Derartige Kupplungen finden in verschiedenen Konstellationen im An- triebsstrang von Kraftfahrzeugen Verwendung, zur direkten Übertragung eines Drehmomentes oder zur Sperrung eines verbundenen Differential- getriebes für den Antrieb der Rader einer Achse oder für die Verteilung des Antriebsmomentes zwischen zwei Achsen. Die hydrostatische Verdrän- gungsmaschine besteht beispielsweise aus einem Innenrotor und aus einem Aussenrotor, genauso können aber auch hydrostatische Verdrängungs- maschinen anderer Bauart verwendet werden. In jedem Falle führen bei Drehzahldifferenz zwei Teile (beispielsweise Antriebsgehäuse und Aus- gangswelle) eine Relativbewegung aus und erzeugen so einen den Kolben der Reibungskupplung beaufschlagenden Druck.

Eine derartige Kupplung ist beispielsweise aus der US-A 5,536,215, be- kannt. Bei dieser ist zwischen dem Druckraum und einem Raum niedereren Druckes, es ist der Kupplungsraum, ein von einem bimetallischen Blättchen gebildetes Ventil vorgesehen, das temperaturabhängige Viskositätsänderun- gen des Arbeitsfluids kompensieren soll. Weitere Regelorgane sind nicht vorgesehen.

Aus der US 4,727,966 ist eine weitere derartige Kupplung in etwas anderer Anordnung bekannt. Bei dieser sind zwischen der dritten und vierten Öff- nung und dem Druckraum Abströmöffnungen mit Drosselstellen vorge- sehen, die verschiedene Ansprechdrucke für die beiden möglichen Rich- tungen der Drehzahldifferenz, also eine Unterscheidung zwischen Treib- und Schleppbetrieb, bzw Vorwärts-und Rückwärtsfahrt möglich machen.

Weiters sind in einer Ausführungsform (Fig. 7) bereits Regelorgane, näm- lich weitere Abströmventile, deren Ansprechdruck regelbar ist, vorgesehen.

Das Stellsignal für diese wird von einem Regler aus allerlei Betriebsgrößen ermittelt. Die Regelorgane sind im rotierenden Teil untergebracht, die Stell- signale, hier hydraulische, müssen ihnen daher über eine Dreheintragung zugeführt werden. Eine Beeinflussung des Druckes auf der Saugseite der Verdrängungsmaschine ist nicht vorgesehen. Das alles und zusätzlich die Einwirkung der Fliehkraft auf die Regelorgane machen eine feinfühlige, genaue und schnelle Regelung unmöglich.

Aus der DE 198 54 867 A ist noch eine weitere derartige Kupplung in wie- der anderer Anordnung bekannt, bei der nicht die Verdrängungsmaschine, sondern die Druckkammer selbst über eine Dreheintragung mit einem ge- häusefesten Steuerventil zur Druckmodulierung auf der Druckseite verbun- den ist. Auf diese Weise ist nur eine unvollkommene Steuerung möglich.

So muß etwa zum Abschleppen des Fahrzeuges die Verdrängungsmaschine vollommen drucklos gemacht werden, was auch ein Ventil an der Saugseite erfordert. Ausserdem erfordert die Ventilanordnung eine Bauweise der gan- zen Kupplungseinheit, die viele andere Nachteile hat.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine gattungsgemäße Kupplung so weiter- zuentwickeln, daß eine feinfühlige, genaue und schnelle Regelung und Anpassung der Charakteristik gewährleistet ist, mit möglichst geringem Aufwand. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die erste und die zweite Öffnung jeweils über eine erste und zweite Dreheintragung und ein gehäusefestes erstes und zweites Ventil mit dem Reservoir strömungs

verbunden sind, dass das erste und das zweite Ventil als steuerbare Drossel- ventile ausgebildet sind, sodaß unabhängig von der Richtung der Differenz- drehzahl ein Steuereingriff sowohl an der Zufuhr-als auch an der Abfuhr- seite der Verdrängungsmaschine erfolgt.

Es sind also am kürzesten Weg zu und von der Verdrängungsmaschine, auf der Druck-und auf der Saugseite, Steuerventile vorgesehen, die eine direk- te Einwirkung auf die Kupplung mit sehr geringer Verzögerung bei allen denkbaren Fahrzuständen gestatten. Da es sich um steuerbare Drossel- ventile handelt, diese also im Hauptstrom angeordnet sind, kann über den gesamten Stellbereich feinfühlig und genau gesteuert werden.

Dazu kommen noch alle Vorteile gehäusefest angeordneter Steuerventile : Einfache Verbindung mit dem Steuergerät, keine störenden Fliehkraftein- flüsse, keine Beschränkung der Baugröße, und gute Zugänglichkeit. Wie- ters ist dadurch die Zu-und Abfuhr des Arbeitsmediums auf einer Seite der Verdrängungsmaschine möglich, sodaß die Dreheinführungen relativ ein- fach bei kleinem Durchmesser vorgesehen werden können. Der Mehrauf- wand für die Drehdurchführung wird durch den Wegfall der ohne die bei- den Steuerventile erforderlichen Rückschlagventile in derselben Leitung wettgemacht.

In einer bevorzugten Ausführungsform bilden das das erste und das zweite Ventil ein gemeinsames Steuerventil (Anspruch 2). Nebst der damit ver- bundenen Verbilligung ist damit auch eine Verbesserung der Zuverlässig- keit erreicht, ohne irgendwelche Einbußen bei der Funtionsfähigkeit im

Fahrbetrieb. Dabei können das erste und das zweite Ventil Proportional- ventile (Anspruch 3) oder aber von einem Schrittmotor angesteuert sein (Anspruch 4).

In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der dritten und vierten Öff- nung und der Druckkammer ein doppeltwirkendes Rückschlagventil vor- gesehen (Anspruch 5). Dadurch, dass bei diesem Ventil eine Seite immer offen ist, kann der Druckraum über dieses Ventil und das Regelventil sehr schnell drucklos gemacht werden, was insbesondere beim Bremsen (ABS, ESP) von Vorteil ist. Ausserdem ist das Ventil besonders platzsparend in der Wand zwischen der Verdrängungsmaschine und dem Druckraum unter- zubringen. Dadurch, daß es nur ein Ventil mit einem Schaltelement (am besten mit einer Kugel) ist, ist der einwandfreie Übergang von einer Be- triebsart zur anderen gewährleistet.

Wenn von der Verdrängungsmaschine über ein Drosselventil ein Kühlkanal in den Kupplungsraum führt (Anspruch 6), ist für ausreichende Schmierung und Kühlung der Kupplung gesorgt, was deren schnellem und sauberem Ansprechen förderlich ist.

Ein vorteilhaftes Detail der Erfindung besteht darin, daß das gemeinsame Steuerventil von einem in einer Büchse verschiebbaren Stellkolben gebildet ist, wobei die Büchse auf beiden Seiten mit dem Reservoir strömungsver- bunden ist und eine erste und eine zweite seitliche Steueröffnung hat, von denen die eine über die erste und die andere über die zweite Öffnung (Druckseite bzw Saugseite) mit der Verdrängungsmaschine verbunden ist, und wobei der Stellkolben in seinen beiden Endstellungen die erste bzw die zweite Steueröffnung verschließt und in den Zwischenstellungen die beiden

Steueröffnungen gegenläufig mehr oder minder schließt. (Anspruch 7).

Dadurch ist der Offnungs-bzw. Schließgrad der beiden Ventile mit gerings- tem Bauaufwand zwangsläufig gekoppelt. Raumökonomie und Zugänglich- keit sind weiter verbessert, wenn die Büchse des Steuerventiles in einer Ebene quer zur Drehachse der Kupplung im Bereich der Dreheintragungen angeordnet ist. (Anspruch 8).

Ein weiters vorteilhaftes Detail der Erfindung besteht darin, daß das dop- peltwirkende Rückschlagventil zwischen Verdrängungsmaschine und Druckkammer aus einer Tangentialbohrung in einer Ebene quer zur Dreh- achse der Kupplung und aus einem darin geführten Schließkörper besteht, wobei die beiden Enden der Tangentialbohrung mit der dritten und vierten Öffnung der Verdrängungsmaschine und ihre Mitte mit dem Druckraum in Verbindung stehen (Anspruch 9). So bleibt das Ventil bei minimalem Raumbedarf von der Fliehkraft unbeeinträchtigt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar : Fig. 1 : Ein erstes Schema einer erfindungsgemäßen Kupplung, Fig. 2 : Ein zweites Schema einer Ausführungsvariante der erfindungs- gemäßen Kupplung, Fig. 3 : Einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungform der Erfindung, Fig. 4 : Eine Ansicht von von vorne, teilweise aufgerissen, Fig. 5 : Eine Vorderansicht der Zwischenplatte 45 (Fig, 3) m teilweise aufgerissen.

Fig. l ist nur ein Schema, in dem die hydrostatische Verdrängungsmaschine mit 1 und deren vier Öffnungen mit 9,10,11 und 12 bezeichnet und zur Vereinfachung teilweise vereinigt sind. Von diesen besteht über die obliga- torischen Rückschlagventile 2,3 eine Verbindung zu einer Druckkammer 4, die über einen Kolben 5 eine hier noch nicht dargestellte Lamellenkupplung zusammenpreßt. Über ein Drosselventil 7 und gegebenenfalls über einen Filter 6 ist die Verbindung zu einem Reservoir 8 hergestellt. Die Öffnungen 9,10 sind über eine erste und eine zweite Dreheintragung 13,14 mit einem ersten und zweiten Steuerventil 15,16 verbunden.

Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich davon nur dadurch, daß an Stelle der beiden Steuerventile ein gemeinsames Steuerventil 20 und an Stelle der beiden Rückschlagventile ein gemeinsames doppeltes Rückschlagventil 22 vorgesehen ist. Das gemeinsame Steuerventil 20 wird von einem Schritt- motor 21 angesteuert.

In Fig. 3 ist das Gehäuse, das gleichzeitig das Reservoir 8 für das Arbeits- fluid bildet, mit 25 und ein Verbindungsflansch mit 26 bezeichnet. In des- sen Innerem befindet sich ein Triebgehäuse 27, das in eine Triebwelle 29 ausläuft, die Mittels eines Lagers 28 im Gehäuse 25 drehbar geführt ist. An der der Triebwelle 29 abgelegenen Seite ragt eine Abtriebswelle 30 in das Triebgehäuse 27 hinein. Sie ist mittels eines Lagers 31 im Gehäuse 25 ge- lagert. Zwischen dem Triebgehäuse 27 und der Abtriebswelle 30 sind zur gegenseitigen Abstützung noch zwei Nadellager 32,33 vorgesehen.

Im Inneren des Triebgehäuses 27 befindet sich eine hydrostatische Verdrängungsmaschine, allgemein mit 35 bezeichnet und eine Reibungs- kupplung 36, die eine Lamellenkupplung in an sich bekannter Bauart ist.

Die hydrostatische Verdrängungsmaschine 35 besteht hier aus einem Innen- rotor 37, der mit der Abtriebswelle 30 drehfest verbunden ist, und aus ei- nem Aussenrotor 38, der im Triebgehäuse exzentrisch frei drehbar ist. Die beiden Rotoren 37,38 weisen zahnartige Gebilde in verschiedener Anzahl auf, die miteinander kämmen.

Im Triebgehäuse 27 befinden sich an der, der Reibungskupplung 36 ab- gewandten Seite, eine erste und eine zweite Öffnung 9,10 und an der Reibungskupplung 36 zugewandten Seite, dritte und vierte Öffnungen 11, 12. Von der ersten Öffnung 9 führt eine erste Verbindungsbohrung (oder mehrere aufeinanderfolgende Bohrungen) 39 zu einer ersten Dreheintra- gung 13 zwischen Triebgehäuse 27 und Gehäuse 25. Von der zweiten Öffnung 10 führt eine zweite Verbindungsbohrung 41 zu einer zweiten Dreheintragung 14, die axial versetzt zur ersten Dreheintragung angeordnet ist.

Von den beiden Dreheintragungen 13,14 führt ein erster Stichkanal 43 und ein zweiter Stichkanal 44 zum gemeinsamen Steuerventil 20 (nicht dar- gestellt), das im Verbindungsflansch 26 des Gehäuses 25, also im nicht rotierenden Teil, angeordnet ist. Die dritte und die vierte Öffnung 11,12 sind in einer Zwischenplatte 45, die Teil des Triebgehäuses 27 ist und an die hydrostatische Verdrängungsmaschine 35 direkt anschließt. In der Zwischenplatte 45 ist auch das gemeinsame Rückschlagventil 22 und das Drosselventil 7.

Auf der der hydrostatischen Verdrängungsmaschine abgekehrten Seite der Zwischenplatte 45 befindet sich zuerst die Druckkammer 4 und dann der

Kolben 5, der bei Beaufschlagung der Druckkammer 4, die Kupplungs- lamellen 46,47 zusammendrückt. Die Kupplungslamellen 46 sind mit dem Triebgehäuse 27 und die Kupplungslamellen 47 mit der Abtriebswelle 30 drehfest aber axial verschiebbar verbunden.

In Fig. 4 ist vor allem das gemeinsame Steuerventil 20 zu sehen, welches in einer Ventilbohrung 50 im Verbindungsflansch 26 untergebracht ist. Es besteht in einer in die Ventilbohrung 50 eingesteckten und eingeschraubten Büchse 51 mit einer Zylinderbohrung 52, in der ein Stellkolben 53 mittels des Schrittmotors 21 verstellbar ist. Der Verbindungsflansch 26 weist eine Vertiefung 54 auf, durch die auf einer Seite über eine erste Zutrittsöffnung 56, eventuell über ein Filter, die Verbindung zum im Reservoir befind- lichen Arbeitsfluid hergestellt wird. Am anderen Ende der Büchse 51 hat das Arbeitsfluid über eine zweite Zutrittsöffnung 57 freien Zutritt zur Zy- linderbohrung 52. Der ungefähre Ölspiegel ist angedeutet und mit 55 bezeichnet.

Zwischen den beiden Zutrittsöffnungen 56,57 weist die Büchse 51 zwei seitliche Steueröffnungen auf. Die erste Steueröffnung 58 steht mit dem ersten Stichkanal 43 in Verbindung, die zweite Steueröffnung 59 mit dem zweiten Stichkanal 44 (siehe Fig. 3). Die Steueröffnungen 58,59 müssen nicht unbedingt zylindrisch sein, sie können durch abweichende Formge- bung verfeinerten Steuerungsansprüchen angepaßt werden. Weiters ist eine Feder 70 vorgesehen, die den Kolben 53 in besonderen Situationen automa- tisch in die gezeigte linke Extremstellung bringt.

Die Funktion des Ventiles 22 wird nun an Hand der drei angezeichneten Stellungen des Stellkolbens 53 erklärt. In der Stellung 53 (Volllinie) ist die

erste Steueröffnung 58 ganz geschlossen, die zweite Steueröffnung 59 ganz geöffnet. In der Stellung 53' (strichliert) ist die erste Steueröffnung 58 ganz geöffnet und die zweite Steueröffnung 59 ganz geschlossen. In der Stellung 53" (strichliert) sind beide Steueröffnungen 58,59 teilweise offen. Die Wirkung dieser Ventilstellungen hängt von der Richtung der Drehzahl- differenz in der hydrostatischen Verdrängungsmaschine und somit vom Fahrzustand ab : A) Zugbetrieb vorwärts : Der Verstellkolben befindet sich in der Mit- telstellung 53". Die zweite Steueröffnung 59 ist (mehr oder minder) ge- öffnet, sie wirkt als Saugöffnung, die erste Steueröffnung 58 ist ebenfalls teilweise geöffnet, sie ist die Drucköffnung, der Stellkolben befindet sich in der Stellung 53". In dieser Stellung ist die Charakteristik der Kupplung weich, beispielsweise zum Rangieren und bei Kurvenfahrt auf der Straße.

Soll die Kupplung für höhere Traktion steif werden, das heisst ein großes Moment übertragen, etwa im Gelände oder bei Durchdrehen der Räder, so wird der Stellkolben in die Stellung 53 gebracht, in der die erste Steueröff- nung 58 geschlossen ist.

B) Schubbetrieb vorwärts : Bei Schubbremsung ist die erste Steueröffnung 58 offen (sie ist nun die Druckseite) und die zweite Steueröffnung 59 weit- gehend geschlossen, der Stellkolben befindet sich in der Stellung 53'. Wenn eine Bremsung mit ABS stattfindet, so wird die zweite Steueröffnung 59 schnell geöffnet, was durch die Feder unterstützt wird, der Stellkolben be- findet sich dann in der Stellung 53.

C) Zugbetrieb rückwärts : Die zweite Steueröffnung 59 ist geschlossen, die erste Steueröffnung 58 ist offen, der Stellkolben befindet sich bei Re- gelbetrieb im Bereich zwischen den Stellungen 53'und 53".

D) Schubbetrieb rückwärts : Beide Öffnungen 58,59 sind teilweise geöffnet, entsprechend Position des Stellkolben 53".

E) Abschleppen vorwärts : die erste Steueröffnung muß offen und die zweite Steueröffnung 59 (entsprechend der Saugseite) muß weitgehend geschlossen sein, damit beim Abschleppen keine Schleppwiederstände auftreten.

Fig. 5 zeigt zwei weitere Ventile, das Drosselventil 7 und das gemeinsame doppeltwirkende Rückschlagventil 22. Beide sind in der Zwischenplatte 45 untergebracht (siehe auch Fig. 3). Vom Druckraum 4 gelangt Druckme- dium durch das Verbindungsloch 60 in die Drosselventilbohrung 64, in der ein Drosselstift 62 verstellbar eingeschraubt ist. Dieser bildet mit der Dros- selventilbohrung 64 eine Drosselstelle 63, an die innen ein Kühlkanal 48 anschließt, der in den Kupplungsraum 61 (Fig. 3) fiihrt.

Das gemeinsame Rüchschlagventil besteht aus einer Tangentialbohrung 65 die an einem Ende von einem Stopfen 69 druckdicht verschlossen ist und aus einem darin beweglichen Schließkörper 71. In die Tangentialbohrung 65 münden die dritte und die vierte Öffnung 11, 12 der hydrostatischen Verdrängungsmaschine 35. Zwischen diesen Öffnungen 11, 12 befindet sich auf einer Seite eine Anschlagschulter 67 und auf der anderen Seite ein angeschraubter Anschlagring 68. Zwischen diesen beiden Anschlägen 67, 68 kann sich der Schließkörper 71, hier eine Kugel, hin und her bewegen.

Ungefähr in der Mitte, zwischen den beiden Endstellungen des Schließkör- pers 71 befindet sich eine Durchtrittsöffnung 66, die die Verbindung mit der Druckkammer 4 herstellt. Je nach dem, in welcher der beiden Öffnun- gen 11,12 der Druck höher ist, nimmt die Kugel 71 eine Stellung ein, in der eine der beiden Öffnungen 11, 12 mit der Zutrittsöffnung 66 in Verbindung steht. Auf diese Weise ist das doppeltwirkende Rückschlagventil 22 ge- schaffen.