WO2009007189A2 - Stirnraddifferentialgetriebe - Google Patents

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WO2009007189A2
WO2009007189A2 PCT/EP2008/057274 EP2008057274W WO2009007189A2 WO 2009007189 A2 WO2009007189 A2 WO 2009007189A2 EP 2008057274 W EP2008057274 W EP 2008057274W WO 2009007189 A2 WO2009007189 A2 WO 2009007189A2
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clutch device
unit
stirnraddifferentialgetriebe
output units
hydraulic clutch
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Thorsten Biermann
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Schaeffler Kg
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Publication date
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    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases

Definitions

  • the invention relates to a Stirnraddifferentialgetriebe according to the preamble of claim 1.
  • the invention is in particular the object of providing a Stirnraddifferentialgetriebe having an advantageous drive torque distribution even with different road conditions for different drive wheels. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention relates to a Stirnraddifferentialgetriebe with a drive unit which is rotatably connected to a planet carrier, and at least two output units.
  • Stirnraddifferentialgetriebe are Stirnraddifferentialgetriebe with output units, which are used as ring gears with a réelleverzah- tion are formed, and Stirnraddifferentialgetriebe conceivable with output units with external teeth.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe comprises at least one hydraulic clutch device, which is intended to connect at least two of the output units together.
  • a Stirnraddifferentialgetriebe can be realized, which has an advantageous drive torque distribution even with different road conditions for different drive wheels and thus increases ride comfort.
  • the term "intended” should be understood to mean in particular specially equipped, designed and / or programmed.
  • the hydraulic clutch device is at least partially disposed in an interior of the output units.
  • An interior shall mean a space axially between the output units.
  • the clutch device is arranged completely in the interior of the output units, since then the space can be made very compact.
  • the hydraulic clutch device should be arranged at least partially coaxial with at least one output unit.
  • a partially coaxial arrangement a structurally particularly simple construction is lent possible.
  • at least one unit of the clutch device has a matching axis of rotation with at least one of the output units.
  • the hydraulic GmbHkupp- lungsvorraum is self-switching, whereby the hydraulic clutch device can provide independent of other actuators an advantageous drive torque distribution. Further, it is advantageous if the hydraulic clutch device connects at least two of the output units above a defined relative speed of the output units. As a result, it can be prevented that the spur gear differential locks in a driving situation in which a relative speed between the output units occurs, which is intended and lies below the defined relative speed.
  • a "relative rotational speed” is to be understood as meaning a rotational speed of a rotational movement which the output units execute relative to one another.
  • the hydraulic clutch device is at least partially integral with at least one of the output units.
  • additional components, space, weight, assembly costs and costs can be saved, which is particularly true for a partially integral design with all output units.
  • the hydraulic clutch device is formed hydrodynamically.
  • a self-shifting clutch device can be realized particularly easily.
  • a transmitted torque or a blocking effect of the hydraulic clutch device depends in particular on a viscosity of a resource.
  • An advantageous locking torque of the hydraulic clutch device can thus be achieved simply by selecting an advantageous operating means.
  • the hydraulic clutch device comprises at least one pump unit.
  • a pump unit By a pump unit, an operating pressure for the hydraulic clutch device or the locking torque of the hydraulic clutch device can be provided.
  • the pump unit for the hydraulic clutch device and for the hydraulic coupling device can save further assembly costs and other costs.
  • pump units are different, the expert to be useful conceivable pump types, such as, for example, axial piston pumps, gear wheel pumps or vane-cell pumps.
  • the clutch device comprise at least one disc unit.
  • a hydrodynamic clutch device can be realized, which is structurally particularly easy to manufacture.
  • a lamellar unit can be actuated hydraulically and produce a mechanical frictional connection between the output units, as a result of which particularly high blocking torques can be achieved.
  • a hydraulic coupling device with a drive side and an output side and a pump device in particular for a Stirnraddifferentialgetriebe, proposed, wherein the hydraulic coupling device comprises a throttle unit, which is intended to pump torque of the pump unit, which is intended to connect the drive side and output side to adjust.
  • a particularly flexibly adjustable clutch device can be provided, and this is especially true if the throttle unit can be adjusted by a control and / or regulating unit.
  • a throttle unit can be formed by a bore with a defined cross section, which by means of a solenoid valve can be set freely by a control and / or control unit, can be further narrowed, but other throttle units which appear reasonable to the person skilled in the art are also possible.
  • the pump unit is formed by an axial piston pump.
  • an axial piston pump particularly high locking torques can be achieved. drawing
  • Fig. 1 is a Stirnraddifferentialgetriebe with a hydraulic
  • Fig. 2 shows another alternative Stirnraddifferentialgetriebe with a second hydrodynamic clutch device.
  • FIG. 1 shows a Stirnraddifferentialgetriebe with a drive unit 10a and with two output units 14a, 15a and with a hydraulic clutch device 20a.
  • the output units 14a, 15a are formed with an outer toothing.
  • the drive unit 10a of the Stirnraddifferentialgetriebes meshes with a not shown output unit of a gearbox.
  • the drive unit 10a is non-rotatably connected to a planet carrier 11a.
  • the planet carrier 11 a distributes the drive torque to paired planet gears 12 a, 13 a, which are guided on a circular path.
  • the planetary gears 12a, 13a of a planetary gear pair are axially offset by half a tooth width. They mesh with the respective inner half th of the tooth width with each other and with the respective outer halves of the tooth width with the externally toothed output units 14a, 15a.
  • the output units 14a, 15a are arranged coaxially.
  • the output units 14a, 15a are coupled to output shafts, not shown.
  • coupling units for the output shafts are arranged displaced axially outwards.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe is performed widened axially.
  • the coupling units are designed as hollow shafts 16a, 17a, which are designed in one piece with the output units 14a, 15a and which are intended to receive the output shafts not shown in detail.
  • the interior 18a of the output units 14a, 15a is released axially between the hollow shafts 16a, 17a or axially between the output units 14a, 15a.
  • other coupling units and arrangements of the output shafts which appear appropriate to the person skilled in the art are also possible, by means of which the interior 18a becomes free.
  • the hydraulic clutch device 20a includes a pump unit 21a and a fin unit 30a. These are arranged in the interior 18a of the output units 14a, 15a.
  • a drive side 35a of the hydraulic clutch device 20a is integrally formed with the first output unit 14a of the spur gear differential, an output side 36a integral with the second output unit 15a.
  • the hydraulic clutch device 20a is self-switching. It locks as soon as a relative speed of the output units 14a, 15a is above a defined relative speed and then connects the two output units 14a, 15a.
  • the pump unit 21 a is formed by an axial piston pump.
  • a facing the interior 18a side of the first output unit 14a is integrally formed as a sloping side 22a for the pump unit 21a.
  • a cylinder block unit 23a is provided. guided, are arranged in the piston 24 a uniformly distributed over the circumference.
  • the pistons 24a are supported via sliding blocks 25a on the oblique side 22a of the first output unit 14a. If the first output unit 14a rotates relative to the second output unit 15a, such a relative rotational movement is converted into an axial movement of the pistons 24a, whereby a pumping power is achieved.
  • Slots in a base plate of the cylinder block unit 23a define a suction port 26a and a pressure port 27a of the pump unit 21a.
  • the suction port 26a is connected to a resource reservoir 29a.
  • a check valve 28a prevents a resource from being pumped back to the resource reservoir 29a upon reversing the direction of relative movement of the pistons.
  • the pressure port 27a is connected to the plate unit 30a, which is arranged coaxially with the output units 14a, 15a and outside the pump unit 21a in the interior 18a of the output units 14a, 15a.
  • Slats of the slat unit 30a are made in one piece with the output units 14a, 15a. They are arranged in layers, with two adjacent lamellae belonging to different output units 14a, 15a.
  • a continuous operating medium pressure is built up by the pump unit 21a.
  • the defined relative speed at which the hydraulic clutch device 20a connects the output units 14a, 15a is defined by a valve device 31a, which opens when the operating fluid pressure exceeds a limit value. This limit is reached from a defined relative speed of five revolutions per minute.
  • the valve device 31 a When the valve device 31 a is opened, the operating medium pressure is also built up in the plate unit 30 a, and the plate unit 30 a establishes a frictional connection between the output units 14 a, 15 a.
  • the valve device 31 a also prevents a backflow of the equipment to the pump unit 21 a. If the pump unit 21 a no more resources nachgeschreibt, the operating medium pressure in the disk unit 30a by not shown Le ckage dismantled and the resource is returned to the Radioffensreser- voir 29a.
  • FIG. 2 shows an alternative spur gear differential transmission with a hydrodynamic clutch device 20b.
  • a in the reference numerals of the embodiment in Figure 1 by the letters b and c in the reference numerals of the embodiments in Figures 2 and 3 is replaced.
  • the following descriptions are essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIG. 1, wherein reference can be made to the description of the exemplary embodiment in FIG. 1 with regard to components, features and functions that remain the same.
  • a fin unit 30b is made enlarged, the pump unit 21 a of Figure 1 is omitted.
  • a gap 32b between fins is filled with a resource formed by a silicone fluid.
  • a relative rotational movement of output units 14b, 15b is inhibited by a shearing action of the operating means. The greater a relative speed, the higher the shearing effect.
  • a blocking effect of the hydraulic clutch device 20b, which is caused by the shearing action, is dependent on the relative rotational speed of the output units 14b, 15b and a viscosity of the operating medium.
  • FIG. 3 shows a further alternative spur gear differential transmission with a second hydrodynamic clutch device 20c.
  • the blade unit 20a is omitted.
  • a pressure port 27c and a suction port 26c of a pump unit 21c which is formed as an axial piston pump, are directly connected to each other.
  • a throttle unit 34c is inserted into a resource passage 33c connecting the suction port 26c and the pressure port 27c.
  • the pump unit 21 c must apply a pumping moment, which is used as a locking torque for the Stirnraddifferentialgetriebe.
  • the throttle unit 34c By dimensioning the throttle unit 34c, a relative speed can be defined, from which the hydrodynamic clutch device 20c connects the two output units 14c, 15c. Furthermore, the throttle unit 34c comprises an adjustable valve, whereby the pump torque or the locking torque is adjustable. If the valve is additionally adjustable by an external control unit, the hydrodynamic clutch device 10c can also be switched externally.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Stirnraddifferentialgetriebe mit einer Antriebseinheit (10a; 10b; 10c), die drehfest mit einem Planetenträger (11a; 11b; 11c) verbunden ist, und zumindest zwei Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c). Es wird vorgeschlagen, dass das Stirnraddifferentialgetriebe zumindest eine hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) miteinander zu verbinden.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Stirnraddifferentialgetriebe
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Stirnraddifferentialgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Stirnraddifferentialgetriebe mit einer Antriebseinheit, die drehfest mit einem Planetenträger verbunden ist, und zumindest zwei Abtriebsein- heiten bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Stirnraddifferentialgetriebe bereitzustellen, das eine vorteilhafte Antriebsmomentverteilung auch bei unterschiedlichen Fahrbahnbedingungen für verschiedene Antriebsräder aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Stirnraddifferentialgetriebe mit einer Antriebseinheit, die drehfest mit einem Planetenträger verbunden ist, und zumindest zwei Abtriebseinheiten. Als Stirnraddifferentialgetriebe sind Stirnraddifferentialgetriebe mit Abtriebseinheiten, die als Hohlräder mit einer Innenverzah- nung ausgebildet sind, und Stirnraddifferentialgetriebe mit Abtriebseinheiten mit einer Außenverzahnung denkbar.
Es wird vorgeschlagen, dass das Stirnraddifferentialgetriebe zumindest eine hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei der Abtriebseinheiten miteinander zu verbinden. Dadurch kann ein Stirnraddifferentialgetriebe realisiert werden, das eine vorteilhafte Antriebsmomentverteilung auch bei unterschiedlichen Fahrbahnbedingungen für verschiedene Antriebsräder aufweist und somit einen Fahrkomfort erhöht. Un- ter „vorgesehen" soll dabei insbesondere speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung zumindest teilweise in einem Innenraum der Abtriebseinheiten angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung kann ein Bauraum des Stirnraddifferentialgetriebes reduziert werden. Unter einem Innenraum soll ein Raum axial zwischen den Abtriebseinheiten verstanden werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Schaltkupplungsvorrichtung vollständig im Innenraum der Abtriebseinheiten angeordnet ist, da dann der Bauraum besonders kompakt gestaltet werden kann.
Ferner soll die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung zumindest teilweise koaxial zu zumindest einer Abtriebseinheit angeordnet sein. Durch eine teilweise koaxiale Anordnung ist eine konstruktiv besonders einfache Bauweise mög- lieh. Unter „teilweise" koaxial soll dabei insbesondere verstanden werden, dass zumindest eine Einheit der Schaltkupplungsvorrichtung eine übereinstimmende Rotationsachse mit zumindest einer der Abtriebseinheiten aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die hydraulische Schaltkupp- lungsvorrichtung selbstschaltend ausgebildet, wodurch die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung unabhängig von anderen Aktoren eine vorteilhafte Antriebsmomentverteilung bereitstellen kann. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung zumindest zwei der Abtriebseinheiten oberhalb einer definierten Relativdrehzahl der Abtriebseinheiten verbindet. Dadurch kann verhindert werden kann, dass das Stirnraddifferentialgetriebe in einer Fahrsituation sperrt, in der eine Relativdrehzahl zwischen den Abtriebseinheiten auftritt, die beabsichtigt ist und unterhalb der definierten Relativdrehzahl liegt. Unter einer „Relativdrehzahl" soll eine Drehzahl einer Drehbewegung, die die Abtriebseinheiten relativ zueinander ausführen, verstanden werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung zumindest teilweise einstückig mit zumindest einer der Abtriebseinheiten ausgeführt ist. Dadurch können zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden, was insbesondere für eine teilweise einstückige Ausführung mit allen Abtriebseinheiten gilt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung hydrodynamisch ausgebildet. Durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Hydroschaltkupplungsvorrichtung kann eine selbstschaltende Schaltkupplungsvorrichtung besonders einfach realisiert werden. Bei einer Hydroschaltkupplungsvorrichtung hängt ein übertragenes Moment bzw. eine Sperrwirkung der Hydroschaltkupplungsvorrichtung insbesondere von einer Viskosität eines Betriebsmittels ab. Ein vorteilhaftes Sperrmoment der Hydro- schaltkupplungsvorrichtung kann somit einfach durch eine Wahl eines vorteilhaften Betriebsmittels erreicht werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung zumindest eine Pumpeneinheit umfasst. Durch eine Pumpeneinheit kann ein Betriebsdruck für die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung oder das Sperrmoment der Hydroschaltkupplungsvorrichtung bereitgestellt werden. Durch eine vorteilhaft gleichartige Ausführung der Pumpeneinheit für die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung und für die Hydrokupplungsvorrichtung lassen sich weiterer Montageaufwand und weitere Kosten einsparen. Als Pumpeneinheiten sind dabei verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erschei- nende, Pumpentypen denkbar, wie beispielsweise Axialkolbenpumpen, Zahn- radpumpen oder Flügelzellenpumpen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Schaltkupplungsvorrichtung zumindest eine Lamelleneinheit umfasst. Mit einer Lamelleneinheit kann eine hydrodynamische Schaltkupplungsvorrichtung realisiert werden, die konstruktiv besonders einfach herzustellen ist. Alternativ kann eine Lamelleneinheit hydraulisch betätigt werden und einen mechanischen Kraftschluss zwischen den Abtriebseinheiten herstellen, wodurch be- sonders hohe Sperrmomente erreicht werden können.
Ferner wird eine Hydrokupplungsvorrichtung mit einer Antriebsseite und einer Abtriebseite sowie mit einer Pumpvorrichtung, insbesondere für ein Stirnraddifferentialgetriebe, vorgeschlagen, wobei die Hydrokupplungsvorrichtung eine Drosseleinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, ein Pumpmoment der Pumpeneinheit, das dazu vorgesehen ist, die Antriebsseite und Abtriebsseite zu verbinden, einzustellen. Durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Hydrokupplungsvorrichtung kann eine besonders flexibel einstellbare Schaltkupplungsvorrichtung bereitgestellt werden, wobei dies insbesondere gilt, wenn die Drosseleinheit durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit eingestellt werden kann. Unter „einzustellen" soll insbesondere verstanden werden, dass das Pumpmoment der Pumpeneinheit bzw. das Sperrmoment der Schaltkupplungsvorrichtung erhöht und/oder verringert werden kann. Eine Drosseleinheit kann beispielsweise durch eine Bohrung mit einem definierten Querschnitt ausgebil- det sein, die mittels eines Magnetventils, das durch eine Regel- und/oder Steuereinheit frei eingestellt werden kann, weiter verengt werden kann. Es sind aber auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Drosseleinheiten möglich.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Pumpeneinheit durch eine Axialkolbenpumpe gebildet wird. Mit einer Axialkolbenpumpe können besonders hohe Sperrmomente erreicht werden. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Stirnraddifferentialgetriebe mit einer hydraulischen
Schaltkupplungsvorrichtung,
Fig. 2 ein alternatives Stirnraddifferentialgetriebe mit einer hyd- rodynamischen Schaltkupplungsvorrichtung und
Fig. 2 ein weiteres alternatives Stirnraddifferentialgetriebe mit einer zweiten hydrodynamischen Schaltkupplungsvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein Stirnraddifferentialgetriebe mit einer Antriebseinheit 10a und mit zwei Abtriebseinheiten 14a, 15a sowie mit einer hydraulischen Schaltkupplungsvorrichtung 20a. Die Abtriebseinheiten 14a, 15a sind mit einer Außenver- zahnung ausgebildet.
Die Antriebseinheit 10a des Stirnraddifferentialgetriebes kämmt mit einer nicht näher dargestellten Abtriebseinheit eines Schaltgetriebes. Zur Weiterleitung eines Antriebsmoments ist die Antriebseinheit 10a drehfest mit einem Plane- tenträger 11 a verbunden. Der Planetenträger 11 a verteilt das Antriebsmoment auf paarweise angeordnete Planetenräder 12a, 13a, die auf einer Kreisbahn geführt werden. Die Planetenräder 12a, 13a eines Planetenradpaares sind um eine halbe Zahnbreite axial versetzt. Sie kämmen mit den jeweils inneren Half- ten der Zahnbreite miteinander und mit den jeweils äußeren Hälften der Zahnbreite mit den außenverzahnten Abtriebseinheiten 14a, 15a. Die Abtriebseinheiten 14a, 15a sind koaxial angeordnet. Auf dem Planetenträger 11 a sind mehrere Planetenradpaare angeordnet.
Die Abtriebseinheiten 14a, 15a sind mit nicht näher dargestellten Abtriebswellen gekoppelt. Um einen Innenraum 18a zu schaffen, in dem die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung 20a angeordnet werden kann, sind Koppeleinheiten für die Abtriebswellen axial nach außen verschoben angeordnet. Dazu ist das Stirnraddifferentialgetriebe axial verbreitert ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Koppeleinheiten als Hohlwellen 16a, 17a ausgeführt, die einstückig mit den Abtriebseinheiten 14a, 15a ausgeführt sind und die dazu vorgesehen sind, die nicht näher dargestellten Abtriebswellen aufzunehmen. Dadurch wird axial zwischen den Hohlwellen 16a, 17a bzw. axial zwischen den Abtriebseinheiten 14a, 15a der Innenraum 18a der Abtriebseinheiten 14a, 15a frei. Es sind aber auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kopplungseinheiten und Anordnungen der Abtriebswellen möglich, durch die der Innenraum 18a frei wird.
Die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung 20a umfasst eine Pumpeneinheit 21 a und eine Lamelleneinheit 30a. Diese sind in dem Innenraum 18a der Abtriebseinheiten 14a, 15a angeordnet. Eine Antriebsseite 35a der hydraulischen Schaltkupplungsvorrichtung 20a ist einteilig mit der ersten Abtriebseinheit 14a des Stirnraddifferentialgetriebes ausgeführt, eine Abtriebsseite 36a einteilig mit der zweiten Abtriebseinheit 15a. Die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung 20a ist selbstschaltend ausgebildet. Sie sperrt, sobald eine Relativdrehzahl der Abtriebseinheiten 14a, 15a oberhalb einer definierten Relativdrehzahl liegt und verbindet dann die beiden Abtriebseinheiten 14a, 15a.
Die Pumpeneinheit 21 a ist durch eine Axialkolbenpumpe gebildet. Eine zum Innenraum 18a gewandte Seite der ersten Abtriebseinheit 14a ist einstückig als eine Schrägseite 22a für die Pumpeneinheit 21 a ausgebildet. Teilweise einstückig mit der zweiten Abtriebseinheit 15a ist eine Zylinderblockeinheit 23a aus- geführt, in der Kolben 24a gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Kolben 24a stützen sich über Gleitschuhe 25a an der Schrägseite 22a der ersten Abtriebseinheit 14a ab. Dreht sich die erste Abtriebseinheit 14a relativ zu der zweiten Abtriebseinheit 15a, wird eine solche Relativdrehbewe- gung in eine axiale Bewegung der Kolben 24a umgesetzt, wodurch eine Pumpleistung erzielt wird. Schlitze in einer Grundplatte der Zylinderblockeinheit 23a definieren einen Sauganschluss 26a und einen Druckanschluss 27a der Pumpeneinheit 21 a.
Der Sauganschluss 26a ist mit einem Betriebsmittelreservoir 29a verbunden. Ein Rückschlagventil 28a verhindert, dass bei einer Richtungsumkehr der Relativbewegung der Kolben ein Betriebsmittel in das Betriebsmittelreservoir 29a zurückgepumpt wird. Der Druckanschluss 27a ist mit der Lamelleneinheit 30a verbunden, die koaxial zu den Abtriebseinheiten 14a, 15a und außerhalb der Pumpeneinheit 21 a im Innenraum 18a der Abtriebseinheiten 14a, 15a angeordnet ist. Lamellen der Lamelleneinheit 30a sind einstückig mit den Abtriebseinheiten 14a, 15a ausgeführt. Sie sind geschichtet angeordnet, wobei zwei benachbarte Lamellen zu unterschiedlichen Abtriebseinheiten 14a, 15a gehören.
Bei der Relativdrehbewegung der Abtriebseinheiten 14a, 15a wird durch die Pumpeneinheit 21 a ein kontinuierlicher Betriebsmitteldruck aufgebaut. Die definierte Relativdrehzahl, ab der die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung 20a die Abtriebseinheiten 14a, 15a verbindet, wird durch eine Ventilvorrichtung 31 a definiert, die öffnet, wenn der Betriebsmitteldruck einen Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert wird ab einer definierten Relativdrehzahl von fünf Umdrehungen pro Minute erreicht. Wenn die Ventilvorrichtung 31 a geöffnet ist, wird in der Lamelleneinheit 30a ebenfalls der Betriebsmitteldruck aufgebaut und die Lamelleneinheit 30a stellt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Abtriebseinheiten 14a, 15a her. Die Ventilvorrichtung 31 a verhindert zudem ein Zurückströmen des Betriebsmittels zur Pumpeneinheit 21 a. Wird durch die Pumpeneinheit 21 a kein Betriebsmittel mehr nachgefördert, wird der Betriebsmitteldruck in der Lamelleneinheit 30a durch nicht näher dargestellte Le- ckage wieder abgebaut und das Betriebsmittel wird in das Betriebsmittelreser- voir 29a zurückgeleitet.
In Figur 2 ist ein alternatives Stirnraddifferentialgetriebe mit einer hydrodyna- mischen Schaltkupplungsvorrichtung 20b gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der Figur 1 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den Figuren 2 und 3 ersetzt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 , wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Figur 1 verwiesen werden kann.
Im Vergleich zu Figur 1 ist eine Lamelleneinheit 30b vergrößert ausgeführt, die Pumpeneinheit 21 a aus Figur 1 wird weggelassen. Ein Zwischenraum 32b zwischen Lamellen ist mit einem Betriebsmittel gefüllt, das durch eine Silikonflüssigkeit gebildet ist. Eine Relativdrehbewegung von Abtriebseinheiten 14b, 15b wird durch eine Scherwirkung des Betriebsmittels gehemmt. Je größer eine Relativdrehzahl ist, desto höher ist die Scherwirkung. Eine Sperrwirkung der hydraulischen Schaltkupplungsvorrichtung 20b, die durch die Scherwirkung bedingt ist, ist abhängig von der Relativdrehzahl der Abtriebseinheiten 14b, 15b und einer Viskosität des Betriebsmittels.
In Figur 3 ist ein weiteres alternatives Stirnraddifferentialgetriebe mit einer zweiten hydrodynamischen Schaltkupplungsvorrichtung 20c gezeigt.
Im Vergleich zu der in Figur 1 gezeigten hydraulischen Schaltkupplungsvorrichtung 20a wird in der hydrodynamischen Schaltkupplungsvorrichtung 20c die Lamelleneinheit 20a weggelassen. Ein Druckanschluss 27c und ein Saugan- Schluss 26c einer Pumpeneinheit 21 c, die als eine Axialkolbenpumpe ausgebildet ist, werden direkt miteinander verbunden. In einen Betriebsmittelkanal 33c, der den Sauganschluss 26c und den Druckanschluss 27c verbindet, ist eine Drosseleinheit 34c eingebracht. Durch eine Relativdrehbewegung von Abtriebseinheiten 14c, 15c wird Betriebsmittel durch die Drosseleinheit 34c gepumpt. Dazu muss die Pumpeneinheit 21 c ein Pumpmoment aufbringen, das als ein Sperrmoment für das Stirnraddifferentialgetriebe verwendet wird. Durch eine Dimensionierung der Drosseleinheit 34c kann eine Relativdrehzahl defi- niert werden, ab der die hydrodynamische Schaltkupplungsvorrichtung 20c die zwei Abtriebseinheiten 14c, 15c verbindet. Weiter umfasst die Drosseleinheit 34c ein einstellbares Ventil, wodurch das Pumpmoment bzw. das Sperrmoment einstellbar ist. Ist das Ventil zusätzlich durch eine externe Steuer- und Regeleinheit einstellbar, ist die hydrodynamische Schaltkupplungsvorrichtung 10c auch extern schaltbar.
Bezugszeichenliste a,b,c Antriebseinheit a,b,c Planetenträger a,b,c Planetenrad a,b,c Planetenrad a,b,c Abtriebseinheit a,b,c Abtriebseinheit a,b,c Hohlwelle a,b,c Hohlwelle a,b,c Innenraum a, b,c Schaltkupplungsvorrichtung a,c Pumpeneinheit a,c Schrägseite a,c Zylinderblockeinheit a,c Kolben a,c Gleitschuh a,c Sauganschluss a,c Druckanschluss a Rückschlagventil a Bethebsmittelreservoir a,b Lamelleneinheit a Ventilvorrichtung b Zwischenraum c Betriebsmittelkanal c Drosseleinheit a, b,c Antriebsseite a, b,c Abtriebsseite

Claims

Patentansprüche
1. Stirnraddifferentialgetriebe mit einer Antriebseinheit (10a; 10b; 1 Oc), die drehfest mit einem Planetenträger (11 a; 11 b; 11 c) verbunden ist, und zumindest zwei Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c), gekennzeichnet durch zumindest eine hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c), die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) miteinander zu verbinden.
2. Stirnraddifferentialgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) zumindest teilweise in einem Innenraum (18a; 18b; 18c) der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) angeordnet ist.
3. Stirnraddifferentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) zumindest teilweise koaxial zu zumindest einer der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) angeordnet ist.
4. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) selbstschaltend ausgebildet ist.
5. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) zumindest zwei der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) oberhalb einer definierten Relativdrehzahl der Abtriebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) verbindet.
6. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrich- tung (20a; 20b; 20c) zumindest teilweise einstückig mit zumindest einer der Abthebseinheiten (14a, 15a; 14b, 15b; 14c, 15c) ausgeführt ist.
7. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20b; 20c) hydrodynamisch ausgebildet ist.
8. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20c) zumindest eine Pumpeneinheit (21 a; 21 c) umfasst.
9. Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltkupplungsvorrichtung (20a; 20b; 20c) zumindest eine Lamelleneinheit (30a; 30b) umfasst.
10. Hydrokupplungsvorrichtung mit einer Antriebsseite (35c) und einer Abtriebsseite (36c) sowie mit einer Pumpeneinheit (21 c), insbesondere für ein Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drosseleinheit (34c), die dazu vorgesehen ist, ein Pumpmoment der Pumpeneinheit (21 c), das dazu vorgesehen ist, die Antriebsseite (35c) und Abtriebsseite (36c) zu verbinden, einzustellen.
11. Hydrokupplungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (21c) durch eine Axialkolbenpumpe gebildet wird.
12. Hydrokupplungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (21c) zumindest teilweise in einem Innenraum (18c) der Antriebsseite (35c) und der Abtriebsseite (36c) angeordnet ist.
13. Hydrokupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (21 c) zumindest teilweise koaxial zu der Antriebsseite (35c) und/oder der Abtriebsseite (36c) angeordnet ist.
14. Verfahren für eine Hydrokupplungsvorrichtung mit einer Antriebsseite (35c) und einer Abtriebsseite (36c) sowie mit einer Pumpeneinheit (21 c), insbesondere für ein Stirnraddifferentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpmoment der Pumpeneinheit (21 c), das dazu vorgesehen ist, die Antriebsseite (35c) und Abtriebsseite (36c) zu verbinden, eingestellt wird.
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GB2158903A (en) * 1984-05-18 1985-11-20 Teves Gmbh Alfred Slip-controlled brake system for all-wheel driven road vehicles
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