 und die Zahnkette 22 bilden einen Versatztrieb.The friction clutch 8 is a multi-plate clutch, which consists of a bell-shaped clutch outer part 11, which is connected to the primary shaft 4 in a rotationally fixed manner, and a clutch inner part 12, the latter being connected in a rotationally fixed manner to a gearwheel 18 via a hollow shaft 17. In the interior of the outer part 11 of the clutch 8 there is a disk set 13 and a spring assembly 14 in a known manner. Furthermore, an actuator 16 is provided, which here consists of two ramp rings which can be rotated relative to one another in a manner not shown. The unit, which is mounted on the primary shaft 4 by means of needle bearings 20 and consists of the hollow shaft 17 and the first gear 18, is drive-connected via a toothed chain 22 to a second gear 19 on the secondary shaft 7. The two gears 18, 19 and the toothed chain 22 form an offset drive.
In dem Gehäuse 1 ist eine vertikale Zwischenwand 26 vorgesehen. Sie liegt mit ihrem Rand 27 an einer Schulter des Gehäuses 1 an und trennt den durch das Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 2 gebildeten Raum in eine erste Kammer 31 und eine zweite Kammer 32. Die erste Kammer 31 enthält den Versatztrieb 18, 19, 22 und hat einen sehr tiefen Ölspiegel 33. Die zweite Kammer 32 enthält die Kupplung 8 und hat einen relativ hohen Ölspiegel 34, in den der Aussenteil 11 der Kupplung 8 eintaucht. Die Zwischenwand 26 ist vorzugsweise ein in seinem Randbereich ebenes Blech, das in seinem mittleren Bereich eine Mulde 35 aufweist, durch deren kreisförmiges Loch 36 abgedichtet die Hohlwelle 17 hindurchgeführt ist. Wenn die Zwischenwand 27 ein Blechteil ist, ist die Mulde 35 leicht durch Tiefziehen herstellbar. Die Zwischenwand 26 ist in ihrem unteren Bereich über
einen Fortsatz 37 an der gegenüberliegenden Wand der ersten Kammer 31 abgestützt. In ihrem oberen Bereich hat die Trennwand 26 ebenfalls bis an die gegenüberliegende Wand des Gehäuses 2 reichende Huzen 38, 38' (Fig. 2), durch die vom Versatztrieb, insbesondere von der Zahnkette 22 abgeschleudertes Öl aufgefangen und in die zweite Kammer 32 gefordert wer- den soll.A vertical partition 26 is provided in the housing 1. It rests with its edge 27 on a shoulder of the housing 1 and separates the space formed by the housing 1 and the housing cover 2 into a first chamber 31 and a second chamber 32. The first chamber 31 contains the offset drive 18, 19, 22 and has a very low oil level 33. The second chamber 32 contains the clutch 8 and has a relatively high oil level 34, into which the outer part 11 of the clutch 8 is immersed. The intermediate wall 26 is preferably a flat sheet metal in its edge region, which has a trough 35 in its central region, through whose circular hole 36 the hollow shaft 17 is sealed and guided. If the intermediate wall 27 is a sheet metal part, the trough 35 can easily be produced by deep drawing. The intermediate wall 26 is over in its lower region an extension 37 is supported on the opposite wall of the first chamber 31. In its upper region, the partition wall 26 also has projections 38, 38 '(FIG. 2) which extend to the opposite wall of the housing 2, through which oil thrown off by the offset drive, in particular from the toothed chain 22, is collected and demanded into the second chamber 32 - that should.
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass zwei derartige Huzen 38, 38' vorgesehen sind, deren Grundform die eines ungefähr horizontalen Rohres mit rechteckigem Querschnitt ist, das im Schleuderbereich der Zahnkette 22 Durch- brechungen hat, sodass eine äußere Wand 39, 39' als Prallwand und ein eine Rinne bildender unterer Wandteil 40, 40' bleibt, und das durch Öffnungen 42, 42' in der Zwischenwand 26 mit der zweite Kammer 32 strö- mungsverbunden ist. Das von der Zahnkette 22 abgeschleuderte Öl ist mit Pfeilen 41, 41 ' angedeutet.It can be seen in FIG. 2 that two such jacks 38, 38 'are provided, the basic shape of which is that of an approximately horizontal tube with a rectangular cross section, which has openings in the centrifugal region of the toothed chain 22, so that an outer wall 39, 39' remains as a baffle wall and a lower wall part 40, 40 'forming a groove, and which is connected to the second chamber 32 in terms of flow through openings 42, 42' in the intermediate wall 26. The oil thrown off the toothed chain 22 is indicated by arrows 41, 41 '.
Um das in der zweiten Kammer 32 angesammelte Schmieröl in für alle Situationen ausreichender Menge dem Innenteil 12 der Kupplung 8 und ins- besonde dem Lamellenpaket 13 zuführen zu können, ist in der zweiten Kammer 32 eine Anzahl von Schaufeln 45 (45 ',45" in Fig. 3) gehäusefest, und hier sogar als integrierender Bestandteil des Gehäuses 1 vorgesehen, deren in Axialrichtung innere Kanten 46 sehr nahe an den Außenteil 11 der Kupplung 8 herangeführt sind. Deren Drehrichtung ist in Fig. 3 durch den Pfeil 47 angedeutet. Durch die auf das Schmieröl im zweiten Raum 32 von dem achsnormalen Wandteil des Aussenteiles 11 der Kupplung ausgeübten Scherkraft wird das Schmieröl in Drehung versetzt und so unter Überwindung der Fliehkraft von den Schaufeln 45 radial einwärts und durch über den Umfang verteilte Öffnungen 49 im Aussenteil 11 der Kupplung 8 in
einen Ölraum 50 im Inneren der Kupplung geleitet, von dem das Schmieröl dann in gewohnter Weise das Lamellenpaket 13 durchströmt. "In order to be able to supply the lubricating oil accumulated in the second chamber 32 to the inner part 12 of the clutch 8 and in particular to the disk pack 13 in a sufficient amount for all situations, a number of blades 45 (45 ′, 45 ″ in 3) fixed to the housing, and here even provided as an integral part of the housing 1, the inner edges 46 of which in the axial direction are brought very close to the outer part 11 of the coupling 8. The direction of rotation thereof is indicated by the arrow 47 in FIG on the lubricating oil in the second space 32 from the axially normal wall part of the outer part 11 of the clutch, the lubricating oil is set in rotation and thus overcoming the centrifugal force from the blades 45 radially inward and through openings 49 distributed over the circumference in the outer part 11 of the clutch 8 in passed an oil chamber 50 inside the clutch, from which the lubricating oil then flows through the disk set 13 in the usual manner. "
Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von der vorhergehenden vor allem dadurch, dass anstelle der gehäusefesten Schaufeln 45 hier am Außenteil 111 der Kupplung eine Anzahl Löffel 145, 145' am Umfang verteilt vorgesehen sind. Diese wirken bei Rotation des Kupplungs- aussenteiles 111 gewissermaßen als dynamische Schöpflöffel und drücken das dynamisch geschöpfte Schmieröl in den Raum 130.The embodiment according to FIG. 4 differs from the previous one primarily in that, instead of the blades 45 fixed to the housing, a number of spoons 145, 145 ′ are provided on the outer part 111 of the coupling. When the outer coupling part 111 rotates, they act to a certain extent as dynamic ladles and push the dynamically drawn lubricating oil into space 130.
Ein weniger wichtiger Unterschied der Fig. 4 besteht darin, dass hier der Versatztrieb aus den beiden Zahnrädern 118, 119 auf der Primär- und auf der Sekundärwelle und aus einem Zwischenrad 122 anstelle der Zahnkette besteht.
A less important difference from FIG. 4 is that here the offset drive consists of the two gear wheels 118, 119 on the primary and on the secondary shaft and an intermediate gear 122 instead of the tooth chain.