DE3800045A1 - Kraftuebertragungseinrichtung fuer ein vierrad-getriebenes fahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftüber­ tragungseinrichtung für ein vierrad-getriebenes Fahrzeug, insbesondere für den Antrieb der Vorder- und Hinterräder eines allrad-getriebenen Fahrzeugs, wobei eine Drehzahl­ differenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern vermittelt werden soll.

Eine Kraftübertragungseinrichtung, die Kraft von einer Maschine zum Antrieb der Vorderräder oder der Hinterräder eines Fahrzeugs über eine hydraulische Kupplung überträgt, ist in der JP-OS 60-2 52 026 beschrieben.

Bei dieser Einrichtung ist zwischen einer ersten Drehwelle zur Übertragung der Antriebskraft auf die Vorderräder und einer zweiten Drehwelle zur Übertragung der Antriebskraft auf die Hinterräder eine Ölpumpe angeordnet, die durch eine Drehzahldifferenz der beiden Drehwellen betrieben wird, und es ist eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, die von dem Öldruck dieser Ölpumpe so betätigt wird, daß wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der ersten Drehwelle und der zweiten Drehwelle herrscht, die Ölpumpe einen Abgabe­ druck entsprechend dieser Differenz erzeugt, wodurch die Kupplungseinrichtung betätigt wird, um auf die zweite Dreh­ welle automatisch ein Drehmoment zu übertragen.

Eine solche Kraftübertragungseinrichtung, die zwischen den ersten und zweiten Drehwellen eingesetzt ist, hat einen relativ komplizierten Aufbau. Der Platz zu ihrer Unterbrin­ gung ist im allgemeinen beschränkt, woraus das Problem er­ wächst, daß bezüglich der Anbringung eines solchen Getriebes nicht viel Wahlfreiheit besteht. Außerdem steht die Druck­ kammer einer Kolben/Zylinder-Anordnung, die die Kupplungs­ einrichtung betätigt, mit der Ansaugseite der Ölpumpe über Öffnungen in Verbindung, durch die der Innendruck in der Druckkammer beeinflußt wird, steht aber auch mit einem zur Atmosphäre offenen Kreis in Verbindung, sodaß ein getrennter Öltank benötigt wird und die Einrichtung insgesamt groß wird. Auch ist ein spezieller Ölkanal zwischen der Ölpumpe und dem Öltank erforderlich, woraus das Problem erwächst, daß die Einrichtung im Aufbau kompliziert und in der Her­ stellung teuer ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftüber­ tragungseinrichtung für ein vierrad-getriebenes Fahrzeug anzugeben, dessen Wellenkonstruktion einfach ist und in einer gewünschten Position in einem Kraftübertragungssystem zur Übertragung von Antriebskraft zu den Vorderrädern oder den Hinterrädern eines Fahrzeugs eingebaut werden kann, um dadurch jenes Maß an Wahlfreiheit für den Anbringungsort des Getriebes zu ermöglichen, das im allgemeinen gewünscht wird, und daß das geschlossene System eines geschlossenen Arbeitsfluidkreises von einer Fluidpumpe zur Betätigung der Kupplungseinrichtung verwendet, keinen speziellen Öltank benötigt und im Aufbau einfach und klein ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Er­ findung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Kraftübertragungseinrichtung nach der Erfindung enthält im Gehäuse die Fluiddruckpumpe, einen Kolben und eine Gleit­ kupplung und schließt das Arbeitsfluid in denselben ein. Es kann in einer gewünschten Position zwischen der Eingangs­ welle und der Ausgangswelle im Kraftübertragungssystem zum Antrieb der Vorderräder oder der Hinterräder bei einem vier­ rad-getriebenen Fahrzeug eingebaut werden. Die Welle und das zylindrische Gehäuse sind zwischen die Eingangswelle und die radseitige Ausgangswelle eingesetzt, sodaß wenn eine Drehzahldifferenz dazwischen erzeugt wird, die Fluid­ druckpumpe derart wirkt, daß auf die Radseitenausgangswelle ein Drehmoment entsprechend der Drehzahldifferenz übertragen wird.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich durch folgende Merkmale:

• 1. Das zylindrische Gehäuse ist mit einer Trennwand ver­ sehen, die sich zwischen der Fluiddruckpumpe und der Gleitkupplung befindet, sodaß der Kolben sich zwischen der Kupplung und der Trennwand befindet, um dadurch einen Druckraum für den Kolben, der mit der Auslaßseite der Fluiddruckpumpe durch die Trennwand in Verbindung steht, von einem Kupplungsbetätigungsraum abzutrennen.
• 2. Eine Öffnung zur Beeinflussung des Drucks in dem Druck­ raum ist zwischen dem Druckraum und dem Kupplungsbe­ tätigungsraum angeordnet, und eine Rückführleitung für das Arbeitsfluid ist zwischen dem Kupplungsbetätigungs­ raum und der Fluiddruckpumpe angeordnet.
• 3. Die Öffnung ist mit einem Ventilkörper zum Beeinflussen des offenen Querschnitts der Öffnung versehen, welcher Ventilkörper eine Steuereinrichtung darstellt, die von außen beeinflußbar ist.
• 4. Die Trennwand ist mit einem zylindrischen Element ver­ sehen, das einen Innenzylinder und einen Außenzylinder aufweist, der Kolben ist axial beweglich in dem zylin­ drischen Element aufgenommen, um den Druckraum für den Kolben zu bilden, die Öffnung für die Beeinflussung des Drucks in dem Druckraum ist zwischen dem Druckraum und dem Kupplungsbetätigungsraum vorgesehen, und eine äußere Rückführleitung, die mit der Ansaugseite der Fluiddruck­ pumpe in Verbindung ist, ist zwischen dem Außenzylinder und dem zylindrischen Gehäuse vorgesehen.
• 5. In der Trennwand ist eine Öffnung vorgesehen, durch die der Druckraum für den Kolben mit der Ansaugseite der Fluiddruckpumpe in Verbindung steht, und zwischen dem Innenzylinder und der Welle ist eine innere Rückführ­ leitung vorgesehen, durch die die Öffnung mit dem Kupp­ lungsbetätigungsraum in Verbindung steht.
• 6. Ein Ventilkörper, der einen Steuerabschnitt aufweist und der Öffnung gegenübersteht, ist in bezug auf die Trenn­ wand einstellbar gehalten, um sich gegen die Öffnung und von dieser wegzubewegen, und am zylindrischen Gehäuse ist eine Betätigungsbohrung vorgesehen, durch die der Steuerabschnitt des Ventilkörpers nach außen in bezug des zylindrischen Gehäuses offen ist.
• 7. Ein Ölabstreifer ist an den Austrittseiten der Auslaßlei­ tungen an der Trennwand vorgesehen.
• 8. Die Gleitkupplung ist mit mehreren Kupplungsplatten auf der Wellenseite versehen, die mit der Welle in Eingriff bringbar sind, sowie mit mehreren Kupplungsplatten auf der Gehäuseseite, die mit dem Gehäuse in Eingriff bring­ bar sind, und die wellenseitigen Kupplungsplatten weisen Verbindungslöcher für das Arbeitsfluid auf.
• 9. Das zylindrische Gehäuse ist im Innern mit Ablaßventilen zur Einstellung des maximalen Fluiddrucks im Druckraum für den Kolben versehen.
• 10. Das zylindrische Gehäuse ist im Innern mit einem Element versehen, das integral mit dem zylindrischen Gehäuse drehbar ist, wobei das Element mit Ablaßventilen ver­ sehen ist, die den maximalen Fluiddruck in dem Druckraum für den Kolben einstellen und automatisch diesen vermin­ dern, wenn die Drehzahl der Eingangswelle steigt.
• 11. Das zylindrische Gehäuse ist im Innern mit einem Element zum Einschließen des Arbeitsfluides in fluiddichter Weise versehen, und eine Öldichtung ist zwischen dem Dichtungselement und dem wellenseitigen, die Welle ent­ haltenden Element vorgesehen.
• 12. Das Wellenelement ist mit Einspritzeinrichtungen zum Einspritzen des Arbeitsfluides in das zylindrische Ge­ häuse sowie mit einer Verschließeinrichtung zum Ver­ schließen einer Fluideinspritzleitung an der Einrich­ tung versehen.
• 13. Die Welle ist mit einem Sumpf für das Arbeitsfluid ver­ sehen, der mit der Ansaugseite der Fluiddruckpumpe in Verbindung steht.
• 14. Die Welle ist mit einem Montageflansch versehen, der mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle für die Räder in dem Kraftübertragungssystem verbunden ist, das zylin­ drische Gehäuse ist mit einem Montageflansch versehen, der mit der jeweils anderen Welle verbunden ist, die Welle enthält ein in bezug auf die Eingangs- und Ausgangs­ wellen getrenntes Element, die Welle und das zylindrische Gehäuse sind in bezug aufeinander drehbar durch Lager ab­ gestützt, und das zylindrische Gehäuse nimmt im Innern die Fluiddruckpumpe, den Kolben und die Gleitkupplung auf und bildet dadurch eine Kraftübertragungseinheit; und
• 15. das zylindrische Gehäuse ist mit einem Pumpenkörper ver­ sehen, der die Trennwand einschließt, wobei der Pumpen­ körper mit zwei Ansaugkanälen und zwei Auslaßkanälen ver­ sehen ist, die mit der Ansaugseite und der Abgabeseite der genannten Fluiddruckpumpe verbunden sind, und in dem Ansaugkanal und dem Auslaßkanal am Pumpenkörper sind von­ einander verschiedene Einwegventile in der Schließ­ richtung angeordnet.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vierradkraftübertragungseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Kraftübertragungs­ systems in einem vierrad-getriebenen Fahrzeug mit einer Kraftübertragungseinrichtung nach der Erfin­ dung;

Fig. 7 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Kupp­ lungseinrichtung, und

Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung entsprechend Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dar­ gestellt, die an einem vierrad-getriebenen Fahrzeug ange­ wendet ist, das gemäß Fig. 6 eine Brennkraftmaschine E im vorderen Teil des Fahrzeugs zum Antreiben der Vorderräder FW aufweist und eine Kraftübertragungseinrichtung zu den Hinterrädern RW über eine Eingangswelle 1 und eine Ausgangs­ welle 2 aufweist.

Zunächst soll Fig. 6 erläutert werden. Ein Untersetzungs­ getriebe TM ist an der Querseite der Maschine E angebracht, und ein Ausgangszahnrad 3 des Untersetzungsgetriebes TM kämmt in einem Ringrad 4 eines Vorderrad-Differentialge­ triebes FD, über das die Vorderräder FW angetrieben werden.

Das Ringrad 4 steht über ein Zwischenzahnrad 5 mit einem Zahnrad 7 in Eingriff, das am einen Ende einer Zwischen­ welle 6 befestigt ist. Am anderen Ende der Zwischenwelle 6 ist ein Kegelrad 8 befestigt, das mit einem Kegelrad 9 kämmt, das am einen Ende der Eingangswelle 1 befestigt ist.

Die radseitige Ausgangswelle 2 in Fig. 6 trägt an ihrem freien Ende ein Kegelrad 10, das in einem kegeligen Ringrad 11 eines Hinterrad-Differentialgetriebes RD für den Antrieb der Hinterräder RW kämmt.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung befindet sich die erfindungsgemäße Kraftübertragungsein­ richtung A zwischen der Eingangswelle 1 und der radseitigen Ausgangswelle 2, die über die Kegelräder 10 und 11 mit dem Hinterradifferentialgetriebe RD in Eingriff ist.

Es sei erwähnt, daß die Eingangswelle 1 und die radseitige Ausgangswelle 2 im Rahmen der durch die Fahrzeugkonstruktion gegebenen Möglichkeiten beliebige Längen haben können, sodaß die Kraftübertragungseinrichtung A hinsichtlich ihrer Lage längs des Fahrzeugs relativ frei ist. Beispielsweise kann die Eingangswelle 1 kurz gemacht werden, sodaß sich die Kraftübertragungseinrichtung A nahe dem Vorderraddif­ ferentialgetriebe FD befindet.

Die Kraftübertragungseinrichtung A nach der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert. Sie um­ faßt eine Welle 21, ein zylindrisches Gehäuse 22, das die Welle 21 umgibt und diese drehbar mittels Lagern 23 und 24 lagert, eine Fluiddruckpumpe 25, die durch Rotation der Welle 21 gegenüber dem zylindrischen Gehäuse 22 betrieben wird, einen Kolben 26, der durch den Abgabedruck der Pumpe 25 betätigt wird, und eine Gleitkupplungseinrichtung 27, um die Welle 21 mit dem zylindrischen Gehäuse 22 durch Bewegung des Kolbens 25 in Eingriff zu bringen. In Fig. 1 ist die Welle 21 mit der Eingangswelle 1 über ein Kreuzgelenk 12 verbunden, und das zylindrische Gehäuse 22 ist mit der Ausgangswelle 2 über ein Verbindungselement 13 verbunden, das später noch erläutert wird.

Das zylindrische Gehäuse 22 ist an der Vorderseite mit einem Vorderelement 28 versehen, das den vorderen Abschnitt der Welle 21 über das Lager 23 lagert, und an seinem hinteren Ende mit einem hinteren Element 29 versehen, das den hinteren Abschnitt der Welle 21 mittels des Lagers 24 lagert, wobei das hintere Element 29 mit einem Montageflansch 30 versehen ist, der eine Auswuchtabgleichbohrung 30 a aufweist und mit der Ausgangswelle 2 über das Verbindungselement 13 verbunden ist, das seinerseits mit der Ausgangswelle 2 über eine Nut­ keilverbindung verbunden ist.

Eine Öldichtung 31 ist zwischen das vordere Element 28 und die Welle 21 eingesetzt, sodaß das zylindrische Gehäuse 22, das vordere Element 28 und das hintere Element 29 einen ab­ geschlossenen Raum begrenzen, wodurch das Arbeitsfluid in dem Gehäuse 22 auf fluiddichte Weise eingeschlossen wird.

Die Welle 21 ist an ihrer Vorderseite mit einem Montage­ flansch 33 versehen, der mit dem Kreuzgelenk 12 verbunden ist. Die Welle 21 weist an ihrem Umfang in einem Zwischen­ abschnitt Keilnuten 21 a auf und ist mit einer Axialbohrung 21 b versehen, die als Sumpf für das Arbeitsfluid dient. Diese Bohrung 21 b erstreckt sich über die gesamte axiale Länge der Welle 21 und treibt ihre Arbeitsfluidladung in das zylindrische Gehäuse 22 aus. Die Bohrung ist an ihren vorderen und hinteren Abschnitten mit Öffnungen 21 c im Um­ fang der Welle 21 versehen. Die Bohrung 21 b ist am hinteren Ende hinter dem Lager 21 offen und trägt am vorderen Ende einen Stopfen 34, der zum Einfüllen von Arbeitsfluid in das Gehäuse 22 abgenommen werden kann.

Auf der Seite des hinteren Elements 29 befinden sich im zylindrischen Gehäuse 22 ein Pumpenkörper 35 und eine Trenn­ wand 38, von der ein innerer Zylinder 36 und ein äußerer Zylinder 37 vorstehen, um ein zylindrisches Element zu bilden, der Kolben 26 befindet sich zwischen dem inneren Zylinder 36 und dem äußeren Zylinder 37, die Gleitkupplungs­ einrichtung 27 ist vor dem Kolben 26 angeordnet, zwischen dem Kolben 26 und der Trennwand 38 ist ein Druckraum 40 für den Kolben 26 ausgebildet, der mit der Auslaßseite der Pumpe 25 über Auslaßkanäle 5 und 56 in Verbindung steht, die in der Trennwand 38 ausgebildet sind, und eine Feder 41 zum Vorspannen der Trennwand 38 auf den Pumpenkörper 35 ist in dem Druckraum 40 angeordnet. Außerdem sind der Pumpenkörper 35 und die Trennwand 38 mit dem hinteren Element 29 über einen Stift 42 verbunden, der in den Fig. 2, 3 und 5 dar­ gestellt ist, wodurch sie an einer Drehung gegenüber dem zylindrischen Gehäuse 22 gehindert ist. Der Pumpenkörper 35 und die Trennwand 38 mit dem zylindrischen Element drehen daher integral mit dem Gehäuse 22.

Die Fluiddruckpumpe 25 ist vom Trochoidtyp und ein Außen­ zahnrad 43 derselben ist, wie Fig. 2 zeigt, durch eine Viel­ keilverbindung 21 a an der Welle 21 angebracht, während ein Innenzahnrad 44 drehbar in den Pumpenkörper 35 exzentrisch zur Achse der Welle 21 eingepaßt ist.

An der linken Seite des hinteren Elements 29 sind, wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien eingezeichnet, Verbindungs­ kanäle 47 und 48 vorgesehen, die mit Ansaugkanälen 45 und 46 für die Pumpe und die Abgabeseite derselben verbunden und die zu Ablaßbohrungen führen, die später erläutert werden. An der rechten Seite der Trennwand 38 sind, wie mit gestrichelter Linie in Fig. 3 gezeichnet, Ablaßkanäle 49 und 50 vorgesehen. Der Pumpenkörper 35 ist mit Ansaugkanälen 51 und 52 versehen, durch die äußere Rückführleitungen für das Arbeitsfluid, die weiter unten erläutert werden, mit den Ansaugkanälen 45 bzw. 46 in Verbindung stehen. Rück­ schlagventile 53 und 54 voneinander verschiedener Wirkungs­ richtung sind in den Ansaugleitungen 51 und 52 angeordnet. Die Trennwand 38 ist mit Auslaßleitungen 55 und 56 versehen, durch die der Druckraum 40 mit dem Auslaßkanal 49 und 50 in Verbindung steht, wobei die Auslaßleitungen 55 und 56 mit Rückschlagventilen 57 und 58 voneinander verschiedener Wir­ kungsrichtung versehen sind, sodaß wenn die Pumpe 25 in normaler oder Rückwärtsrichtung arbeitet, das Arbeitsfluid stets in den Druckraum 40 abgegeben wird. Weiterhin ist ein flacher Ölabstreifer 59 auf der Druckraumseite der Trennwand 38 angeordnet, und von der Feder 41 gehalten, und das Rück­ schlagventil 57 wird von dem Ölabstreifer 59 daran gehindert, aus dem Druckraum 40 zu entweichen.

Der Pumpenkörper 35 ist, wie Fig. 5 zeigt, mit Ablaßboh­ rungen versehen, die an den einen Enden zu Verbindungs­ kanälen 47 und 48 offen sind und an den anderen Enden zu äußeren Rückführkanälen offen sind. Die Ablaßbohrungen ent­ halten Ablaßventile 60 und 61 zur Vorgabe des maximalen Fluiddrucks im Druckraum 40.

Die Gleitkupplungseinrichtung 27 enthält mehrere Kupplungs­ platten 62 auf der Wellenseite, die mit den Nutkeilen 21 a der Welle 21 drehfest verbunden sind, und mehrere Kupplungs­ platten 63 auf der Gehäuseseite, die mit Ausschnitten 28 a gekuppelt sind, die am inneren Umfang des vorderen Elements 28 ausgebildet sind. Die Kupplungsplatten 62 und 63 sind alternierend angeordnet. Weiterhin sind die wellenseitigen Kupplungsplatten 62 an den radial inneren Abschnitten mit mehreren Fluidverbindungsbohrungen 64 versehen, wie in den Fig. 4 und 6 gezeigt.

Die Trennwand 38 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, mit einer Öffnung 65 versehen, die an einem Ende mit dem Druckraum 40 in Verbindung steht und am anderen Ende mit einer inneren Rückführleitung 69, die später noch beschrieben wird, um den Druck in dem Druckraum 40 zu beeinflussen. Radial außer­ halb und in Ausrichtung mit der Öffnung 65 ist eine Gewinde­ bohrung vorgesehen, und ein Nadelventilkörper 66, der einen Steuerabschnitt 66 a aufweist, ist in die Gewindebohrung ein­ geschraubt und kann gegen die Öffnung 65 und von dieser weg bewegt werden, um den Öffnungsquerschnitt derselben zu be­ einflussen. Am zylindrischen Gehäuse 22 ist weiterhin eine Bohrung 67 vorgesehen, durch die der Steuerabschnitt 66 a des Nadelventilkörpers 66 für die Einstellung von außen zu­ gänglich ist. Ein Verschluß 68 ist in die Bohrung 67 einge­ schraubt und verhindert ein Entweichen von Arbeitsfluid aus dem Gehäuse 22 durch die Bohrung 67. Nach dem Herausschrau­ ben des Verschlusses 68 läßt sich mittels eines Schrauben­ drehers der Ventilkörper 66 von außen verdrehen.

Zwischen dem inneren Zylinder 36 an der Trennwand 38 und der Welle 21 ist ein Spalt ausgebildet, der durch die Keil­ nuten 21 a begrenzt ist, sodaß der Spalt die innere Rückführ­ leitung 69 bildet. Dementsprechend wird das Arbeitsfluid, das durch die Öffnung 65 gelangt ist, in einen Betätigungs­ raum 70 für die Kupplungseinrichtung 67 durch die innere Rückführleitung 69 und die Bohrung 21 b abgegeben und fließt dann durch die Verbindungsbohrungen 64 an den wellenseitigen Kupplungsplatten 62 radial in bezug auf alle Kupplungsplat­ ten 62 und 63 durch die Zentrifugalkraft nach außen und schmiert und kühlt die Kupplungsplatten dadurch.

Zwischen dem äußeren Umfang des vorderen Elements 28 und dem inneren Umfang des zylindrischen Gehäuses 22 ist ein Spalt 71 ausgebildet, der mit den Ausschnitten 38 a in Ver­ bindung steht, wie in Fig. 4 gezeigt, und zwischen den äußeren Umfängen der Trennwand 38 und des äußeren Zylinders 37 und dem inneren Umfang des zylindrischen Gehäuses 22 sind äußere Rückführleitungen 72 vorgesehen, durch die der Spalt 71 mit den Ansaugkanälen 51 und 52 in Verbindung steht, die am Pumpenkörper 35 ausgebildet sind.

Dementsprechend strömt das Arbeitsfluid, das die Kupplungs­ platten 62 und 63 geschmiert und gekühlt hat und radial nach außen geströmt ist, durch den Spalt 71, durch die äußere Rückführleitung 72 und die Ansaugkanäle 51 oder 52 und wird vom Einwegventil 53 oder 54 im Ansaugkanal 45 oder 46 zugeführt. Ein Teil des von der Pumpe 25 abgegebenen Arbeitsfluids zirkuliert daher im Gehäuse 22 durch die Öffnung 65, die innere Rückführleitung 69, den Kupplungs­ betätigungsraum 70, den Spalt 71 und die äußeren Rückführ­ leitungen 72.

Da in diesem Falle die Saugkanäle 51 und 52 mit den äußeren Rückführleitungen 72 in Verbindung stehen und das Arbeits­ fluid von der Außenseite ansaugen, besteht weniger die Gefahr, daß Luft angesaugt wird, selbst wenn das Fluid mit Luft durchmischt ist, wodurch der Pumpenwirkungsgrad ver­ bessert wird. Die Bohrung 21 b in der Welle 21 stellt auch eine ausreichende Menge an Arbeitsfluid sicher.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 73 ein Gehäuse für ein Hinterrad-Differentialgetriebe RD, das die Ausgangs­ welle trägt und 74 bezeichnet das Lager dafür.

Es wird nun die Betriebsweise der Kraftübertragungseinrich­ tung A nach der Erfindung erläutert.

Wenn die Eingangswelle 1 und die radseitige Ausgangswelle 2 mit gleicher Drehzahl rotieren, dann rotieren die Welle 21 und das zylindrische Gehäuse 22 nicht relativ zueinander. Dementsprechend wird die Fluiddruckpumpe 25 nicht angetrie­ ben, und die Kupplungseinrichtung 27 ist gelöst, sodaß kein Drehmoment von der Eingangswelle 1 auf die radseitige Aus­ gangswelle 2 übertragen wird.

Wenn nun eine Drehzahldifferenz zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 auftritt, weil die Vorderräder FW durchrutschen, dann wird die Pumpe 25 entsprechend dieser Drehzahldifferenz angetrieben.

Der Abgabedruck der Pumpe 25 steigt entsprechend der Dreh­ zahldifferenz an, sodaß wenn der Abgabedruck ansteigt, um den Innendruck des Druckraums 40 anzuheben, der Kolben 26 gegen die Kupplungsplatten 62 und 63 drückt und dadurch die Eingriffskraft beim Gleiten steigert, wodurch Drehmoment von der Eingangswelle 1 über die Welle 21 auf das Gehäuse 22 und die Ausgangswelle 2 über die Kupplungsplatten 62 und 63 übertragen wird.

Als Folge davon nimmt die Drehzahl der Ausgangswelle 2 bis zu jener der Eingangswelle 1 zu, wodurch ein Schlupf der Vorderräder FW vermindert oder beseitigt wird.

Wenn der Schlupf der Vorderräder FW abnimmt, dann wird auch die Drehzahl der Welle 21 gegenüber dem Gehäuse 22 vermin­ dert, wodurch der Abgabedruck der Pumpe 25 abnimmt und auch das übertragene Drehmoment kleiner wird.

Da bei der oben beschriebenen Konstruktion das zylindrische Gehäuse 22 etwa vollständig mit Arbeitsfluid gefüllt ist, wird, selbst wenn der im Druckraum 40 erzeugte Zentrifugal­ fluiddruck groß wird, der dazu über den Kolben 26 benach­ barte Kupplungsbetätigungsraum 70 ebenfalls mit Arbeits­ fluid gefüllt, und der Zentrifugalfluiddruck wird darin ebenfalls erzeugt, wodurch der in dem Druckraum 40 erzeugte Zentrifugalfluiddruck gegenüber jenem im Kupplungsbetäti­ gungsraum 70 versetzt ist. Selbst wenn die Eingangsdrehzahl steigt, besteht daher keine Gefahr, daß der Kolben 26 schlecht arbeitet und die Kupplungseinrichtung 27 fehlerhaft in Eingriff bringt.

Weiterhin ist anzumerken, daß die Kupplungsplatten 62 und 63 durch das umlaufende Arbeitsfluid stets umspült und ge­ kühlt werden und daher an einer Überhitzung und vorzeitigen Abnutzung gehindert werden.

Speziell fließt das Arbeitsfluid nahezu gleichmäßig im Kupplungsbetätigungsraum 70 durch die Verbindungsbohrungen 64 und die wellenseitigen Kupplungsplatten 62, sodaß die Schmierung und Kühlung der Kupplungseinrichtung 27 sicherge­ stellt sind. Da breite Kanäle für das zirkulierende Arbeits­ fluid an der Kupplungseinrichtung 27 ausgebildet werden können, tritt keine Kavitation auf.

Das zylindrische Gehäuse 22 wird von den vorderen und hin­ teren Elementen 28 und 29 sowie der Öldichtung 31 fluid­ dicht gehalten, sodaß kein Arbeitsfluid nach außen austritt. Die Kraftübertragungseinrichtung nach der Erfindung ist daher so, wie sie ist, einsetzbar, mit anderen Worten, ohne daß ein zusätzliches Gehäuse oder eine eigene Abdeckung not­ wendig ist. Sie kann direkt ohne solche Maßnahmen an der Eingangswelle 1 unter erschwerten Bedingungen angebracht werden oder mit dem Hinterrad-Differentialgetriebe RD verbunden werden, d.h. sie kann an jeder gewünschten Posi­ tion im Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs angebracht werden, wo ausreichend Raum zur Verfügung steht.

In der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Welle 21 und das zylindrische Gehäuse 22 mit Montageflanschen 33 und 30 versehen, die mit der Eingangswelle 1 bzw. der radsei­ tigen Ausgangswelle 2 zu verbinden sind, und die Welle 21 und das Gehäuse 22 sind gegeneinander drehbar über Lager 23 und 24 abgestützt, um eine Einheit zu bilden, wodurch die Kraftübertragungseinrichtung nach der Erfindung sehr leicht an der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 angebracht werden kann.

Da der offene Querschnitt der Öffnung 65 mittels des Ventil­ körpers 66 einstellbar ist, kann das Übertragungsdrehmoment in bezug auf die Drehzahldifferenz gemäß einer gewünschten Charakteristik eingestellt werden. Selbst wenn Schwankungen im seitlichen Zwischenraum zwischen dem Körper 35 und dem hinteren Element 29 oder der Trennwand 38 vorhanden sind, kann daher die Kraftübertragungseinrichtung A nach der Er­ findung hinsichtlich ihrer Charakteristik in gewünschter Weise eingestellt werden, um ein stabiles Arbeiten zu erzielen.

Die Ventilsitzfläche 81 an der Ablaßbohrung 80, die das Ab­ laßventil 60 oder 61 darin enthält, ist, wie Fig. 5 zeigt, schräg ausgeführt, damit jedes Ablaßventil 60 oder 61 sich unter Zentrifugalkraftwirkung in Öffnungsrichtung bewegen kann, wodurch es möglich wird, den maximalen Fluiddruck automatisch so einzustellen, daß er abnimmt, wenn die Dreh­ zahl steigt.

Selbst wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der Eingangs­ welle 1 und der Ausgangswelle 2 beim schnellen Fahren auf­ tritt, wird daher kein Drehmoment auf die Ausgangswelle 2 übertragen, was sich in einer Verminderung des Kraftstoff­ verbrauchs und in einer Verlängerung der Lebensdauer der Kupplungsplatten 62 und 63 äußert.

Es wird nun eine zweite Ausführungsform einer Kraftüber­ tragungseinrichtung nach der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert.

In Fig. 8 ist ein Endteil 91, das einen Montageflansch 90 aufweist, mittels einer Vielkeilverbindung mit dem vorderen Abschnitt einer Welle 210 verbunden und an dieser mittels einer Mutter 92 befestigt, die auf ein Gewinde aufgeschraubt ist, das am äußeren Umfang des vorderen Abschnitts der Welle ausgebildet ist. Eine Bohrung 210 b ist in der Welle 210 ausgebildet und endet blind. Das Endteil 91 kann von der Welle 210 abgenommen werden, um Arbeitsfluid in das Gehäuse 22 einfüllen zu können, und eine Öldichtung 310 ist zwischen dem Endteil 91 und dem vorderen Element 28 ange­ ordnet, um das Arbeitsfluid im Gehäuse 22 in fluiddichter Weise einzuschließen. Im übrigen sind die anderen Elemente in Fig. 8 vergleichbar jenen bei der ersten Ausführungsform.

Alternativ kann bei den Ausführungsformen die Welle 21 zusammen mit der Ausgangswelle 2 arbeiten, während das zylindrische Gehäuse 22 mit der Eingangswelle 1 zusammen­ wirkt. Auch können die Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 Kraft zu den Vorderrädern übertragen.

Alternativ kann die Kupplungseinrichtung 27 zwischen der Fluiddruckpumpe 25 und dem Kolben 26 angeordnet sein, und der Kolben 26 und die Kupplung 27 können radial von der Welle 21 angeordnet sein.

Auch kann als Fluiddruckpumpe 25 alternativ eine Flügel­ pumpe oder eine Kolbenpumpe anstelle der Zahnradpumpe ver­ wendet werden, und die Kupplungseinrichtung 27 kann konische Kupplungselemente anstelle der Vielzahl von Kupplungsplatten enthalten.

Darüber hinaus kann der Kolben 26 auch ein Kolben mit elasti­ schem Film sein, er muß nicht unbedingt ein hartes Bauteil sein.

Claims (16)

1. Vierrad-Kraftübertragungseinrichtung in einem Kraftüber­ tragungssystem zum Antrieb der Vorderräder oder Hinter­ räder eines vierrad-getriebenen Fahrzeugs, die dazu geeig­ net ist, Kraft auf die Räder mit einer Drehzahldifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern zu über­ tragen, wobei die Kraftübertragungseinrichtung enthält: eine Welle (21), ein zylindrisches Gehäuse (22), das relativ zu der Welle (21) drehbar ist, eine Fluiddruckpumpe (25), die durch die Relativdrehung zwischen der Welle (21) und dem zylindrischen Gehäuse (22) angetrieben wird, einen Kolben (26), der durch den Abgabedruck der Pumpe (25) betätigt wird, und eine Gleitkupplungseinrichtung (27), die die Welle (21) mit der Gleitkupplungseinrichtung (27) durch Betätigung des Kolbens (26) in Eingriff bringt, wobei die Fluiddruckpumpe (25), der Kolben (26) und die Gleitkupp­ lungseinrichtung (27) in dem Gehäuse (22) angeordnet sind, das mit einer Dichtungseinrichtung (31) zum Einschließen eines Arbeitsfluides in fluiddichter Weise in dem Gehäuse (21) versehen ist, wobei die Welle (21) und das zylindrische Gehäuse (22) zwischen der Eingangswelle (1) und der rad­ seitigen Ausgangswelle (2) in dem Kraftübertragungssystem angeordnet sind und die Welle (21) in Zusammenwirkung mit der Eingangswelle (1) oder der Ausgangswelle (2) arbeitet und das zylindrische Gehäuse (22) in Zusammenwirkung mit der anderen der beiden Wellen arbeitet.

2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einer Trennwand (38) versehen ist, die zwischen der Fluiddruck­ pumpe (25) und der Gleitkupplungseinrichtung (27) angeordnet ist, sodaß ein Kolben (26) zwischen der Gleitkupplungsein­ richtung (27) und der Trennwand (38) angeordnet ist, um dadurch einen Druckraum (40) für den Kolben (26), der mit der Abgabeseite der Fluiddruckpumpe (25) über die Trennwand (38) in Verbindung steht, von einem Kupplungsbetätigungsraum (70) der Gleitkupplung (27) zu trennen.

3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (65) zur Beeinflussung des Drucks in dem Druckraum (40) für den Kolben (26) zwischen dem Druckraum (40) für den Kolben (26) und dem Kupplungsbe­ tätigungsraum (70) angeordnet ist, und daß eine Rückführ­ leitung für das Arbeitsfluid zwischen dem Kupplungsbetäti­ gungsraum (70) und der Fluiddruckpumpe (25) vorgesehen ist.

4. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnung (65) ein Ventilkörper (66) zugeordnet ist, um den Öffnungsquerschnitt der Öffnung (65) zu beeinflussen, wobei der Ventilkörper (66) mit einer Steuereinrichtung (66 a) versehen ist, die von außen steuer­ bar ist.

5. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand (38) mit einem zylindrischen Element versehen ist, das einen Innenzylinder (36) und einen Außenzylinder (37) aufweist, wobei das zylindrische Element einen Kolben (26) aufnimmt, der relativ dazu axial beweglich ist, um den Druckraum (40) für den Kolben (26) auszubilden, wobei die Öffnung (65) zur Beeinflussung des Drucks in dem Druckraum (40) zwischen dem Druckraum (40 und dem Kupplungsbetätigungsraum (70) vorgesehen ist, und daß äußere Rückführkanäle (72), die mit der Ansaugseite der Fluiddruckpumpe (25) in Verbindung stehen, zwischen dem Außenzylinder (37) und dem zylindrischen Gehäuse (22) vorge­ sehen sind.

6. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (38) mit einer Öffnung (65) versehen ist, durch die der Druckraum (40) für den Kolben (26) mit der Ansaugseite der Fluiddruckpumpe (25) in Verbindung ist, und daß zwischen dem Innenzylinder (36) und der Welle (21) ein innerer Rückführkanal (69) ausgebildet ist, durch den die Öffnung (65) mit dem Kupplungsbetäti­ gungsraum (70) in Verbindung steht.

7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (38) einen Ventilkörper (66) trägt, der einen Steuerabschnitt (66 a) aufweist und der Öffnung (65) gegenübersteht und dieser gegenüber vor und zurück einstellbar ist, und daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einer Zugangsbohrung (67) versehen ist, die den Steuerabschnitt (66 a) des Ventilkörpers (66) für den Ein­ griff von außerhalb des Gehäuses (22) freilegt.

8. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölabstreifer (59) an den Ausgangs­ seiten von Auslaßkanälen (5, 56) vorgesehen ist, die in der Trennwand (38) ausgebildet sind.

9. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkupplungseinrichtung (27) mit mehreren Kupplungsplatten (62) auf seiten der Welle (21) versehen ist, die mit der Welle (21) in Eingriff sind, sowie mehrere Kupplungsplatten (63) auf der Gehäuseseite enthält, die mit dem zylindrischen Gehäuse (22) in Eingriff sind, und daß die wellenseitigen Kupplungsplatten (62) mit Verbindungsbohrungen (64) für das Arbeitsfluid versehen sind.

10. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit Ablaß­ ventilen versehen ist, um den Maximaldruck in dem Druckraum (40) für den Kolben (26) einzustellen.

11. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einem Element (35) darin versehen ist, das integral mit ihm rotiert, wobei das Element (35) mit Ablaßventilen (60, 61) versehen ist, die den maximalen Fluiddruck in dem Druck­ raum (40) für den Kolben (26) vorgeben und automatisch den Maximaldruck absenken, wenn die Drehzahl der Eingangswelle (21) steigt.

12. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einem Element (28) zum Einschließen des Arbeitsfluides in dem Gehäuse (22) in fluiddichter Weise versehen ist, und daß eine Öldichtung (31) zwischen dem Element (28) und dem wellenseitigen Element, das die Welle (21) enthält, ange­ ordnet ist.

13. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) mit einer Einfülleinrich­ tung zum Einfüllen von Arbeitsfluid in das zylindrische Gehäuse (22) und mit einer Verschließeinrichtung (34) zum Verschließen einer Fluideinfülleitung (21 b) an der Einfüll­ einrichtung versehen ist.

14. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) mit einem Sumpf (21 b) für das Arbeitsfluid versehen ist, der mit der Ansaugseite der Fluiddruckpumpe 25 in Verbindung ist.

15. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) mit einem Montageflansch (33) versehen ist, der mit der Eingangswelle (1) oder der radseitigen Ausgangswelle (2) des Kraftübertragungssystems verbunden ist, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einem Montageflansch (30) versehen ist, der mit der anderen der beiden vorgenannten Wellen verbunden ist, daß die Welle (21) ein getrenntes Element in bezug auf die Eingangswelle (1) und die radseitige Ausgangswelle (2) ist, daß die Welle (21) und das zylindrische Gehäuse (22) gegeneinander durch Lager (23) drehbar sind, und daß das zylindrische Gehäuse (22) im Innern eine Fluiddruckpumpe (25), einen Kolben (26) und eine Gleitkupplungseinrichtung (27) aufweist und dadurch eine Kraftübertragungseinheit bildet.

16. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (22) mit einem Pumpenkörper (35) versehen ist, der die Trennwand (38) bildet, und daß der Pumpenkörper (35) mit einem Paar Saug­ kanälen (51, 52) und einem Paar Abgabekanälen (55, 56) ver­ sehen ist, die mit der Ansaugseite und der Abgabeseite der Fluiddruckpumpe (25) verbunden sind, und daß die Saug­ kanäle (51, 52) und die Abgabekanäle (55, 56) mit Einweg­ ventilen (53, 54; 57, 58) voneinander unterschiedlicher Wir­ kungsrichtungen versehen sind.