DE3430465C1 - Regelkupplung - Google Patents

Description

• Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Regelkupplung ist es von Vorteil, daß die das Abtriebsdrehmoment bestimmende Reibscheibenkupplung durch Betätigung des Elektromagneten und die dadurch be-
• wirkte Wegbewegung des die Grundplatte der Reibscheibenkupplung bildenden Ringflansches in einer von der Reibscheibenkupplung abgewandten Richtung ein schlagartiges Umschalten der Kupplung in die Freigangsposition bewirkt.
• Diese Ausbildung einer Regelkupplung wirkt sich besonders vorteilhaft bei Einsatz derselben zum Zwecke des selbsttätigen Zuschaltens einer weiteren Antriebsachse von Fahrzeugantrieben aus. Das Lösen der Kupplung durch Beaufschlagung des Elektromagneten kann hier z. B. durch Betätigung des Bremspedals erfolgen. In diesem Fall ist bei einer Bremsung gewährleistet, daß der Mehrachsantrieb aufgehoben ist, wodurch sich gegebenenfalls, insbesondere bei Ausrüstung des Fahrzeuges mit einem Antiblockiersystem, einstellende Schwierigkeiten meiden lassen.
• Für das Antiblockiersystem stellen sich die Räder der über den Elektromagneten freigeschalteten Antriebsräder bei jeder Bremsung als nicht angetriebene freidrehende Räder dar.
• Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip läßt sich selbstverständlich auch auf ein Sperrdifferential übertragen, bei dem die Sperrwirkung durch eine Betätigung des Bremspedals aufgehoben wird, um ein Antiblockiersystem nicht negativ zu beeinflussen.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• In der einzigen Figur ist das Prinzip der Regelkupplung anhand eines Teillängsschnittes dargestellt. Die Regelkupplung besteht im wesentlichen aus einem äußeren Kupplungsteil 101 und einem aus zwei Teilen bestehenden inneren Kupplungsteil 102, die gegeneinander gelagert sind. Das innere Kupplungsteil 102 ist mit einer Durchgangsbohrung 116 versehen, in der ein Vielkeilprofil 115 vorgesehen ist, in das ein Mitnehmerzapfen 132 eingreift. Das Teil 102 sitzt auf dem aus dem Getriebe 133 kommenden Mitnehmerzapfen 132 axial fest. Am äußeren Kupplungsteil 101 ist ein Anschlußflansch 114 vorgesehen, mit dem eine Triebwelle eines Antriebsstranges (nicht dargestellt) mittels Befestigungsbohrungen 113 verschraubt werden kann.
• An der linken Bildseite der Figur befindet sich die Viskosekupplung 105, die aus wechselweise drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 101 und dem inneren Kupplungsteil 102 verbundenen Lamellen 106 besteht. Zwischen den jedem Kupplungsteil 101 und 102 zugeordneten Lamellen 106 sind Distanzhalter 107 vorgesehen, die z. B. aus Drahtringen bestehen können.
• Die Lamellen 106 werden durch eine innere und äußere Axialsicherung 118a und 118b in ihrer Axialbewegung begrenzt.
• In der rechten Bildhälfte der Figur ist die Reibscheibenkupplung 111 dargestellt, die wiederum aus wechselweise mit dem äußeren Kupplungsteil 101 und dem inneren Kupplungsteil 102 drehfest verbundenen Lamellen 112 besteht.
• Sowohl die Lamellen der Viskosekupplung 105 als auch der Reibscheibenkupplung 111 erhalten ihre drehfeste Verbindung mit den beiden Kupplungsteilen 101, 102 zweckmäßigerweise über Vielkeilprofile.
• An der Innenseite der Reibscheibenkupplung 111 ist eine Druckplatte 110 vorgesehen, die ebenfalls drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 101 verbunden ist. Zwischen der Viskosekupplung 105 und der Reibscheibenkupplung 111 ist ein Ringkolben 103 angeordnet, der die beiden Betriebsräume der Viskosekupplung 105 und der Reibscheibenkupplung 111 durch Dichtungen 104 gegeneinander dichtend trennt. Damit ist bei entsprechender Abdichtung eine Füllung der beiden Betriebsräume der Viskosekupplung 105 und der Reibscheibenkupplung 111 mit unterschiedlichen Flüssigkeiten möglich, wobei für die Reibscheibenkupplung 111 ohne Schwierigkeiten auch eine Trockenkupplung vorgesehen werden kann.
• Zwischen dem Ringkolben 103 und der Druckplatte 110 sind Druckfedern 108 wirksam, die innerhalb von gleichmäßig auf dem Umfang des Ringkolbens 103 verteilten Bohrungen angeordnet sind. Zugeordnet zu den Druckfedern 108 sind am Ringkolben 103 Nasen 109 vorgesehen, die mit den Bohrungen an der Druckplatte 110 vorgesehene Ansätze 119 umfassen. Hierdurch wird der Ringkolben 103 drehfest mit dem äußeren Kupplungsteil 101 verbunden, so daß eine undefinierte Drehbewegung des ersteren vermieden wird.
• Wenn sich zwischen den beiden Kupplungsteilen 101, 102 aufgrund von Schlupf an der Antriebsachse eine Relativbewegung einstellt, werden die Lamellen 106 der Viskosekupplung in relative Drehung zueinander versetzt, wobei die Distanzhalter 107 gewährleisten, daß die Lamellen 106 nicht in Reibschluß zueinander kommen. Damit ist gewährleistet, daß die Viskosekupplung 105 auch als solche arbeitet. Durch die sich in der Viskosekupplung 105 vorgesehenen viskosen Flüssigkeit einstellenden Scherkräfte wird eine Erwärmung der Viskoseflüssigkeit bewirkt, die sich als durch Volumenvergrößerung auf den Ringkolben 103 einwirkenden Druck ausdrückt. Der Ringkolben 103 wird dadurch zur Reibscheibenkupplung 111 hin verschoben, wobei die Druckfedern 108 gespannt werden.
• Über die Druckfedern 8 wird somit der in der Viskosekupplung 105 sich einstellende Überdruck direkt als Normalkraft auf die Reibscheibenkupplung 111 weitergegeben, die das Drehmoment zwischen den beiden Kupplungsteilen überträgt.
• Duch den Anschlag 117 wird bewirkt, daß in Verbindung mit den Druckfedern 108 eine maximale Normalkraft für die Reibscheibenkupplung 111 einstellbar ist, die dem jeweiligen Anforderungszweck angepaßt werden kann.
• Die in der Figur als Schraubenfedern dargestellten Druckfedern 108 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 angenähert waagerecht verlaufendes Teilstück der Federkennlinie ausgewählt werden, um in dem effektiv auftretenden Verschleißbereich eine konstante Federkraft aufrechtzuerhalten.
• Die Länge der Druckfedern 108 ist zweckmäßigerweise so eingestellt, daß bei nicht beaufschlagter Regelkupplung keine Normalkraft auf die Reibscheibenkupplung einwirkt.
• An der dem Ringkolben 103 abgewandten Seite der Reibscheibenkupplung 111 ist ein Ringflansch 128 angeordnet, der sich an der der Reibscheibenkupplung abgewandten Seite gegen eine Feder 129 abstützt. Die Feder 129 ist hinsichtlich ihrer auf den Ringflansch 128 ausgeübten Kraft höher ausgelegt als die Summe der maximal wirkenden Federkräfte der Federn 108. Damit wirkt der Ringflansch 128 für die Reibscheibenkupplung als ortsfeste Gehäusebegrenzung.
• Die Feder(n) 129 ist gegebenenfalls über eine Zwischenscheibe gegen einen hier als Anschlag 131 ausgebildeten Axialsicherungsring abgestützt Der Ringflansch 128 ist mit einer flanschförmigen Erweiterung versehen, die mit einem ebenfalls ringförmig aufgebauten Elektromagneten 130 zusammenwirkt. Das Gehäuse des Elektromagneten 130 ist z. B. durch Verschraubung mit einem Getriebegehäuse 133 fest verbunden.
• Bei Beaufschlagung des Elektromagneten 130 durch eine elektrische Spannungsquelle übt dieser eine Zugkraft auf die flanschförmige Erweiterung des Ringflansches 128 aus und zieht denselben gegen die Kraft der Feder(n) 129 von der Reibscheibenkupplung 111 weg.
• Die Feder kann dabei derart ausgelegt sein, daß sie im abfallenden Kennlinienbereich arbeitet, um die Haltekraft für den Elektromagneten 130 zu minimieren.
• Der hierdurch bewirkte Weg des Ringflansches 128 ist dabei so groß, daß in seiner von der Reibscheibenkupplung abgewandten Endlage von den Federn 108 her keine Normalkraft mehr in die Reibscheibenkupplung 111 einwirken kann.
• Die jetzt vollständig frei geschaltete Kupplung kann kein Drehmoment mehr übertragen, was sich insbesondere bei Einsatz der Regelkupplung in einem Kraftfahrzeug zur Zuschaltung einer weiteren Triebachse als günstig bzw. notwendig erweist, wenn das Fahrzeug mit einem Antiblockiersystem ausgestattet ist. Die Beaufschlagung des Elektromagneten 120 kann dabei in einfachster Weise über den Bremslichtschalter vorgenommen werden.
• Um bei drehender Kupplung ein Reiben der flanschartigen Erweiterung des Ringflansches 128 am Elektromagneten 130 mit Sicherheit zu vermeiden, muß der Weg des Ringflansches 128 durch einen Anschlag begrenzt werden. Dies kann z. B. durch den Anschlag 131 geschehen, wenn die Federn 129 derart ausgelegt sind, daß sie sich in der Betätigungsstellung des Elektromagneten 130 auf Block befinden.
• Die erfindungsgemäße Auslegung einer Regelkupplung ist nicht auf das beschriebene Anwendungsgebiet der Zuschaltung einer weiteren Triebachse begrenzt, sondern kann in gleicher Weise wie auch in der Hauptanmeldung bereits ausgeführt, als Differentialsperre eingesetzt werden, wobei die schlagartige Umschaltung der Regelkupplung in die Freigangposition durch die Wirkung eines Elektromagneten ebenfalls in Verbindung mit einem Antiblockiersystem eingesetzt werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch: 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, wobei die Viskosekupplung und die Reibscheibenkupplung durch einen axial verschiebbaren Ringkolben flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind, und der axiale Verschiebeweg des Ringkolbens durch einen an seiner der Reibscheibenkupplung zugewandten Seite angeordneten Anschlag begrenzt ist, und zwischen dem Ringkolben und einer der Reibscheibenkupplung ringkolbenseitig vorgeordneten Druckplatte mindestens eine Druckfeder angeordnet ist und wobei die Viskosekupplung gegenüber der Reibscheibenkupplung ein vernachlässigbar niedriges übertragbares Nennmoment aufweist nach Patent (Patentanmeldung P 34 26 460.4), d a d u r c h gekennzeichnet, daß a) an der dem Ringkolben (103) abgewandten Seite der Reibscheibenkupplung ein Ringflansch (128) vorgesehen ist, b) der Ringflansch (128) gegen eine oder mehrere Federn (129) abgestützt ist, deren Federkraft größer als die maximal wirkende Kraft der dem Ringkolben (103) zugeordneten Druckfeder(n) (108) ist, c) der Ringflansch (128) durch das Feld eines Elektromagneten (130) gegen die Kraft der Feder (129) zu der der Reibscheibenkupplung abgewandten Seite gegen einen Anschlag (131) verschiebbar ist, d) der durch die Kraft des Magnetfeldes bewirkte Weg des Ringflansches (128) derart ausgelegt ist, daß die Feder(n) (108) bei Anlage des Ringkolbens (103) an dem Anschlag (177) vollständig entlastet ist (sind).

   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, wobei die Viskosekupplung und die Reibscheibenkupplung durch einen axial verschiebbaren Ringkolben flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind, und der axiale Verschiebeweg des Ringkolbens durch einen an seiner der Reibscheibenkupplung zugewandten Seite angeordneten Anschlag begrenzt ist, und zwischen dem Ringkolben und einer der Reibscheibenkupplung ringkolbenseitig vorgeordneten Druckplatte mindestens eine Druckfeder angeordnet ist und wobei die Viskosekupplung gegenüber der Reibscheibenkupplung ein vernachlässigbar niedriges übertragbares Nennmoment aufweist nach Patent (Patentanmeldung P 34 26 460.4).

   Es ist eine Viskosekupplung bekannt, bei der das übertragbare Drehmoment durch Veränderung der aktiven Flüssigkeitsmenge regelbar ist (GB-PS 4 14 662).

   Die aktive Flüssigkeitsmenge wird dabei von einer oder mehreren Arbeitskammern in Vorratskammern überführt, wodurch die Kupplung bis zum vollständigen Freigang regelbar ist Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Nachteil, daß die Drehmomentveränderung entsprechend der Flüssigkeitsbewegung sehr langsam vor sich geht und diese Kupplung daher für alle Anwendungsfälle, bei denen aus Sicherheitsgründen ein kurzzeitiges bzw.

   schlagartiges Umschalten in eine Freigangsposition notwendig ist, ausscheidet Des weiteren ist bekanntgeworden, eine Differentialsperre mittels eines Elektromagneten in Wirkrichtung zu beaufschlagen (DE-OS 29 20 107).

   Die beschriebene Ausführung hat den Nachteil, daß während der gesamten Wirkungszeit ein Magnetfeld anstehen muß, was mit einem relativ hohen Stromverbrauch verbunden ist. Darüber hinaus ist es mit der die Sperrwirkung hervorrufenden Reibscheibenkupplung nicht möglich, ein selbsttätiges Zuschalten der Differentialsperre oder einer zusätzlichen Antriebsachse einzuleiten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätig einschaltende Regelkupplung in der Ausbildung nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 34 26 460.4) derart weiter zu bilden, daß ein schlagartiges Umschalten der Kupplung in die Freigangsposition bewirkbar ist.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) an der dem Ringkolben abgewandten Seite der Reibscheibenkupplung ein Ringflansch vorgesehen ist, b) der Ringflansch gegen eine oder mehrere Federn abgestützt ist, deren Federkraft größer als die maximal wirkende Kraft der dem Ringkolben zugeordneten Druckfeder(n) ist, c) der Ringflansch durch das Feld eines Elektromagneten gegen die Kraft der Feder zu der der Reibscheibenkupplung abgewandten Seite gegen einen Anschlag verschiebbar ist, d) der durch die Kraft des Magnetfeldes bewirkte Weg des Ringflansches derart ausgelegt ist, daß die Feder(n) bei Anlage des Ringkolbens an dem Anschlag vollständig entlastet ist (sind).