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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, auf dessen Vorderräder eine
Antriebskraft von einer Maschine direkt übertragen wird und auf dessen
Hinterräder
ein Teil der Antriebskraft von der Maschine indirekt durch eine
Mehrscheibenkupplung übertragen
wird, die durch einen Hydraulikdruck, der durch eine Differenz zwischen
Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder erzeugt wird, in ihren
Eingriffszustand gebracht wird.
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Von
dem vorliegenden Anmelder ist in dem japanischen Patent Nr. 2516095
bereits ein herkömmliches
Kraftübertragungssystem
vorgeschlagen worden, bei dem, wenn die Vorderräder schlupfen und eine Drehzahldifferenz
zwischen den Vorder- und Hinterrädern
entsteht, eine Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder übertragen
wird, um das Fahrzeug automatisch von einem Zweiradantriebsmodus
in einen Vierradantriebsmodus umzuschalten.
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Das
herkömmliche
System ist derart aufgebaut, dass dann, wenn eine Drehzahldifferenz
zwischen den Vorder- und Hinterrädern
entsteht, ein Hydraulikdruck durch eine Differenz zwischen der Ölmenge,
die von einer ersten Hydraulikpumpe in betriebsmäßiger Zuordnung mit der Drehung
des Vorderrads abgegeben wird, und einer Ölmenge, die von einer zweiten
Hydraulikpumpe in betriebsmäßiger Zuordnung
mit der Drehung der Hinterräder
ausgegeben wird, erzeugt wird. Dieser Hydraulikdruck bewirkt, dass
die Mehrscheibenkupplung in ihren Eingriffszustand gebracht wird,
um hierdurch die Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder zu übertragen
und hierdurch das Fahrzeug in den Vierradantriebsmodus umzuschalten.
Jedoch hat das herkömmliche
System den Nachteil, dass eine Zeitverzögerung vorliegt, bis die Mehrscheibenkupplung
durch den Hydraulikdruck, der auf der Basis der Drehzahldifferenz
der Vorder- und Hinterräder
erzeugt wird, in ihren Eingriffszustand gebracht wird. Ein anderer Nachteil
ist, dass, wennimmer die Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs beginnt, die Vorderräder schlupfen, was ein schlechtes
Ansprechverhalten zur Folge hat, um das Fahrzeug in den Vierradantriebsmodus
zu bringen.
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Aus
der
DE 42 21 883 C2 ist
ein Kraftübertragungssystem
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
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Aus
der
JP 09 296833 A ist
eine Mehrscheibenkupplung zum Verbinden der Vorder- und Hinterräder eines
Fahrzeugs mit Vierradantrieb bekannt, die durch Fliegkraftgewichte über einen
Nockenmechanismus in Eingriff gebracht wird.
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Die
WO 98/26915 A1 zeigt eine Mehrscheibenkupplung zur Verbindung der
Vorder- und Hinterräder
eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, worin, zur Vermeidung einer
hydraulischen Betätigung,
eine elektromagnetische Bremse vorgeschlagen wird, die über ein
Planetengetriebe und einen Nockenmechanismus die Mehrscheibenkupplung
in Eingriff bringt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, sicherzustellen, dass in einem Fahrzeug
mit Vierradantrieb, bei dem eine Mehrscheibenkupplung durch einen Hydraulikdruck
auf der Basis der Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern in
ihren Eingriffszustand gebracht wird, das Ansprechverhalten ab dem
Entstehen der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern bis
zum Schalten des Fahrzeugs in den Vierradantriebsmodus verbessert
ist.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ein Kraftübertragungssystem
für ein
Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 1 angegeben.
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Wenn
mit der obigen Anordnung eine Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern auftritt,
z.B. während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs die Drehzahl der Vorderräder größer ist als die der Hinterräder, werden
das erste Nockenelement und das zweite Nockenelement des Nockenmechanismus
relativ zueinander verdreht, um die Axialschubkraft zu erzeugen
und hierdurch die Mehrscheibenkupplung sofort in ihren Eingriffszustand
zu bringen. Daher lässt
sich das Ansprechverhalten, um das Fahrzeug in den Vierrad antriebsmodus
zu bringen, verbessern, um die Fahreigenschaften zu verbessern.
Danach wird die Mehrscheibenkupplung durch den von den Hydraulikpumpen
mit einer kurzen Zeitverzögerung
erzeugten Hydraulikdruck in ihren Eingriffszustand gebracht, und
daher kann sichergestellt werden, dass eine ausreichende Antriebskraft
von den Vorderrädern
auf die Hinterräder übertragen wird.
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Z.B.
wird, sobald die Vorderräder
beim Beginn der Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs oder während plötzlicher
Vorwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs schlupfen, um eine Differenz zwischen den Drehzahlen
zu erzeugen, die Antriebskraft von den Vorderrädern auf die Hinterräder übertragen.
Wenn andererseits, aufgrund plötzlicher
Bremsung während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs, die Drehzahl der Hinterräder größer wird als die der Vorderräder, erzeugt
der Nockenmechanismus keine Axialschubkraft. Daher lässt sich
verhindern, dass die Antriebskraft von den Vorderrädern auf
die Hinterräder übertragen
wird, um eine Störung
mit dem Brems-Antiblockier- bzw. ABS-System oder dergleichen zu vermeiden.
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Das
erste Nockenelement oder alternativ das zweite Nockenelement kann
durch eine Reibungskupplung mit einem Element verbunden sein, das
sich in betriebsmäßiger Zuordnung
mit den Vorderrädern
oder, alternativ, mit den Hinterrädern dreht.
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Mit
der obigen Anordnung ist ein Element von erstem Nockenelement und
zweitem Nockenelement durch eine Reibungskupplung mit einem Element
verbunden, das sich in betriebsmäßiger Zuordnung
mit einem der Vorderräder
und Hinterräder dreht.
Daher können
in dem Moment, zu dem die Relativdrehungen in der Vorder- und Hinterräder erzeugt
werden, das erste Nockenelement und das zweite Nockenelement relativ
zueinander verdreht werden, um die Axialschubkraft zu erzeugen.
Bevor die Mehrscheibenkupplung durch den Hydraulikdruck anschließend in
ihren vollständigen
Eingriffszustand gebracht wird, kann die Reibungskupplung schlupfen,
um zu verhindern, dass eine übermäßige Last
auf dem Nockenmechanismus einwirkt.
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Bevorzugt
ist das Element, das sich in betriebsmäßiger Zuordnung zu den Vorderrädern dreht, mit
dem ersten Nockenelement durch die Reibungskupplung verbunden und
ist das zweite Nockenelement relativ zu dem Element, das sich in
betriebsmäßiger Zuordnung
zu den Hinterrädern
dreht, drehfest, wobei der durch die Hydraulikpumpen erzeugte Hydraulikdruck
den gesamten Nockenmechanismus axial durch eine Endplatte unter
Druck setzt, um die Mehrscheibenkupplung in den Eingriffszustand
zu bringen, und ein Axialdrucklager zwischen der Endplatte des ersten
Nockenelements und einer Stelle angeordnet ist, die radial innerhalb
eines Druckabschnitts des zweiten Nockenelements zum Unter-Druck-Setzen
der Mehrscheibenkupplung angeordnet ist.
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Mit
der obigen Anordnung ist das Axialdrucklager zwischen der Endplatte
und dem ersten Nockenelement angeordnet. Daher können die Relativdrehungen der
Endplatte, die sich in betriebsmäßiger Zuordnung
mit den Vorderrädern
dreht, und des ersten Nockenelements, das sich in betriebsmäßiger Zuordnung
mit den Hinterrädern
dreht, nach der Betätigung
des Nockenmechanismus absorbiert werden. Ferner ist das Axialdrucklager
an einer Stelle angeordnet, die sich radial innerhalb des Druckabschnitts
des zweiten Nockenelements zum Unter-Druck-Setzen der Mehrscheibenkupplung
befindet, und daher kann die Position des Axialdrucklagers so weit
wie möglich
nach radial innen versetzt sein, um die Belastung zu mindern und
die Haltbarkeit zu verbessern.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis
auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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1 zeigt
ein Kraftübertragungssystem
in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb;
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2 zeigt
eine Mehrscheibenkupplung und einen Hydraulikdruckkreis in dem Fahrzeug
mit Vierradantrieb;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der Mehrscheibenkupplung;
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang
Linie 4-4 in 3;
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5 ist
ein Graph zur Erläuterung
des Betriebs;
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6 ist ähnlich 3,
zeigt jedoch eine zweite Ausführung;
und
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7 ist ähnlich 3,
zeigt jedoch eine dritte Ausführung.
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Die 1 bis 5 zeigen
eine erste Ausführung.
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Wie
in 1 gezeigt, wird die Leistung einer an einem Vorderteil
eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb angebrachten Maschine E durch
ein Getriebe 1 in ein Vorderraddifferential 2 eingegeben,
und eine Ausgabe von dem Differential 2 wird durch Antriebswellen 3, 3 auf
linke und rechte Vorderräder
Wf, Wf übertragen.
Die von der Maschine E auf das Differential 2 übertragene
Ausgabe wird in eine nachfolgend beschriebene Kraftübertragungsvorrichtung
T durch ein Kegelgetriebe 4 eingegeben, und eine Ausgabe der
Kraftübertragungsvorrichtung
T wird durch ein Kegelgetriebe 5 auf ein Hinterradifferential 6 übertragen.
Ferner wird eine Ausgabe von dem Differential 6 durch Antriebswellen 7, 7 auf
linke und rechte Hinterräder
Wr, Wr übertragen.
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Die
Kraftübertragungsvorrichtung
T umfasst eine erste Hydraulikpumpe Pf, die von einer das Kegelgetriebe 4 für die Vorderräder verlängernden
Eingangswelle 8 angetrieben wird, eine zweite Hydraulikpumpe
Pr, die durch eine mit dem Kegelgetriebe 5 für die Hinterräder verbundene
Ausgangswelle 9 angetrieben wird, eine Nass-Mehrscheibenkupplung
C, die die Übertragung
und Unterbrechung der Antriebskraft zwischen der Eingangswelle 8 und
der Ausgangswelle 9 steuert, sowie ein Hydraulikdruckkreis (später beschrieben)
zum Steuern der Mehrscheibenkupplung C.
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Die
Anordnungen der Mehrscheibenkupplung und des Hydraulikdruckkreises
werden nachfolgend anhand der 2 und 3 beschrieben.
Die erste Hydraulikpumpe Pf ist als Trochoidpumpe ausgeführt und
umfasst eine erste Öffnung 10,
die während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Auslassöffnung
wirkt und während
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Einlassöffnung
wirkt, und eine zweite Öffnung 11,
die während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Einlassöffnung
wirkt und während
Rückwärtsfahrt des
Fahrzeugs als Auslassöffnung
wirkt. Die zweite Hydraulikpumpe Pr ist ebenfalls als Trochoidpumpe ausgeführt und
umfasst eine dritte Öffnung 12,
die während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Einlassöffnung
dient und während
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Auslassöffnung
dient, und eine vierte Öffnung 13,
die während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Auslassöffnung
dient und während
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs als Einlassöffnung
dient. Die Ölmengen,
die bei jeder Umdrehung von den Hydraulikpumpen Pf und Pr ausgegeben
werden, sind so eingestellt, dass die von der zweiten Hydraulikpumpe Pr
abgegebene Ölmenge
ein wenig größer (z.B. 2,5%)
ist als die von der ersten Hydraulikpumpe Pf abgegebene Ölmenge.
Die ersten und zweiten Öffnungen 10 und 12 sind
durch eine erste Ölverbindungspassage 14 miteinander
verbunden, und die dritten und vierten Öffnungen 11 und 13 sind
durch eine zweite Ölverbindungspassage 15 miteinander verbunden.
Die Richtung des von jeder der Hydraulikpumpen Pf und Pr, die beide
als Trochoidpumpe ausgeführt
sind, abgegebenen Öls
ist von der Drehrichtung der Pumpe abhängig und wird daher zwischen
Vorwärts-
und Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs umgekehrt. Die Pfeile der in den Hydraulikpumpen Pf und
Pr in 2 zeigen die Richtungen der Ölabgabe während Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs an.
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Die
Mehrscheibenkupplung C umfasst ein Kupplungsgehäuse 41, das an der
Eingangswelle 8 befestigt ist, und eine Kupplungsnabe 42,
die an der Ausgangswelle 9 befestigt ist, die koaxial und
relativ drehbar in ein Hinterende der Eingangswelle 8 über ein
dazwischen angeordnetes Rollenlager 29 eingesetzt ist.
Eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 43, die verschiebbar
in einer Längsverzahnung 41a im
Innenumfang des Kupplungsgehäuses 41 gehalten sind,
und eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 44, die verschiebbar
in einer Längsverzahnung 42a an einem
Außenumfang
der Kupplungsnabe 42 gehalten sind, sind aufeinandergelegt,
so dass sie in gegenseitige Anlage gebracht werden können. Ein Kupplungskolben 47 ist
verschiebbar in einem in einem Gehäuse 45 gebildeten
Kupplungszylinder 46 aufgenommen, mit dazwischen angeordneten
Dichtungselementen 48, 48. Eine Arbeitshydraulikdruckkammer 16 ist
an einer rechten Seite des Kupplungskolbens 47 gebildet,
so dass Hydrauliköl
zum Antrieb des Kupplungskolbens 47 in die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 geleitet
wird.
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Ein
Drehmomentübertragungs-Nocken-
oder Anlaufmechanismus 61, der am rechten Ende der Mehrscheibenkupplung
C angeordnet ist, umfasst ein erstes Nocken- oder Anlaufelement 62,
ein zweites Nocken- oder Anlaufelement 63 und eine Mehrzahl
von Nockenkugeln 64. Das erste Nockenelement 62,
das an der rechten Seite angeordnet ist, ist ein im Wesentlichen
ringförmiges
Element und ist relativ nichtdrehbar und axial beweglich an seinem
Außenumfangsabschnitt
in einem hinteren Abschnitt der Längsverzahnung 41a in
dem Kupplungsgehäuse 41 gehalten
und ist relativ nichtdrehbar und axial beweglich an seinem Innenumfangsabschnitt
an einem Vorderende einer Hülse 65 gehalten,
die relativ drehbar auf einem Außenumfang der Ausgangswelle 9 aufgesetzt
ist. Die Hülse 65 ist
mit einem Innenrotor der ersten Hydraulikpumpe Pf verbunden und
treibt die erste Hydraulikpumpe Pf in betriebsmäßiger Zuordnung mit den Vorderrädern Wf,
Wf an.
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Das
zweite Nockenelement 63 des Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 ist
ein im Wesentlichen ringförmiges
Element, das auf einer Vorderfläche
des ersten Nockenelements 62 aufliegt und umfasst einen
Druckabschnitt 66, der von einem Außenumfang des Vorderendes nach
vorne vorsteht, um die Kupplungsplatten 43 und 44 der
Mehrscheibenkupplung C nach vorne zu drücken, um diese miteinander
in Eingriff zu bringen. Das zweite Nockenelement 63 ist
gleitbeweglich mit einem vorbestimmten Drehmoment relativ zur Kupplungsnabe 42 durch eine
Reibungskupplung 67 gehalten, die zwischen einer Längsverzahnung 63b in
einem Innenumfang des zweiten Nockenelements 63 und der
Längsverzahnung 42a in
der Kupplungsnabe 42 angeordnet ist. Ein Axialdrucklager 68 ist
zwischen einer Vorderseite des Kupplungskolbens 47 und
einer Rückseite des
ersten Nockenelements 62 angeordnet.
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Ein
Konuselement 69, das sich von dem zweiten Nockenelement 63 zur
Innenseite der Kupplungsnabe 42 hin erstreckt, enthält eine
große
Anzahl kleiner Bohrungen und hat die Funktion, Schmieröl, das durch
eine Ölpassage 9a und Ölbohrungen 9b in der
Ausgangswelle 9 zugeführt
wird, durch Zentrifugalkraft zu verteilen, um die Kupplungsplatten 43 und 44 der
Mehrscheibenkupplung C gleichmäßig zu schmieren.
In diesem Fall kann die Ausgangswelle 9 eine massive Welle
sein, und eine Ölpassage
kann zwischen der Ausgangswelle 9 und der Hülse 65 gebildet
sein, so dass das Schmieröl
durch das Konuselement 69 zugeführt wird, um die Kupplungsplatten 43 und 44 zu
schmieren.
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Wie
aus den 4A und 4B ersichtlich, sind
sechs Ausnehmungen 62a, 63a mit Abständen von
60° in den
jeweiligen gegenüberliegenden
Flächen
der ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 des
Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 gebildet,
und die Nockenkugel 64 ist zwischen jedem Paar der Ausnehmungen 62a und 63a aufgenommen.
Die Form jeder der Ausnehmungen 62a und 63a ist
so, dass ein tieferer Abschnitt, der eine Hälfte der Nockenkugel 64 aufnimmt,
und ein Abschnitt, dessen Tiefe von dem tieferen Abschnitt allmählich abnimmt,
ineinander übergehen.
Wenn somit die ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 in
der in 4A gezeigten Phasenbeziehung sind,
sind sie eng beieinander, wobei ihre gegenüberliegenden Flächen in
engem Kontakt miteinander sind. Wenn die ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 relativ
zueinander aus diesem Zustand heraus in Richtung von Pfeil a gedreht werden, werden sie
relativ voneinander wegbewegt, wie in 4B gezeigt,
und zwar durch eine axiale Schubkraft f,
die durch die Wirkung der Formen der Ausnehmungen 62a, 63a erzeugt
wird.
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Wenn
die ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 in
der in 4A gezeigten Phasenbeziehung
sind, ist, auch wenn sie sich relativ zueinander in Richtung von
Pfeil b drehen wollen, die
Relativdrehung der ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 in
Richtung von Pfeil b durch
die Wirkung der Formen der Ausnehmungen 62a und 63a begrenzt,
und daher wird keine Axialschubkraft f erzeugt.
Der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 hat
also eine Einweg-Kupplungsfunktion.
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Wie
in 2 ersichtlich, ist die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C mit der ersten Ölverbindungspassage 14 durch
eine dritte Ölverbindungspassage 17 verbunden,
und die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 ist mit der zweiten Ölverbindungspassage 15 durch
eine vierte Ölverbindungspassage 18 verbunden.
Ein erstes Einwegventil 19 ist in der dritten Ölverbindungspassage 17 vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der zweiten Hydraulikpumpe Pr zu der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 zu
erlauben. Ein zweites Einwegventil 20 ist in der vierten Ölverbindungspassage 18 vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der zweiten Ölverbindungspassage 15 zu
der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 zu erlauben. In einer
fünften Ölverbindungspassage 36,
die einen Öltank 21 mit
der ersten Ölverbindungspassage 14 und
der zweiten Ölverbindungspassage 15 verbindet,
befinden sich ein drittes Einwegventil 22, um einen Ölfluss nur
von dem Öltank 21 zu
der ersten Ölverbindungspassage 14 zu
erlauben, sowie ein viertes Einwegventil 23, um einen Ölfluss nur
von dem Öltank 21 zu
einer Öffnung 33c zu
erlauben.
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Eine
Drossel Verengung 24 ist an einer Stelle stromauf der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C vorgesehen. Eine Öffnungs-Verengung 25 und
ein erstes Ablassventil 26 sind in Serie stromab der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 vorgesehen
und sind mit einer stromabwärtigen
Stelle der Ölpassage 9a in
der Ausgangswelle 9 verbunden. Die Ölpassage 9a steht
mit einem zu schmierenden Bereich in der Mehrscheibenkupplung C,
d.h. einem Innenraum in dem Kupplungsgehäuse 41, in dem die
Kupplungsplatten 43 und 44 aufgenommen sind, durch
die Mehrzahl von Ölbohrungen 9b in
Verbindung, welche die Ausgangswelle 9 radial durchsetzen.
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Das
erste Ablassventil 26 verhindert, dass Luft von dem zu
schmierenden Bereich in der Mehrscheibenkupplung C zurück zur Arbeitshydraulikdruckkammer 16 strömt, wenn
der Kupplungskolben 47 der Mehrscheibenkupplung C durch
exzentrische Drehungen der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle 9 in
Schwingungen versetzt wird.
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Ein
zweites Ablassventil 28 ist zwischen einer Stelle stromauf
der Drossel-Verengung 24 und
einer Stelle stromab der Öffnungs-Verengung 25 vorgesehen,
um einen oberen Grenzwert für
einen auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 zu übertragenden
Hydraulikdruck zu begrenzen. Das zweite Ablassventil 28 ist
mit einem Thermoschalter 51 versehen, um bei einem Anstieg
der Öltemperatur
das zweite Ablassventil 28 zwangsweise zu öffnen.
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Ein
Schieberventil 32 ist in der zweiten Ölverbindungspassage 15 vorgesehen
und umfasst einen Schieber 31, der in einem Gehäuse aufgenommen
ist und eine Feder 30 nach rechts vorgespannt ist. Wenn sich
der Schieber 31 in der in 2 gezeigten
rechten Stellung befindet, ist die Verbindung zwischen der Öffnung 33c und
der Öffnung 33d unterbrochen,
und eine Öffnung 33a und
eine Öffnung 33b stehen
miteinander in Verbindung. Wenn der Schieber 31 gegen die
Spannkraft der Feder 30 in eine linke Stellung bewegt wird,
ist die Verbindung zwischen der Öffnung 33a und
der Öffnung 33b durch
den Schieber 31 unterbrochen, und die Öffnung 33c und die Öffnung 33d stehen
miteinander in Verbindung. Ein fünftes
Einwegventil 34 ist zwischen der Öffnung 33a und der Öffnung 33d vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der Öffnung 33d zu
der Öffnung 33a zu
erlauben. Ein sechstes Einwegventil 35 ist zwischen der Öffnung 33b und
der Öffnung 33c vorgesehen,
um einen Ölfluss
nur von der Öffnung 33b zu
der Öffnung 33c zu
erlauben.
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Während Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs, d.h. wenn die zweite Hydraulikpumpe Pr das Öl durch
die vierte Öffnung 13 ausgibt,
wird daher der Schieber 31 in die linke Stellung bewegt,
wodurch die zweite Ölverbindungspassage 15 mit
der ersten Ölverbindungspassage 14 durch
die Öffnung 33c und
die Öffnung 33d verbunden
wird. Wenn andererseits, bei Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs, die erste Hydraulikpumpe Pf das Öl durch die zweite Öffnung 11 abgibt, befindet
sich der Schieber 31 in der in 2 gezeigten
rechten Stellung, wodurch die zweite Ölverbindungspassage 15 mit
der ersten Ölverbindungspassage 14 durch
die Öffnung 33a und
die Öffnung 33b verbunden
wird.
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Wenn
sich der Schieber 31 des Schieberventils 32 in
der rechten Stellung befindet, wird eine Öffnung 33e, die durch
den Schieber 31 nicht mit der Öffnung 33c verbunden
ist, mit der Ölpassage 9a in der
Ausgangswelle 9 durch eine Schmierölpassage 53 verbunden,
die in einem siebten Einwegventil 52 vorgesehen ist.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der ersten Ausführung
beschrieben.
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Bei
Beginn der Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs wird die Antriebskraft von der Maschine E durch das Getriebe 1,
das Differential 2 und die Antriebswellen 3, 3 auf
die Vorderräder
Wf, Wf übertragen.
Die Antriebskraft wird auch von dem Differential 2 durch
das Kegelgetriebe 4 und die Eingangswelle 8 auf
die erste Hydraulikpumpe Pf übertragen,
um die erste Hydraulikpumpe Pf anzutreiben. Hierbei ist die Mehrscheibenkupplung
C in einem Nichteingriffszustand, und die mit der Ausgangswelle 9 verbundene
zweite Hydraulikpumpe Pr ist in einem Stoppzustand. Daher wird das Öl, welches
von dem Öltank 21 durch
das fünfte
Einwegventil 34 in die zweite Öffnung 11 in der ersten
Hydraulikpumpe Pf gesaugt wird, durch die erste Öffnung 10 in die erste Ölverbindungspassage 14 abgegeben.
Hierbei ist das dritte Einwegventil 22 in der fünften Ölverbindungspassage 36 in
einem geschlossenen Zustand, und daher fließt die gesamte Ölmenge,
die in die erste Ölverbindungspassage 14 abgegeben
wird, in die dritte Ölverbindungspassage 17,
wo der Ölstrom
durch das zweite Einwegventil 20 behindert ist. Daher wird
das Öl
durch das erste Einwegventil 19 und die Drossel-Verengung 24 in
die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C eingeleitet.
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Wenn
die Mehrscheibenkupplung C in obiger Weise in einen Eingriffszustand
gebracht ist, werden die Hinterräder
Wr, Wr durch die Ausgangswelle 9, das Kegelgetriebe 5,
das Differential 6 und die Antriebswellen 7, 7 angetrieben,
und die mit der Ausgangswelle 9 verbundene zweite Hydraulikpumpe
Pr wird in Drehung versetzt. Infolgedessen wird das von der ersten
Hydraulikpumpe Pf abgegebene Öl
durch die erste Ölverbindungspassage 14 in
Antwort auf eine Drehzahlzunahme der Hinterräder Wr, Wr in die zweite Hydraulikpumpe
Pr gesaugt. Das von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegebene Öl wird durch
die Öffnungen 33c und 33d und
das fünfte
Einwegventil 34 in die erste Hydraulikpumpe Pf gesaugt, während sich
der Schieber 31 des Schieberventils 32 gegen die
Spannkraft der Feder 30 nach links bewegt. Der Hydraulikdruck,
der auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C wirkt, d.h. die Eingriffskraft der Mehrscheibenkupplung C, variiert
automatisch nach Maßgabe
einer Differenz zwischen der von der ersten Hydraulikpumpe Pf ausgegebenen Ölmenge und
der in die zweite Hydraulikpumpe Pr gesaugten Ölmenge. Wenn das Fahrzeug beispielsweise
bei Vorwärtsfahrt
mit konstanter Geschwindigkeit erreicht hat, bei der die Differenz
zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder im Wesentlichen gleich
0 (null) ist, wird kein Hydraulikdruck der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C zugeführt, wodurch
die Drehmomentverteilung auf die Hinterräder Wr, Wr unterbrochen wird.
Bei der Vorwärtsfahrt mit
konstanter Geschwindigkeit ist die von der zweiten Hydraulikpumpe
Pr abgegebene Ölmenge
ein wenig größer als
die von der ersten Hydraulikpumpe Pf abgegebene Ölmenge, wie oben beschrieben.
Jedoch wirkt das von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegebene Öl so, dass
es den Schieber 31 des Schieberventils 32 gegen
die Spannkraft der Feder 30 nach links verschiebt, und
die Überschussmenge des
von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegebenen Öls wird durch die Öffnungen 33c und 33d in dem
dritten Einwegventil 22 in der fünften Ölverbindungspassage 36 zu
der dritten Öffnung 12 in
der zweiten Hydraulikpumpe Pr zirkuliert.
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Wenn
das von der ersten Hydraulikpumpe Pf und der zweiten Hydraulikpumpe
Pr abgegebene Öl durch
die erste Ölverbindungspassage 14 und
die zweite Ölverbindungspassage 15 bei
dieser Vorwärtsfahrt
mit konstanter Geschwindigkeit zirkuliert wird, wird ein der Spannkraft
der Feder 30 entsprechender Hydraulikdruck in der zweiten Ölverbindungspassage 15 zwischen
der vierten Öffnung 13 und
der Öffnung 33c erzeugt,
indem der Schieber 31 des Schieberventils 32 durch
das von der zweiten Hydraulik pumpe Pr abgegebene Öl gegen
die Spannkraft der Feder 30 nach links bewegt wird. Im Ergebnis
wird Luft, die aus einem Seitenspalt in jeder der Hydraulikpumpen
Pf und Pr in das zirkulierte Öl gesaugt
wird, durch diesen Hydraulikdruck komprimiert und sequenziell durch
den Seitenspalt der zweiten Hydraulikpumpe an einer der vierten Öffnung 13 näheren Stelle
abgegeben, und daher kann die Luft nicht in dem zirkulierten Öl verbleiben.
Somit lässt sich
zuverlässig
ein Nachteil verhindern, der entsteht, wenn anschließend eine
Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorderräder Wf, Wf und der Hinterräder Wr,
Wr erzeugt wird, wodurch eine Differenz zwischen den Ölmengen
erzeugt wird, die von den ersten und zweiten Hydraulikpumpen Pf
und Pr abgegeben (oder in diese hineingesaugt) wird, wobei der Hydraulikdruckanstieg
durch die Restluft verzögert wird
und infolgedessen das Ansprechverhalten der Mehrscheibenkupplung
reduziert ist.
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Wenn
nun die Differenz zwischen den Ölmengen
erzeugt wurde, die von den ersten und zweiten Hydraulikpumpen Pf
und Pr abgegeben (oder in diese hineingesaugt) wurden, wird ein
Hydraulikdruck entsprechend einer vorbestimmten Last des ersten
Ablassventils 26 unmittelbar auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C ausgeübt.
Nachdem das erste Ablassventil 26 geöffnet ist, wird ein Hydraulikdruck,
bestimmt durch eine Differenz zwischen den von der ersten und zweiten
Hydraulikpumpe Pf und Pr abgegebenen Ölmengen, eine Druckabfallcharakteristik
der Öffnungs-Verengung 25 und
der Drossel-Verengung 24, die Ölviskosität oder dergleichen, auf die
Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C ausgeübt.
Der obere Grenzwert für
diesen Hydraulikdruck ist durch die vorbestimmte Last des zweiten Ablassventils 28 beschränkt, und
daher kann der obere Grenzwert für
das von der Mehrscheibenkupplung C übertragene Drehmoment reguliert
werden, indem die vorbestimmte Last des zweiten Ablassventils 28 geeignet
eingestellt wird.
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Die
durch die Drossel-Verengung 24 hindurchtretende Ölmenge wird
durch die Ölviskosität beeinflusst,
so dass dann, wenn die Ölviskosität in bei niedriger
Temperatur zunimmt, die Durchflussmenge durch die Drossel-Verengung 24 abnimmt und
daher auch die Ölmenge
abnimmt, die durch die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C und die Öffnungs-Verengung 25 hindurchtritt.
Hierbei ist der Druckabfall, der über der Öffnungs-Verengung 25 erzeugt
ist, proportional zum Quadrat der Ölmenge, die durch die Öffnungs-Verengung 25 hindurchtritt,
und daher nimmt, wenn die durch die Öffnungs-Verengung 25 hindurchtretende Ölmenge abnimmt,
der Druckabfall in der Öffnungs-Verengung 25 ab,
und der Druckabfall in der stromaufwärtigen Drossel-Verengung 24 nimmt
entsprechend zu. Somit wird der Hydraulikdruck, der auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 im
Niedertemperatur-Zsutand einwirkt, d.h. der Druck, resultierend aus
der Subtraktion des Druckabfallbetrags aufgrund der Drossel-Verengung 24 von
dem durch das zweite Ablassventil 28 gesetzten Druck, reduziert.
Auch wenn daher der Reibkoeffizient durch eine Zunahme der Ölviskosität erhöht wird,
nimmt daher die Druckkraft für
die Kupplungsplatten 43 und 44 durch den Hydraulikdruck
entsprechend ab, und daher wird insgesamt verhindert, dass die Eingriffskraft
der Mehrscheibenkupplung C bei niedriger Temperatur zunimmt. Andererseits
nimmt bei hoher Temperatur die Ölviskosität ab, wodurch
der Reibkoeffizient abnimmt. In diesem Fall nimmt der Druckabfall
durch die Drossel-Verengung 24 ab, und der Hydraulikdruck,
der auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C ausgeübt
wird, nimmt zu. Daher wird die Druckkraft für die Kupplungsplatten 43 und 44 entsprechend
erhöht,
um eine Abnahme der Eingriffskraft der Mehrscheibenkupplung C zu verhindern.
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(1)
Das Öl,
das von der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C durch die Öffnungs-Verengung 25 und
das erste Ablassventil 26 beim Beginn der Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs oder während
plötzlicher
Vorwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs abgegeben wird, und (2) das Öl, das von einer stromaufwärtigen Stelle
in der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 durch das zweite
Ablassventil 28 ausgegeben wird, werden durch die Ölpassage 9a und
die Ölbohrungen 9b in
der Ausgangswelle 9 in die Mehrscheibenkupplung C hineingeleitet,
wo das Öl
von der Ölbohrung
in dem Konuselement 69, das sich relativ zur Ausgangswelle 9 dreht,
durch Zentrifugalkraft nach radial außen verspritzt wird, um die
Kupplungsplatten 43 und 44 gleichmäßig zu schmieren.
Das Öl,
das die Kupplungsplatten 43 und 44 geschmiert
hat, wird durch eine Ölpassage
(nicht gezeigt) zum Öltank 21 zurückgeführt.
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Während Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit wird das Drucköl der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in
der Mehrscheibenkupplung C nicht zugeführt, wie oben beschrieben, und
daher wird das Schmieröl
nicht über
die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 zu dem zu schmierenden Bereich
in der Mehrscheibenkupplung C geleitet. Wenn jedoch das Öl, das von
der vierten Öffnung 13 in
der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegeben wird, den Schieber 31 des
Schieberventils 32 gegen die Spannkraft der Feder 30 nach
links bewegt, wird ein vorbestimmter Hydraulikdruck erzeugt, und
ferner wird eine Überschussölmenge in
die zweite Ölverbindungspassage 15 hinein
durch die Differenz zwischen den Ölmengen, die pro Umdrehung
von den Hydraulikpumpen Pf und Pr abgegeben werden, abgegeben. Daher
wird ein Teil des Überschussöls durch
die Schmierölpassage 53 zur Ölpassage 9a in der
Ausgangswelle 9 durch einen Druck zugeführt, der beim Öffnen des
Schieberventils 32 erzeugt wird, und wird dann von der Ölpassage 9a durch
die Ölbohrungen 9b zu
dem zu schmierenden Bereich in der Mehrscheibenkupplung C geleitet.
Auf diese Weise kann, auch während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit, während die Mehrscheibenkupplung
C im nichteingerückten
Zustand ist, das Schmieröl
dem zu schmierenden Bereich in der Mehrscheibenkupplung C zugeführt werden,
um die Kupplungsscheiben 43 und 44 wirkungsvoll
zu schmieren und hierdurch ein Überhitzen
der Mehrscheibenkupplung C zu verhindern.
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Das
siebte Einwegventil 52, das in der Schmierölpassage 53 vorgesehen
ist, hat die nachfolgend beschriebene Funktion. Wenn in der zweiten Ölverbindungspassage 15 beim
Beginn der Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs oder bei plötzlicher
Vorwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs ein Unterdruck oder Vakuum erzeugt wird, kann verhindert
werden, dass die Luft, die von dem zu schmierenden Bereich in der
Mehrscheibenkupplung C abgesaugt wird, durch die Schmierölpassage 53,
die Öffnung 33e,
die Öffnung 33d,
das fünfte
Einwegventil 34 und die zweite Ölverbindungspassage 15 in
die erste Hydraulikpumpe Pf hineingesaugt wird.
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Wenn
während
Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit nur die Vorderräder Wf,
Wf auf einer Straßenfläche mit
niedrigem Reibkoeffizienten laufen oder wenn der Fahrer versucht,
das Fahrzeug plötzlich
zu beschleunigen, könnten
die Vorderräder
Wf, Wf in einigen Fällen
in einen übermäßigen Schlupfzustand
gelangen. In diesem Zustand ist die Ölmenge, die von der mit der
Eingangswelle 8 verbundenen ersten Hydraulikpumpe Pf abgegeben
wird, größer als
die Ölmenge,
die in die mit der Ausgangswelle 9 verbundene zweite Hydraulikpumpe
Pr gesaugt wird, und das dritte Einwegventil 22 schließt, um die
Verbindung zwischen der ersten Ölverbindungspassage 14 und
der zweiten Ölverbindungspassage 15 durch
die fünfte Ölverbindungspassage 36 hindurch
zu unterbrechen. Daher wird auch die Mehrscheibenkupplung C in den
Eingriffszustand gebracht, um das Antriebsmoment auf die Hinterräder Wr,
Wr zu verteilen.
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Wenn
eine Bremskraft auf die Räder
einwirkt, blockieren, bei harter Bremsung, die Vorderräder Wf,
Wf früher
als die Hinterräder
Wr, Wr, weil die Bremskraftverteilung auf die Vorder- und Hinterräder allgemein
derart festgelegt ist, dass die Bremskraft auf die Vorderräder Wf,
Wf größer ist
als die auf die Hinterräder
Wr, Wr. Eine Maschinenbremsung aus der Fahrt des Fahrzeugs mit konstanter
Geschwindigkeit heraus wirkt nur auf die Vorderräder Wf, Wf, und auch in diesem
Fall ist die Drehzahl der Vorderräder Wf, Wf vorübergehend
niedriger als die der Hinterräder
Wr, Wr. In diesem Fall ist die von der zweiten Hydraulikpumpe Pr
abgegebene Ölmenge
größer als die
in die erste Hydraulikpumpe Pf gesaugte Ölmenge, und eine überschüssige Ölmenge wird
in die zweite Ölverbindungspassage 15 abgegeben.
Wenn ferner die Vorderräder
Wf, Wf vollständig
blockiert sind, wird der Betrieb der ersten Hydraulikpumpe Pf gestoppt,
und es dreht sich nur die zweite Hydraulikpumpe Pr, und daher ist
die von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegebene gesamte Ölmenge Überschuss.
Jedoch wird die überschüssige abgegebene Ölmenge durch
die Öffnung 33c und
die Öffnung 33d in
dem Schieberventil 32 und das dritte Einwegventil 22 in
der fünften Ölverbindungspassage 36 zu
der dritten Öffnung 12 in
der zweiten Hydraulikpumpe Pr zirkuliert. Auch wenn in obiger Weise
die Drehzahl der Hinterräder
Wr, Wr größer ist
als die der Vorderräder
Wf, Wf, wirkt kein Hydraulikdruck auf der Basis einer Differenz
zwischen den von den ersten und zweiten Hydraulikpumpen Pf und Pr
abgegebenen Ölmengen
auf die Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C. Daher wird die Mehrscheibenkupplung C im nichteingerückten Zustand
gehalten, um die Bremskraftübertragung
von den Vorderrädern
Wf, Wf auf die Hinterräder
Wr, Wr zu unterbinden, wodurch eine Änderung der Bremskraftverteilung
auf die Vorder- und Hinterräder
nicht entstehen kann.
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Während der
oben beschriebenen Bremsung des vorwärts fahrenden Fahrzeugs wird
die Mehrscheibenkupplung C nicht in den Eingriffszustand gebracht,
und daher kann die Schmierung der Mehrscheibenkupplung C durch das
durch das erste Ablassventil 26 hindurchgetretene Öl nicht
durchgeführt
werden. Jedoch wird, wie bei der oben beschriebenen Vorwärtsfahrt
des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit beschrieben, ein Teil
des von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegebenen Öls der Mehrscheibenkupplung
C durch das Schieberventil 32 und die Schmierölpassage 53 zugeführt, wodurch der
zu schmierende Bereich in der Mehrscheibenkupplung C unbehindert
geschmiert wird.
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Während Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs sind beide Drehrichtungen der ersten und zweiten Hydraulikpumpen
Pf und Pr umgekehrt, wodurch eine umgekehrte Beziehung zwischen
der Auslassöffnung
und der Einlassöffnung
entsteht.
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Insbesondere,
wenn beim Beginn der Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs oder bei plötzlicher
Beschleunigung des rückwärts fahrenden
Fahrzeugs die Drehzahl der Vorderräder Wf, Wf größer ist
als die der Hinterräder
Wr, Wr, ist die von der ersten Hydraulikpumpe Pf abgegebene Ölmenge größer als
die in die zweite Hydraulikpumpe Pr gesaugte Ölmenge, und daher wird in der
zweiten Ölverbindungspassage 15 ein
Hydraulikdruck erzeugt. Hierbei wird der Schieber 31 des
Schieberventils 32 unter der Wirkung der Spannkraft der
Feder 30 in der gezeigten Stellung gehalten, und das Öl, das in
die zweite Ölverbindungspassage 15 aufgrund
der Differenz zwischen der von der zweiten Öffnung 11 in der ersten Hydraulikpumpe
Pf abgegebenen Ölmenge
und der in die zweite Hydraulikpumpe Pr durch die vierte Öffnung 13 gesaugten Ölmenge abgegeben
wird, wird daran gehindert, durch das vierte Einwegventil 23 und
das fünfte
Einwegventil 34 in die fünfte Ölverbindungspassage 36 zu
fließen.
Das Öl
kann in die vierte Ölverbindungspassage 18 fließen, wie
oben beschrieben, wo das Öl
durch das zweite Einwegventil 20 hindurchtritt, und es
wird dann der Arbeitshydraulikdruckkammer 16 in der Mehrscheibenkupplung
C derart zugeführt,
dass der Ölfluss
durch das erste Einwegventil 19 gehemmt wird. Hierdurch
wird die Mehrscheibenkupplung C in den Eingriffszustand gebracht,
um das Antriebsmoment auf die Hinterräder Wr, Wr zu verteilen. Wenn
die Drehzahl der Hinterräder
Wr, Wr, und infolgedessen das Fahrzeug, in einen Rückwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit gebracht wird, werden die Drehzahlen
der ersten und zweiten Hydraulikpumpen Pf und Pr zueinander gleich.
Jedoch ist die Ölmenge,
die pro Umdrehung von der zweiten Hydraulikpumpe Pr abgegeben wird, größer als
die Ölmenge,
die pro Umdrehung von der ersten Hyraulikpumpe Pf abgegeben wird,
und daher wird eine Ölmenge,
die einer Differenz zwischen diesen abgegebenen Ölmengen entspricht, der ersten Ölverbindungspassage 14 zugeführt. Infolgedessen wird,
während
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs, auch im Zustand mit konstanter Fahrgeschwindigkeit,
das Drehmoment von den Vorderrädern
Wf, Wf auf die Hinterräder
Wr, Wr verteilt.
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In
diesem Rückwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit wirkt die Last, die durch die Feder 30 des
Schieberventils 32 erzeugt wird, nicht auf das Öl, das durch
einen Zirkulationsölweg
zirkuliert, das die ersten und zweiten Ölverbindungspassagen 14 und 15 enthält. Jedoch
kann der Rückwärtsfahrzustand
mit konstanter Geschwindigkeit allgemein nicht über lange Zeit andauern, und
daher ist das Ansaugen von Luft aus den Seitenspalten der Rotoren
der Hydraulikpumpen Pf und Pr und der Stopp der Schmierölzufuhr
zu der Mehrscheibenkupplung C grundlegend nicht problematisch.
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Während Bremsung
des Fahrzeugs bei Rückwärtsfahrt
ist die Drehzahl der ersten Hydraulikpumpe Pf geringer als die der
zweiten Hydraulikpumpe Pr, und daher wird ein Hydraulikdruck aufgrund
einer Differenz zwischen der Ölmenge,
die an der zweiten Hydraulikpumpe Pr durch die dritte Öffnung 12 abgegeben
wird, und der Ölmenge,
die in die erste Hydraulikpumpe Pf durch die erste Öffnung 10 gesaugt
wird, erzeugt. Hierbei ist das dritte Einwegventil 22 geschlossen,
und daher wird die Mehrscheibenkupplung C durch das erste Einwegventil 19 in
der dritten Ölverbindungspassage 17 in
den Eingriffszustand gebracht, wodurch die Bremskraft für die Vorderräder Wf,
Wf auf die Hinterräder
Wr, Wr übertragen
wird.
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Während dieser
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs dient die zweite Öffnung 11 in
der ersten Hydraulikpumpe Pf als Auslassöffnung, und die vierte Öffnung 13 in
der zweiten Hydraulikpumpe Pr dient als Einlassöffnung. Daher wird der Schieber 31 des Schieberventils 32 immer
in der gezeigten rechten Stellung gehalten. Auch wenn der Schieber 31 aus
irgendeinem Grund hierbei in der linken Stellung blockiert, wird
der Öldruck,
der von der ersten Hydraulikpumpe Pf durch die zweite Öffnung 11 abgegeben wird,
durch das fünfte
Einwegventil 34 blockiert und an die Öffnung 33a in dem
Schieberventil 32 angelegt, wodurch der blockierte Schieber
zur rechten Stellung zurückgeschoben
wird, welche die Normalstellung ist. Wenn auch hierbei das Blockieren
des Schiebers 31 nicht gelöst wird, entweicht der Hydraulikdruck
in der zweiten Ölverbindungspassage 15 von dem
zweiten Ablassventil 28 durch die vierte Ölverbindungspassage 18,
und daher kann keine übermäßige Last
auf die erste Hydraulikpumpe Pf einwirken.
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Das
oben beschriebene Einrücken
der Mehrscheibenkupplung C erfolgt durch den Vorschub des Kupplungskolbens 47 durch
das der Arbeitsdruckhydraulikkammer 16 zugeführte Öl und durch
den Druck der Kupplungsplatten 43 und 44 durch
den Druckabschnitt des zweiten Nockenelements 63 des Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61, der
durch das Nadellager 68 axial unter Druck gesetzt wird.
Hierbei hat der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61,
der zwischen dem Kupplungskolben 47 und den Kupplungsplatten 43 und 44 angeordnet
ist, die nachfolgend beschriebene Funktion.
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Wie
anhand der Struktur des Hydraulikdruckkreises erläutert und
auch in 5 gezeigt, wird die Mehrscheibenkupplung
C während
Beschleunigung des vorwärts
fahrenden Fahrzeugs, während
Beschleunigung des rückwärts fahrenden
Fahrzeugs und während
Verzögerung
des rückwärts fahrenden Fahrzeugs
in Eingriff gebracht, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen den Vorderrädern Wf,
Wf und den Hinterrädern
Wr, Wr erfolgt. Nur während Verzögerung des
vorwärts
fahrenden Fahrzeugs wird die Mehrscheibenkupplung C nicht in den
Eingriffszustand gebracht, wodurch die Drehmomentübertragung
zwischen den Vorderrädern
Wf, Wf und den Hinterrädern
Wr, Wr nicht erfolgt. Wie oben beschrieben, hat der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 auch
die Funktion einer Einwegkupplung. Während Beschleunigung des vorwärts fahrenden
Fahrzeugs werden das erste Nockenelement 62 und das zweite
Nockenelement 63 des Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 relativ
zueinander von dem in 4A gezeigten Zustand zu dem in 4B gezeigten
Zustand verdreht, um eine Axialschubkraft f zu erzeugen, um die Mehrscheibenkupplung
C in den Eingriffszustand zu bringen. Daher kann, wie im rechten
und oberen Teil von 5 gezeigt, der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 in
einer Anfangsstufe der Beschleunigung des vorwärts fahrenden Fahrzeugs arbeiten,
was während
der Fahrt des Fahrzeugs häufig
vorkommt, um den Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch den Hydraulikdruck
zu unterstützen
und hierdurch das Ansprechverhalten, um das Fahrzeug in einen Vierradantriebsmodus
zu bringen, zu verbessern.
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Ferner
wird die Eingriffskraft, die in der Mehrscheibenkupplung C durch
den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 erzeugtwird,
allmählich
entsprechend einer Zunahme der Eingriffskraft, die durch den Hydraulikdruck
in der Mehrscheibenkupplung C erzeugt wird, gesenkt. Daher lässt sich verhindern,
dass die Mehrscheibenkupplung C nur durch den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 in
den Eingriffszustand gebracht wird, um eine Sperrung des Differentials
zu vermeiden.
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Wie
im rechten und unteren Teil von 5 gezeigt,
erfolgt während
Verzögerung
des vorwärts fahrenden
Fahrzeugs der Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch den Hydraulikdruck
nicht, und ferner sind die Richtungen der Relativdrehung der ersten
und zweiten Nockenelemente 62 und 63 umgekehrt,
und daher kann die Axialschubkraft f auf
den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61, um
durch die Einwegkupplungsfunktion die Mehrscheibenkupplung C in
den Eingriffszustand zu bringen, nicht erzeugt werden. Daher wird,
während
Verzögerung
des vorwärts
fahrenden Fahrzeugs, das Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus
gehalten, um eine Störung
mit dem ABS-System zu vermeiden und hierdurch die Bremsleistung
des Fahrzeugs sicherzustellen.
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Wie
im linken und oberen Teil von 5 gezeigt,
erfolgt während
Beschleunigung des rückwärts fahrenden
Fahrzeugs der Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch den Hydraulikdruck
nicht, wobei die Axialschubkraft f für den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 um
durch die Einwegkupplungsfunktion die Mehrscheibenkupplung C in
den Eingriffszustand zu bringen, nicht erzeugt werden kann.
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Wie
im linken und unteren Teil von 5 gezeigt,
erfolgt während
Verzögerung
des rückwärts fahrenden
Fahrzeugs der Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch den Hydraulikdruck
nicht, und es wird die Axialschubkraft f für den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 um
die Mehrscheibenkupplung C durch die Einwegkupplungsfunktion in
den Eingriffszustand zu bringen, erzeugt, was zu einem Zustand führt, in
dem die Axialschubkraftdes Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 den
Eingriff der Mehrscheibenkupplung C durch den Hydraulikdruck unterstützt.
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In
der Anfangsstufe der Beschleunigung des vorwärts fahrenden Fahrzeugs, was
tatsächlich
häufig
vorkommt, kann die Mehrscheibenkupplung C durch sowohl den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 als
auch den Hydraulikdruck in den Eingriffszustand gebracht werden,
um hierdurch das Ansprechverhalten, um das Fahrzeug in den Vierradantriebsmodus
zu bringen, zu verbessern und die ausreichende Antriebskraft auf
die Hinterräder Wr,
Wr zu verteilen. Ähnlich
kann, während
Verzögerung
des vorwärts
fahrenden Fahrzeugs, was ebenfalls häufig vorkommt, das Fahrzeug
in dem Zweiradantriebsmodus gehalten werden, um eine Störung mit
dem ABS-System zu vermeiden.
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Auch
nachdem der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 für den in 4B gezeigten
Zustand gesorgt hat, um hierdurch die Relativdrehungen der ersten
und zweiten Nockenelemente 62 und 63 zu vermeiden,
werden die Relativdrehungen der Vorderräder Wf, Wf und der Hinter räder Wr,
Wr fortgesetzt. Jedoch rutscht die Reibkupplung 67, um
die Relativdrehungen der Kupplungsnabe 42 und des zweiten
Nockenelements 63 zu erlauben, und daher kann keine übermäßige Last
auf den Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 einwirken.
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Eine
zweite Ausführung
wird nun anhand 6 beschrieben.
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Nachdem
in der Struktur der ersten Ausführung
der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 für den in 4B gezeigten
Zustand gesorgt hat, um hierdurch die Relativdrehungen der ersten
und zweiten Nockenelemente 62 und 63 zu vermeiden,
gleitet die hintere Kupplungsplatte 43, die sich zusammen
mit dem Kupplungsgehäuse 41 weiterdreht,
und der Druckabschnitt 66 des zweiten Nockenelements 63 aneinander.
Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit,
dass eine Reibung und/oder ein ungewöhnliches Geräusch entstehen
könnte.
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Daher
ist in der zweiten Ausführung
ein Axialdrucklager 70 zwischen der hinteren Kupplungsplatte 43 und
dem Druckabschnitt 66 des zweiten Nockenelements 63 angeordnet,
wodurch die Erzeugung einer Reibung und/oder eines abnormalen Geräuschs verhindert
werden kann.
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Eine
dritte Ausführung
wird nun anhand von 7 beschrieben.
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In
dem Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 in
der dritten Ausführung
ist ein zweites Nockenelement 63 axial beweglich und relativ
nichtdrehbar in der Längsverzahnung 42a der Kupplungsnabe 42 gehalten,
wobei eine Reibungskupplung 67 zwischen einer Längsverzahnung 62a des
ersten Nockenelements 62 und der Längsverzahnung 41a des
Kupplungsgehäuses 41 angeordnet
ist. Die Reibungskupplung 67 rutscht durch, wenn ein Drehmoment,
das größer als
ein vorbestimmter Wert ist, zwischen dem ersten Nockenelement 62 und
dem Kupplungsgehäuse 41 wirkt.
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Eine
Endplatte 71 ist axial beweglich und relativ nichtdrehbar
in der Rückseite
des Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 zwischen
der Längsverzahnung 41a des
Kupplungsgehäuses 41 und
der mit der ersten Hydraulikpumpe Pf verbundenen Hülse 65 gehalten.
Ein Axialdrucklager 72 ist zwischen einer Vorderseite der
Endplatte 71 und einer Rückseite des ersten Nockenelements 62 angeordnet,
und ein Axialdrucklager 73 ist zwischen einer Rückseite
der Endplatte 71 und einer Vorderseite des Kupplungskolbens 47 angeordnet.
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Wenn
bei dieser Anordnung Relativdrehungen zwischen den Vorderrädern Wf,
Wf und den Hinterrädern
Wr, Wr auftreten, sodass der Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 arbeitet,
wird die Mehrscheibenkupplung C durch eine Axialschubkraft f, die durch die Relativdrehungen
der ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 erzeugt
wird, in ihren Eingriffszustand gebracht. Obwohl die Relativdrehungen
der ersten und zweiten Nockenelemente 62 und 63 beschränkt wurden,
werden die Relativdrehungen der Vorderräder Wf, Wf und der Hinterräder Wr,
Wr fortgesetzt, wobei aber die Reibungskupplung 67 durchrutscht,
um die Relativdrehungen des Kupplungsgehäuses 41 und des ersten
Nockenelements 62 zu gestatten und um Relativdrehungen
der Endplatte 61, die sich gemeinsam mit dem Kupplungsgehäuse 41 dreht,
und dem ersten Nockenelement 62, das sich gemeinsam mit
der Kupplungsnabe 42 dreht, durch die Wirkung des Axialdrucklagers 72 zu erlauben.
Das Axialdrucklager 73, das zwischen dem Kupplungskolben 47 und
der Endplatte 71 angeordnet ist, gestattet die Drehung
der Endplatte 71 relativ zu dem Kupplungskolben 47,
der sich nicht relativ zu dem Gehäuse 45 dreht.
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Bei
der dritten Ausführung
wird beim Betrieb des Drehmomentübertragungs-Nockenmechanismus 61 nur
das zweite Nockenelement 63 axial mit dem ersten Nockenelement 62 bewegt,
welches in seinem axialen Stoppzustand ist, um hierdurch die Mehrscheibenkupplung
C in den Eingriffszustand zu bringen. Daher lässt sich verhindern, dass die
an dem ersten Nockenelement 62 gehaltene Reibungskupplung 67 axial
bewegt wird, was eine Reibungsminderung unterstützt. Die Relativdrehungen der Endplatte 71,
die sich gemeinsam mit dem Kupplungsgehäuse 41 dreht, und
des ersten Nockenelements 62, das sich gemeinsam mit der
Kupplungsnabe 42 dreht, werden durch die Wirkung des Axialdrucklagers 72 zugelassen.
Jedoch kann die Drehzahl des Axialdrucklagers 72 in der
dritten Ausführung
reduziert werden, weil in der zweiten Ausführung das Axialdrucklager 72 radial
innerhalb des Axialdrucklagers 70 angebracht ist (angebracht
am Außenende
des Druckabschnitts 66 des zweiten Nockenelements 63 in 6),
und zwar an einer radial zwischenliegenden Stelle an der Endplatte 71.
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In
den verschiedenen Ausführungen
ist das Kupplungsgehäuse
als Element dargestellt, das sich in betriebsmäßiger Zuordnung zu den Vorderrädern Wf,
Wf dreht, und die Kupplungsnabe 42 ist als Element dargestellt,
das sich in betriebsmäßiger Zuordnung
mit den Hinterrädern
Wr, Wr dreht. Alternativ kann auch ein anderes Element als das Kupplungsgehäuse 41 und
die Kupplungsnabe 42 verwendet werden.
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Ein
Fahrzeug mit Vierradantrieb umfasst erfindungsgemäß eine erste
Hydraulikpumpe Pf in betriebsmäßiger Zuordnung
mit der Drehung der Vorderräder
Wf, Wf sowie eine zweite Hydraulikpumpe Pr in betriebsmäßiger Zuordnung
mit der Drehung der Hinterräder
Wr, Wr. Wenn eine Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern entsteht,
wird eine Mehrscheibenkupplung C durch den von den Hydraulikpumpen
erzeugten Hydraulikdruck in ihren Eingriffszustand gebracht, wodurch
das Fahrzeug in den Vierradantriebsmodus umschaltet. Zwischen einem
Kupplungskolben 47 und Kupplungsplatten 43, 44 ist
ein Nockenmechanismus 61 angeordnet. Wenn zwischen den
Vorder- und Hinterrädern
eine Drehzahldifferenz entsteht, erzeugt der Nockenmechanismus 61 sofort
eine axiale Schubkraft, um die Mehrscheibenkupplung C schnell in
ihren Eingriffszustand zu bringen. Der Eingriff der Mehrscheibenkupplung
C erfolgt mit einer aus reichenden Eingriffskraft durch den anschließend von
der Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdruck.