DE3426460C1

DE3426460C1 - Regelkupplung

Info

Publication number: DE3426460C1
Application number: DE19843426460
Authority: DE
Inventors: Alfons Ing.(grad.) 5202 Hennef Jordan
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1985-12-05
Also published as: CA1271147A; JPS6138226A; JPH038406B2

Description

a) die Viskosekupplung und die Reibscheibenkupplung durch einen axial verschiebbaren Ringkolben flüssigkeitsdicht voneinander getrennt,

b) der axialen Verschiebeweg des Ringkolbens durch einen an seiner der Reibscheibenkupplung zugewandten Seite angeordneten Anschlag begrenzt ist,

c) zwischen dem Ringkolben und einer der Reibscheibenkupplung ringkolbenseitig vorgeordneten Druckplatte mindestens eine Druckfeder angeordnet ist, und
d) die Viskosekupplung gegenüber der Reibscheibenkupplung ein vernachlässigbar niedriges übertragbares Nennmoment aufweist

Bei der erfindungsgemäßen Reibscheibenkupplung ist es von Vorteil, daß das unkontrollierbare temperaturabhängige Drehmomentverhalten der Viskosekupplung nicht zu unkontrollierbaren Übertragungsverhältnissen führen kann und daß das maximal übertragbare Drehmoment der Regelkupplung durch Anlaufen des Ringkolbens gegen einen reibscheibenkupplungsseitig vorgesehenen Anschlag begrenzt ist.

Ein sich eventuell einstellender weiterer Druckanstieg in der Viskosekupplung würde bei Anlaufen des Ringkolbens gegen den Anschlag nicht zu höheren

Drehmomenten führen.

Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Regelkupplung in einem zwei Achsen miteinander verbindenden Antriebsstrang angeordnet ist, wobei das durch die Regelkupplung übertragbare Drehmoment geringfügig über dem vom Motor in den Antriebsstrang maximal eingeleiteten Drehmoment liegt.

Bei dieser vorgeschlagenen Anwendung ist die Regelkupplung in der Lage, eine zweite Antriebsachse bei Auftreten von Schlupf in der Hauptantriebsachse selbsttätig zuzuschalten und gleichzeitig Verspannungen innerhalb des Antriebsstranges, die bei engen Kurvenfahrten auftreten und die größer sind als die auftretenden Antriebsmomente, zu vermeiden.

Diese Anwendung der erfindungsgemäßen Regelkupplung ermöglicht den Aufbau eines selbstätig zuschaltbaren Vierradantriebes mit dem zusätzlichen Vorteil, daß kein Längsdifferential zwischen den Achsen notwendig ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Regelkupplung als Differentialbremse eingesetzt ist.

Bei dieser Ausführung wirkt die Regelkupplung als sich im Bedarfsfall einschaltende Differentialbremse, wobei auch hier bei engen Kurvenfahrten auftretende Verspannungen zwischen den Antriebsachsen oder -rädern aufgrund der Auslegung der Regelkupplung vermieden werden können.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Regelkupplung,

Fig.2 eine Schema-Darstellung einer erfindungsgemäßen Regelkupplung im Längsantriebsstrang eines Kraftfahrzeuges,

F i g. 3 den Einbau einer Regelkupplung das Differentialbremse in einem Achsdifferential.

In der Fig. 1 ist das Prinzip der Regelkupplung anhand eines Teillängenschnittes dargestellt. Die Regelkupplung besteht im wesentlichen aus einem äußeren Kupplungsteil 1 und einem aus zwei Teilen bestehenden inneren Kupplungsteil 2, die gegeneinander gelagert sind. Das innere Kupplungsteil 2 ist mit einer Durchgangsbohrung 16 versehen, in der ein Vielkeilprofil 15 vorgesehen ist. Das Teil 2 sitzt auf einer aus dem Getriebe kommenden Profilwelle axial fest. Am äußeren Kupplungsteil 1 ist ein Anschlußflansch 14 vorgesehen, mit dem eine Triebwelle eines Antriebsstranges (nicht dargestellt) mittels Befestigungsbohrungen 13 verschraubt werden kann.

An der linken Bildseite der F i g. 1 befindet sich die Viskosekupplung 5, die aus wechselweise drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 1 und dem inneren Kupplungsteil 2 verbundenen Lamellen 6 besteht. Zwischen den jedem Kupplungsteil 1 und 2 zugeordneten Lamellen 6 sind Distanzhalter 7 vorgesehen, die z. B. aus Drahtringen bestehen können.

Die Lamellen 6 werden durch eine innere und äußere Axialsicherung 18a und iSb in ihrer Axialbewegung begrenzt.

In der rechten Bildhälfte der F i g. 1 ist die Reibscheibenkupplung 11 dargestellt, die wiederum aus wechselweise mit dem äußeren Kupplungsteil 1 und dem inneren Kupplungsteil 2 drehfest verbundenen Lamellen 12 besteht.
Sowohl die Lamellen der Viskosekupplung 5 als auch der Reibscheibenkupplung 11 erhalten ihre drehfeste Verbindung mit den beiden Kupplungsteilen 1,2 zweckmäßigerweise über Vielkeilprofile.

An der Innenseite der Reibscheibenkupplung 11 ist eine Druckplatte 10 vorgesehen, die ebenfalls drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 1 verbunden ist. Zwischen der Viskosekupplung 5 und der Reibscheibenkupplung 11 ist ein Ringkolben 3 angeordnet, der die beiden Betriebsräume der Viskosekupplung 5 und der Reibscheibenkupplung 11 durch Dichtungen 4 gegeneinander dichtend trennt. Damit ist eine Füllung der beiden Betriebsräume der Viskosekupplung 5 und der Reibscheibenkupplung 11 mit unterschiedlichen Flüssigkeiten möglich, wobei für die Reibscheibenkupplung 11 ohne Schwierigkeiten auch eine Trockenkupplung vorgesehen werden kann.

Zwischen dem Ringkolben 3 und der Druckplatte 10 sind Druckfedern 8 wirksam, die innerhalb von gleichmäßig auf dem Umfang des Ringkolbens 3 verteilten Bohrungen angeordnet sind. Zugeordnet zu den Druckfedern 8 sind am Ringkolben 3 Nasen 9 vorgesehen, die mit den Bohrungen an der Druckplatte 10 vorgesehene Ansätze 19 umfassen. Hierdurch wird der Ringkolben 3 drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 1 verbunden, so daß eine Undefinierte Drehbewegung des ersteren vermieden wird.

Wenn sich zwischen den beiden Kupplungsteilen 1,2 aufgrund von Schlupf an der Antriebsachse eine Relativbewegung einstellt, werden die Lamellen 6 der Viskosekupplung in relative Drehung zueinander versetzt, wobei die Distanzhalter 7 gewährleisten, daß die Lamellen 6 nicht in Reibschluß zueinander kommen. Damit ist gewährleistet, daß die Viskosekupplung 5 auch als solche arbeitet. Durch die sich in der Viskosekupplung 5 vorgesehenen viskosen Flüssigkeit einstellenden Scherkräfte wird eine Erwärmung der Viskoseflüssigkeit bewirkt, die sich als durch Volumenvergrößerung auf den Ringkolben 3 einwirkenden Druck ausdrückt. Der Ringkolben 3 wird dadurch zur Reibscheibenkupplung 11 hin verschoben, wobei die Druckfedern 8 gespannt werden. Über die Druckfedern 8 wird somit der in der Viskosekupplung 5 sich einstellende Überdruck direkt als Normalkraft auf die Reibscheibenkupplung 11 weitergegeben, die das Drehmoment zwischen den beiden Kupplungsteilen überträgt.

Durch den Anschlag 17 wird bewirkt, daß in Verbindung mit den Druckfedern 8 eine maximale Normalkraft für die Reibscheibenkupplung 11 einstellbar ist, die dem jeweiligen Anforderungszweck angepaßt werden kann.

Die in der F i g. 1 als Schraubenfedern dargestellten Druckfedern 8 können selbstverständlich auch durch eine oder mehrere geeignete Tellerfedern ersetzt werden, wobei hier die Möglichkeit gegeben ist, mit Tellerfedern im abfallenden Zweig der Federkennlinie zu arbeiten, so daß ein Verschleiß der Reiblamellen zu einer Erhöhung der Normalkraft führen würde.

Selbstverständlich kann dementsprechend auch ein nahe dem Scheitelpunkt der Federkennlinie gelegenes angenährt waagerecht verlaufendes Teilstück der Federkennlinie ausgewählt werden, um in dem effektiv auftretenden Verschleißbereich eine konstante Federkraft aufrechtzuerhalten.

Die Länge der Druckfedern 8 ist zweckmäßigerweise so eingestellt, daß bei nicht beaufschlagter Regelkupplung keine Normalkraft auf die Reibscheibenkupplung einwirkt.
In der F i g. 2 ist das Aufbauprinzip beim Einsatz der

Regelkupplung als Zusatzaggregat 24 im Längs-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges dargestellt. In F i g. 2 wird normalerweise über einen Motor 20 und ein nachgeschaltetes Getriebe 21 die Vorderachse 22 des Kraftfahrzeuges angetrieben. Bei sich einstellendem Schlupf an den Rädern der Vorderachse 22 beginnt die in dem Zusatzaggregat 24 angeordnete Regelkupplung durch die oben beschriebene Wirkung ein Drehmoment auf die Räder der Hinterachse 23 weiterzuleiten, da sich in diesem Fall zwischen den Rädern der Vorderachse 22 und den Rädern der Hinterachse 23 schlupf bedingt eine Relativdrehzahl einstellt, die die Regelkupplung zum Einschalten bringt

In der Fig.3 ist ein herkömmliches Differentialgetriebe 26 dargestellt, von dem aus die Räder einer Achse is über beidseitig aus dem Getriebe herausragende Steckachsen 27 angetrieben werden.

Um eine Bremswirkung für das Differentialgetriebe 26 bei Eintreten von Schlupf an einem der beiden Triebräder zu bewirken, ist zwischen dem Tellerrad und der rechten Abtriebsseite eine Regelkupplung eingebaut, die gewährleistet, daß das ihr eingeprägte maximale übertragbare Drehmoment auch bei Schlupf eines Rades für das andere getriebene Rad zur Verfügung steht.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Regelkupplung mit zwei parallelgeschalteten Lamellenkupplungen, von denen eine als Viskose-Kupplung und die andere als Reibscheibenkupplung ausgebildet ist, bestehend aus einem inneren und einem äußeren Kupplungsteil, und in dem aus beiden Kupplungsteilen gebildeten Ringraum angeordneten, aus wechselweise jeweils mit dem inneren und dem äußeren Kupplungsteil drehfest verbundenen Lamellen bestehenden zwei Lamellensätzen, wobei der eine Lamellensatz die Viskosekupplung und der andere Lamellensatz die Reibscheibenkupplung bildet und die inneren und äußeren Lamellen der Viskosekupplung jeweils in einem axialen Abstand zueinander gehalten sind, der größer als die Dicke der zwischen ihnen angeordneten Lamelle ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Viskosekupplung (5) und die Reibscheibenkupplung (11) durch einen axial verschiebbaren Ringkolben (3) flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind,

b) der axiale Verschiebeweg des Ringkolbens (3) durch einen an seiner der Reibscheibenkupplung (11) zugewandten Seite angeordneten Anschlag (17) begrenzt ist,

c) zwischen dem Ringkolben (9) und einer der Reibscheibenkupplung (11) ringkolbenseitig vorgeordneten Druckplatte (10) mindestens eine Druckfeder (8) angeordnet ist, und

d) die Viskosekupplung (5) gegenüber der Reibscheibenkupplung (11) ein vernachlässigbar niedriges übertragbares Nennmoment aufweist.

2. Regelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Regelkupplung in einem zwei Achsen (21, 22) miteinander verbindenden Antriebsstrang angeordnet ist, wobei das durch die Regelkupplung übertragbare Drehmoment geringfügig über dem vom Motor in den Antriebsstrang maximal eingeleiteten Drehmoment liegt.

3. Regelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Regelkupplung als Differentialbremse eingesetzt ist.

Die Erfindung betrifft eine Regelkupplung mit zwei parallelgeschalteten Lamellenkupplungen, von denen eine als Viskosekupplung und die andere als Reibscheibenkupplung ausgebildet ist, bestehend aus einem inneren und einem äußeren Kupplungsteil, und in dem aus beiden Kupplungsteilen gebildeten Ringraum angeordneten, aus wechselweise jeweils mit dem inneren und· dem äußeren Kupplungsteil drehfest verbundenen Lamellen bestehenden zwei Lamellensätzen, wobei der eine Lamellensatz die Viskosekupplung und der andere Lamellensatz die Reibscheibenkupplung bildet und die inneren und äußeren Lamellen der Viskosekupplung jeweils in einem axialen Abstand zueinander gehalten sind, der größer als die Dicke der zwischen ihnen angeordneten Lamelle ist.

Bekannt ist eine Viskosekupplung, zu der eine Reibscheibenkupplung parallel geschaltet ist, wobei die Reibscheibenkupplung die Aufgabe hat, den bei Erwärmung der Viskosekupplung sich einstellenden Drehmomentabfall zu kompensieren und die Viskosekupplung durch eine teilweise Übernahme der Drehmomentübertragung in niedrigere Temperaturbereiche zurückzuführen (US-PS 40 58 027). Die Beaufschlagung der Reibscheibenkupplung geschieht dabei durch die Wirkung der Temperaturerhöhung der Viskosekupplung und dem hierdurch bewirkten Druckanstieg auf einen Differentialkolben.

Bei der beschriebenen Regelkupplung ist es von Nachteil, daß die an der Drehmomentübertragung wesentlich beteiligte Viskosekupplung ein stark temperaturabhängiges Drehmomentverhalten aufweist. Hierdurch wird gleichzeitig die Beaufschlagung der Reibscheibenkupplung beeinflußt, so daß innerhalb der gesamten Regelkupplung unkontrollierbare Übertragungsverhältnisse auftreten.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Betriebsräume der Viskosekupplung und der Reibscheibenkupplung nicht voneinander getrennt sind, so daß hier beide Kupplungen mit einer einheitlichen Flüssigkeit beaufschlagt werden müssen. Damit lassen sich insbesondere für die Reibscheibenkupplung keine optimalen Reibungsverhältnisse einstellen.

Des weiteren ist von Nachteil, daß das maximale Drehmoment sich nicht klar definieren läßt, da es von der jeweiligen Temperatur der Viskosekupplung abhängig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbst einschaltende Regelkupplung zu schaffen, die ein definiertes maximales Nennmoment überträgt und weitgehend unabhängig von dem Übertragungsverhalten der Viskosekupplung ist, wobei es möglich sein soll, die Viskosekupplung und die Reibscheibenkupplung mit einem jeweils für sie optimalen Medium zu beaufschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß