DE3934327C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit mindestens zwei Lamellensätzen, mit einem als Nabe ausgebildeten ersten Kupplungsteil und einem als Gehäuse ausgebildeten, wenigstens teilweise mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllten zweiten Kupplungsteil, wobei die sich radial überlappenden Lamellen der beiden Lamellen­ sätze wechselweise verbaut und jeweils mit dem ersten oder zweiten Kupplungsteil drehfest verbunden sind und die Lamellen eines ersten Lamellensatzes mit radial gerich­ teten, zum Lamellenrand offenen, Lamellen-Segmente bildenden Schlitzen versehen sind und die an der Ober­ fläche der gegenüberliegenden Lamelle schabende, radial verlaufende Kanten aufweisen.

Aus der DE-PS 38 28 421 und der DE-PS 38 28 422 ist eine Viskokupplung mit jeweils einem Satz von geschlitzten Lamellen bekannt, bei denen durch die radial verlaufenden Schlitze Segmente ausgebildet werden, deren radial ver­ laufende Kanten mit Knickkanten oder Abknickungen versehen sind. Desweiteren sind Flüssigkeitsreibungskupplungen bekannt, bei denen geschlitzte Lamellen verwendet werden, welche mit Schabekanten an den Schlitzränder in Form von Verdickungen (DE-PS 36 32 283) ausgestattet sind. Hier­ durch wird jeweils eine Verbesserung des Übergangs vom normalen Arbeitsmodus zum Hump-Modus bewirkt. Der Begriff des Hump-Modus ist in der Fachwelt bekannt und wird zur Beschreibung des Zustandes verwendet, in dem die Lamellen in Reibkontakt zueinander kommen. Die Schabekante der Schlitzränder sorgt dafür, daß der Flüssigkeitsfilm auf der Planfläche der anderen Lamelle nach dem Prinzip eines Scheibenwischers abgestreift wird. Durch die abgetragenen Partikel, die durch den Reibkontakt entstehen, wird jedoch ein Kugellagereffekt erzeugt, der zu einer Reduzierung der Drehmomentübertragungskapazität führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem schnelleren Übergang in den Hump-Modus zu schaffen und das im Hump-Modus übertragbare Drehmoment zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zwischen den Schlitzen ausgebildeten Segmente der Lamellen alle unter einem in Größe und Richtung gleichen Winkel zur Radialebene geschränkt sind.

Durch die Schränkung der Segmente wird auf Grund der durch die Strömungsdynamik erbrachten Kraftkomponente eine höhere Anpreßkraft auf die korrespondierenden Lamellen und ein beschleunigter Übergang in den Hump-Modus erreicht. Die Anpreßkraft ist dabei eine Funktion der Rotations­ geschwindigkeit, d. h. sie nimmt mit erhöhter Rotations­ geschwindigkeit zu. Gleichzeitig wird durch die Linien­ berührung der auskragenden Kanten der Segmente eine ört­ liche Überhitzung der viskosen Flüssigkeit bei Rotation vermieden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten in axialer Folge gleichgerichtet angeordnet sind.

Durch die gleichgerichteten Lamellen eines Lamellensatzes wird eine erhöhte Anpreßkraft auf die benachbarten Lamel­ len des zweiten Lamellensatzes erzielt und ein Pumpeffekt auf die viskose Flüssigkeit in einer Axialrichtung er­ reicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten in axialer Folge paarweise entgegengerichtet angeordnet sind. Durch diese Ausführung liegen immer zwei entgegengerichtete Lamellen an einer korrespondierenden Lamelle des zweiten Lamellensatzes an und verhindern eine Auswölbung der Lamelle durch gleichmäßige Seitenandruckkräfte.

Hierdurch wird auch eine Erhöhung der Anpreßkraft auf die Lamellen des zweiten Lamellensatzes erzielt. Obwohl nur jede zweite Lamelle des zweiten Lamellensatzes auf diese Weise beeinflußt wird, wird insgesamt eine bessere Dreh­ momentübertragung erzielt.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten in axialer Folge teilweise gleichgerichtet und teilweise entgegengerichtet angeordnet sind.

Durch die Kombination der beiden bisher genannten Aus­ führungen ist eine alternative Ausgestaltung der Flüssig­ keitsreibungskupplung mit einer höheren Anpreßkraft ohne Pumpeffekt möglich.

Die Zuordnung der geschränkten Lamellen eines Lamellen­ satzes kann wahlweise zur Kupplungsnabe oder zum Kupp­ lungsgehäuse erfolgen.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Flüssigkeits­ reibungskupplung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem ge­ schränkten Lamellensatz,

Fig. 2 eine weitere Ausführung der Flüssigkeits­ reibungskupplung mit geschränkten Lamellen,

Fig. 3 eine einzelne Lamelle der Flüssigkeitsreibungs­ kupplung,

Fig. 4 ein Antriebsschema für ein vierradgetriebenes Fahrzeug,

Fig. 5 ein Antriebsschema entsprechend Fig. 4, wobei jedoch die Hinterräder über einen Torque-Splitter antreibbar sind.

ln den Fig. 1, 2 ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung 1 dargestellt, welche eine Kupplungsnabe 2 aufweist, die über zwei Gleitlager gegenüber dem Kupplungsgehäuse 3 ab­ gestützt und über ein Vielkeilprofil mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Innenraum der Flüssigkeitsreibungskupp­ lung ist über zwei Dichtungen 4, 5 abgedichtet. Das Kupp­ lungsgehäuse 3 weist eine äußere Verzahnung 6 auf, über die der Antrieb erfolgt.

Der Kupplungsnabe 2 sind in diesem Fall die axial begrenzt beweglichen Innenlamellen 7 zugeordnet, welche wechsel­ weise mit den Außenlamellen 10 des Kupplungsgehäuses 3 verbaut sind. Die Innenlamellen 7 sind über eine Innen­ verzahnung 8 mit der korrespondierenden Verzahnung 9 der Kupplungsnabe 2 drehfest verbunden. Die Außenlamellen 10 sind über eine Außenverzahnung 11 mit der korrespondier­ enden Verzahnung 12 des Kupplungsgehäuses 3 drehfest ver­ bunden und werden über Distanzringe 13 auf Abstand gehal­ ten. Die Außenlamellen 10 sind plan und geschlitzt aus­ geführt. Die durch die geschlitzten Innenlamellen 7 aus­ gebildeten Segmente 14 sind einheitlich in einer Richtung verschränkt. Die Innenlamellen 7 liegen einseitig an den benachbarten Außenlamellen 10 des Kupplungsgehäuses 2 an, wobei gegenüber herkömmlichen Viskokupplungen schon eine Verbesserung im Hump-Verhalten durch den Selbstreinigungs­ effekt und die auf die Lamellen wirkende axial gerichtete Kraftkomponente erreicht wird.

In der Fig. 2 sind die Innenlamellen 7 der Kupplungsnabe 2 in axialer Richtung paarweise entgegengerichtet mit ihren geschränkten Segmenten 14 angeordnet. Durch die beidseitige Anlage der Innenlamellen 7 an eine Außen­ lamelle 10 wird eine höhere Anpreßkraft erreicht und eine Auswölbung der Außenlamelle 10 vermieden. Gleichzeitig ist bei dieser Ausführung sichergestellt, daß die Verteilung der viskosen Flüssigkeit gleichmäßig erfolgt.

In Fig. 3 ist eine Innenlamelle 7 dargestellt, die eine zentrale Bohrung 15 besitzt. In der Bohrung 15 ist eine Innenverzahnung 8 angebracht, mit der sie in der Ver­ zahnung 9 der Kupplungsnabe 2 drehfest aber axial ver­ schiebbar aufgenommen ist. Es ist erkennbar, daß umfangs­ verteilt radial verlaufende Schlitze 16 vorgesehen sind, die zur Umfangskante 17 hin offen sind. Die Segmente 14 sind wie in den Fig. 1, 2 ersichtlich, in einer Richtung gleichsinnig gegenüber der Radialebene geschränkt.

Ein Antriebsschema für ein vierradbetriebenes Fahrzeug ergibt sich aus der Fig. 4. Es handelt sich um ein Fahr­ zeug 18 mit einem quer eingebauten Motor-Getriebe-Aggregat 19. Die Vorderräder 20 sind über ein Mittendifferential 21, ein Vorderachsdifferential 22 und vordere Seitenwellen 23 angetrieben. Die Abzweigung des Antriebes der Hinter­ räder 24 erfolgt vom Mittendifferential 21 über die Längswelle 25, das Hinterachsdifferential 26 und hintere Seitenwellen 27. Einzelne oder alle der dargestellten Differentiale 21, 22, 26 können entsprechend der selbst­ tätig wirkenden Flüssigkeitsreibungskupplung nach Fig. 1 ausgebildet sein oder aber beispielsweise bei einer anderen Ausführungsform könnte das Mittendifferential 21 durch eine Kupplung 1, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, ersetzt werden.

Beim Antriebsschema nach Fig. 5 ist die Anwendung auf ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug 18 dargestellt, bei dem das sperrbare Hinterachsdifferential durch einen Torque- Splitter 28 ersetzt ist. Dieser umfaßt ein drehend ange­ triebenes Gehäuse 29, dem die Außenlamellen 30, bevorzugt zwei Sätze, zugeordnet sind. Es sind zwei getrennte Naben vorgesehen, von denen eine mit der hinteren Seitenwelle 27 des linken Hinterrades 24 und die andere mit dem rechten Hinterrad 24 drehfest verbunden ist. Den Naben sind je­ weils Innenlamellen 31 entsprechend der Erfindung zuge­ ordnet. Der Torque-Splitter 28 vereinigt Differential­ wirkung und Sperrung wie eine Flüssigkeitsreibungskupplung.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit mindestens zwei Lamellensätzen, mit einem als Nabe ausgebildeten ersten Kupplungsteil und einem als Gehäuse ausge­ bildeten, wenigstens teilweise mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllten zweiten Kupplungsteil, wobei die sich radial überlappenden Lamellen der beiden Lamellensätze wechselweise verbaut und jeweils mit dem ersten oder zweiten Kupplungsteil drehfest verbunden sind und die Lamellen eines ersten La­ mellensatzes mit radial gerichteten, zum Lamel­ lenrand offenen, Lamellen-Segmente bildenden Schlitzen versehen sind und die an der Oberfläche der gegenüberliegenden Lamelle schabende, radial verlaufende Kanten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schlitzen (16) ausgebildeten Segmente (14) der Lamellen alle unter einem in Größe und Richtung gleichen Winkel zur Radialebene geschränkt sind.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten (14) in axialer Folge gleichgerichtet angeordnet sind.

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten (14) in axialer Folge paarweise entgegengerichtet angeordnet sind.

4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen mit den geschränkten Segmenten (14) in axialer Folge teilweise gleichgerichtet und teilweise entgegengerichtet angeordnet sind.

5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lamellensatz der Kupplungsnabe (2) zuge­ ordnet ist.

6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lamellensatz dem Kupplungsgehäuse (3) zugeordnet ist.