Die Erfindung betrifft ein Ausgleichs- und Verteilergetriebe für
ein Kraftfahrzeug, mit einer einen Sperrwert des Getriebes beeinflussenden aktiven
Sperre zur Einstellung des Sperrwertes, wobei das Getriebe einen Antriebskorb, eine
erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle aufweist. Die aktive Sperre wird
von wenigstens einem Aktuator und wenigstens einer, über den Aktuator durch
Aufbringen einer Druckkraft schaltbaren Kupplung gebildet. Die Kupplung weist mit
der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle drehfest verbundene Kupplungslamellen
auf, über deren zusammengepresste Wirkflächen die Kupplungskräfte
übertragbar sind, und wobei die Kupplung zumindest eine weitere, drehfest mit
dem Antriebskorb verbundene und in Richtung der Kupplungslamellen verschiebbare
Krafteinleitungslamelle aufweist und der Aktuator die Druckkraft auf die Krafteinleitungslamelle
aufzubringen vermag.
Derartige Getriebe werden als Ausgleichs- oder Verteilergetriebe im
Kraftfahrzeugbau als Quer- oder Längsausgleich der bei Kurvenfahrt unterschiedlichen
Drehzahlen der einzelnen Räder allgemein verwendet, um Verspannungen im Antriebsstrang
zu vermeiden. Sie dienen ferner der gezielten Antriebskraftverteilung auf einzelne
Antriebsräder. Die Drehzahlen der Antriebsräder können sich mit Hilfe
dieser Getriebe unabhängig voneinander entsprechend den unterschiedlichen Weglängen
der einzelnen Fahrspuren einstellen, wobei das Antriebsmoment idealer Weise symmetrisch
und damit giermomentenfrei auf die einzelnen Räder übertragen wird. Eine
über den Antriebskorb eingebrachte Eingangsleistung wird dabei auf in der Regel
zwei Abtriebswellen übertragen. Bei Geradeausfahrt läuft das Getriebe
im Block um und die Drehzahlen und Momente der beiden Abtriebswellen und des Antriebskorbs
sind identisch.
Übliche Anwendungen hierfür sind beispielsweise Differentialausgleichsgetriebe
zwischen Rädern derselben Achse (Querausgleich). Bei mehreren angetriebenen
Achsen, etwa beim 4-Radantrieb, werden durch diese Art der Getriebe auch die unterschiedlichen
Drehzahlen der Antriebsräder verschiedener Achsen ausgeglichen (Längsausgleich).
Darüber hinaus gewinnen Verteilergetriebe an Bedeutung, die insbesondere bei
mehreren angetriebenen Achsen die Antriebskraft in einem definierten Verhältnis
auf die anzutreibenden Achsen verteilen. Gebräuchlichste Ausführungsformen
sind Kegelraddifferentiale, Stirnraddifferentiale, insbesondere in Planetenbauweise,
oder Schneckenraddifferentiale.
Durch das Vorsehen einer Sperre wird der wesentliche Nachteil dieser
Getriebe überwunden, dass nämlich ohne eine vorgesehene Sperrwirkung bei
unterschiedlichen Kraftschlusspotentialen der angetriebenen Räder sich die
Höhe des auf die Abtriebswellen übertragbaren Drehmoments nach dem Antriebsrad
mit dem geringeren Kraftschlusspotential richtet. Bei Durchdrehen eines Antriebsrades
ist somit das auf das andere Antriebsrad übertragbare Moment äußerst
gering. Durch die Sperre kann nun erreicht werden, dass diese Ausgleichsbewegung
behindert wird und sich das Moment, das auf das Antriebsrad mit dem höheren
Kraftschlusspotential übertragbar ist, erhöht. Der Grad der Behinderung
dieser Ausgleichsbewegung ist der Sperrwert, der zwischen 0 bzw. 0% (verlustfreies,
nicht sperrendes Differentialgetriebe) und 1 bzw. 100% (starrer Durchtrieb) liegen
kann.
Heutzutage sind eine Vielzahl von Systemen mit unterschiedlichen Wirkprinzipien
und Sperrwerten bekannt. Bei modernen Getrieben der eingangs genannten Art sind
Sperren vorgesehen, deren Sperrwert elektronisch geregelt ist und die über
Aktuatoren je nach Fahrsituation sehr schnell und unabhängig von Differenzdrehzahlen
einzelner Räder jederzeit optimal eingestellt werden können.
Auch kann das Auftreten von Störmomenten, die durch den Eingriff
moderner Regelsysteme wie ABS oder ESP im Antriebsstrang hervorgerufen werden können,
unterbunden werden. Diese aktiven Sperrensysteme gewinnen auch in Bezug auf die
Fahrdynamik immer mehr an Bedeutung, da sie eine gute Möglichkeit bieten, die
Verteilung der Antriebskräfte auf die einzelnen Antriebsräder optimal
dem Fahrzustand und dem Kraftschlusspotential der einzelnen Antriebsräder anzupassen
und so die Fahrdynamik und Fahrsicherheit positiv zu beeinflussen.
Als Sperren sind Kupplungen üblich, deren Kupplungslamellen so
angeordnet sind, dass sie die Ausgleichsbewegungen behindern. Bei der Anordnung
der Kupplungslamellen unterscheidet man dabei im Wesentlichen zwei Typen. Bei der
Welle-Korb-Anordnung sind die Kupplungslamellen der einen Kupplungsseite am Antriebskorb
angeordnet, die der anderen Kupplungsseite an einer der Abtriebswellen. Bei einem
klassischen Kegelraddifferential, zum Beispiel mit einer sogenannten Lamellenviscokupplung,
bildet der Differentialkorb als Antriebskorb also einen Außenlamellenträger,
eine der Abtriebswellen hingegen den Innenlamellenträger. Bei der sogenannten
Welle-Welle-Anordnung sind hingegen die Kupplungslamellen mit den Abtriebswellen
drehfest verbunden.
Der wesentliche Unterschied zwischen der Welle-Korb- und der Welle-Welle-Anordnung
besteht darin, dass bei der Welle-Korb-Anordnung die Differenzdrehzahl zwischen
Kupplungseingangsseite und Kupplungsausgangsseite dem Betrag nach nur halb so groß
wie die Drehzahldifferenz zwischen den Abtriebswellen. Infolge
des Abzweigens des in der Kupplung übertragenen Drehmoments direkt von dem
Antriebskorb ist ferner der an den Rädern anliegende Drehmomentunterschied
bei der Welle-Korb-Anordnung nur halb so groß wie bei der Welle-Welle-Anordnung.
Daher ist bei der Welle-Korb-Anordnung zur Erzielung desselben Sperrwerts eine deutlich
höhere Kupplungskennung erforderlich. Da sich mit niedrigerer Umfangsgeschwindigkeit
auch das Regelverhalten von Kupplungen verschlechtert (Übergang zwischen Haft-
und Gleitreibung), ist eine Welle-Welle-Anordnung auch aus regelungstechnischer
Sicht wünschenswert.
Die Anwendung einer passiven, also einer nicht von außen fremdgeschalteten
Sperre, stellt keine großen Probleme dar, denn hier ist die Kupplung innerhalb
des Differentialkorbs angeordnet und es müssen keine Kräfte eines Aktuators,
beispielsweise durch den als Antriebskorb dienenden, rotierenden Differentialkorb
hindurch, auf die Kupplung geleitet werden. Bei einer aktiven Sperre ist dies hingegen
erforderlich. Es müssen Abdichtungsmaßnahmen zwischen rotierenden Teilen
vorgesehen und Vorkehrungen getroffen werden, die die Differenzdrehzahlen zwischen
verschiedenen Teilen des Aktuators, die entweder ortsfest angeordnet sein können
oder mit dem Antriebskorb oder den Abtriebswellen rotieren, ausgleichen.
Bei der Welle-Welle-Anordnung kommt hierbei erschwerend hinzu, dass
nicht nur die oben erwähnten Differenzdrehzahlen zwischen den ortsfest angeordneten
und den mit dem Antriebskorb rotierenden Teilen des Aktuators ausgeglichen werden
müssen, sondern dass zudem noch ein Drehzahlunterschied zwischen dem Antriebskorb
und den Kupplungslamellen besteht, denn die Abtriebswellen, und somit auch die daran
drehfest angeordneten Kupplungslamellen, rotieren bei Drehzahlausgleich zwischen
den Abtriebswellen nicht mit der Antriebskorbdrehzahl.
Daher wurden früher Ausgleichs- und Verteilergetriebe mit aktiver
Sperre oft im Rahmen einer Welle-Korb-Anordnung vorgesehen, da die Antriebskorbseitigen
Kupplungslamelle definitionsgemäß mit Antriebskorbdrehzahl rotieren. Bei
Welle-Welle-Anordnungen sind infolge der konstruktiv schwierigeren Situation seltener
Systeme mit aktiver Sperre verwirklicht worden. Es wäre jedoch wünschenswert,
eine aktive Sperre auch bei der Welle-Welle-Anordnung in einfacher Weise vorzusehen,
um die Vorteile einer solchen Anordnung mit denen einer aktiven Sperre effizienter
verbinden zu können.
Aus der DE 43 12 145 A1
ist ein Differential mit einer Differentialsperre gemäß einer Welle-Welle-Anordnung
bekannt, bei der durch eine sich mit Korbdrehzahl drehende Krafteinleitungslamelle
in Form einer fest über Stege mit dem Antriebskorb verbundenen Druckplatte
eine Lamellenkupplung betätigt wird. Die Stege stützen dabei das aufgebrachte
Drehmoment gegenüber dem Antriebskorb ab. Die Konstruktion des Aktuators mit
einer Betätigung der Druckplatte über die durch den Antriebskorb hindurch
ragenden Stege ist aufwendig und erfordert einen hohen Bauraum. Die Stege als Teil
des Aktuators müssen zudem so dimensioniert sein, dass aufgebrachte Kräfte
und Momente sicher abgeleitet werden können. Die Stege müssen ferner den
Antriebskorb in einer Weise durchdringen, dass der Schmierstoff behaftete Raum innerhalb
des Antriebskorbs nach außen sicher abgedichtet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausgleichs- und Verteilergetriebe
mit aktiver Sperre zu schaffen, das einen geringeren Bauraum erfordert und gegenüber
den bekannten Systemen zu einem Kostenvorteil führt. Darüber hinaus soll
ermöglicht werden, die Betätigungseinrichtung von den auftretenden Kupplungsmomenten
freizuhalten.
Ferner soll die Erfindung möglichst ein Getriebe schaffen, das
bei verbesserter Leistungsdichte Wirkungsgradnachteile bekannter Lösungen vermeiden
und Bauteile einsparen kann. Die Vorteile der Welle-Welle Lösung sollen dabei
weitgehend unter Optimierung konstruktiver Gestaltungen erhalten bleiben.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die
Krafteinleitungslamelle als Innenlamelle oder als Außenlamelle ausgeführt
ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es, einen Ausgleich
bzw. Verteilergetriebe der eingangs genannten Art vorzusehen, das nach dem Welle-Welle
Prinzip arbeitet und bei dem ein Eingriff zur Betätigung einer Reibkupplung
durch den An- triebskorb hindurch möglich ist, ohne dabei einen zusätzlichen
Drehzahlunterschied zwischen dem Antriebskorb und den an den Abtriebswellen angeordneten
Kupplungslamellen der Kupplung ausgleichen zu müssen. Hierdurch können
die beschriebenen Vorteile der Welle-Welle Anordnung genutzt werden, wobei die oben
erwähnten konstruktiven Gestaltungsschwierigkeiten umgangen werden.
Wird eine drehfest zum Antriebskorb angeordnete Kupplungslamelle als
Krafteinleitungslamelle genutzt, also dazu genutzt, die Betätigungskräfte
des Aktuators auf die Kupplung zu übertragen, so besteht zwischen dieser Krafteinleitungslamelle
und den Teilen des Aktuators, die mit Anriebskorbdrehzahl rotieren, kein Drehzahlunterschied
mehr. Der Drehzahlunterschied besteht nun ausschließlich zwischen der dem Aktuator
abgewandten Seite der Krafteinleitungslamelle und der benachbarten zu einer der
Abtriebswellen drehfest angeordneten Kupplungslamelle. Da es sich
hierbei vorzugsweise um eine ohnehin vorgesehene Reibpaarung der Kupplung handelt,
kann das übertragende Reibmoment gleichzeitig als Sperrmoment genutzt werden.
Erfindungsgemäß ist die Krafteinleitungslamelle drehfest
und vorzugsweise in Richtung der Kupplungsmittelachse axial verschieblich mit dem
Antriebskorb verbunden. Die Krafteinleitungslamelle wird üblicherweise die
in axialer Richtung gesehen äußere Kupplungslamelle sein, deren dem Aktuator
zugewandte Seite mit dem Aktuator zusammenwirkt, während die dem Aktuator abgewandte
Seite auf eine weitere, mit einer der Abtriebswellen drehfest verbundene Kupplungslamelle
wirkt.
So reicht in der Regel eine einzige, dem Aktuator zugewandte und mit
dem Antriebskorb drehfest verbundene Krafteinleitungslamelle aus. Selbstverständlich
können auch mehrere Krafteinleitungslamellen vorgesehen sein, die mit dem Antriebskorb
drehfest verbunden sind, wobei zwischen diesen Krafteinleitungslamellen dann jeweils
eine oder mehrere Kupplungslamellen vorgesehen sein können, die drehfest mit
einer der Abtriebswellen verbunden sind.
Die Sperre des Ausgleichs- bzw. Verteilergetriebes wird erfindungsgemäß
durch eine fremdgeschaltete Kupplung gebildet. Dies kann vorzugsweise eine Lamellenkupplung,
insbesondere eine Lamellenviscokupplung oder eine Kegelkupplung oder eine Konax-Kupplung
sein. Es sind bei dem erfindungsgemäßen Wirkprinzip grundsätzlich
eine Reihe von Kupplungen denkbar, die auf verschiedensten physikalischen Effekten
beruhen. Dies können neben hydraulischen bzw. hydrostatischen Kupplungen auch
elektromagnetische Kupplungen, zum Beispiel magnetische Drehfeldkupplungen oder
Induktionskupplungen, sein.
Bei einer hydrostatischen Kupplung könnte beispielsweise die
Primär- oder Sekundärseite außenseitig mit einer Reibfläche
versehen sein, die mit der drehfest an dem Antriebskorb angeordneten Kupplungslamelle
zusammenwirkt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mit
dem Antriebskorb drehfest verbundene Krafteinleitungslamelle von einem Reibelement
der Kupplung gebildet ist. Hierdurch wird der Aufbau der aktivern Sperre weiter
vereinfacht. Ferner ist ein solches Reibelement konstruktiv von vorne herein dafür
ausgelegt, mit einem anderen Reibelement der Kupplung zusammenzuwirken, so dass
sich weitere konstruktive Maßnahmen am diesem Reibelement im Wesentlichen erübrigen.
Darüber hinaus wird so eine Doppelfunktion der Krafteinleitungslamelle erreicht,
in dem diese einerseits die Drehzahldifferenz ausgleicht und andererseits wirksam
zum Sperrmoment beiträgt.
Vorteilhaft ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator
mit seinen wesentlichen Bauteilen ortsfest in einem Getriebegehäuse angeordnet
ist, beispielsweise in einem Deckel des Getriebegehäuses. Die ortsfeste Anordnung
des Aktuators hat den Vorteil, dass Zuleitungen zur Aktuator über ortsfest
angeordnete Verbindungselemente möglich sind, wodurch aufwendigere Dichtungs-
bzw. Kontaktmaßnahmen zwischen relativ beweglichen Bauteilen weitgehend vermieden
werden können. So sind lediglich Maßnahmen zum Ausgleich der Differenzdrehzahl
rotierender Antriebskorb und ortsfester Aktuator vorzusehen, wofür einfache
mechanische Maßnahmen ausreichend sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Aktuator
einen vorzugsweise hydraulisch betätigten, im Getriebegehäuse angeordneten
Kolben aufweist, der seinerseits einen gegen die Kupplung wirkenden Druckstempel
betätigt. Eine Hydraulik wird hier meist bevorzugt sein, da diese eine kompakte
und leichte Bauform ermöglicht und hohe Kräfte ermöglicht. Das Wirkmedium
kann ferner relativ problemlos dem Aktuator zugeleitet werden kann. Es sind aber
auch Aktuatoren denkbar, die elektromotorisch bzw. elektromagnetisch, pneumatisch
oder rein mechanisch arbeiten. Die jeweils zu bevorzugende Ausführungsform
wird sich nach dem individuellen Anwendungsfall richten. So ist es zum Beispiel
bei Lastkraftwagen denkbar, dass ein pneumatischer Aktuator vorzuziehen ist, da
ein Lastkraftwagen ohnehin über einen ausgeprägten Pneumatikkreislauf
verfügt. Aus dem gleichem Grund könnte beispielsweise bei einem Elektrofahrzeug
eine elektromagnetische oder eine elektromotorische Stelleinrichtung bevorzugt werden.
Zwischen den mit dem Antriebskorb rotierenden Bauteilen des Aktuators,
insbesondere den Druckstempeln, und den ortsfest angeordneten Bauteilen des Aktuators,
insbesondere dem Kolben, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein
Axiallager zum Ausgleich der Relativbewegung zwischen diesen Bauteilen vorgesehen.
Eine vorteilhafte Detaillösung kann zum Beispiel vorsehen, dass
ein Lagerring des Axiallagers von dem in dem Getriebegehäuse angeordneten Kolben
gebildet ist und der andere Lagerring den auf die Kupplung wirkenden Druckstempel
bildet. Hierdurch ist nicht nur eine kompakte Bauform möglich, bei der ein
zusätzliches Bauteil entfallen kann, vielmehr kann auch auf zusätzliche
Fixierungsmaßnahmen für das Axiallager verzichtet werden.
Es bietet sich ebenfalls an, die Krafteinleitungslamelle an den ebenfalls
drehfest an dem Antriebskorb angeordneten Druckstempeln anzuordnen. So bilden Druckstempel
und die Krafteinleitungslamelle eine kompakte Einheit, die als Verbund gute
mechanische Eigenschaften aufweist. Hierdurch erübrigt es sich, Maßnahmen
zu treffen, die Krafteinleitungslamelle unmittelbar am Antriebskorb anzuordnen,
was gegebenenfalls wünschenswert sein kann. Grundsätzlich kann die Krafteinleitungslamelle
also nicht nur unmittelbar, sondern auch mittelbar drehfest zu dem Antriebskorb
angeordnet sein. Von Bedeutung ist insbesondere, dass Drehzahl und Moment des Antriebskorbs
auf die Krafteinleitungslamelle übertragen wird.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Begriff Antriebskorb
im Sinne dieser Anmeldung nicht einschränkend zu verstehen ist. Ein Antriebskorb
im Sinne der Erfindung kann jeder Körper sein, über den die zum Antrieb
der Abtriebswellen notwendige Leistung in die Getriebeanordnung gebracht werden
kann. Wie eingangs erwähnt, ist somit zum Beispiel unter Antriebskorb auch
ein Differenzialkorb zu verstehen. Gleiches gilt sinngemäß auch für
die Abtriebswellen des Getriebes.
Alternativ kann der Aktuator auch derart angeordnet sein, dass eine
Relativbewegung in Drehrichtung zwischen dem Aktuator und der Krafteinleitungslamelle
nicht auftritt. In diesem Fall ist der Aktuator also in Drehrichtung mit der Krafteinleitungslamelle
mitbewegt und wird über geeignete Mittel mit der Stellkraft versorgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung wird zum Beispiel einen hydraulischen
Aktuator aufweisen, der von außen mit Druck beaufschlagbar ist. Hierzu wird
der Druck einer externen Druckleitung in den Innenlamellenträger eingeleitet.
Die Druckleitung ist dann mit einem an dem Innenlamellenträger angeordneten,
als Stellglied dienenden Kolben verbunden. Um die Drehbewegung des Innenlamellenträgers
relativ zum Getriebegehäuse ausgleichen zu können, kann beispielsweise
in dem Innenlamellenträger und dem Getriebegehäuse jeweils ein ringförmiger
Ringbereich angeordnet sein, der mit den Druckzu- bzw. -ableitungen kommuniziert,
wobei die beiden Ringbereiche in jeder Drehstellung miteinander fließtechnisch
verbunden sind.
Alternativ kann bei allen Ausgestaltungen auch ein elektrisch betätigter
Aktuator vorgesehen werden, wobei in diesem Fall über übliche Mittel der
Versorgungsstrom auf das Stellglied des Aktuators übertragen wird. Bei relativ
zum Getriebegehäuse bewegtem Aktuator kann dies beispielsweise über einen
Schleifringkontakt erfolgen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand
der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigt:
1 ein erfindungsgemäßes Sperrdifferential
für ein Achsgetriebe,
2 die aktive Sperre mit einer Reibkupplung gemäß
dem Achsgetriebe nach 1 im Detail und
3 eine weitere Ausgestaltung eines Ausgleichsgetriebes.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes
aktives Sperrdifferential für ein Achsgetriebe dargestellt. Der Antriebskorb
1 ist hier durch den Differentialkorb gebildet, der beispielhaft mit einem
kegelförmig verzahnten Tellerrad, über das die Antriebsleistung in das
Getriebe eingebracht wird, eine drehfeste Einheit bildet. Der Differentialkorb ist
über zwei Wälzlager drehbar in einem Getriebegehäuse 8 gelagert.
Das in 1 dargestellte Sperrdifferential ist hier beispielhaft
als Stirnraddifferential in Planetenbauweise ausgeführt. Eine hiervon abweichende
Ausführung, beispielsweise als Kegelraddifferential oder Schneckenraddifferential,
ist natürlich ebenfalls möglich.
Innerhalb des Differentialkorbs sind eine erste Abtriebswelle
2 und eine zweite Abtriebswelle 3 angeordnet, auf welche die in
das Getriebe eingebrachte Leistung verteilt wird. Ähnlich einem Sperrdifferential
mit passiver Sperre wirkt die durch die Kupplung 4 ausgeübte Sperrwirkung
zwischen der ersten Abtriebswelle 2 und der zweiten Abtriebswelle
3, wobei als Kupplung 4 hier rein beispielhaft eine Lamellenkupplung
dargestellt ist. Dabei ist ein Außenlamellenträger 13 mit der
ersten Abtriebswelle 2 und ein Innenlamellenträger 12 mit
der zweiten Abtriebswelle 3 verbunden. An den beiden Lamellenträgern
12, 13 sind hier jeweils drei Kupplungslamellen 6 der
Kupplung 4 angeordnet. Das dargestellte Ausgleichs- und Verteilergetriebe
arbeitet also zumindest auch nach dem eingangs beschriebenen Welle-Welle System.
Um nun eine Beeinflussung des Sperrwerts dieser Lamellenkupplung zu
erzielen, ist im Getriebegehäuse 8 ein hydraulisch angetriebener Aktuator
5 vorgesehen. Dieser muss, um auf die Kupplung 4 wirken zu können,
Kräfte durch den Antriebskorb 1 hindurch auf die Kupplung
4 übertragen. Da der Antriebskorb 1 jedoch relativ zum Getriebegehäuse
8 rotiert, ist zwischen den Bauteilen des Aktuator 5 eine diese
Relativbewegung ausgleichende Maßnahme notwendig. In der gezeigten Ausgestaltung
ist beispielhaft ein Axiallager 10 vorgesehen.
Das Axiallager ist zwischen einem hydraulisch betätigten Kolben,
der drehfest zum Getriebegehäuse 8 angeordnet und in Form eines Kolbenrings
ausgeführt ist und einem Druckring 14, der auf in den Antriebskorb
1 eingelassene Druckstempel 9 wirkt, angeordnet. Dabei rotieren
Druckstempel 9
und Druckring 14 mit dem Antriebskorb 1. Der
Druckring ist über eine wellenförmige Ringfeder 15 gegen das
Axiallager 10 angestellt und hält die einzelnen Komponenten in spielfreier
Anlage.
Wird der im Getriebegehäuse 8 befindliche Öldruckraum
16 mit Drucköl beaufschlagt, drückt der Kolben über das
Axiallager 10 gegen den Druckring 14 und die Druckstempel
9. Um zu vermeiden, dass zwischen Druckstempel 9 und einer Kupplungslamelle
der Sperre eine weitere Relativbewegung auftritt, ist, wie insbesondere auch aus
2 ersichtlich ist in der Kupplung 4 die dem
Druckstempel 9 zugewandte Kupplungslamelle erfindungsgemäß als
Krafteinleitungslamelle 6 ausgebildet. Die Krafteinleitungslamelle
6 ist nicht am Außen- oder Innenlamellenträger 12,
13 angeordnet, sondern drehfest mit dem Antriebskorb 1 verbunden.
Zwischen der Krafteinleitungslamelle 6 und dem Druckstempel
9 besteht also keine Differenzdrehzahl. Diese wird vielmehr zwischen der
dem Druckstempel 9 zugewandten Krafteinleitungslamelle 6 und der
benachbarten drehfest zum Innenlammelenträger 12 und der zweiten Abtriebswelle
3 angeordneten Kupplungslamelle ausgeglichen. Somit übernimmt die
den Druckstempeln 9 zugewandte Krafteinleitungslamelle 6 erfindungsgemäß
eine Doppelfunktion, denn sie übernimmt nicht nur den Ausgleich der Differenzdrehzahl
sowie die Übertragung der Kupplungskräfte, sondern überträgt
gleichzeitig, wie es bei einer Welle-Korb-Anordnung der Fall ist, Drehmoment vom
Antriebskorb 1 auf die Kupplung 4 und somit auf die beiden Abtriebswellen
2, 3.
Im gezeigten Beispiel ist eine Krafteinleitungslamelle 6
als Außenlamelle drehfest zum Antriebskorb 1 angeordnet. Je nach gewünschter
Sperrcharakteristik der Sperre bzw. je nach den individuell vorzufindenden konstruktiven
Gegebenheiten können auch andere Anordnungen gewählt werden. So kann die
mit dem Antriebskorb 1 drehfest verbundene Kraftübertragungslamelle
6 auch als Innenlamelle ausgeführt sein, oder es können eine
Mehrzahl von Kraftübertragungslamellen 6 vorgesehen sein, die wiederum
mit einer Mehrzahl von mit einer der Abtriebswellen 2 oder 3 drehfest
verbundenen Kupplungslamellen zusammenwirken, um beispielsweise die Welle-Korb Charakteristik
dieses erfindungsgemäßen Getriebes zu verstärken.
Grundsätzlich wird sich auch die Anzahl der Kupplungslamellen,
die nach dem Welle-Welle Prinzip arbeiten, nach der gewünschten Sperrcharakteristik
des Ausgleichs- bzw. Verteilergetriebes richten.
Um die von dem Aktuator 5 auf die Sperre und somit auch auf
die erste Abtriebswelle 2 bzw. die zweite Abtriebswelle 3 ausgeübten
Kräfte abzustützen, ist ferner Stützlager 11 vorgesehen,
das hier beispielhaft zwischen der ersten Abtriebswelle 2 und dem Antriebskorb
1 angeordnet ist. Um die Kupplungskräfte biegemomentfrei auf die Kupplung
4 übertragen zu können, sind vorzugsweise eine Vielzahl von Druckstempeln
9 in regelmäßigem Abstand zueinander um die Kupplungsmittelachse
angeordnet.
In 3 ist eine weitere Ausgestaltung eines
Verteilergetriebes gezeigt. Hier wird die Relativbewegung zwischen dem als Aktuator
5 eingesetzten hydraulischen Kolben und der Krafteinleitungslamelle
6 dadurch vermieden, dass der Aktuator 5 ortsfest an dem Innenlamellenträger
12 angeordnet ist. Eine solche Anordnung ist insbesondere bei großen
Getrieben eines Fahrzeugs interessant, das bereits serienmäßig über
eine Hydraulik verfügt, wie es etwa bei Lastkraftfahrzeugen oder Landmaschinen
der Fall ist.
Der Aktuator 5 wird über eine Druckleitung angesteuert,
die mit einem ringförmigen Aufnahmekanal in dem Innenlamellenträger verbunden
ist. Dieser Aufnahmekanal korrespondiert mit einem benachbarten, relativ zu ihm
abgedichtet verdrehbaren Abgabekanal im Getriebegehäuse, in dem über einen
Hydraulikdruckgeber ein Druck aufgebaut werden kann.
- 1
- Antriebskorb
- 2
- Erste Abtriebswelle
- 3
- Zweite Abtriebswelle
- 4
- Kupplung
- 5
- Aktuator
- 6
- Krafteinleitungslameile
- 7
- Lamellenpaket
- 8
- Getriebegehäuse
- 9
- Druckstempel
- 10
- Axiallager
- 11
- Stützlager
- 12
- Innenlamellenträger
- 13
- Außenlamellenträger
- 14
- Druckring
- 15
- Ringfeder
- 16
- Öldruckraum