Nasslaufende Mehrscheibenkupplungen finden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, vorwiegend in Differentialsperren, in Allradantrieben zum Zuschalten der weiteren Triebachse oder zur Veränderung der Drehmo- mentverteilung zwischen den Achsen Verwendung.

Bei diesen Anwendungen wirkt die Kupplung nicht einfach als aus-und einrückbare Schaltkupplung, sondern als Steuerkupplung wobei sie auch länger unter Schlupf arbeitet. Dabei treten, bisweilen erst im Lauf der Le- bensdauer, Schwingungen auf, die als tiefes Brummen ("moaning") bis hochfrequentes Knarren wahrgenommen werden. Abgesehen davon, da dieses Geräusch stört, verkürzen solche Schwingungen die Lebensdauer.

Die Ursache dieser Schwingungen ist wahrscheinlich ein negativer Gra- dient des Reibungskoeffizienten. Unter diesem Gradienten wird die Abnah- me des Reibungskoeffizienten zwischen ersten und zweiten Scheiben bei zunehmender Drehzahldifferenz verstanden. Anfänglich ist das der Über- gang von Haftreibung zu Gleitreibung mit geringerem Gleit-Reibungskoef- fizienten ; bei weiterer Zunahme der Drehzahldifferenz kann der Reibungs- koeffizient weiter abfallen.

Daher trachtete man danach, ein Tribosystem zu schaffen, in dem der Gra- dient des Reibungskoeffizienten, zumindest bereichsweise, positiv oder we- nigstens nicht negativ ist. Es ist bekannt, dazu Scheibenpaarungen zu wäh- len, bei denen die Scheiben aus Stahlblech bestehen und die ersten Schei- ben mit einem Sinterbelag in bestimmten Oberflächenmustem versehen sind. Es ist auch bekannt, für nasse Kupplungen besonders geeignete Flüs- sigkeiten einzusetzen, wie etwa in automatischen Getrieben.

Es hat sich aber gezeigt, dass auch solche Tribosysteme die beschriebenen Schwingungen nicht mit Sicherheit verhindern können, zumindest nicht nach einer gewissen Betriebsdauer, sodass die Scheiben bald ausgetauscht werden mussten. Das aber ist vor allem bei im Fahrzeugantrieb integrierten Kupplungen nachteilig, weil ein Auswechseln der Scheiben meist beson- ders arbeitsaufwendig ist.

Bei der Anwendung solcher Kupplungen in Gehäusen, in denen auch an- dere Antriebsteile untergebracht sind, kommt als weitere Erschwernis dazu, dass die Antriebsteile Öle mit besonderen Schmiereigenschaften erfordern, zum Beispiel Hypoidöle, die aber für Kupplungen weniger günstig sind.

Es ist daher Ziel der Erfindung, ein Tribosystem für Reibungskupplungen vorzuschlagen, das das Auftreten von Schwingungen auch unter den be- schriebenen ungünstigen Bedingungen sicher und für die ganze Lebens- dauer hintanhält.

Erfindungsgemä wird das dadurch erreicht, dass die ersten Scheiben aus Stahl sind und an ihren Reibflächen Beläge aus in eine Kohlenstoffmatrix gebetteten Kohlenstofffasern haben, welche Beläge von von innen nach aussen führenden Kanälen unterbrochen sind, und dass die zweiten Schei- ben aus Stahl bestehen und ihre Reibflächen mit einer Nickel-Dispersions- schicht versehen sind.

In umfangreichen Versuchen konnte dieses das gestellte Problem lösende Tribosystem ermittelt werden. Weiters wurde festgestellt, dass die Nickel- Dispersionsschicht besonders wirksam ist, wenn sie eine kristalline Struktur aufweist, und wenn sie weiters 2 bis 5 Volumsprozent Titannitrid in gleich- mä iger Verteilung enthält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben und er- läutert. Es stellen dar : Fig. 1 : Einen Längsschnitt durch eine Antriebskomponente, in der die Erfindung beispielsweise anwendbar ist, Fig. 2 : eine Draufsicht auf die erfindungsgemä en ersten Scheiben, Fig. 3 : eine Draufsicht auf die erfindungsgemä en zweiten Scheiben.

In der Figur 1 ist das stationäre Gehäuse der Antriebseinheit mit 1 bezeich- net. Ein Antriebsgehäuse 2 wird von einer nicht dargestellten Kraftquelle

aus angetrieben. Eine erste Ausgangswelle 3 und eine zweite Ausgangs- welle 4 sind mit den beiden Rädern einer Achse eines Fahrzeuges bezie- hungsweise mit zwei Achsen eines Fahrzeuges antriebsverbunden, was nicht dargestellt ist. Die beiden Ausgangswellen 3,4 werden von dem An- triebsgehäuse 2 über ein Differentialgetriebe 5 angetrieben. Weiters ist eine differenzdrehzahlabhängige hydraulische Kupplung zwischen dem An- triebsgehäuse 2 und der ersten Ausgangswelle 3 vorgesehen, die aus einer Reibungskupplung 6 und aus einer hydrostatischen Verdrängungsmaschine 7 besteht.

Das Gehäuse l ist nur angedeutet. Es ist mit einem Sumpfring 10 und ei- nem Lagerschild 11 verschraubt. In dem Gehäuse befindet sich ein Ölsumpf 12. Am Lagerschild 11 sitzt innen ein Dichtungstragring 13. Das Differen- tialgetriebe 5 besteht aus einem einen Teil des Antriebsgehäuses 2 bilden- den Differentialgehäuse 14, Ausgleichsrädem 15 mit ihrer Welle, einem er- sten Abtriebskegelrad 16, das mit der ersten Ausgangswelle 3 fest verbun- den ist und einem zweiten Abtriebskegelrad 17, das mit der zweiten Aus- gangswelle 4 fest verbunden ist.

Die Reibungskupplung 6 ist ebenfalls im Differentialgehäuse 14 unterge- bracht, in dessen inneren Kuppelzähnen 20 zweite Scheiben (Au enlamel- len) 21 drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind. Erste Scheiben (Innenlamellen) 22 sitzen drehfest auf einem Kupplungsinnenteil 23, das mit dem ersten Abtriebskegelrad 16 drehfest verbunden ist. Weiters gehört zur Reibungskupplung 6 noch ein Kolben 24, der einerseits Druck auf die Lamellen 21,22 ausübt und andererseits mit einer im Differentialgehäuse 14 befestigten Ventilplatte 25 eine Druckkammer 26 bildet.

Die Verdrängungsmaschine 7 ist in einem mit dem Differentialgehäuse 14 verschraubten Pumpengehäuse 27 untergebracht und besteht im wesentli- chen aus einem mit der ersten Ausgangswelle 3 drehfest verbundenen In- nenrotor 28 und aus einem exzentrischen Au enrotor 29, der im Pumpen- gehäuse 27 drehbar ist. Zwischen den beiden Rotoren 28,29 ist ein Arbeits- raum 30 gebildet, dessen Form von der Bauart der Verdrängungsmaschine bestimmt wird. Von dem Arbeitsraum 30 führt mindestens ein Druckkanal in den Druckraum 26 der Reibungskupplung, wobei je nach Bauart der Ver- drängungsmaschine mehrere Druckkanäle mit entsprechenden selbst- steuernden Vorrichtungen vorgesehen sein können.

In Fig. 2 ist eine der ersten Scheiben (Innenlamellen) dargestellt und insge- samt mit 22 bezeichnet. Sie ist eine Stahlscheibe von beispielsweise einem Millimeter Dicke, kreisringförmig mit Kuppelzähnen 40 an ihrem inneren Rand und am Umfang verteilten Löchern 41. Sie besitzt an beiden Seiten über den Umfang gleichmä ig verteilte Beläge 42 mit radialen Kanälen 43.

Die Beläge bestehen aus Kohlenstofffasern, die ein Geflecht bilden können und in einer Matrix aus Kohlenstoff eingelagert sind. Die Herstellung er- folgt zweckmä igerweise im CVD- (Chemical-Vapour-Deposition) Ver- fahren. Die Beläge 42 sind auf die Stahlscheibe aufgeklebt, ihre Dicke be- trägt ungefähr die Hälfte derer der Stahlscheibe.

In Fig. 3 sind die zweiten Scheiben (Au enlamellen) insgesamt mit 21 be- zeichnet. Sie sind Stahlscheiben mit einer Nickel-Dispersionsschicht auf der gesamten Oberfläche, also auf beiden Seiten. Die Nickel-Dispersions- schicht wird vorzugsweise galvanisch aufgebracht. Die Dicke der Schicht liegt im Bereich zwischen 5 und 25 Mikrometer, ihre Härte liegt im Bereich zwischen 400 und 600 HV (Vickers-Härte). Die Nickel-Dispersionsschicht

kann zur weiteren Verbesserung ihrer Eigenschaften ebenso fein verteilt Titannitride enthalten. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt ihr An- teil zwischen 2 und 5 % Volumen (Volumsprozent). Beim Aufbringen der Dispersionsschicht soll laminare Abscheidung vermieden werden, die bes- ten Eigenschaften werden bei kristalliner Abscheidung erreicht. Zur weite- ren Verbesserung kann in der Nickel-Dispersionsschicht Nickel teilweise durch Kobalt ersetzt sein, bis zu einem Verhältnis von 70 % Nickel und 30 % Kobalt. An ihrem äu eren Umfang besitzen die zweiten Scheiben 21 Kuppelzähne 45.

Mit dem beschriebenen Tribosystem wird der erwünschte positive Gradient des Reibungskoeffizienten erreicht, und damit die angestrebte Vibrations- und Geräuschfreiheit, auch bei sehr langer Betriebsdauer.