WO2008052800A1

WO2008052800A1 - Momentenübertragungseinheit

Info

Publication number: WO2008052800A1
Application number: PCT/EP2007/009535
Authority: WO
Inventors: Herbert Steinwender; Franz Gratzer; Gerald Schober
Original assignee: Magna Powertrain Ag & Co Kg
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2008-05-08
Also published as: CN101573247B; US20100167864A1; DE112007002631A5; WO2008052799A1; CN101573247A; US8157689B2

Abstract

Eine Momentenübertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer permanent angetriebenen Primärachse und einer zuschaltbaren Sekundärachse besitzt ein erstes Verbindungsteil und ein zweites Verbindungsteil. Ferner sind mehrere Lamellen vorgesehen, die in einer alternierenden Anordnung in Primärlamellen und Sekundär lamellen untergliedert sind. Außerdem besitzt die Einheit ein Planetenge triebe, das zumindest ein erstes Getriebeelement umfasst, welches mit dem ersten Verbindungsteil drehfest verbunden ist, ein zweites Getriebeelement, welches mit dem zweiten Verbindungsteil drehfest verbunden ist, und ein drittes Getriebeelement, welches mit den Primärlamellen drehfest verbunden ist. Die Sekundärlamellen sind mit dem ersten Verbindungsteil, mit dem zweiten Verbindungsteil oder mit einem stationären Gehäuseteil drehfest verbunden. Die Momentenübertragungseinheit besitzt ferner wenigstens eine elektrische Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds, das auf ein magnetorheologisches Medium wirkt, wobei jede der Primärlamellen und Sekundärlamellen an wenigstens zwei Seiten von dem magnetorheologischen Medium umgeben ist. Das Planetengetriebe bewirkt bei einer Drehbewegung des zweiten Verbindungsteils relativ zu dem ersten Verbindungsteil bezüglich der Primärlamellen eine Übersetzung ins Schnelle.

Description

MOMENTENÜBERTRAGUNGSEINHEIT

Die Erfindung betrifft eine Momentenübertragungseinheit für ein Kraft- fahrzeug mit einer permanent angetriebenen Primärachse und einer zuschaltbaren Sekundärachse. Eine solche Momentenübertragungseinheit besitzt ein erstes Verbindungsteil und ein zweites Verbindungsteil, die relativ zueinander drehbar sind, wobei das erste Verbindungsteil zur direkten oder indirekten Verbindung mit einer Antriebseinheit des Kraft- fahrzeugs und das zweite Verbindungsteil zur direkten oder indirekten Verbindung mit der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, oder umgekehrt. Die Momentenübertragungseinheit dient somit zur Übertragung eines Teils des Antriebsmoments auf die Sekundärachse. Bei dem genannten ersten Verbindungsteil und zweiten Verbindungsteil kann es sich um eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle handeln, oder umgekehrt. Eine solche Momentenübertragungseinheit kann insbesondere Teil eines Verteilergetriebes mit integriertem Versatzantrieb sein, d.h. mit einer Eingangswelle und zwei Ausgangswellen.

Eine derartige Momentenübertragungseinheit kann mit einer magneto- rheologischen Kupplung und einem Planetenge triebe ausgestattet sein. Die magnetorheologische Kupplung besitzt wenigstens eine elektrische Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds, das auf ein zugeordnetes magnetorheologische s Medium wirkt. Bei dem magnetorheologischen Medium handelt es sich beispielsweise um Magnetpulver - also um magnetisierba- re Partikel -, das insbesondere in einer Flüssigkeit suspendiert ist, um ein magnetorheologisches Fluid zu bilden. Durch Anlegen eines Magnetfeldes erstarrt das Magnetpulver bzw. erhöht sich die Viskosität der Suspension. Das genannte Planetengetriebe besitzt zumindest ein erstes Getriebeele- ment, welches mit dem ersten Verbindungsteil drehfest verbunden ist, ein zweites Getriebeelement, welches mit dem zweiten Verbindungsteil drehfest verbunden ist, und ein drittes Getriebeelement, welches mit der magnetorheologischen Kupplung zusammenwirkt. Das Planetengetriebe wirkt somit letztlich als Differentialgetriebe, wobei eine Drehbewegung des zweiten Verbindungsteils relativ zu dem ersten Verbindungsteil eine Drehbewegung des dritten Getriebeelements bewirkt, welches mit der magnetorheologischen Kupplung zusammenwirkt. Mittels der magnetorheologi- sehen Kupplung kann eine Drehbewegung des zweiten Verbindungsteils relativ zu dem ersten Verbindungsteil der Momentenübertragungseinheit somit beeinflusst werden. Hierdurch kann also die Drehmomentübertragung auf die Sekundärachse beeinflusst werden. Hierfür wird durch entsprechende Bestromung der elektrischen Spule ein Magnetfeld erzeugt, das auf das magnetorheologische Medium wirkt.

Bei bekannten derartigen Momentenübertragungseinheiten wird die verwendete magnetorheologische Kupplung den Anforderungen in Bezug auf das benötigte Kupplungsmoment zwar gerecht, wenn die magnetorheologi- sehe Kupplung entsprechend dimensioniert wird. Je nach Anwendung bzw. je nach benötigtem Kupplungsmoment sind die Baugröße und das Gewicht der Momentenübertragungseinheit - und insbesondere der magnetorheologischen Kupplung -jedoch unerwünscht groß. Insbesondere in radialer Richtung - bezogen auf die Rotationsachse der Momenten- Übertragungseinheit - ist für viele Anwendungsfälle eine kleine Bauform erwünscht.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Momentenübertragungseinheit der erläuterten Art mit verbessertem Leistungsgewicht zu schaffen, also mit verringertem Verhältnis des Gewichts der Anordnung zu dem maximal möglichen Kupplungsmoment. Außerdem soll die Momentenübertragungs- einheit eine möglichst geringe Baugröße besitzen, insbesondere in radialer Richtung.

Diese Aufgabe wird durch eine Momentenübertragungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Momentenübertragungseinheit besitzt also mehrere Lamellen, die in einer alternierenden Anordnung in Primärlamellen und Sekundärlamellen untergliedert sind, wobei jede der Primärlamellen und Sekundärlamellen an wenigstens zwei Seiten von dem magnetorheologischen Medium umgeben ist, d.h. mit dem magnetorheologischen Medium flächig in Kontakt steht. Gegenüber Anordnungen, bei denen ein einziger Arbeitsraum mit magnetorheologischem Medium vorgesehen ist, ergibt sich somit eine Ver- vielfachung der Wirkfläche. Die Primärlamellen sind mit dem genannten dritten Getriebeelement des Planetengetriebes drehfest verbunden, insbesondere mit einem Sonnenrad, wie nachfolgend noch erläutert wird. Die Sekundärlamellen sind mit dem ersten Verbindungsteil, mit dem zweiten Verbindungsteil oder mit einem stationären Gehäuseteil der Momenten- Übertragungseinheit drehfest verbunden. Die Primärlamellen und Sekundärlamellen können dünnwandig ausgebildet sein. Auf diese Weise bilden die elektrische Spule, das magnetorheologische Medium und die Primärlamellen und Sekundärlamellen eine magnetorheologische Kupplung, die bei geringer Baugröße und geringem Gewicht eine hohe Momentenkapazi- tat besitzt.

Hierzu trägt auch bei, dass das Planetengetriebe dergestalt ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung des zweiten Verbindungsteils (z.B. Abtriebswelle) relativ zu dem ersten Verbindungsteil (z.B. Antriebswelle) eine Drehbewe- gung der mit dem dritten Getriebeelement verbundenen Primärlamellen mit einer Übersetzung ins Schnelle bewirkt (Erhöhung der Drehzahl). Hierdurch verringert sich das von der magnetorheologischen Kupplung aufzubringende Kupplungsmoment entsprechend der Erhöhung der Drehzahl des dritten Getriebeelements relativ zu der Drehzahldifferenz zwi- sehen dem ersten und dem zweiten Verbindungsteil der Momenten- übertragungseinheit.

Ingesamt ergibt sich somit ein besonders günstiges Leistungsgewicht der Getriebeanordnung. Das benötigte Kupplungsmoment kann auch bei ge- ringer radialer Ausdehnung (bezogen auf die Rotationsachse der Momen- tenübertragungseinheit) erreicht werden. Auch die axiale Erstreckung der Momentenübertragungseinheit kann gering gehalten werden, da in vielen Anwendungsfällen auf zusätzliche elektrische Spulen verzichtet werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besitzen die Primärlamellen und Sekundärlamellen der magnetorheologischen Kupplung einen jeweiligen hohlzylindrischen Abschnitt, der koaxial zu der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit eingeordnet ist und der an der jeweiligen Innenseite und Außenseite von dem magnetorheologischen Medium umgeben ist. Diese hohlzylindrischen Abschnitte sind also in radialer Richtung ineinander verschachtelt angeordnet. Hierdurch können -je nach axialer Ausdehnung der Primärlamellen und Sekundärlamellen - hohe Kupplungsmomente bei geringer radialer Bauform der Momentenübertra- gungseinheit realisiert werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jede der Primärlamellen und Sekundärlamellen als eine so genannte Topflamelle ausgebildet, die einen Radialabschnitt und einen hohlzylindrischen Axialab- schnitt aufweist, wie vorstehend erläutert. Der Radialabschnitt erstreckt sich bezüglich der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit in radialer Richtung. Der hohlzylindrische Axialabschnitt grenzt an den jeweiligen Radialabschnitt an und ist koaxial zu der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit angeordnet. Die Radialabschnitte zumin- dest der Primärlamellen (welche mit dem genannten dritten Getriebeelement drehfest verbunden sind) sind radial nach innen gerichtet. Die Radialabschnitte der Sekundärlamellen können radial nach innen und /oder außen gerichtet sein.

Auch hier können bei geringer radialer Baugröße hohe Kupplungsmomente erzielt werden, wobei zudem eine einfache und raumsparende Befestigung der alternierend angeordneten Topflamellen möglich ist, beispielsweise über eine Steckverzahnung an dem jeweiligen Radialabschnitt der Lamellen.

Für diese Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Arbeitsräume für das magnetorheologische Medium benachbart zu einem Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Radialabschnitt und dem jeweiligen Axialabschnitt der Primärlamellen oder Sekundärlamellen mittels einer sich in axialer Richtung erstreckenden Verschlusseinrichtung nach radial innen verschlossen sind, so dass im Wesentlichen zylindrische Arbeitsräume gebildet sind, in denen das magnetorheologische Medium aufgenommen ist. Durch diese zylindrischen Arbeitsräume, die sich somit koaxial zu der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit erstrecken, wird eine unerwünschte Entmischung des magnetorheologischen Mediums aufgrund von Zentrifugalkräften verhindert. Gleichwohl können am Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Radialb schnitt und Axialabschnitt der betreffenden Lamelle Durchbrüche vorgesehen sein, beispielsweise für die Befüllung der Arbeitsräume oder zum Niveauausgleich. Die genannte Verschlusseinrichtung lässt sich besonders einfach durch einen Kunststoffring realisieren, der an den Radialabschnitten der Primärlamellen oder Sekundärlamellen angespritzt ist. Hierbei können auch mehrere derartige Kunststoffringe vorgesehen sein, beispielsweise von zwei axialen Seiten aus angespritzt. Auch andersartige Verschlusseinrichtungen sind möglich, beispielsweise Metallringe.

Die genannten Radialabschnitte der Primärlamellen oder Sekundärlamellen sind bezüglich der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet. Um eine einfache und wirkungsvolle Abdichtung der Arbeitsräume für das magnetorheologi- sche Medium zu gewährleisten, ist es bevorzugt, wenn an einer radial äußeren Umfangsseite der genannten Verschlusseinrichtung (wiederum bezogen auf die Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit) Dich- tungsringe angeordnet sind, und zwar jeweils ein Dichtungsring auf den beiden Seiten der axialen Anordnung der Radialabschnitte der Lamellen.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Dichtungsringe bezüglich der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit radial innerhalb der erläuterten zylindrischen Arbeitsräume für das magnetorheologische Medium - und insbesondere radial innerhalb des innersten Arbeitsraums - angeordnet sind. Hierdurch ist nämlich gewährleistet, dass die Dichtungsringe nicht durch die auf das magnetorheologische Medium wirkenden Zentrifugalkräfte belastet werden.

Hinsichtlich der erläuterten Ausführungsform mit Topflamellen ist es außerdem von Vorteil, wenn die Radialabschnitte der Primärlamellen über eine jeweilige Steckverzahnung mit dem dritten Getriebeelement des Planetengetriebes drehfest verbunden sind (unmittelbar oder über ein Zwi- schenelement), wobei die jeweilige Steckverzahnung radial innerhalb der genannten Verschlusseinrichtung vorgesehen ist. Somit muss die Verschlusseinrichtung lediglich eine abdichtende Funktion erfüllen, während die in Umfangsrichtung auftretenden Kräfte von der Steckverzahnung aufgenommen werden.

Ferner ist es bezüglich der erläuterten Ausführungsform mit Topflamellen bevorzugt, wenn das Planetengetriebe bezüglich der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit in axialer Verlängerung zu den Primärla- mellen und Sekundärlamellen angeordnet ist, insbesondere benachbart zu den Radialabschnitten der Primärlamellen. Dies trägt ebenfalls zu einer schlanken Bauform, also mit geringer radialer Erstreckung, bei.

Grundsätzlich ist es möglich, alternativ zu den genannten Topflamellen Kupplungslamellen mit einer im Wesentlichen ringscheibenförmigen Aus- gestaltung zu verwenden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Momentenübertragungseinheit ist die elektrische Spule an einem stationären Gehäuseteil der Momentenübertragungseinheit angeordnet, beispielsweise an einem Deckelabschnitt. Somit sind keine Schleifkontakte erforderlich, um die Spule mit elektrischem Strom zu versorgen. Gleichwohl kann das erzeugte Magnetfeld auf das magnetorheologische Medium wirken.

Was das Planetengetriebe der Momentenübertragungseinheit betrifft, so handelt es sich bei dem dritten Getriebeelement, welches mit den Primärlamellen der magnetorheologischen Kupplung drehfest verbunden ist, bevorzugt um ein Sonnenrad. Hierdurch wird ein optimales Verhältnis der jeweiligen Wirkradien von Lamelle und zugeordnetem Getriebeelement des Planetengetriebes erreicht. Bei dem Sonnenrad handelt es sich nämlich um dasjenige Teil des Planetengetriebes, das - bezogen auf die Achse des Planetengetriebes - den geringsten Wirkradius besitzt (Radius der Verzahnung des Sonnenrads mit den Planetenrädern). Bei einem diesbezüglich größeren Radius der drehbaren Lamelle ist somit ein günstiges Hebelver- hältnis möglich, um ein von dem Planetenge triebe über das Sonnenrad übertragenes Drehmoment mittels der magnetorheologischen Kupplung abzustützen.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Gleiche oder gleichartige Elemente sind darin mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Momenten- übertragungseinheit in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs .

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer zweiten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Momen- tenübertragungseinheit.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer dritten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Momen- tenübertragungseinheit.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen Momenten- Übertragungseinheit in einem Antriebs sträng eines Kraftfahrzeugs .

Fig. 5a zeigt eine Querschnittsansicht einer fünften Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Momenten- übertragungseinheit.

Fig. 5b und 5c zeigen Detailansichten der fünften Ausführungsform in zwei verschiedenen Schnittebenen.

Fig. 1 zeigt eine Getriebeanordnung, die in einem Antriebsstrang 11 eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb als Momentenübertra- gungseinheit 13 konfiguriert ist. Die Momentenübertragungseinheit 13 besitzt eine Antriebswelle 15, eine Abtriebswelle 17, ein mit der Antriebs- welle 15 und der Abtriebswelle 17 gekoppeltes Planetengetriebe 19 und eine mit dem Planetengetriebe 19 gekoppelte magnetorheologische Kupplung 21 , die hier als Bremse konfiguriert ist.

Der Antriebsstrang 11 des Kraftfahrzeugs umfasst ferner eine Antriebs- einheit 23 (beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine), ein hiermit gekoppeltes Schaltgetriebe 25 (manuell oder automatisch betätigt) und ein Verteilergetriebe 27. Das Verteilergetriebe 27 überträgt über ein nicht gezeigtes Vorderachsdifferential ein Antriebsmoment auf die Räder der Vorderachse 29, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die permanent angetriebene Fahrzeugachse bildet und deshalb als Primärachse bezeichnet wird. Außerdem überträgt das Verteilergetriebe 27 einen Teil des Antriebsmoments über eine Kardanwelle 31 auf die Antriebswelle 15 der Momentenübertragungseinheit 13. Die Abtriebswelle 17 der Momentenübertragungseinheit 13 ist mit einem Kegelrad 33 verbunden, das mit einem Tellerrad 35 eines Hinterachsdifferentials 37 kämmt. Das Kegelrad 33 und das Tellerrad 35 bilden gemeinsam ein Ausgleichsgetriebe 39 der Getriebeanordnung, wie nachfolgend noch erläutert wird. Das Hinterachsdifferential 37 verteilt ein auf das TeI- lerrad 35 übertragenes Drehmoment auf die Räder der Hinterachse 41 , die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Sekundärachse des Kraftfahrzeugs bildet.

Das Planetengetriebe 19 der Momentenübertragungseinheit 13 besitzt einen Planetenträger 43, der mit der Antriebswelle 15 drehfest verbunden ist und an dem mehrere Planetenräder 45 frei drehbar gelagert sind. Ferner besitzt das Planetengetriebe 19 ein Hohlrad 47, das mit der Abtriebswelle 17 drehfest verbunden ist und das mit den Planetenrädern 45 kämmt. Außerdem besitzt das Planetengetriebe 19 ein Sonnenrad 49, das ebenfalls mit den Planetenrädern 45 kämmt. Der Planetenträger 43, das Hohlrad 47 und das Sonnenrad 49 sind bezüglich einer Rotationsachse A drehbar gelagert.

Das Sonnenrad 49 ist über eine an der Antriebswelle 15 drehbar gelagerte Hohlwelle 51 mit mehreren Primärlamellen 53 drehfest verbunden, die einen Teil der magnetorheologischen Kupplung 21 bilden. Wie bereits aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 ersichtlich ist, besitzen die drehbaren Primärlamellen 53 einen Radius, der bezogen auf die Achse A deutlich größer ist als der Wirkradius der Verzahnung des Sonnenrads 49 mit den Planetenrädern 45. Die magnetorheologische Kupplung 21 besitzt ferner mehrere gehäusefeste Sekundärlamellen 55. Die drehbaren Primärlamellen 53 und die gehäusefesten Sekundärlamellen 55 sind alternierend angeordnet, so dass in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Primärlamellen 53 eine jeweilige Sekundärlamelle 55 eingreift und in ei- nen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Sekundärlamellen 55 eine jeweilige Primärlamelle 53 eingreift. Zwischen zwei benachbarten Lamellen, also zwischen einer Primärlamelle 53 und einer hierzu benachbarten Sekundärlamelle 55 ist ein jeweiliger Arbeitsraum 57 gebildet, der sich hier in radialer Richtung erstreckt und der ein magnetorheologisches Medium 59 enthält, beispielsweise eine Flüssigkeit mit darin suspendierten magnetisierbaren Teilchen. Die einzelnen Arbeitsräume 57 können miteinander gekoppelt sein. Im Übrigen ist der das magnetorheologische Medium 59 enthaltende, durch die mehreren Arbeitsräume 57 gebildete Raum jedoch abgedichtet.

Die magnetorheologische Kupplung 21 besitzt außerdem eine elektrische Spule 61, die axial benachbart zu den Lamellen 53, 55 und koaxial zu der Achse A angeordnet ist. Die Spule 61 vermag ein Magnetfeld zu erzeugen, das auf das magnetorheologische Medium 59 wirkt und hierdurch wiederum eine mechanische Wirkverbindung zwischen den drehbaren Primärlamellen 53 und den gehäusefesten Sekundärlamellen 55 verursacht. Ein beispielhafter Verlauf der Feldlinien 63 des mittels der Spule 61 erzeugbaren Magnetfelds ist durch gestrichelte Pfeile illustriert. Zur Verstärkung des erwünschten Feldlinienverlaufs ist die Spule 61 von einem Joch 65 umgeben, und auch an der der Spule 61 abgewandten Seite der Lamellen 53, 55 ist ein Joch 67 angeordnet. Es ist zu beachten, dass bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur die Sekundärlamellen 55, sondern auch die Spule 61 , das Joch 65 und das Joch 67 stationär angeord- net sind.

Durch Anlegen eines Magnetfelds an das magnetorheologische Medium 59 infolge entsprechender Bestromung der Spule 61 können die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 stufenlos in zunehmendem Maße reibschlüssig gekoppelt werden, um hierdurch das Sonnenrad 49 des Planetenge triebe s 19 abzubremsen oder schließlich festzuhalten. Hierdurch wird in zunehmendem Maße ein Antriebsmoment auf die die Sekundärachse bildende Hinterachse 41 übertragen, d.h. die Hinterachse 41 wird mit der Vorderachse 29 gekoppelt.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das durch das Kegelrad 33 und das Tellerrad 35 des Hinterachsdifferentials 37 gebildete Ausgleichsgetriebe 39 eine solche Übersetzung besitzt, dass - unter Berücksichtigung der weiteren Übersetzungen im Antriebsstrang 11 - die Übersetzung des PIa- netengetriebes 19 (bei abgebremstem Sonnenrad 49) kompensiert wird. In diesem Fall steht das Sonnenrad 49 nämlich im Wesentlichen still, wenn die Vorderachse 29 und die Hinterachse 41 mit gleicher Drehzahl rotieren. Hierdurch wird die magnetorheologische Kupplung 21 lediglich minimalen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Da somit gene- rell keine Rotationsbewegung der Primärlamellen 53 erfolgt, besteht auch nicht die Gefahr einer Entmischung des magnetorheologischen Mediums 59 aufgrund von Zentrifugalkräften. Daher können die Lamellen 53, 55 - wie in Fig. 1 gezeigt - als Scheibenlamellen ausgebildet sein, die sich bezüglich der Rotationsachse A radial erstrecken.

Ein besonderer Vorteil der gezeigten magnetorheologischen Kupplung 21 besteht darin, dass zwischen den Primärlamellen 53 und den Sekundärlamellen 55 mehrere Arbeitsräume 57 mit magnetorheologischem Medium 59 ausgebildet sind, wobei jede Lamelle 53, 55 beidseitig von dem magne- torheologischen Medium 59 umgeben ist, so dass eine große Wirkfläche für das Zusammenwirken der Lamellen 53, 55 über das magnetorheologische Medium 59 gegeben ist.

Da die Primärlamellen 53 mit dem Sonnenrad 49 des Planetengetriebes 19 gekoppelt sind, ergibt sich - wie bereits erläutert - ein besonders günstiges Verhältnis des Radius der Primärlamellen 53 zu dem Wirkradius des Sonnenrads 49. Ein an dem Sonnenrad 49 aufzubringendes Haltemoment kann an den Primärlamellen 53 aufgrund des günstigen Hebelverhältnisses durch eine vergleichsweise geringe Reibkraft erzeugt werden.

Das Planetengetriebe 19 ist derart konfiguriert, dass eine Drehbewegung von Antriebswelle 15 und Abtriebswelle 17 relativ zueinander bezüglich der Primärlamellen 53 eine Übersetzung ins Schnelle bewirkt. Dies bedeutet, dass zum Abbremsen oder Festhalten der Primärlamellen 53 lediglich ein solches Kupplungsmoment aufgebracht werden muss, das entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 19 verringert ist.

Ferner besteht ein besonderer Vorteil der gezeigten Momentenübertra- gungseinheit 13 darin, dass für die Bestromung der Spule 61 keine

Schleifkontakte erforderlich sind. Vielmehr kann die Spule 61 gehäusefest angeordnet sein, wodurch sich der Aufbau vereinfacht.

Zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist noch zu bemerken, dass die Antriebswelle 15 nicht zwingend mit dem Planetenträger 43 verbunden sein muss, sondern statt dessen auch mit dem Hohlrad 47 gekoppelt sein kann, wobei in diesem Fall die Abtriebswelle 17 mit dem Planetenträger 43 gekoppelt ist. Diese alternative Ausführungsform entspricht letztlich einer spiegelbildlichen Vertauschung von Antrieb und Abtrieb.

Ferner ist zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 noch anzumerken, dass die magnetorheologische Kupplung 21 grundsätzlich auch mehrere Spulen 61 aufweisen kann, insbesondere um bei geringer radialer Baugröße vergleichsweise große Magnetfelder erzeugen zu können. Derartige mehre- re Spulen sind vorzugsweise koaxial zueinander und axial benachbart zueinander angeordnet, mit zwischen den jeweiligen Spulen angeordneten Primärlamellen und Sekundärlamellen, wobei zwei jeweils benachbarte Spulen gegensinnig bestromt werden.

Fig. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Hälfte einer Momentenüber- tragungseinheit 13 mit Planetenge triebe 19 und magnetorheologischer Kupplung 21 in einer Ausführungsform, bei der eine Spule 61 mit Joch 65 bezogen auf die Axialrichtung der Achse A an beiden Seiten von einer jeweiligen alternierenden Anordnung von Primärlamellen 53 und Sekundär- lamellen 55 mit jeweiligem Joch 67 umgeben ist.

Deutlich erkennbar sind die miteinander verbundenen Arbeitsräume 57 zwischen den Primärlamellen 53 und den Sekundärlamellen 55, die mit magnetorheologischem Medium 59 befüllt sind und von Feldlinien 63 des magnetischen Felds durchquert werden.

In Fig. 2 ist außerdem ein Gehäuse 71 der gezeigten Momentenübertra- gungseinheit 13 dargestellt. Bezüglich dieses Gehäuses 71 sind die Spule 61 mit Joch 65 und elektrischen Anschlüssen 73 sowie die Sekundärla- mellen 55 stationär angeordnet.

Ferner sind in Fig. 2 Radiallager 75 gezeigt, mittels derer die das Sonnenrad 49 und die Primärlamellen 53 tragende Hohlwelle 51 am Gehäuse 71 gelagert ist. Außerdem sind Dichtungen 77 gezeigt, die ein Austreten von magnetorheologischem Medium 59 aus den Arbeitsräumen 57 verhindern.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Momentenübertragungseinheit 13, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Wesentlichen durch die Ausgestaltung der Lamellen 53, 55 unterscheidet. Zwar sind die Primärlamellen 53 weiterhin drehbar, und sie sind hierfür über die Hohl- welle 51 drehfest mit dem Sonnenrad 49 gekoppelt. Auch sind die Sekundärlamellen 55 weiterhin gehäusefest angeordnet. Allerdings sind die Lamellen 53, 55 als Topflamellen ausgebildet, die einen im Wesentlichen ringscheibenförmigen Radialabschnitt 81 und einen hieran angrenzenden, im Wesentlichen hohlzylindrischen Axialabschnitt 83 aufweisen. In einem radial äußeren Bereich der Lamellen 53, 55 - dies sind hier die genannten Axialabschnitte 83 - sind die Lamellen 53, 55 derart miteinander verbunden, dass die Arbeitsräume 57 voneinander getrennt sind. Hierdurch wird eine unerwünschte Entmischung des magnetorheologischen Mediums 59 aufgrund von Zentrifugalkräften verhindert.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 11 eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb, in dem eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung als Verteilergetriebe 91 ausgebildet ist.

Auch hier wird mittels einer Antriebseinheit 23 und über ein Schaltgetriebe 25 eine Antriebswelle 15 des Verteilergetriebes 91 angetrieben, die mit einem Planetenträger 43 eines Planetengetriebes 19 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle 15 dient zugleich als Durchtriebswelle, die über eine Kardanwelle 93 mit einem Kegelrad 95 verbunden ist. Das Kegelrad 95, welches nicht Teil des Verteilergetriebes 91 ist, kämmt mit einem Tellerrad 35 des Hinterachsdifferentials 37. Somit ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die Hinterachse 41 - da permanent angetrieben - die Primärachse.

Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kämmen die drehbar an dem Planetenträger 43 gelagerten Planetenräder 45 mit einem Sonnenrad 49, das über eine drehbar gelagerte Hohlwelle 51 mit mehreren Primärlamellen 53 drehfest verbunden ist. Jede Primärlamelle 53 umschließt mit einer oder zwei benachbarten Sekundärlamellen 55 einen jeweiligen Arbeits- räum 57, der mit einem magnetorheologischen Medium 59 befüllt ist. Mittels wenigstens einer bestrombaren Spule 61 - und unterstützt durch ein zugeordnetes Joch 65 sowie ein gegenüberliegendes Joch 67 - kann in den Arbeitsräumen 57 ein Magnetfeld erzeugt werden, das die Viskosität des magnetorheologischen Mediums 59 erhöht und hierdurch die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 miteinander koppelt, um das Sonnenrad 49 abzubremsen oder festzuhalten.

Die genannten Planetenräder 45 des Planetengetriebes 19 kämmen au- ßerdem mit einem Hohlrad 47. Das Hohlrad 47 ist hier lediglich indirekt, nämlich über einen Versatzantrieb 97 des Verteilergetriebes 91, mit der Abtriebswelle 17 des Verteilergetriebes 91 drehwirksam verbunden. Hierfür ist das Hohlrad 47 über einen Hohlwellenabschnitt 99 mit einem Eingangsrad 101 des Versatzantriebs 97 drehfest gekoppelt. Das Eingangsrad 101 ist wiederum über eine Kette 103 mit einem Ausgangsrad 105 des

Versatzantriebs 97 gekoppelt, wobei dieses Ausgangsrad 105 mit der Ausgangswelle 17 des Verteilergetriebes 91 verbunden ist. Anstelle einer Kette 103 können das Eingangsrad 101 und das Ausgangsrad 105 auch über ein Zwischenrad miteinander verbunden sein oder direkt miteinander kämmen. Die Abtriebswelle 17 des Verteilergetriebes 91 ist letztlich mit einem Vorderachsdifferential 107 gekoppelt, das ein auf die Abtriebswelle 17 übertragenes Antriebsmoment auf die Räder der Vorderachse 29 verteilt.

Durch Abbremsen oder Festhalten des Sonnenrads 49 mittels der magnetorheologischen Kupplung 21 des Verteilergetriebes 91 gemäß Fig. 4 wird die Vorderachse 29 stufenlos wählbar mit der Hinterachse 41 gekoppelt, wobei ein Teil des Antriebsmoments, das von der Antriebseinheit 43 über das Schaltgetriebe 25 auf die Antriebswelle 15 übertragen wird, der Vor- derachse 29 zugeführt wird. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 kann ein Ausgleichsgetriebe vorgesehen sein, um die Übersetzung des Planetengetriebes 19 derart zu kompensieren, dass bei gleicher Drehzahl der Vorderachse 29 und der Hinterachse 41 das Sonnenrad 49 des Planetenge triebe s 19 im Wesentlichen stillsteht. Besonders einfach kann ein solches Ausgleichsgetriebe durch entsprechende Wahl der Übersetzung des Versatzantriebs 97 verwirklicht werden (Verhältnis der Zähnezahl des Eingangsrads 101 zu der Zähnezahl des Ausgangsrads 105).

Die im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Vorteile gelten auch für die Ausführungsform gemäß Fig. 4 (große Wirkfläche und großer Wirkradius der Lamellen 53, 55 für ein hohes Leistungsgewicht; stationäre Anordnung der Spule 61).

Fig. 5a zeigt eine Querschnittsansicht einer vorteilhaften weiteren Ausfüh- rungsform einer Momentenübertragungseinheit 13, die beispielsweise als so genannte "Hang-on"- Kupplung im Bereich einer der Fahrzeugachsen - insbesondere an dem jeweiligen Achsdifferential - angeordnet sein kann. Alternativ hierzu kann die Momentenübertragungseinheit 13 gemäß

Fig. 5a beispielsweise in einem Verteilergetriebe 91 zum Einsatz gelangen, ähnlich wie dies im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wurde. Fig. 5b und 5c zeigen eine jeweilige Detailansicht von Teilen der Momentenübertragungseinheit 13 gemäß Fig. 5a, und zwar in zwei verschiedenen Schnittebenen.

Die Momentenübertragungseinheit 13 besitzt ein drehbar gelagertes Antriebsgehäuse 15' (als erstes Verbindungsteil) und eine drehbar gelagerte Abtriebswelle 17 (als zweites Verbindungsteil). Das Antriebsgehäuse 15' und die Abtriebswelle 17 sind über ein Planetengetriebe 19 antriebswirk- sam miteinander gekoppelt. Hierfür ist ein Hohlrad 47 mit dem Antriebsgehäuse 15' drehfest verbunden. Mit der Abtriebswelle 17 ist ein Planetenträger 43 drehfest verbunden, an dem mehrere Planetenräder 45 drehbar gelagert sind. Das Planetengetriebe 19 umfasst ferner ein Sonnenrad 49, welches mit einer Hohlwelle 51 einstückig ausgebildet oder drehfest verbunden ist, wobei das Sonnenrad 49 mit der Hohlwelle 51 relativ zu dem Antriebsgehäuse 15' und der Abtriebswelle 17 drehbar gelagert ist.

Die Momentenübertragungseinheit 13 besitzt ferner eine magnetorheologi- sehe Kupplung 21. Diese umfasst eine elektrische Spule 61 mit einem zugehörigen Spulenkern bzw. inneren Joch 65 und einem äußeren Joch 67. Die elektrische Spule 61, das Joch 65 und das Joch 67 sind mit dem Antriebsgehäuse 15' drehfest verbunden. Die Spule 61 ist hier somit ebenfalls drehbar gelagert. Um die Spule 61 wahlweise bestromen zu können, sind elektrische Anschlüsse 73 in Form von Schleifkontakten vorgesehen. Alternativ zu der in Fig. 5a gezeigten Darstellung kann die elektrische Spule 61 mit dem Joch 65 jedoch auch stationär angeordnet sein, beispielsweise an einem stationär angeordneten Deckelabschnitt, so dass trotz der drehbaren Lagerung des Antriebsgehäuses 15' und der Abtriebs- welle 17 keine Schleifkontakte zum Bestromen der Spule 61 erforderlich sind, ähnlich wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben.

Die magnetorheologische Kupplung 21 umfasst ferner mehrere ineinander greifende Primärlamellen 53 und Sekundärlamellen 55, die koaxial zu der Rotationsachse A der Momentenübertragungseinheit 13 angeordnet sind. Die Primärlamellen 53 sind über eine jeweilige Steckverzahnung 109 (Fig. 5b) mit der Hohlwelle 51 und somit mit dem Sonnenrad 49 des Planetengetriebes 19 drehfest verbunden. Die Sekundärlamellen 55 sind über eine jeweilige Steckverzahnung 11 1 (Fig. 5b) mit dem Antriebsgehäuse 15' drehfest verbunden. Die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 sind als Topflamellen ausgebildet, die einen jeweiligen hohlzylindrischen Axialabschnitt 83 und einen jeweiligen hieran angrenzenden, sich radial nach innen erstreckenden Radialabschnitt 81 aufweisen, jeweils bezogen auf die Rotationsachse A der Momentenübertragungseinheit 13. Die Radi- alabschnitte 81 sind bei den Sekundärlamellen 55 sehr kurz ausgebildet, und sie können sogar noch kürzer ausgebildet sein, als dies in Fig. 5b und 5c gezeigt ist. Allerdings besitzen die Sekundärlamellen 55 zusätzlich radial nach außen gerichtete Radialabschnitte 81', an denen die bereits genannten Steckverzahnungen 111 ausgebildet sind.

Zwischen den Axialabschnitten 83 der Primärlamellen 53 und Sekundärlamellen 55, sowie zwischen dem Axialabschnitt 83 der radial innersten Primärlamellen 53 und dem Joch 65, sowie auch zwischen dem Axialabschnitt 83 der radial äußersten Primärlamelle 53 und dem Joch 67, ist ein jeweiliger Arbeitsraum 57 ausgebildet, der mit einem magnetorheologi- schen Medium befüllt ist. Die Arbeitsräume 57 besitzen im Wesentlichen eine zylindrische Form, d.h. sie sind im Wesentlichen als Ringspalte ausgebildet. Allerdings besitzen die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 zwischen dem jeweiligen Axialabschnitt 83 und dem jeweiligen radial nach innen gerichteten Radialabschnitt 81 naturgemäß einen jeweiligen Übergangsbereich 113. Entlang dieser Übergangsbereiche 113 sind die Arbeitsräume 57 ebenfalls noch mit dem magnetorheologischen Medium 59 befüllt.

Wie im Zusammenhang mit den vorgenannten Ausführungsformen erläutert, vermag die Spule 61 ein Magnetfeld zu erzeugen, das auf das magne- torheologische Medium 59 wirkt und hierdurch wiederum eine mechanische Wirkverbindung zwischen den drehbaren Primärlamellen 53 und den drehbaren Sekundärlamellen 55 verursacht. Durch Anlegen eines Magnet- felds an das magnetorheologische Medium 59 infolge entsprechender Bestromung der Spule 61 können die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 also stufenlos in zunehmendem Maße reibschlüssig gekoppelt werden, um hierdurch das Sonnenrad 49 des Planetengetriebes 29 relativ zu dem Hohlrad 47 abzubremsen oder schließlich festzuhalten. Hierdurch wird in zunehmendem Maße ein Antriebsmoment von dem Antriebsgehäuse 15' (welches mit dem Hohlrad 47 drehfest gekoppelt ist) auf die Abtriebswelle 17 übertragen (welche über den Planetenträger 43 mit dem Hohlrad 45 und dem Sonnenrad 49 antrieb s wirksam gekoppelt ist). Bezüglich des hierdurch übertragenen Antriebsmoments muss die magnetorheologische Kupplung 21 lediglich ein vergleichsweise geringes Drehmoment aufbringen bzw. abstützen. Das Planetengetriebe 19 ist nämlich dergestalt konfiguriert, dass eine Drehbewegung der Abtriebswelle 17 relativ zu dem Antriebsgehäuse 15' eine Drehbewegung des Sonnenrads 49 und somit der Primärlamellen 53 mit einer Übersetzung ins Schnelle bewirkt (Erhöhung der Drehzahl) . Eine derartige Übersetzung (i < 1) entspricht einer Verringerung des Drehmoments, welches über die Primärlamellen 53 und Sekundärlamellen 55 übertragen werden muss.

Von besonderem Vorteil ist hierbei auch, dass die Primärlamellen 53 und die Sekundärlamellen 55 - bezogen auf die Rotationsachse A der Momen- tenübertragungseinheit 13 - eine radiale Erstreckung besitzen, die wesentlich größer ist als der Wirkradius des Sonnenrads 49 des Planetengetriebes 19. Mit anderen Worten ist der Abstand der hohLzylindrischen Axialabschnitte 83 der Lamellen 53, 55 von der Rotationsachse A deutlich größer als der Abstand der Verzahnung zwischen dem Sonnenrad 49 und den Planetenrädern 45 des Planetengetriebes 19. Hierdurch ergibt sich ein besonders günstiges Hebelverhältnis, um ein von dem Planetengetriebe 19 über das Sonnenrad 49 übertragenes Drehmoment mittels der magne- torheologischen Kupplung 21 abzustützen. Da zudem die Axialabschnitte 83 der Primärlamellen 53 und der Sekundärlamellen 55 jeweils sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite mit dem magnetorheologischen Medium 59 in Kontakt stehen, und da eine alternierende Anordnung von mehreren Primärlamellen 53 und Sekundärlamellen 55 vorgesehen ist, besitzt die magnetorheologische Kupplung 21 eine besonders große Wirkfläche für das magnetorheologische Medium 59, so dass auch bei geringer radialer Ausdehnung - also bei geringem Durchmesser der magnetorheologischen Kupplung 21 - hohe Kupplungsmomente erzeugt werden können. Somit ist es für die meisten Anwendungsfälle auch ausreichend, eine einzige elektrische Spule 61 zu. verwenden. Insgesamt ergibt sich somit ein einfacher, leichter und kompakter Aufbau der Momentenübertragungseinheit 13.

Nachfolgend werden weitere Besonderheiten der Momentenübertragungs- einheit 13 gemäß Fig. 5a bis 5c erläutert:

Benachbart zu dem bereits genannten jeweiligen Übergangsbereich 113 zwischen dem Axialabschnitt 83 und dem Radialabschnitt 81 der Topflamellen 53, 55 ist eine ringförmige Verschlusseinrichtung 115 angeordnet, welche die Arbeitsräume 57 für das magnetorheologische Medium 59 nach radial innen verschließt (Fig. 5a und 5b). Hierdurch ist gewährleistet, dass die Arbeitsräume 57 im Wesentlichen die bereits genannte zylindrische Form besitzen, wodurch eine Entmischung des magnetorheologischen Mediums 59 aufgrund der auftretenden Zentrifugalkräfte verhindert wird. Es ist zu beachten, dass die Arbeitsräume 57 über in Fig. 5b gezeigte Ausnehmungen 117 in den Radialabschnitten 81 der Lamellen 53, 55 miteinander verbunden sein können, um ein Befallen der Arbeitsräume 57 und einen gegenseitigen Niveauausgleich zu ermöglichen. Wichtig ist allerdings, dass diese Ausnehmungen 117 radial innerhalb des radial innersten Arbeitsraums 57 angeordnet sind, so dass die genannten Entmischungseffekte vermieden werden.

Bei dem in Fig. 5a bis 5c gezeigten Ausführungsbeispiel ist die genannte Verschlusseinrichtung 115 durch zwei Kunststoffringe 119 gebildet, die an den Radialabschnitten 81 der Primärlamellen 53 angespritzt sind. Im Bereich der Verschlusseinrichtung 115 besitzen die Radialabschnitte 81 der Primärlamellen 53 weitere Durchbrechungen, um für das Anspritzen der Kunststoffringe 119 einen Materialdurchfluss zu ermöglichen.

Es ist zu beachten, dass die genannte Verschlusseinrichtung 115 lediglich eine abdichtende Funktion hat. Die Drehmomentübertragung mittels der Primärlamellen 53 - also die Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung - erfolgt über die bereits genannte Steckverzahnung 109 an den freien Enden der Radialabschnitte 81 der Primärlamellen 53. Um die Primärlamellen 53 in axialer Richtung relativ zueinander zu fixieren, ist an den Radialabschnitten 81 eine Nietverbindung 121 vorgesehen (Fig. 5c).

An der radial äußeren Umfangsseite der Verschlusseinrichtung 115, und zwar benachbart zu den Radialabschnitten 81 der beiden axial äußersten Primärlamellen 53, sind zwei Dichtungsringe 123 angeordnet. Diese dichten die beiden äußersten Arbeitsräume 57, welche über die Ausnehmungen 117 mit den inneren Arbeitsräumen 57 für das magnetorheologische Medium 59 kommunizieren, gegenüber der Verschlusseinrichtung 115 (Kunststoffringe 119) einerseits und dem drehbaren Antriebsgehäuse 15' bzw. dem zugehörigen Joch 65 andererseits ab, so dass auch bei Stillstand der Momentenübertragungseinheit 13 das magnetorheologische Medium 59 in den Arbeitsräumen 57 gefangen bleibt. Da beide Dichtungsringe 123 radial innerhalb des radial innersten Arbeitsraums 57 angeord- net sind, werden die Dichtungsringe 123 auch im Betrieb der Momenten- Übertragungseinheit 13 - also wenn die Einheit 13 rotiert - aufgrund der dann wirkenden Zentrifugalkräfte nicht mit einem erhöhten Druck des magnetorheologischen Mediums 59 belastet.

An dem von der Verschlusseinrichtung 115 abgewandten Ende der Topflamellen 53, 55 sind die Arbeitsräume 57 für das magnetorheologische Medium 59 durch Dichtblöcke 125 gegenseitig abgedichtet.

Zu der Momentenübertragungseinheit 13 gemäß Fig. 5a bis 5c ist noch anzumerken, dass das Antriebsgehäuse 15' bezüglich eines in den Figuren nicht dargestellten, stationären Gehäuses radial nach außen drehbar gelagert ist.

Außerdem ist es grundsätzlich auch ausreichend, wenn lediglich die ge- zeigten Primärlamellen 53 - nicht jedoch die Sekundärlamellen 55 - mit radial nach innen ragenden Radialabschnitten 81 ausgebildet sind. Es genügt also grundsätzlich, wenn die Sekundärlamellen 55 bereits im Bereich der in Fig. 5b gezeigten Ausnehmungen 117 enden, ohne dass die Sekundärlamellen 55 bis zu der Verschlusseinrichtung 115 (oder darüber hinaus) reichen müssen.

Schließlich ist es bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5a bis 5c auch möglich, den Eingang (Antriebsgehäuse 15') und den Ausgang (Abtriebswelle 17) zu vertauschen. Bezugszeichenliste

11 Antriebsstrang

13 Momentenübertragungseinheit

15 Antriebswelle

15' Antriebsgehäuse

17 Abtriebswelle

19 Planetengetriebe

21 magnetorheologische Kupplung

23 Antriebseinheit

25 Schaltgetriebe

Tl Verteilergetriebe

29 Vorderachse

31 Kardanwelle

33 Kegelrad

35 Tellerrad

37 Hinterachsdifferential

39 Ausgleichsgetriebe

41 Hinterachse

43 Planetenträger

45 Planetenrad

47 Hohlrad

49 Sonnenrad

51 Hohlwelle

53 Primärlamelle

55 Sekundärlamelle

57 Arbeitsraum

59 magnetorheologisches Medium

61 elektrische Spule

63 magnetische Feldlinie 65 Joch

67 Joch

71 Gehäuse

73 elektrischer Anschluss

75 Radiallager

77 Dichtung

81 Radialabschnitt

81' Radialab schnitt

83 Axialab schnitt

91 Verteilergetriebe

93 Kardanwelle

95 Kegelrad

97 Versatzantrieb

99 Hohlwellenabschnitt

101 Eingangsrad

103 Kette

105 Ausgangsrad

107 Vorderachsdifferential

109 Steckverzahnung

111 Steckverzahnung

113 Übergangsbereich

115 Verschlusseinrichtung

117 Ausnehmung

119 Kunststoffring

121 Nietverbindung

123 Dichtungsring

125 Dichtblock

A Rotationsachse

Claims

Ansprüche

1. Momentenübertragungseinheit (13) für ein Kraftfahrzeug mit einer permanent angetriebenen Primärachse (41) und einer zuschaltbaren Sekundärachse (29), mit einem ersten Verbindungsteil (15, 15') und einem zweiten Verbindungsteil (17), die relativ zueinander drehbar sind, wobei das erste Verbindungsteil zur Verbindung mit einer Antriebseinheit (23) des Kraftfahrzeugs und das zweite Verbindungsteil zur Verbindung mit der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist - oder umgekehrt -, ferner mit mehreren Lamellen, die in einer alternierenden Anordnung in Primärlamellen (53) und Sekundärlamellen (55) untergliedert sind, und mit einem Planetengetriebe (19), wobei das Planetengetriebe zumindest ein erstes Getriebeelement (43, 47) umfasst, welches mit dem ersten Verbindungsteil (15, 15') drehfest verbunden ist, ein zweites Getriebeelement (47, 43), welches mit dem zweiten Verbindungsteil (17) drehfest verbunden ist, und ein drittes Getriebeele- ment (49), welches mit den Primärlamellen (53) drehfest verbunden ist, wobei die Sekundärlamellen (55) mit dem ersten Verbindungsteil (15'), mit dem zweiten Verbindungsteil oder mit einem stationären Gehäuseteil (71) drehfest verbunden sind, wobei die Momentenübertragungseinheit ferner wenigstens eine elektrische Spule (61) zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist, das auf ein magnetorheologisches Medium (59) wirkt, wobei jede der Primärlamellen (53) und Sekundärlamellen (55) an wenigstens zwei Seiten von dem magnetorheologischen Medium umgeben ist, so dass die elektrische Spule, das magnetorheologische Medium und die Primärlamellen und Sekundärlamellen eine magnetorheologische Kupplung (21) bilden, wobei das Planetengetriebe (19) dergestalt konfiguriert ist, dass eine Drehbewegung des zweiten Verbindungsteils (17) relativ zu dem ersten Verbindungsteil (15, 15') bezüglich der Primärlamellen (53) eine Übersetzung ins Schnelle bewirkt.

2. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei jede der Primärlamellen (53) und Sekundärlamellen (55) einen hohlzylindri- schen Abschnitt (83) aufweist, der koaxial zu einer Rotationsachse (A) der Momentenübertragungseinheit angeordnet ist und der an wenigstens zwei Seiten von dem magnetorheologischen Medium (59) umgeben ist.

3. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Primärlamellen (53) und Sekundärlamellen (55) als eine Topflamelle ausgebildet ist, die einen Radialabschnitt (81) und einen hohlzylindrischen Axialabschnitt (83) auf- weist, wobei der Radialabschnitt sich bezüglich einer Rotationsachse (A) der Momentenübertragungseinheit in radialer Richtung erstreckt und wobei der hohlzylindrische Axialabschnitt an den Radialabschnitt angrenzt und koaxial zu der Rotationsachse der Momentenübertragungseinheit angeordnet ist, wobei die Radialabschnitte zumindest der Primärlamellen radial nach innen gerichtet sind.

4. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Arbeitsräume (57) für das magnetorheologische Medium (59) benachbart zu einem Übergangsbereich (113) zwischen dem jeweiligen Radialab- schnitt (81) und dem jeweiligen Axialabschnitt (83) der Primärlamel- len oder Sekundärlamellen mittels einer sich in axialer Richtung erstreckenden Verschlusseinrichtung (115) nach radial innen verschlossen sind, so dass im Wesentlichen zylindrische Arbeitsräume (57) gebildet sind, in denen das magnetorheologische Medium (59) aufgenommen ist.

5. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 4, wobei die Verschlusseinrichtung (115) durch wenigstens einen Kunststoffring (119) gebildet ist, der an den Radialabschnitten (81) der Primärla- mellen (53) oder Sekundärlamellen (55) angespritzt ist.

6. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Radialabschnitte (81) der Primärlamellen oder Sekundärlamellen bezüglich der Rotationsachse (A) der Momentenübertragungseinheit in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind, wobei an einer radial äußeren Umfangsseite der Verschlusseinrichtung (115) Dichtungsringe (123) angeordnet sind, und zwar jeweils ein Dichtungsring auf den beiden Seiten der axialen Anordnung der Radialabschnitte der Primärlamellen oder Sekundärlamellen.

7. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei die Dichtungsringe (123) bezüglich der zylindrischen Arbeitsräume (57) für das magnetorheologische Medium (59) radial nach innen versetzt angeordnet sind.

8. Momentenübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Radialabschnitte (81) der Primärlamellen (53) über eine jeweilige Steckverzahnung (109) mit dem dritten Getriebeelement (49) des Planetengetriebes (19) drehfest verbunden sind, wobei die jeweilige Steckverzahnung radial innerhalb der Verschlusseinrichtung (115) vorgesehen ist.

9. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Planetengetriebe (19) bezüglich einer Rotationsachse (A) der Momentenübertragungseinheit in axialer Verlängerung zu den Primärlamellen (53) und Sekundärlamellen (55) angeordnet ist.

10. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die elektrische Spule (61) an dem stationären Gehäuseteil (71) angeordnet ist, insbesondere an einem Deckelabschnitt.

11. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei das dritte Getriebeelement ein Sonnenrad (49) ist.

12. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 11, wobei die Primärlamellen (53) - bezogen auf eine Rotationsachse (A) der Momen- tenübertragungseinheit - eine radiale Erstreckung besitzen, die größer ist als der Wirkradius des Sonnenrads (49) des Planetengetriebes.

13. Momentenübertragungseinheit nach Anspruch 11 oder 12, wobei das erste Getriebeelement ein Hohlrad (47) und wobei das zweite

Getriebeelement ein Planetenträger (43) mit wenigstens einem Planetenrad (45) ist - oder umgekehrt -, wobei das wenigstens eine Planetenrad (45) mit dem Hohlrad (47) und mit dem Sonnenrad (49) kämmt.

14. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Momentenübertragungseinheit ein Ausgleichsgetriebe (39, 97) zugeordnet ist, dessen Übersetzung derart gewählt ist, dass bei gleicher Drehzahl der Primärachse (41) und der Sekundärachse (29) des Kraftfahrzeugs die Primärlamellen (53) im

Wesentlichen stillstehen.

15. Momentenübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verbindungsteil (15, 15⁷) ein drehbares Antriebselement - insbesondere eine Antriebswelle - ist und das zweite Verbindungsteil (17) ein drehbares Abtriebselement - insbesondere eine Abtriebswelle - ist.