DE3727702C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einem Kraftfahr­ zeug zur Übertragung eines Drehmoments von einer Eingangs­ welle auf mindestens eine Ausgangswelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist nach der JP-OS 58-50 349 bekannt. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Übertragung des Drehmoments von der Eingangswelle auf das Kupplungs­ glied über die Schrägverzahnung stets formschlüssig.

Nach der DE-OS 35 36 682 ist eine Vorrichtung in einem Kraft­ fahrzeug zur Übertragung eines Drehmoments von einer Eingangs­ welle auf mindestens eine Ausgangswelle über eine Rutsch­ kupplung und eine Schrägverzahnung bekannt. Mit einem Dreh­ momentbegrenzer kann das Kraftschlüssigkeitsmaß der Rutsch­ kupplung gesteuert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die mit einer auf einem vorgegebenen Wert einstellbaren, das Gewicht der Ge­ samtvorrichtung nicht wesentlich erhöhenden Drehmomentbegren­ zungseinrichtung versehen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Die Einstellung der Drehmomentbegrenzungseinrichtung erfolgt bei dieser Vorrichtung einfach durch geeignete Wahl der Feder. Die Verschiebbarkeit des Kupplungsglieds berei­ tet keine konstruktive Erschwernis und erhöht das Gewicht nicht.

Die Erfindung wird anhand der Figuren in der nachfolgen­ den Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftübertra­ gungssystems in einem Kraftfahrzeug mit Vierradan­ trieb, in welches die Vorrichtung nach Fig. 1 einge­ baut ist;

Fig. 3 einen horiontalen Schnitt durch eine zweite Aus­ führungsform und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kraftübertra­ gungssystems in einem Kraftfahrzeug mit Vierrad­ antrieb, in welches die Vorrichtung nach Fig. 3 ein­ gebaut ist.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder einander entsprechende Bauteile.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Kupplungseinrichtung 1 zwischen einer von einem Motor 4 über ein Schaltgetriebe 5 angetrie­ bene Hinterrad-Kardanwelle 7 und Wellen 11L, 11R zum An­ trieb von Hinterrädern 3L, 3R. Von dem Schaltgetriebe geht auch eine Vorderrad-Kardanwelle 6 zum Antrieb von Vorder­ rädern 2L, 2R über ein Untersetzungsgetriebe 8, ein Diffe­ rentialgetriebe 9 und Wellen 10L, 10R aus. Das Untersetzungs­ getriebe 8 weist ein kleineres Untersetzungszahnrad 8a und ein größeres Untersetzungszahnrad 8b auf. Das Differential­ getriebe 9 weist ein Getriebegehäuse 9a auf, in dem kleinere Differentialzahnräder 9b gelagert sind, die in auf den Wel­ len 10L, 10R sitzende größere Differentialzahnräder 9c eingreifen.

Die Kupplungseinrichtung 1 befindet sich in einem Lagerge­ häuse 12, in dem die von vorne hineinragende Hinterrad- Kardanwelle 7 in einem Lager 13 gelagert ist. Am inneren Ende der Hinterrad-Kardanwelle 7 ist einstückig ein kleines Kegelzahnrad 14 ausgebildet, das in ein kleines ringför­ miges Kegelzahnrad 15 eingreift. Außerdem ragen in das Lager­ gehäuse 12 die genannten Wellen 11L und 11R von links bzw. rechts.

Das Lagergehäuse 12 umschließt ein Kupplungsgehäuse 16, das sich über die linke Welle 11L und die rechte Welle 11R erstreckt und relativ zu diesen Wellen 11L und 11R drehbar ist. Das Kupplungsgehäuse 16 ist in einen linken Abschnitt 16a und einen rechten Abschnitt 16b unterteilt. Der linke Abschnitt 16a ist über ein Nadellager 17 auf der linken Welle 11L gelagert. Der rechte Abschnitt 16b ist über ein Nadellager 18 auf der rechten Welle 11R gelagert. Der linke Abschnitt 16a und der rechte Abschnitt 16b umschließen dicht eine Viscosekupplung 19. Das Kupplungsgehäuse 16 ist seinerseits über Rollenlager 20 im Lagergehäuse 12 gelagert.

Das genannte ringförmige Kegelzahnrad 15 ist mittels Schrau­ ben 22 fest an einem Kupplungsglied 21 befestigt, das auf einer äußeren Umfangsfläche eines axialen zylindrischen, radial inneren Ansatzes am linken Abschnitt 16a drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Ein axialer Ansatz 23 am Kupplungsglied 21 erstreckt sich längs des Abschnitts 16a nach rechts, so daß er einem axialen zylindrischen, radial äußeren Ansatz 24 am rechten Abschnitt 16b radial gegenüberliegt. Auf der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes 23 sind innere Reibscheiben 25 durch Keilnutsitz axial ver­ schiebbar. Auf der inneren Umfangsfläche des axialen Ansat­ zes 24 sind äußere Reibscheiben 26 durch Keilnutsitz axial verschiebbar, die zwischen die inneren Reibscheiben 25 greifen. Das Kupplungsglied 21 ist mittels einer tellerför­ migen Feder 27 nach rechts vorbelastet. Folglich stehen nor­ malerweise die inneren Reibscheiben 25 und die äußeren Reib­ scheiben 26 durch die elastische Kraft dieser Feder 27 in Druckkontakt miteinander. Daher wird das Motordrehmoment, das über die Hinterrad-Kardanwelle 7, das Kegelzahnrad 14 und das Kegelzahnrad 15 auf das Kupplungsglied 21 übertragen wird, durch die inneren Reibscheiben 25 und die äußeren Reibscheiben 26 auf das Kupplungsgehäuse 16 übertragen.

Die Viscosekupplung 19 weist ein große Anzahl von an einer inneren Umfangsfläche des Kupplungsgehäuses 16 befestigten, ringförmigen äußeren Lamellen 28 und eine große Anzahl von an äußeren Umfangsflächen der linken Welle 11L und der rechten Welle 11R befestigten, ringförmigen inneren Lamellen 29 auf, die zwischen die äußeren Lamellen 28 greifen. Ein viskoses Fluid, beispielsweise ein Silikonöl oder der­ gleichen, in der Viscosekupplung 19 überträgt durch Scherkraft das in der oben beschriebenen Weise auf das Kupplungsgehäuse 16 übertragene Drehmoment von den ringförmigen Lamellen 28 auf die ringförmigen Lamellen 29 und dadurch auf die Wellen 11L und 11R. Wenn das übertragene Drehmoment einen Wert überschreitet, welcher der maximalen viskosen Scherkraft entspricht, tritt zwischen dem Kupplungsgehäuse 16 und den Wellen 11L und 11R ein Schlupf auf. Deshalb wird ein Dreh­ moment, das einen solchen Wert überschreitet, nicht auf die Wellen 11L und 11R übertragen. Auch tritt ein derartiger Schlupf zwischen einer überlasteten Welle 11L bzw. 11R und dem Kupplungsgehäuse 16 auf, wodurch eine Differential­ wirkung zwischen der linken Welle 11L und der rechten Welle 11R hervorgerufen wird.

Da die ringförmigen Lamellen 28 und die ringförmigen Lamellen 29 in dem Kupplungsgehäuse 16 über das viskose Fluid stark aneinander gekoppelt sind, kann es geschehen, daß benachbarte ringförmige Lamellen 28, 29 zueinander gesperrt werden und ein Drehmoment übertragen, das den Wert der maxi­ malen viskosen Scherkraft überschreitet.

Um dies zu vermeiden, ist die aus inneren Reibscheiben 25 und äußeren Reibscheiben 26 gebildete Rutschkupplung 25, 26 zwischen dem Kupplungsgehäuse 16 und dem Kupplungsglied 21 vorgesehen, die durch die elastische Kraft der Feder 27 unter Vorspannung gehalten wird. Das Kegelzahnrad 14 übt auf das Kegelzahnrad 15 beim Antrieb der Welle 7 einen Axialdruck in Richtung des Pfeils C aus. Wenn das zwischen den Kegelzahnrädern 14 und 15 übertragene Drehmoment über­ mäßig groß wird, überwindet der Axialdruck in Richtung des Pfeils C die elastische Kraft der Feder 27, was ein Zurückweichen des Kupplungsglieds 21 zur Folge hat, wodurch die inneren Reibscheiben 25 von den äußeren Reibscheiben 26 gelöst werden und daher ein Drehmoment, das einen durch die Feder 27 voreingestellten Wert überschreitet, niemals durch die Viscosekupplung 19 übertragen werden muß, selbst wenn das Kupplungsgehäuse 16 an den Wellen 11L, 11R blockiert ist. In anderen Worten: Das übertragbare Drehmoment wird auf einen Wert begrenzt, der kleiner ist als ein durch die Feder 27 voreingestellter Wert. Somit besteht keine Not­ wendigkeit, die Teile der Viscosekupplung 19 so stark zu ma­ chen, daß sie ein übermäßig großes Drehmoment aufnehmen können, das den genannten voreingestellten Wert überschrei­ tet, was auch eine Gewichtsminderung der Kupplungseinrichtung 1 insgesamt zur Folge hat. Außerdem kann das von der Rutsch­ kupplung 25, 26 maximal übertragbare Drehmoment durch die Elastizität der Feder 27 in Abhängigkeit der Drehmo­ mentübertragungskapazität der Viscosekupplung 19 eingestellt werden.

Die Kupplungseinrichtung 30 nach Fig. 3 ist in ein Kraft­ übertragungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb nach Fig. 4 eingebaut. In einander entgegengesetzten End­ abschnitten eines Lagergehäuses 31 sind eine Antriebswelle 32 und eine Abtriebswelle 33 gelagert, zwischen denen durch die Kupplungseinrichtung 30 ein Drehmoment zu übertragen ist. Innerhalb des Lagergehäuses 31 ist mittels einer Klauenkupplung 34 ein Kupplungsglied 35 an die Antriebs­ welle 32 gekuppelt. Das Kupplungsglied 35 ist mittels einer Feder 36 über eine Schrägverzahnung 32a gegen einen gestuf­ ten Abschnitt der Antriebswelle 32 gedrückt. Wenn ein zwischen den Wellen 32, 33 übertragenes Drehmoment zu groß wird, wird das Kupplungsglied 35 in der durch den Pfeil C angedeuteten Richtung gegen die elastische Kraft der Feder 36 verschoben. Auf der Abtriebswelle 33 ist mittels eines Nadellagers 38 ein Kupplungsgehäuse 37 drehbar gelagert, das dem oben beschriebenen Kupplungsgehäuse 16 entspricht. Zwischen dem Kupplungsglied 35 und dem Kupplungsgehäuse 37 ist eine Rutschkupplung 39 vorgesehen, die aus inneren Reib­ scheiben 25 und äußeren Reibscheiben 26 gebildet ist. Auf die Rutschkupplung 39 wirkt die elastische Kraft der Feder 36 so, daß ein Drehmoment von dem Kupplungsglied 35 auf das Kupplungsgehäuse 37 übertragen wird. Wenn ein übermäßig großes Drehmoment übertragen wird, überwindet der auf das Kupplungsglied 35 in Richtung des Pfeils C erzeugte Axialdruck die elastische Kraft der Feder 36, was ein Zurückweichen des Kupplungsglieds 35 zur Folge hat, durch das die Rutschkupplung 39 gelöst wird. Folglich kann auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen er­ sten Ausführungsform ein übertragenes Drehmoment auf Werte begrenzt werden, die kleiner als ein durch die Feder 36 voreingestellter Wert sind.

Die Antriebswelle 32 ist mit der Hinterrad-Kardanwelle 7 verbunden, die Abtriebswelle 33 mit der linken und rechten Welle 11L und 11R über ein Differentialgetriebe 40. Da ähn­ lich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein übertragenes Drehmoment auf Werte begrenzt werden kann, die kleiner als ein durch die Feder 36 voreingestellter Wert sind, kann auch bei dieser zweiten Ausführungsform eine Gewichtsminderung erreicht werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Übertragung eines Drehmoments von einer Eingangswelle (7; 32 bzw. 33) auf mindestens eine Ausgangswelle (11L, 11R; 33 bzw. 32) mittels eines mit der einen Welle (7; 32) über eine Schräg­ verzahnung (14, 15; 32a) in Eingriff stehenden Kupp­ lungsglieds (21; 35) und einer Viscosekupplung (19) zwi­ schen dem Kupplungsglied (21; 35) und der anderen Welle (11L, 11R; 33), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kupplungsglied (21; 35) und der Viscose­ kupplung (19) eine Rutschkupplung (25, 26; 39) liegt, daß kraftübertragende Reibflächen der Rutschkupplung (25, 26; 39) durch die Kraft einer Feder (27; 36) im Sinne einer Vorspannung in Druckkontakt stehen und daß die Schrägverzahnung (14, 15; 32a) das Kupplungs­ glied (21; 35) gegen die Kraft der Feder (27; 36) im Sinne eines Lösens der Rutschkupplung (25, 26; 39) ver­ schiebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (25, 26; 39) ineinandergreifende Reibscheiben (25; 26) aufweist, von denen die einen (26) radial außen mit einem axialen Ansatz (24) an einem Ge­ häuse (16; 37) der Viscosekupplung (19) und von denen die anderen radial innen mit einem axialen Ansatz (23) an dem Kupplungsglied (21; 35) in Eingriff stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Viscosekupplung (19), die Rutschkupplung (25, 26; 39) und das Kupplungsglied (21; 35) von einem ihnen gemeinsamen Lagergehäuse (12; 31) für die beiden Wellen (7, 11L, 11R; 32, 33) umschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (27) an einem auf einem radial inneren axialen Ansatz des Gehäuses (16) der Viscosekupplung (19) sitzenden, an einer Wand des Lagergehäuses (12) über ein Lager (20) abgestützten Lagerteil abgestützt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (36) an einer Wand des Lagergehäuses (31) abgestützt ist.