DE3740243C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine mit Kraftschluß arbeitende Kupplung, z.B. Lamellenkupplung, insbesondere für eine Kupplung, welche in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges eine kraftschlüssige Verbindung zwischen verschiedenen Achsen bzw. zwischen Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeuges automatisch bzw. rechnergesteuert herstellt oder unterbricht, mit einem Stellaggregat, welches die Kupplung bei Beaufschlagung mit einer Betätigungskraft schließt bzw. bei Wegnahme der Betätigungskraft öffnet und dauernd mit einer Vorspannkraft beaufschlagbar ist, um die den Kraftfluß übertragenden Kupplungselemente bzw. -lamellen auch bei geöffneter Kupplung gegeneinander vorzuspannen, wobei als Stellaggregat vorzugsweise ein Verdränger- bzw. Kolben-Zylinder-Aggregat angeordnet ist, dessen Verdränger bzw. Kolben in seiner die Kupplung schließenden Bewegungsrichtung mittels mechanischer Federung vorspannbar ist.

Aus der DE-OS 28 05 692 ist es bekannt, zwischen einer dauernd angetriebenen hinteren Achse eines Kraftfahrzeuges und der Vorderachse desselben eine Kupplung mit einer der eingangs angegebenen Art entsprechenden Betätigungsvorrichtung anzuordnen, um bei Bedarf die Räder der Vorderachse zusätzlich zu den Rädern der Hinterachse antreiben zu können. Dabei können die den Kraftfluß übertragenden Kupplungslamellen dauernd, d. h. auch bei geöffneter Kupplung, mit einer Vorspannkraft beaufschlagt sein, so daß die Kupplung praktisch verzögerungsfrei betätigt werden kann, weil das Stellaggregat zum Schließen und Öffnen der Kupplung aufgrund der dauernden Vorspannung praktisch wegfrei arbeitet. Aufgrund der Vorspannung "schleift" zwar die Kupplung auch im geöffneten Zustand etwas, jedoch führt dies zu keinem nennenswert erhöhten Verschleiß, weil die beim Fahrbetrieb auftretenden Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern der Vorderachse und den Rädern der Hinterachse relativ gering bleiben, so daß auch die Relativbewegungen der den Kraftfluß übertragenden Kupplungslamellen bei geöffneter Kupplung entsprechend gering sind.

Allerdings können besondere Umstände eintreten, bei denen aufgrund der Vorspannung mit erhöhtem Kupplungsverschleiß gerechnet werden muß, bzw. bei denen die Vorspannung der Kupplungselemente unerwünscht ist.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, mit der die Kupplung unter allen Umständen in jeweils optimaler Weise betätigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellaggregat mittels einer selbsthemmenden Arretieranordnung in eine gegen die Vorspannkraft verschobene Lage verstellbar und in dieser Lage festlegbar ist.

Erfindungsgemäß wird also die Möglichkeit geschaffen, die Kupplungselemente im geöffneten Zustand der Kupplung von der Vorspannkraft zu entlasten, um beispielsweise bei einem Fahrzeug mit selbsttätig zuschaltender weiterer Antriebsachse den Antriebsstrang zur ständig angetriebenen Achse separat prüfen zu können oder um das Fahrzeug auf einer Achse ohne antriebsmäßige Kopplung derselben mit der anderen Achse abzuschleppen.

Dabei kann die Arretieranordnung einen im Gehäuse des Stellaggregates an bzw. in einem Gewindeteil schraubver­ schiebbaren Anschlag besitzen, welcher sich durch Drehung aus einer unwirksamen Lage unter Mitnahme des Stellaggre­ gates in eine Arretierlage verschieben läßt, in der das Stellaggregat seine gegen die Vorspannkraft verschobene Lage einnimmt. Bei dieser Bauart ist bei entsprechender Bemessung der Steigung des Gewindeteiles die gewünschte Selbsthemmung automatisch gegeben, weil durch die auf das Stellaggregat weiterhin einwirkende Vorspannkraft eine relativ starke Reibung zwischen dem Gewindeteil und dem daran bzw. darin schraubverschiebbaren Anschlag bewirkt wird.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung verwiesen.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung sowie, in schematischer Darstellung, eine damit betätigte Lamellen­ kupplung und hydraulische Steuerungsorgane für die Betätigungsvorrichtung und

Fig. 2 eine Achsansicht der Betätigungsvorrichtung entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1 in Verbindung mit einer entfernt angeordneten Handhabe, die über Seilzug mit einer Arretierung der Betätigungs­ vorrichtung verbunden ist.

Eine insgesamt mit 1 bezeichnete Lamellenkupplung gestattet es, zwei Wellen 2 und 3 miteinander antriebsmäßig zu verbin­ den bzw. voneinander zu trennen. Dazu sind an der Welle 2 bzw. einem damit fest verbundenen Teil axial verschiebbare Innenlamellen 4 drehfest angeordnet, die mit axial verschieb­ baren Außenlamellen 5 zusammenwirken, welche in einem mit der Welle 3 fest verbundenen Hohlrad od.dgl. drehfest angeordnet sind. Mittels eines axial verschiebbaren hülsenförmigen Druck­ stückes 6 können die Innen- und Außenlamellen 4 und 5 axial gegeneinander gepreßt werden, wenn das Druckstück 6 mit einer Kraft in Pfeilrichtung K beaufschlagt wird. Damit wird die Lamellenkupplung 1 geschlossen bzw. geschlossen gehalten. Bei Wegnahme bzw. hinreichender Verminderung der genannten Kraft wird die Lamellenkupplung 1 geöffnet.

Das Druckstück 6 ist Teil einer Betätigungsvorrichtung 7 der Lamellenkupplung 1. Die Betätigungsvorrichtung 7 besitzt ein von der Welle 2 durchsetztes Gehäuse 8, in welchem ein zur Achse der Welle 2 konzentrischer Ringraum 9 untergebracht ist. Im Ringraum 9 ist ein Ringkolben 10 gleitverschiebbar angeordnet, welcher die der Lamellenkupplung 1 zugewandte offene Stirnseite des Ringraumes 9 abschließt.

Der Ringkolben 10 ist innerhalb des Ringraumes 9 undrehbar gehaltert. Dazu dienen an der in Fig. 1 linken geschlossenen Stirnseite des Ringraumes 9 gehalterte, zur Achse der Welle 2 parallele Stifte 11, welche mit stirnseitigen Bohrungen 12 im axial verschiebbaren Ringkolben 10 zusammenwirken.

Zwischen der in Fig. 1 linken Stirnseite des Ringraumes 9 und der zugewandten Stirnfläche des Ringkolbens 10 sind Schraubendruckfedern 13 eingespannt, die innerhalb des Ring­ raumes mehrfach mit untereinander gleichen Abständen in Um­ fangsrichtung des Ringraumes 9 angeordnet sind. Die Schrauben­ druckfedern 13 beaufschlagen den Ringkolben 10 mit einer den­ selben in Fig. 1 nach rechts drängenden Vorspannkraft.

Über eine Gehäusebohrung 14 bzw. eine Anschlußleitung 15 ist der Ringraum 9 mit einem Schaltventil 16 verbunden, welches den Ringraum 9 in der dargestellten Schaltstellung über eine Drossel 17 mit einem Reservoir 18 für Hydraulik­ medium verbindet. In seiner anderen Schaltstellung verbin­ det das Schaltventil 16 den Ringraum 9 mit einer saugseitig an das Reservoir 18 angeschlossenen Hydraulikpumpe 19, in deren Druckleitung eine Drossel 20 angeordnet ist.

Je nach Schaltstellung des Ventiles 16 wird also im Ringraum 9 ein hydraulischer Druck auf- bzw. abgebaut, wobei das zeitliche Verhalten von Druckanstieg bzw. Druckabfall im Ringraum 9 durch die Drosselwiderstände der Drosseln 17 und 20 bestimmt wird. Durch den hydraulischen Druck im Ringraum 9 wird auf den Ringkolben 10 eine Stellkraft aus­ geübt, welche den Ringkolben 9 - ebenso wie die Vorspann­ kraft der Federn 13 - in Fig. 1 nach rechts zu schieben sucht.

Auf der vom Ringraum 9 abgewandten Stirnseite des Ringkolbens 10 ist zwischen demselben und dem hülsenförmigen Druckstück 6 ein ringförmiges Axiallager 21 angeordnet, welches eine weitestgehend reibungsfreie Drehung des Druckstückes 6 relativ zum Ringkolben 10 ermöglicht. Das Axiallager 21 wird zwischen dem Ringkolben 10 und dem Druckstück 6 spielfrei gehalten, da das Druckstück 6 mittels einer Tellerfeder 22 gegen den Ringkolben 10 bzw. das zwischen Ringkolben 10 und Druckstück 6 angeordnete Axiallager 21 gespannt ist. Die Kraft der Tellerfeder 22 ist geringer als die von den Schraubendruck­ federn 13 in entgegengesetzter Richtung auf den Ringkolben 10 ausgeübte Gesamtkraft.

Im Gehäuse 8 ist an dessen äußerer Innenwand ein Gewinde bzw. ein Gewindeteil 23 stationär angeordnet, in dessen Innengewinde eine Hülse 24 mit Außengewinde schraubverschieb­ bar angeordnet ist. Dementsprechend läßt sich die Hülse 24 durch Drehung axial verschieben. Dabei kann die Hülse 24 aus einer Normallage, in der die einander zugewandten Stirnseiten von Ringkolben 9 und Hülse 24 voneinander dauernd beabstandet bleiben, in eine Arretierlage - in Fig. 1 nach links - ver­ schoben werden. Bei dieser Verschiebung legt sich die Hülse 24 mit ihrem in Fig. 1 linken Stirnrand auf die zugewandte Stirnseite des Ringkolbens 10 auf und nimmt denselben bis in dessen in den Ringraum 9 vollständig eingeschobene Endlage bzw. eine Nachbarlage mit.

Die Steigung der miteinander zusammenwirkenden Gewinde von Gewindeteil 23 und Hülse 24 ist derart bemessen, daß die den Ringkolben 10 in Fig. 1 nach rechts drängenden Kräfte der Schraubendruckfedern 13 und des gegebenenfalls im Ringraum 9 anstehenden hydraulischen Druckes eine Selbsthemmung der Hülse 24 im Gewinde bzw. Gewindeteil 23 bewirken.

An der Hülse 24 ist ein das Gehäuse 8 nach außen durchsetzen­ der, zur Achse der Welle 2 radialer Hebel 25 fest angeordnet, welcher seinerseits über einen beispielsweise als Bowdenzug ausgebildeten Seilzug, über ein Gestänge oder in sonstiger Weise mit einem manuell zwischen zwei Rastlagen verstellbaren Betätigungshebel 26 antriebsgekoppelt ist. Wird der Betäti­ gungshebel 26 in Richtung seiner einen Rastlage verstellt, so dreht sich die Hülse 24 unter axialer Verschiebung in der einen Richtung. Bei Verstellung des Betätigungshebels in Richtung der anderen Rastlage dreht sich die Hülse 24 unter entsprechender axialer Verschiebung in entgegengesetzter Richtung. Dabei sind die Rastlagen des Betätigungshebels 26 der vom Ringkolben 10 beabstandeten Normallage der Hülse 24 bzw. der gegen den Ringkolben 10 vorgeschobenen, in Fig. 1 dargestellten Lage der Hülse 24 zugeordnet.

Die dargestellte Vorrichtung funktioniert wie folgt:

Im Normalfall ist die Hülse 24 aus der in Fig. 1 dargestell­ ten Lage derart weit nach rechts verschoben, daß zwischen der Hülse 24 und dem Ringkolben 10 in allen möglichen Lagen des­ selben ein axialer Abstand verbleibt.

Aufgrund der Schraubendruckfedern 13, deren den Ringkolben 10 und damit auch das Druckstück 6 in Fig. 1 nach rechts drängen­ de Gesamtkraft größer ist als die entgegenwirkende Kraft der Tellerfeder 22, wird das Druckstück 4 dauernd mit begrenzter Kraft gegen die Lamellen 4 und 5 gespannt, so daß die Innen­ lamellen 4 und die Außenlamellen 5 spielfrei aufeinander auf­ liegen und auch dann ein gewisser begrenzter Reibschluß zwi­ schen den Lamellen 4 und 5 vorliegt, wenn im Ringraum 9 keiner­ lei hydraulischer Druck ansteht. Dies ist der normale geöff­ nete Zustand der Lamellenkupplung 1.

Sobald durch entsprechende Steuerung des Schaltventiles 16 der Ringraum 9 mit hydraulischem Druck beliefert wird, wird der Ringkolben 10 mit erhöhter Kraft in Fig. 1 nach rechts gedrängt. Dementsprechend beaufschlagt das Druckstück 6 die Lamellen 4 und 5 mit entsprechend erhöhter Kraft, d.h. die Lamellenkupplung 1 wird geschlossen bzw. geschlossen gehalten.

Da die Lamellen 4 und 5 der Lamellenkupplung 1 auch in deren normal geöffneten Zustand spielfrei aufeinanderliegen, brau­ chen der Ringkolben 10 sowie das Druckstück 6 praktisch keiner­ lei Verschiebung auszuführen, um die Lamellenkupplung 1 zu schließen. Der Schließvorgang der Lamellenkupplung 1 setzt dementsprechend praktisch verzögerungsfrei ein. Eine Rest­ verzögerung aufgrund der Volumenselastizität des Hydraulik­ mediums sowie der elastischen Nachgiebigkeit der Wandungen des Ringraumes 9 bzw. des Kolbens 10 sowie des Druckstückes 6 kann vernachlässigt werden.

Um gegebenenfalls jeglichen Kraftschluß zwischen den Innen- und Außenlamellen 4 und 5 zu vermeiden, kann die Hülse 24 mittels des Betätigungshebels 26 in die in Fig. 1 darge­ stellte Lage gebracht werden, bei der der Ringkolben 10 weitestgehend nach links verschoben und das Druckstück 6 durch die Tellerfeder 22 von den Lamellen 4 bzw. 5 abgehoben wird.

Claims (6)

1. Betätigungsvorrichtung für eine mit Kraftschluß arbeitende Kupplung, z.B. Lamellenkupplung, insbesondere für eine Kupplung, welche in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges eine kraftschlüssige Verbindung zwischen verschiedenen Achsen bzw. zwischen Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeuges automatisch bzw. rechnergesteuert herstellt oder unterbricht, mit einem Stellaggregat, welches die Kupplung bei Beaufschlagung mit einer Betätigungskraft schließt bzw. bei Wegnahme der Betätigungskraft öffnet und dauernd mit einer Vorspannkraft beaufschlagbar ist, um die den Kraftfluß übertragenden Kupplungselemente bzw. -lamellen auch bei geöffneter Kupplung gegeneinander vorzuspannen, wobei als Stellaggregat vorzugsweise ein Verdränger- bzw. Kolben-Zylinder-Aggregat angeordnet ist, dessen Verdränger bzw. Kolben in seiner die Kupplung schließenden Bewegungsrichtung mittels mechanischer Federung vorspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellaggregat (6, 9, 10) mittels einer selbsthemmenden Arretieranordnung (24) in eine gegen die Vorspannkraft verschobene Lage verstellbar und in dieser Lage festlegbar ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretieranordnung einen im Gehäuse (8) des Stellaggregates (6, 9, 10) an bzw. in einem Gewindeteil (23) schraubverschiebbaren Anschlag (Hülse 24) besitzt, welcher sich durch Drehung aus einer unwirksamen Lage unter Mitnahme des Stellaggregates in eine Arretierlage verschieben läßt, in der das Stellaggregat seine gegen die Vorspannkraft verschobene Lage einnimmt.

3. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (Hülse 24) mit einer entfernt angeordneten Handhabe (Betätigungshebel 26) gekoppelt ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlag (Hülse 24) ein zur Achse des Gewindeteiles (23) radialer, mit der Handhabe (Betätigungshebel 26) gekoppelter Hebel (25) angeordnet ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (Hülse 24) und die Handhabe (Betätigungshebel 26) durch Seilzug oder Gestänge verbunden sind.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe verrastbar ist.