AT397419B

AT397419B - Viskokupplung

Info

Publication number: AT397419B
Application number: AT0240690A
Authority: AT
Original assignee: Viscodrive Japan
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1994-04-25
Also published as: US5133438A; DE4037652A1; ATA240690A; DE4037652C2; JPH0629544Y2; JPH0389229U

Description

AT 397 419 B

Die Erfindung betrifft eine Viskokupplung mit einem ersten und einem zweiten Drehmomentübertragungs-körper, die zueinander relativ drehbar angeordnet sind, einer zwischen den beiden Drehmomentübertragungs-körpem definierten, mit einer Viskoflüssigkeit gefällten Arbeitskammer, einer Vielzahl von ersten Lamellen, die in der Arbeitskammer drehfest mit dem ersten Drehmomentübertragungskörper verbunden sind und einer Vielzahl von zweiten Lamellen, die in der Arbeitskammer drehfest mit dem zweiten Drehmomentfiber· tragungskörper verbunden sind.

Eine herkömmliche Viskokupplung dieser Art ist z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 50349/1983 (im japanischen Tokkaisho 58-50349 genannt) offenbart und findet als Teil einer Kraftübertragungseinheit zwischen der Vorderradachse und Hinteiradachse eines Fahrzeugs mit Allradantrieb oder als Differential mit begrenztem Schlupf zwischen den sich einander gegenüberliegenden Rädern einer Vorderradachse eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb oder dergleichen Anwendung.

Wenn z. B. im Betrieb die Hinterräder eines Fahrzeugs mit Allradantrieb und der herkömmlichen Viskokupplung im Schlamm oder dergleichen steckenbleiben und eine Drehzahldifferenz zwischen der Vorderradachse und der Hinterradachse des Fahrzeugs mit Allradantrieb auftritt, begrenzt die Viskokupplung dieses Fahrzeugs die Drehzahldifferenz zwischen der Vorderradachse und Hinterradachse, damit sich das Fahrzeug aus dem Schlamm oder dergleichen herausbewegen kann. Insbesondere erhöht sich in Fällen, wo sich die Hinterradachse des Fahrzeugs mit einer hohen Drehzahl dreht, wenn die Hinterräder des Fahrzeugs im Schlamm oder dergleichen stecken, die Temperatur der in der Arbeitskammer der Viskokupplung enthaltenen Viskoflüssigkeit, wie z. B. ein hochviskoses Silikonöl, wobei der Druck in dem in der hermetisch eingeschlossenen Arbeitskammer der Viskokupplung enthaltenen Viskoflüssigkeit ansteigt. Wenn unter diesen Umständen der Druck der in der Arbeitskammer enthaltenen Viskoflüssigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein enger Flächenkontakt zwischen den ersten Lamellen und den zweiten Lamellen hergestellt, so daß das von den drehmomentfibertragenden Körpern zu fibertragende Drehoment schlagartig erhöht wird. Die Kupplung arbeitet dann im sogenannten "Humpn-Modus, das es dem Fahrzeug ermöglicht, sich aus dem Schlamm oder dergleichen zu befreien.

Wird eine solche herkömmliche Viskokupplung als Differential mit begrenztem Schlupf zwischen den sich einander gegenüberliegenden Rädern der Vorderachse des Fahrzeugs verwendet, ist es für den Fahrer sehr schwierig, das Fahrzeug sicher zu steuern, da der oben erwähnte Hump-Modus die Vorderräder im wesentlichen daran hindert, eine Drehzahldifferenz relativ zueinander zuzulassen. Dies ist der Nachteil der herkömmlichen Viskokupplung. ln Fällen, wo die Viskokupplung als Differential mit begrenztem Schlupf zwischen den sich einander gegenüberliegenden Rädern der Vorderachse eines Fahrzeugs Anwendung findet, ist es daher wünschenswert, die Erzeugung des "Hump"-Modus in einer solchen Viskokupplung zu verhindern und zwar durch die Schaffung einer Vielzahl von Abstandsringen, die jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen des ersten drehmomentübertragenden Körpers und benachbarten zweiten Lamellen des zweiten drehmomenttibertragenden Körpers angeordnet sind, so daß ein enger Kontakt zwischen den ersten und zweiten Lamellen verhindert wird, wodurch der "Hump"-Modus in der auf diese Weise abgeänderten herkömmlichen Viskokupplung ausgeschaltet wird. Durch diese Abstandsringe wird jedoch die Anzahl der für eine auf diese Weise abgeänderte herkömmliche Viskokupplung erforderlichen Teile wesentlich erhöht. Dies ist der Nachteil der abgeänderten herkömmlichen Viskokupplung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine leichtgewichtige, einfach konstruierte, kostengünstige Viskokupplung mit kleinen Abmessungen zu schaffen, bei der die Anzahl der erforderlichen Bauteile auf ein Minimum reduziert ist und bei der die Lamellen eines ersten Drehmomentübertragungskörpers sicher in einem Abstand von zweiten Lamellen eines zweiten Drehmomentfibertragungskörpers gehalten ist, um zu verhindern, daß im Betrieb der sogenannte "Hump"-Modus eintreten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Abstandsringe zwischen den benachbarten ersten oder zweiten Lamellen angeordnet sind, welche jeweils mit einer ringförmigen Umfangsnut versehen sind, in die jeweils ein Umfangsabschnitt einer jeden zweiten oder ersten Lamelle eingreift, und die die ersten Lamellen auf Abstand zu den zweiten Lamellen halten.

Neben der Verhinderung des Hump-Modus wird eine Verringerung der Anzahl der Bauteile erzielt.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Abstandsringe jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen angeordnet und jeweils in ihrer inneren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Umfangsnut versehen sind, in die ein äußerer Umfangsabschnitt einer jeden zweiten Lamelle eingreift.

Alternativ wird vorgeschlagen, daß die Abstandsringe jeweils zwischen den benachbarten zweiten Lamellen angeordnet sind und jeweils in ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Umfangsnut versehen sind, in die ein innerer Umfangsabschnitt einer jeden ersten Lamelle eingreift.

Gemäß einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, daß die Abstandsringe jeweils einstückig mit den äußeren Umfangsabschnitten der zweiten Lamellen ausgebildet sind.

Alternativ ist es möglich gemäß dem zweiten Vorschlag vorzusehen, daß die Abstandsringe jeweils einstöckig mit den inneren Umfangsabschnitten der ersten Lamellen ausgebildet sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung ist vorgeschlagen, daß die Abstandsringe jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen und zwischen den benachbarten zweiten Lamellen angeordnet sind, wobei der -2-

AT 397 419 B äußere Umfangsabschnitt der zweiten Lamellen in die ringförmige Nut eingreift, die in der inneren Umfangsfläche der zwischen benachbarten ersten Lamellen angeordneten Abstandsringe ausgebildet ist, während der innere Umfangsabschnitt der ersten Lamellen in die ringförmige Nut eingreift, die in der äußeren Umfangsfläche der zwischen benachbarten zweiten Lamellen angeordneten Abstandsringe ausgebildet ist

Die obigen Aufgaben, weitere Aufgaben, weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und beigefügte Zeichnung klargestellt, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß den Prinzipien der Erfindung zeigt

Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Viskokupplung und; Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch ein wesentliches Detail der Viskokupplung gemäß Fig. 1.

Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Viskokupplung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Viskokupplung umfaßt einen ersten Drehmomentübertragungskörper (1) mit einem zu einem Kupplungsgehäuse (3) geformten Endabschnitt, einen gegenüber dem ersten Drehmomentübertragungskörper (1) drehbar angeordneten zweiten Drehmomentübertragungskörper (5), wobei eine äußere Umfangsfläche eines Endabschnitts des zweiten Drehmomentübertragungskörpers (5) über eine Keilverzahnung mit einer inneren Umfangsfläche eines Endabschnitts einer hülsenförmigen Kupplungsnabe (7) in der Weise verbunden ist, daß sich der zweite Drehmomentübertragungskörper (5) und die Kupplungsnabe (7) zusammen drehen müssen, wobei die Kupplungsnabe (7) über Lager (9), (11) drehbar im Kupplungsgehäuse (3) des ersten Drehmomentübertragungskörpers angeordnet ist, und eine Arbeitskammer (13), die durch das Kupplungsgehäuse (3) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) und die Kupplungsnabe (7) definiert und hermetisch abgeschlossen ist und mit einer Viskoflüssigkeit, wie z. B. einem hochviskosen Silikonöl, gefüllt ist

In der Arbeitskamm»: (13) der Viskokupplung nach Fig. 1 ist eine Vielzahl von osten Lamellen (17) so an einer inneren Umfangsfläche des Kupplungsgehäuses (3) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) angebracht, daß sie mit diesen drehfest verbunden ist, wozu ein äußerer Umfangsabschnitt einer jeden ersten Lamelle (17) über eine Keilverzahnung mit der inneren keilverzahnten Fläche (15) des Kupplungsgehäuses (3) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) so verbunden ist, daß sich die ersten Lamellen (17) und das Kupplungsgehäuse (3) zusammen drehen müssen. Eine Vielzahl von zweiten Lamellen (21) ist so an einer äußeren Umfangsfläche der Kupplungsnäbe (7) befestigt, daß sie mit dieser drehfest verbunden sind, wobei die zweiten Lamellen (21) in der Arbeitskammer (13) abwechselnd mit den ersten Lamellen (17) in einem Abstand von diesen angeordnet sind. Dabei ist ein innerer Umfangsabschnitt einer jeden zweiten Lamelle (21) über eine Keilverzahnung mit der äußeren Umfangsfläche der Kupplungsnabe (7) in der Weise verbunden, daß sich die zweiten Lamellen (21) und die Kupplungsnabe (7) zusammen drehen müssen. Do Scherwiderstand der Viskoflüssigkeit gegen Drehung der osten Lamellen (17) relativ zu den zweiten Lamellen (21) oder umgekehrt (d. h. der zweiten Lamellen (21) relativ zu den ersten Lamellen (17)) bewirkt eine Drehmomentübertragung zwischen den osten Lamellen (17) und den zweiten Lamellen (21).

Das Drehmoment variiert automatisch, da es im wesentlichen proportional zu der Drehzahldifferenz zwischen den ersten Lamellen (17) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) und den zweiten Lamellen (21) des zweiten Drehmomentübertragungskörpers (5) ist. Einer dieser Drehmomentübertragungskörper (1) oder (5) kann z. B. mit einer Vorderradwelle und do andere Drehmomentübertragungskörper (5) bzw. (1) mit einer Hinterradwelle verbunden sein.

Aus Fig. 1 ist zu sehen, daß jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen (17) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) Abstandsringe (23) angeordnet sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Abstandsringe (23) ausgehend von ihrer inneren Umfangsfläche jeweils mit einer ringförmigen Nut (25) versehen. In die ringförmige Nut (25) der Abstandsringe (23) greift jeweils ein äußerer Umfangsabschnitt do zweiten Lamellen (21) ein, deren innere Umfangsfläche über eine Keilverzahnung mit der äußeren Umfangsfläche der Kupplungsnabe (7) in der Weise verbunden ist, daß sich die zweiten Lamellen (21) und die Kupplungsnäbe (7) zusammen drehen müssen.

Hierdurch ist erreicht, daß die ersten Lamellen (17) über die Abstandsringe (23) stets und sicher in einem Abstand von den zweiten Lamellen (21) gehalten sind.

Im übrigen sind die Abstandsringe (23) aus einem Werkstoff hergestellt, der geeignet ist, den Gleitwiderstand der Abstandsringe (23) gegenüber den Lamellen (21) zu reduzieren.

Es folgt nun eine Beschreibung der Betriebsweise der Viskokupplung.

Das auf den ersten Drehmomentübertragungskörper (1) übertragene Drehmoment wird auf das Kupplungsgehäuse (3) des Drehmomentübertragungskörpers (1), von dort auf die ersten Lamellen (17) und von dort aus weiter auf die zweiten Lamellen (21) übertragen, und zwar als Folge des viskosen Widerstands der Viskoflüssigkeit gegenüber der Drehung der ersten Lamellen (17), wobei die Viskoflüssigkeit, wie z. B. ein hochviskoses Silikonöl, in der Arbeitskammer (13) der Viskokupplung enthalten ist. Daraufhin wird das Drehmoment von den zweiten Lamellen (21) auf die Kupplungsnabe (7) und von dort auf den zweiten Drehmomentübertragungskörper (5) weitergeleitet.

Wenn sich die Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Drehmomentübertragungskörper (1) und dem zweiten Drehmomentübertragungskörper (5) erhöht, haben die ersten Lamellen (17) des ersten Drehmoment- -3-

Claims

AT 397 419 B Übertragungskörpers (1) die Tendenz, einen engen Kontakt mit den zweiten Lamellen (21) des zweiten Drehmomentübertragungskörpers (5) einzugehen. Da die Abstandsringe (23) jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen (17) angeordnet sind, und einen engen Kontakt der ersten Lamellen (17) mit den zweiten Lamellen (21) verhindern, besteht keinerlei Gefahr, daß die Viskokupplung in den sogenannten Hump-5 Modus gelangen kann. Da außerdem die ersten Lamellen (17) des ersten Drehmomentübertragungskörpers (1) mit gleichem Abstand von den benachbarten zweiten Lamellen (21) angeordnet sind, trifft im wesentlichen keine Variation bei der Drehmomentübertragung zwischen den ersten Lamellen (17) und den zweiten Lamellen (21) auf. Alternativ können die Abstandsringe (23) jeweils zwischen den benachbarten zweiten Lamellen (21), 10 anstatt zwischen den benachbarten ersten Lamellen (17) angeordnet werden. Bei der auf diese Weise abgeänderten Ausführungsform sind die Abstandsringe (23) anstatt auf deren innerer Umfangsfläche auf der äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Nut versehen, so daß ein innerer Umfangsabschnitt einer jeden ersten Lamelle (17) in die ringförmige Nut eines jeden Abstandsringes (23) der abgeänderten Ausführungsform eingreift. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Ausführungsform dahingehend abgeändert weiden, daß die 15 Abstandsringe (23) zwischen benachbarten ersten Lamellen (17) und benachbarten zweiten Lamellen (21) angeordnet sind, so daß der äußere Umfangsabschnitt einer jeden zweiten Lamelle (21) in die ringförmige Nut in der inneren Umfangsfläche eines jeden Abstandsringes (23) eingreift, wobei die Abstandsringe jeweils zwischen benachbarten ersten Lamellen (17) angeordnet sind, und der innere Umfangsabschnitt einer jeden ersten Lamelle (17) greift in die ringförmige Nut in der äußeren Umfangsfläche eines jeden Abstandsringes 20 (23) ein, wobei die Abstandsringe jeweils zwischen benachbarten zweiten Lamellen (21) vorgesehen sind. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Ausführungsform dahingehend abgeändert werden, daß die Abstandsringe (23) jeweils einteüig mit den Umfangsabschnitten der Lamellen (17), (21) ausgebildet sind. Bei einer ausgeschalteten Viskokupplung, wie oben beschrieben, ist verhindert, daß ein Hump-Drehmoment erzeugt wird, selbst dann, wenn die Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Drehmomentübertragungskörper 25 (1) und dem zweiten Drehmomentübertragungskörper (5) ansteigt Da außerdem bei der Viskokupplung die Abstandsringe (23) nur an einem Satz ((17) oder (21)) der Lamellen (17), (21) angebracht zu werden brauchen, ist die Anzahl der erforderlichen Bauteile wesentlich reduziert. Dies ist ein weiterer Vorteil. 30 PATENTANSPRÜCHE 35 1. Viskokupplung mit einem ersten und einem zweiten Drehmomentübertragungskörper, die zueinander relativ drehbar angeordnet sind, einer zwischen den beiden Drehmomentübertragungskörpem definierten, mit einer Viskoflüssigkeit gefüllten Arbeitskammer, einer Vielzahl von ersten Lamellen, die in der Arbeitskammer 40 drehfest mit dem ersten Drehmomentübertragungskörper verbunden sind und einer Vielzahl von zweiten Lamellen, die in der Arbeitskammer drehfest mit dem zweiten Drehmomentübertragungskörper verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandsringe (23) zwischen den benachbarten ersten oder zweiten Lamellen (17, 21) angeordnet sind, welche jeweils mit einer ringförmigen Umfangsnut (25) versehen sind, in die jeweils ein Umfangsabschnitt einer jeden zweiten oder ersten Lamelle (17,21) eingreift, und die die ersten 45 Lamellen (17) auf Abstand zu den zweiten Lamellen (21) halten.
2. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (23) jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen (17) angeordnet und jeweils in ihrer inneren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Umfangsnut (25) versehen sind, in die ein äußerer Umfangsabschnitt einer jeden zweiten Lamelle 50 (21) eingreift
3. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (23) jeweils zwischen den benachbarten zweiten Lamellen (21) angeordnet sind und jeweils in ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Umfangsnut versehen sind, in die ein innerer Umfangsabschnitt einer jeden ersten Lamelle (17) 55 eingreift
4. Viskokupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (23) jeweils einstückig mit den äußeren Umfangsabschnitten der zweiten Lamellen (21) ausgebildet sind.
5. Viskokupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (23) jeweils einstückig mit den inneren Umfangsabschnitten der ersten Lamellen (17) ausgebildet sind. -4- AT 397 419 B
6. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (23) jeweils zwischen den benachbarten ersten Lamellen (17) und zwischen den benachbarten zweiten Lamellen (21) angeordnet sind, wobei der äußere Umfangsabschnitt der zweiten Lamellen (21) in die ringförmige Nut (25) eingreift, die in der inneren Umfangsfläche der zwischen benachbarten ersten Lamellen (17) angeordneten Abstandsringe (23) 5 ausgebildet ist, während der innere Umfangsabschnitt der ersten Lamellen (17) in die ringförmige Nut eingreift, die in der äußeren Umfangsfläche der zwischen benachbarten zweiten Lamellen (21) angeordneten Abstandsringe ausgebildet ist 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnung»! -5-