Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
COOLANT CONTROL FOR A POWER DIVIDER WITH A MULTI-DISK CLUTCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/090790
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power divider for motor vehicles, whose housing (1) has a primary shaft (2), a secondary shaft (3) and a cooled multi-disk clutch (4), wherein the multi-disk clutch (4) has an inner clutch disk carrier (24) rotationally fixed to the primary shaft (2), an outer clutch disk carrier (20) and an axially displaceable pressure plate (35), wherein the primary shaft (2) has an oil duct (8). In order to ensure sufficient supply of cooling oil for continuous slip operation without causing increased losses in the remaining operating states, the inner clutch disk carrier (24) is fixedly mounted on the primary shaft (2) and has at least one oil supply port (30) that is fed by the oil duct (8). A packing (36) movably connected to the pressure plate (35) is provided with through holes (37) which are can be made to overlap with the oil supply ports (30) of the inner clutch disk carrier (24).

More Like This:
JP2002323064FRICTION CLUTCH
WO/2014/177145DISC FOR A FRICTION CLUTCH
JPS60252824CLUTCH FACING
Inventors:
KASSLER HELMUT (AT)
SCHMIDL DIETER (AT)
Application Number:
PCT/AT2002/000119
Publication Date:
November 14, 2002
Filing Date:
April 22, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
STEYR POWERTRAIN AG & CO KG (AT)
KASSLER HELMUT (AT)
SCHMIDL DIETER (AT)
International Classes:
F16D13/64; F16D13/72; F16D48/02; (IPC1-7): F16D25/12; B60K17/344; F16D25/0638
Foreign References:
US5704444A1998-01-06
US3823802A1974-07-16
EP0450673A11991-10-09
US5791447A1998-08-11
US4827784A1989-05-09
DE4113166A11991-10-31
US3834503A1974-09-10
Attorney, Agent or Firm:
Kovac, Werner (Patentabteilung Magna-Strasse 1, Oberwaltersdorf, AT)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, dessen Gehäuse (1) eine Pri märwelle (2), eine Sekundärwelle (3) und eine gekühlte Lamellenkupp lung (4) zur Regelung des auf die Sekundärwelle (3) übertragenen Dreh momentes enthält, wobei die Lamellenkupplung (4) einen mit der Primär welle (2) drehfest verbundenen Ilmenlamellenträger (24), einen mit der Sekundärwelle (3) antriebsverbundenen Aussenlamellenträger (20) und eine achsial verschiebbare Andruckplatte (35) aufweist, die auf Innenund Aussenlamellen (21,25) wirkt, und wobei die Primärwelle (2) einen Ölka nal (8) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (24 ; 54) fest auf der Primärwelle (2) sitzt und mindestens eine im wesentlichen radiale Ölzufulubohrung (30 ; 58) aufweist, die vom Ölkanal (8) alimentiert wird, und dass mindestens ein mit der Andruckplatte (35) bewegungsge koppeltes Steuerorgan (36 ; 61) vorgesehen ist, das die mindestens eine Öl zumhrbohrung (30 ; 58) des Innenlamellenträgers (24 ; 54) in Abhängigkeit von der Stellung der Andruckplatte (35) bezüglich des Innenlamellenträ gers (24 ; 54) freigibt.
2. Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (36 ; 61) eine mit der Andruckplatte (35) bewegungsverbundene koachsiale zylindrische Manschette mit Durch trittsöfmungen (37 ; 62) ist, die mit den Ölzumhrbohrungen (30 ; 58) des In nenlamellenträgers (24 ; 54) zur Überdeckung bringbar sind.
3. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere im Wesentlichen radiale Ölzufuhrbohrungen (30 ; 58) über den Umfang verteilt sind.
4. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (36 ; 61) mit der Andruckplatte (35) fest verbunden und bezüglich des Innenlamellenträgers (24 ; 54) achsial verschiebbar ist.
5. Verteilergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (37 ; 62) mit den Ölzufuhrbohrungen (30 ; 58) schieberartig zusammenwirken.
6. Verteilergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (24 ; 54) einen mit der Primärwelle (2) verbun denen Nabenteil (28 ; 56) und einen die Innenlamellen (25) drehfest aber verschiebbar aufnehmenden Umfangsteil (40 ; 55) aufweist, und dass die Manschette (36 ; 61) mit dem Nabenteil (28 ; 56) schieberartig zusammen wirkt.
7. Verteilergetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Umfangsteil (40) und Nabenteil (28) eine kreisringförmige Kam mer (38) gebildet ist und der Umfangsteil (40) zu den Lamellen (21,25) fiiluende Schmierlöcher (41) aufweist.
8. Verteilergetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der kreisringförmigen Kammer (38) eine auf die Manschette (36) im Öff nungssinne wirkende Feder (39) vorgesehen ist.
9. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl mit der Andruckplatte (35) bewegungsgekoppelte Steueror gane (61) als in achsialer Richtung verschiebbare Steuerkolben ausgebildet sind.
Description:
KÜHLMITTELSTEUERUNG FÜR VERTEILERGETRIEBE MIT LAMELLENKUPPLUNG Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, dessen Ge- häuse eine Primärwelle, eine Sekundärwelle und eine gekühlte Lamellen- kupplung zur Regelung des auf die Selçtmdärwelle übertragenen Dreh- momentes enthält, wobei die Lamellenkupplung einen mit der Primärwelle drehfest verbundenen Imlenlamellellträger, einen mit der Sekundärwelle antriebsverbundenen Aussenlamellenträger und eine achsial verschiebbare Andruckplatte aufweist, die auf die Innen-und Aussenlamellen wirkt, und wobei die Primärwelle einen Ölkanal enthält.

Verteilergetriebe verteilen das Antriebsdrehmoment eines Kraftfährzeuges auf zwei Antriebsstränge bzw. Achsen. Es gibt Verteilergetriebe mit und ohne Geländegangstufe, mit und ohne Zentraldifferential, mit und ohne Differentialsperre, mit koachsialen oder versetzten Abtriebswellen. Als regelbar sperrbares Differential oder anstelle eines solchen kann auch eine regelbare Lamellenkupplung eingesetzt werden.

Zum Variieren des übertragenen Drehmomentes regelbare Lamellenkupp- lungen werden zum Unterschied von einfachen Schaltkupplungen für län- gere Zeit mit Schlupf betrieben. Die Abfuhr der dabei anfallenden Wärme erfordert intensive Kühlung, was einen hohen Durchsatz an Kühlöl erfor- dert. Bei ganz geöffneter oder ganz geschlossener Kupplung, entsprechend dem Betrieb mit nur einer angetriebenen Achse bzw. Allradantrieb mit

gesperrtem Differential, braucht die Kupplung aber keine Kühlung. Die Öldurchflutung verursacht dann nur erhöhte Verluste, die den Treibstoff- verbrauch erhöhen. Das tritt vor allem bei ganz geöffneter Kupplung stö- rend in Erscheinung, weil bei Kurvenfahrt oder durchdrehenden Rädern Differenzdrehzalllen zwischen den Lamellenpaketen auftreten, die zu wei- teren Verlusten durch vom Öl ausgeübte Scherkräfte innerhalb der Kupp- lung führen.

Aus der AT 387 827 B ist es zwar bei einer reinen Schaltkupplung mit achsial verschiebbarem Innenlamellenträger bekannt, diesen so an einer Druckfeder abzustützen, dass sich nach dem gänzlichen Einrücken kurz- zeitig ein Umfangsspalt auftut, der gerade einmal die während des Schalt- vorganges angefallene Wärme abführt. Für eine länger unter Schlupf arbei- tende Kupplung ist dieser Weg nicht gangbar.

Aus der US 6,206,163 A ist eine Lamellenkupplung bekannt, bei der der Einrückkolben im Aussenlamellenträger angeordnet ist und ein die Kühlöl- zufuhr steuerndes Ventil enthält, welches von dem auf den Einrückkolben wirkenden Fluiddruck gesteuert ist. Die so gesteuerte Kühlölzufuhr wird nicht von der tatsächlichen Stellung der Kupplung, sondern vom Beauf- schlagungsdrtlck gesteuert. Um dieses Manko auszugleichen, sind zusätz- liche Korrekturkanäle vorgesehen, die das Ventil aufwendig, kompliziert und schwer einstellbar machen. Ausserdem ist diese Anordnung nicht für einen Abtrieb am Aussenlamellenträger geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine für Dauerschlupf- betrieb ausreichende Kühlölversorgung sicherzustellen, ohne dafür mit erhöhten Verlusten in den anderen Betriebszuständen bestraft zu werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innenlamel- lenträger fest auf der Primärwelle sitzt und mindestens eine im wesentli- chen radiale Ölzuführbohrung aufweist, die vom Kühlölkanal alimentiert wird, und dass mindestens ein mit der Andruckplatte bewegungsgekoppel- tes Steuerorgan vorgesehen ist, das die mindestens eine Ölzufuhrbohrung des Innenlamellenträgers in Abhängigkeit von der Stellung der Andruck- platte bezüglich des Innenlamellenträgers freigibt.

So ist die Stellung des Steuerorganes für die Ölzufuhr von der Stellung der Andruckplatte bezüglich des Innenlamellenträgers abhängig. Diese Abhän- gigkeit kann ganz den Kühlerfordemissen, das heisst dem Schlupfverlauf über der Zeitachse angepasst werden, durch die Art der Bewegungskopp- lung zwischen Druckplatte und Steuerorgan. Damit ist erreichbar, dass in den beiden Extremstellungen überhaupt kein Kühlmittel fließt. Durch die Anordnung des Steuerorganes im Innenlamellenträger wird das Kühlöl den Lamellen von innen zugeführt, sodass alle Lamellen sofort ganzflächig um- spült sind. Dadurch ist es weiters möglich, Kupplungen mit Abtrieb am Aussenlamellenträger in konstruktiv vorteilhafter Weise auszuführen.

In einer bevorzugten Ausbildung ist das Steuerorgan eine mit der An- druckplatte bewegungsverbundene koachsiale zylindrische Manschette mit Durchtrittsöfmungen, die mit den Ölzuiührbohrungen des Innenlamellen- trägers zur Überdeckung bringbar sind (Anspruch 2). Die Ausbildung als koachsiale Manschette stellt die gleichmäßige Verteilung der Kühlölströ- mung über den Umfang sicher und erlaubt es, über die Lage, Verteilung und/oder Form der Durchtrittsöfmungen den Verlauf der Kühlölströmung dem tatsächlichen Wämeanfall anzupassen und über die Zeit zu modulie- ren. Damit ist nicht nur erreichbar, dass in den beiden Extremstellungen

überhaupt kein Kühlmittel fließt, sondern es kann auch die strömende Men- ge dem Schlupfzustand der Kupplung angepasst werden.

In bevorzugten Ausbildungen sind mehrere radiale Ölzufuhrbolu-ungen über den Umfang verteilt (Anspruch 3), um den Ölstrom gut auf alle La- mellen und über deren ganzen Umfang zu verteilen, und ist die Manschet- te mit der Andruckplatte fest verbunden und bezüglich des Innenlamellen- trägers achsial verschiebbar (Anspruch 4), was die denkbar einfachste Be- wegungskoppelung zwischen Andruckplatte und Manschette darstellt. Die- se Bewegungskoppelung erfüllt alle Anforderungen, wenn die Durch- trittsöffnungen mit den Ölzuf Ihrbohl-ungen schieberartig zusammenwirken (Anspruch 5). Dazu können sich die Durchtrittsöffnungen in Größe und Form von den Ölzufuhrbohrungen unterscheiden.

Der Durchmesser beziehungsweise die Anordnung der Manschette bezug- lich des Imenlamellenträgers kann verschieden gewählt werden. In einer bevorzugten Ausfülu-ungsform weist der Innenlamellenträger einen mit der Primärwelle verbundenen Nabenteil und einen die Innenlamellen drehfest aber verschiebbar aufnehmenden Umfangsteil auf, und wirkt die Manschet- te mit den Ölzufuhrbohrungen mit dem Nabenteil schieberartig zusammen (Anspruch 6). So ist die Manschette mit relativ kleinem Durchmesser gut gefi. ihrt und mit der Andruckplatte baulich zu vereinen.

In Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Um- fangsteil und Nabenteil eine kreisringförmige Kammer gebildet und der Umfangsteil weist zu den Lamellen führende Schmierlöcher auf (Anspruch 7). Die Kammer bietet den Vorteil einer guten Verteilung von Druck und Ölmenge auf die zweckentsprechend angeordnete Vielzahl von Schmier- löchern. Das wirkt sich direkt auf die Lebensdauer der Kupplung aus. Die

Kammer kann weiters raumsparend dazu verwendet werden, auch eine auf die Manschette im Öffnungssinne wirkende Feder, die Kupplungsfeder, vorzusehen (Anspruch 8).

In einer alternativen Ausbildung ist eine Anzahl mit der Andruckplatte be- wegungsgekoppelter Steuerorgane vorgesehen, die als in achsialer Rich- tung verschiebbare Steuerkolben ausgebildet sind (Anspruch 9).

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar : Fig. 1 : einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh- rungsibrin der Erfindung ; Fig. 2 : einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Aus- mhrungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist das Gehäuse eines Verteilergetriebes in dünnen Linien ange- deutet und mit 1 bezeichnet. Eine Primärwelle 2 ist mit einer nicht darge- stellten Motor-Getriebeeinheit antriebsverbunden und an ihrem anderen Ende mit einer nicht dargestellten Achse, beispielsweise einer Hinterachse.

Eine Sekundärwelle 3 ist hier beispielsweise unterhalb der Primärwelle 2 angeordnet, von ihr aus wird eine nicht dargestellte Vorderachse ange- trieben. In dem gezeigten Ausiührungsbeispiel kann der Sekundärwelle 3 ein mittels einer insgesamt mit 4 bezeichneten nasslaufenden Lamellen- kupplung regelbares Drehmoment zugeteilt werden.

Die Primärwelle 2 durchsetzt das Gehäuse 1 über dessen ganze Länge und ist beiderseits mit Dichtungen 5 und Lagern 6 versehen. Eine mit der Pri- märwelle 2 mitlaufende Ölpumpe 7 ist nur angedeutet, sie fördert aus

einem ebenfalls nur angedeuteten Sumpf9Kühlöl in einen Ölkanal 8, der zentral in der Primärwelle angeordnet ist.

Dem Einrücken der Kupplung 4 dient beispielsweise ein Betätigungshebel 10, der um einen im Gehäuse l sitzenden Zapfen 11 schwenkbar ist. Die Primärwelle 2 durchsetzt das gesamte Gehäuse 1, von ihrem hinteren Ende 12 aus wird beispielsweise eine Hinterachse angetrieben. Auf der Primär- welle 2 ist eine Hohlwelle 13 drehbar gelagert und mit einem ersten Über- tragungszalmrad 14 versehen, das mit einem zweiten ähnlichen Zahnrad 15 zusammenwirkt. Diese sind entweder miteinander kämmende Zahnräder oder mittels einer Kette oder eines Zahnriemens 16 antriebsverbunden.

Die Kupplung 4 selbst besitzt einen mit der Hohlwelle 13 drehfest verbun- denen Außenlamellenträger 20 mit darauf axial verschiebbaren Aussen- lamellen 21, wobei die Hohlwelle 13 in Lagern 22 radial und axial geführt ist. Für die axiale Führung sind auf der Primärwelle 2 Kragen 23 vorge- sehen. Weiters besitzt die Kupplung 4 einen Innenlamellenträger 24 mit Innenlamellen 25, die ebenfalls drehfest mit ihm verbunden und axial verschiebbar sind. Der Innenlamellenträger 24 besteht aus einer ungefähr achsnormalen Scheibe 27, einer drehfest mit der Primärwelle verbundenen Nabe 28 und einem Umfangsteil 40. Die Nabe 28 ist bei 29 in geeigneter Weise mit der Primärwelle 2 fest verbunden und besitzt radiale Ölzufuhr- bolmmgen 30. Die radialen Ölzufulrboluungen können in größerer Zahl gleichmäßig über den Umfang verteilt sein.

Zum Einrücken der Kupplung beziehungsweise zum Einstellen des zu übertragenden Drehmomentes dient eine Andruckplatte 35, die sich mit dem Innenlamellenträger 24 mitdreht. Die Andruckplatte 35 drückt die Lamellen 21,25 gegen einen Anschlag 26, der ebenfalls Teil des Innen-

lamellenträgers 24 ist. Die Andruckplatte 35 ist mit einer zylindrischen Manschette 36 bewegungsverbunden, hier einfach fest verbunden bzw. mit ilu einstückig.

Die Manschette 36 ist auf dem Nabenteil 28 drehfest aber axial verschieb- bar geführt und besitzt Durchtrittsöffnungen 37, die bezüglich der radialen Ölzuführ Bohrungen 30 verschiebbar sind. Diese Verschiebung kann, wie im gezeigten Ausnihrungsbeispiel in axialer Richtung erfolgen, sie kann aber auch bei anderer Ausgestaltung der Bewegungsverbindung zwischen der Andruckplatte 35 und der Manschette 36 beispielsweise in Umfangs- richtung erfolgen. Zwischen der Manschette 36 und dem Umfangsteil 40 des Innenlamellenträgers 24 ist eine kreisringförmige Kammer 38 gebildet, die auch hier eine Kupplungsfeder 39 enthält. Der Umfangsteil 40 besitzt eine Reihe von Schmierlöchern 41, deren Zahl und Anordnung so gewählt ist, dass die bestmögliche Öldurchflutung erzielt wird. Im gezeigten Aus- führungsbeispicl sind die Sclunierlöcller 41 in drei Reihen über den Um- fang verteilt.

Zur Betätigung der Andruckplatte 35 und mit ihr der Manschette 36 greift eine sicl nicht drehende Andmclcglocke 46 über ein Dmcklager 45 an der Andruckplatte 35 an. Die Andruckglocke 46 wird mittels des Betätigungs- hebels 10 in axialer Richtung verschoben, was nur angedeutet ist.

Das schieberartige Zusammenwirken der Manschette 36 mit den radialen Ölzufuhrbohrungen 30 der Nabe 28 ist durch Vergleich der oberen mit der unteren Bildhälfte der Kupplung 4 erkennbar. In der oberen Bildhälfte ist die Kupplung noch nicht ganz geschlossen, sie schlupft bei Übertragung eines hohen Drellmomentes. Die Manschette 36 befindet sich in einer Stellung, in der die Durchtrittsöffhungen 37 die Ölzuführbohrungen 30 zur

Gänze freigeben. Ein reichlicher Ölstrom ergießt sich in die Kammer 3 8 und von dort über die Schmierlöcher 41 zwischen die Kupplungslamellen 21, 25.

In der unteren Bildhälfte ist die Kupplung geöffnet, sie überträgt kein Drehmoment, die Kupplungslamellen 21,25 berühren einander nicht und brauchen daher keine Kühlung. Zur Schmierung reicht der im Inneren der Kupplung immer vorhandene Ölnebel aus. Die Manschette 36 ist hier axial so weit nach rechts verschoben, dass die Durchtrittsöffnungen 37 sich nicht mehr mit den radialen Ölzuführbohrungen 30 decken. Der Kühlölzustrom ist somit gesperrt und die Kammer 38 offen.

Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 in zweierlei Hin- sichten : durch einen anders ausgebildeten Innenlamellenträger 54 und durch eine andere Betätigung. Der Imenlamellenträger 54 besteht wieder aus einem Umfangsteil 55, einem Nabenteil 56 und einer Scheibe 57.

Letztere ist hier aber nicht an dem der Andruckplatte abgewandten Ende, sondern in der Mitte des Umfangsteiles 55 angeformt und enthält eine oder mehrere über den Umfang verteilte Ölzuführbohrungen 58. Im Umfangsteil ist eine nach einer Seite offene schlitzförmige Umfangskammer 60 ausge- bildet, in der eine zylindrische Manschette 61 mit Durchtrittsöffnungen 62 in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Umfangskammer 60 kann auch durch nicht dargestellte Führungsflächen unterbrochen sein. Wenn nötig, ist eine weitere Druckfeder 63 vorgesehen. Die Betätigung der Andruck- platte 35 erfolgt hier über einen Ringkolben 67, der auch wieder über ein Drucklager 45 auf die Andruckplatte 35 wirkt.

Die Fig. 2 stellt aber auch eine alternative Variante dar. In dieser stellt 60 eine Anzahl von am Umfang verteilten achsial gerichteten Bohrungen dar,

in denen zylindrische Kölbchen 61, gegebenenfalls gegen die Kraft von Federn 63 verschiebbar sind. Die Durchtrittsöffhungen 62 sind dann die Kölbchen 61 durchquerende Kanäle.