WO2005115790A1

WO2005115790A1 - Verteilergetriebe für kraftfahrzeuge und dessen schmierung

Info

Publication number: WO2005115790A1
Application number: PCT/AT2005/000181
Authority: WO
Inventors: Manfred Hofer; Alois Lafer; Erhard Sauer
Original assignee: Magna Drivetrain AG and Co KG
Current assignee: Magna Drivetrain AG and Co KG
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2006-11-28
Also published as: DE112005000674A5

Abstract

Ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge besteht aus einem Gehäuse (1, 2), einer Primärwelle (4) und einer Sekundärwelle (7), wobei eine aus einem mit der Primärwelle drehfest verbundenen Aussenteil (11) und aus einem Innenteil (12) bestehende Reibungskupplung (8) von der Primärwelle (4) Drehmoment abzweigt und über den Innenteil (12) und einen Versatztrieb (18, 19, 22) der Sekundärwelle (7) zuführt. Um unter allen Bedingungen eine ausreichende Versorgung mit Schmieröl sicherzustellen, ist das Gehäuse (1, 2) von einer im Wesentlichen vertikalen Zwischenwand (26) in zwei Kammern (31, 32) unterteilt, hat die Zwischenwand (26) mindestens eine so weit in den ersten Raum (31) reichende Huze (38, 38'), dass sie vom Schleuderbereich des Versatztriebes (18, 19, 22) in die zweite Kammer (32) reicht, in die abgeschleudertes Schmieröl gelangt, und sind in der zweiten Kammer (32) Schaufeln (45) angeordnet, die bei Drehung der Reibungskupplung (8) Schmieröl ins Innere des Aussenteiles (11) der Kupplung (8) fördern.

Description

VERTEILERGETRIEBE FÜR KRAFTFAHRZEUGE UND DESSEN SCHMIERUNG

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse, einer Primärwelle und einer Sekundärwelle, wobei eine aus einem mit der Primärwelle drehfest verbundenen Aussenteil und aus einem Innenteil bestehende Reibungskupplung von der Primärwelle Drehmoment abzweigt und über den Innenteil und einen Versatztrieb der Se- kundärwelle zuführt. Verteilergetriebe werden bei allradgetriebenen Fahrzeugen zur Verteilung des Drehmomentes auf mehrere Achsen, insbesondere auf Vorderachse und Hinterachse eingesetzt. Das ist in verschiedenen Modii möglich, etwa mit einem von einer Lamellenkupplung sperrbaren Längsdifferential. Ein weiterer Modus besteht in der Zuschaltung der Ver- bindung zur Sekundärwelle, der meist die vorderen Achse zugeordnet ist. Bei der Zuschaltung mittels einer steuerbaren Reibungskupplung spricht man von „Torque on Demand".

Die Schmierung von Verteilergetriebe mit ihrer wegen des Versatztriebes großen Höhenunterschiede und dem hohen Kühlölbedarf der Reibungskupplung, vor allem bei Schlupfbetrieb, erfordert üblicherweise eine eigene von der Primärwelle aus angetriebene Ölpumpe, die wegen des nicht regelbaren Antriebes auf den maximalen Schmierölbedarf bei schleifender Kupplung ausgelegt sein muss. Dadurch ist der durch die Ölpumpe verursachte Leistungsverlust im Verteilergetriebe erheblich.

Aus der EP 268 904 ist ein Verteilergetriebe mit Längsdifferential und Lamellenkupplung bekannt, bei dem unter Verzicht auf eine Ölpumpe Öl von einem die Primärwelle umgebenden Ringraum bis zur weit entfernten Kupplung gelangen soll. Dazu ist ein rotierender Kragen vorgesehen, dessen zylindrischer Teil innen schraubenförmige Ölförderwulste hat. Der Ringraum zwischen der Primärwelle und eine sie umgebenden Hohlwelle, die Teil des Versatztriebes ist, ist lang und eng, sodaß die ausreichende und sichere Ölversorgung bezweifelt werden mag, insbesondere wenn die Reibungskupplung länger mit Schlupf betrieben wird.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, bei einem Verteilergetriebe eine unter allen Bedingungen ausreichende Versorgung mit Schmieröl sicherzustellen. Erfindungsgemäß wird das mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruches erreicht. So wird das Schmieröl in der ersten Kammer vom Versatztrieb empor gefördert, in die Huze geschleudert, durch diese in die zweite Kammer geleitet, in der sich ein höherer Ölspiegel einstellt, in den der Aussenteil der Kupplung teilweise eintaucht und gelangt durch dessen Rotation ins Innere des Aussenteiles, in dem sich die Lamellen befinden. Diese werden so ausgiebig mit Schmieröl versorgt.

Für den letzteren Vorgang, die Förderung ins Innere der Kupplung gibt es zwei Ausfuhrungsformen. In der ersten Ausführungsform sind die Schau- fein ortsfeste Spiralrippen in der zweiten Kammer, die an den Aussenteil der Kupplung heranreichen (Anspruch 2) und vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse sind. In der zweiten Ausführungsform sind die Schaufeln am Aussenteil der Kupplung angeordnete Löffel, die in die zweite Kammer reichen (Anspruch 3). Sie tauchen in den dort höheren Ölspiegel ein. Bei

Rotation der Kupplung schöpfen sie das Schmieröl und drücken es ins Innere der Kupplung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Zwischenwand die erste Kam- mer durchquerende Fortsätze, die an der gegenüberliegenden Wand der ersten Kammer anliegen (Anspruch 4). So kann die Zwischenwand sehr leicht, zum Beispiel als Blechpressteil ausgeführt sein, weil sie sich über die Fortsätze abstützt, von denen zumindest einer gleichzeitig die Huze sein kann (Anspruch 5).

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:

- Fig. 1 : Einen Längsschnitt durch erste Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verteilergetriebes,

- Fig. 2: Schnitt nach II-II in Fig. 1 ,

- Fig. 3 : Schnitt nach III-III in Fig. 1 ,

- Fig. 4: einen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform,

- Fig. 5: Detailschnitt nach AA, vergrößert.

In Fig. 1 sind die Teile eines Verteilergetriebes von einem Gehäuse 1 und einem Gehäusedeckel 2 umgeben, die entlang einer vertikalen Trennfuge 3 miteinander verschraubt sind. Im Inneren befindet sich eine im Gehäuse 1 , 2 in Lagern 5,6 gelagerte Primärwelle 4 und eine tiefer und versetzt liegen- de Sekundärwelle 7, die ebenfalls im Gehäuse 1, 2 gelagert ist. Die Primärwelle 4 ist hier gleichzeitig Eingangswelle und Ausgangswelle zu einer angetriebenen Achse, meist der hinteren. Von der Sekundärwelle 7 führt eine nicht dargestellte Welle zu einer zweiten angetriebenen Achse, meist der Vorderachse. Um das über die Sekundärwelle 7 abgeführte Drehmoment regelbar von der Primärwelle 4 abzweigen zu können, ist eine Reibungskupplung 8 konzentrisch auf der Primärwelle angebracht.

Die Reibungskupplung 8 ist eine Lamellenkupplung, die aus einem glok- kenförmigen und mit der Primärwelle 4 drehfest verbundenen Kupplungs- aussenteil 11 und einem Kupplungsinnenteil 12 besteht, welch letzteres über eine Hohlwelle 17 drehfest mit einem Zahnrad 18 verbunden ist. Im Inneren des Aussenteiles 11 der Kupplung 8 befindet sich in bekannter Weise ein Lamellenpaket 13 und ein Federpaket 14. Weiters ist ein Aktua- tor 16 vorgesehen, der hier aus zwei in nicht dargestellter Weise gegeneinander verdrehbaren Rampenringen besteht. Die mittels Nadellagern 20 auf der Primärwelle 4 gelagerte, aus der Hohlwelle 17 und dem ersten Zahnrad 18 bestehende Einheit, ist über eine Zahnkette 22 mit einem zweiten Zahnrad 19 auf der Sekundärwelle 7 antriebsverbunden. Die beiden Zahnräder 18, 19 und die Zahnkette 22 bilden einen Versatztrieb.

In dem Gehäuse 1 ist eine vertikale Zwischenwand 26 vorgesehen. Sie liegt mit ihrem Rand 27 an einer Schulter des Gehäuses 1 an und trennt den durch das Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 2 gebildeten Raum in eine erste Kammer 31 und eine zweite Kammer 32. Die erste Kammer 31 enthält den Versatztrieb 18, 19, 22 und hat einen sehr tiefen Ölspiegel 33. Die zweite Kammer 32 enthält die Kupplung 8 und hat einen relativ hohen Ölspiegel 34, in den der Aussenteil 11 der Kupplung 8 eintaucht. Die Zwischenwand 26 ist vorzugsweise ein in seinem Randbereich ebenes Blech, das in seinem mittleren Bereich eine Mulde 35 aufweist, durch deren kreisförmiges Loch 36 abgedichtet die Hohlwelle 17 hindurchgeführt ist. Wenn die Zwischenwand 27 ein Blechteil ist, ist die Mulde 35 leicht durch Tiefziehen herstellbar. Die Zwischenwand 26 ist in ihrem unteren Bereich über einen Fortsatz 37 an der gegenüberliegenden Wand der ersten Kammer 31 abgestützt. In ihrem oberen Bereich hat die Trennwand 26 ebenfalls bis an die gegenüberliegende Wand des Gehäuses 2 reichende Huzen 38, 38' (Fig. 2), durch die vom Versatztrieb, insbesondere von der Zahnkette 22 abgeschleudertes Öl aufgefangen und in die zweite Kammer 32 gefordert wer- den soll.

In Fig. 2 ist zu erkennen, dass zwei derartige Huzen 38, 38' vorgesehen sind, deren Grundform die eines ungefähr horizontalen Rohres mit rechteckigem Querschnitt ist, das im Schleuderbereich der Zahnkette 22 Durch- brechungen hat, sodass eine äußere Wand 39, 39' als Prallwand und ein eine Rinne bildender unterer Wandteil 40, 40' bleibt, und das durch Öffnungen 42, 42' in der Zwischenwand 26 mit der zweite Kammer 32 strö- mungsverbunden ist. Das von der Zahnkette 22 abgeschleuderte Öl ist mit Pfeilen 41, 41 ' angedeutet.

Um das in der zweiten Kammer 32 angesammelte Schmieröl in für alle Situationen ausreichender Menge dem Innenteil 12 der Kupplung 8 und ins- besonde dem Lamellenpaket 13 zuführen zu können, ist in der zweiten Kammer 32 eine Anzahl von Schaufeln 45 (45 ',45" in Fig. 3) gehäusefest, und hier sogar als integrierender Bestandteil des Gehäuses 1 vorgesehen, deren in Axialrichtung innere Kanten 46 sehr nahe an den Außenteil 11 der Kupplung 8 herangeführt sind. Deren Drehrichtung ist in Fig. 3 durch den Pfeil 47 angedeutet. Durch die auf das Schmieröl im zweiten Raum 32 von dem achsnormalen Wandteil des Aussenteiles 11 der Kupplung ausgeübten Scherkraft wird das Schmieröl in Drehung versetzt und so unter Überwindung der Fliehkraft von den Schaufeln 45 radial einwärts und durch über den Umfang verteilte Öffnungen 49 im Aussenteil 11 der Kupplung 8 in einen Ölraum 50 im Inneren der Kupplung geleitet, von dem das Schmieröl dann in gewohnter Weise das Lamellenpaket 13 durchströmt. "

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von der vorhergehenden vor allem dadurch, dass anstelle der gehäusefesten Schaufeln 45 hier am Außenteil 111 der Kupplung eine Anzahl Löffel 145, 145' am Umfang verteilt vorgesehen sind. Diese wirken bei Rotation des Kupplungs- aussenteiles 111 gewissermaßen als dynamische Schöpflöffel und drücken das dynamisch geschöpfte Schmieröl in den Raum 130.

Ein weniger wichtiger Unterschied der Fig. 4 besteht darin, dass hier der Versatztrieb aus den beiden Zahnrädern 118, 119 auf der Primär- und auf der Sekundärwelle und aus einem Zwischenrad 122 anstelle der Zahnkette besteht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse (1,2), einer Primärwelle (4) und einer Sekundärwelle (7), wobei eine aus einem mit der Primärwelle drehfest verbundenen Aussenteil (11) und aus einem Innenteil (12) bestehende Reibungskupplung (8) von der Primärwel- le (4) Drehmoment abzweigt und über den Innenteil (12) und einen Versatztrieb der Sekundärwelle (7) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass

a) das Gehäuse (1,2) von einer im Wesentlichen vertikalen Zwischenwand (26) in zwei Kammern (31 ,32) unterteilt ist, von denen die erste (31) den Versatztrieb (18,19,22; 118, 119, 122) und die zweite die Reibungskupplung (8) enthält,

b) die Zwischenwand (26) mindestens eine so weit in den ersten Raum (31) reichende Huze (38,38') hat, dass sie vom Schleuderbereich des Versatztriebes (18,19,22; 118, 119, 122) in die zweite Kammer (32) reicht, in die abgeschleudertes Schmieröl gelangt,

c) in der zweiten Kammer (32) Schaufeln (45; 145) angeordnet sind, die bei Drehung der Reibungskupplung (8) Schmieröl ins Innere des Aus- senteiles (11) der Kupplung (8) fördern.

2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (45,45 ',45") ortsfeste Spiralrippen in der zweiten Kammer (32) sind, die an den Aussenteil (11) der Kupplung (8) heranreichen.

3. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (145,145') am Aussenteil (11) der Kupplung (8) angeordnete

Löffel sind, die in die zweite Kammer (32) reichen.

4. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (26) die erste Kammer (31) durchquerende Fortsätze (37; 38) hat, die an der gegenüberliegenden Wand der ersten Kammer (31) anliegen.

5. Verteilergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer dieser Fortsätze (38) gleichzeitig die Huze ist.