DE4302749C2 - Viskokupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Viskokupplung mit einem Gehäuse und einer Nabe, die koaxial umeinander angeordnet sind, wobei das Gehäuse aus einem rohrförmigen Gehäusemantel und an dessen Stirnseiten angebrachten, radial nach innen gerichteten Flanschen besteht und die Nabe in Bohrungen der Flansche drehbar aufgenommen ist, mit im zwischen Gehäuse und Nabe definierten Innenraum sich teilweise überlappend angeordneten Innenlamellen und Außenlamellen, die in einer bestimmten Folge angeordnet sind, von denen die ringförmigen Innenlamellen mit einer Verzahnung auf der Außenfläche der Nabe und die ringförmigen Außenlamellen mit einer auf ihrem Außenumfang angeordneten Verzahnung in einer entsprechenden Verzahnung des Gehäusemantels drehfest aufgenommen sind, und mit einer zumindest teilweisen Füllung des nicht von Lamellen besetzten Innenraumes aus einem hochviskosem Medium, insbesondere Silikonöl.

In der DE 39 28 975 C1 ist eine Viskokupplung, die ein Gehäuse, bestehend aus einem Gehäusemantel und zwei Deckeln aufweist, beschrieben. Der Gehäusemantel besitzt an der Innenwandung eine axial verlaufende Verzahnung, die zur drehfesten Aufnahme einer entsprechenden Gegenverzahnung von Außenlamellen dient.

Bei solchen Viskokupplungen ist es bekannt, die Verzahnung des aus Stahl bestehenden Gehäusemantels durch Räumen herzustellen. Von den beiden seitlichen Deckeln ist einer an der Stirnseite des Gehäusemantels durch Schweißen befestigt, während der andere in den Gehäusemantel eingesetzt und durch einen Sicherungsring gesichert ist. Zwischen dem Gehäusemantel und dem Deckel ist eine Dichtung eingesetzt.

Eine Ausbildung, bei der an die Stirnflächen eines Gehäusemantels einer Viskokupplung Deckel flächig anliegen, ist in der DE 40 10 195 A1 beschrieben. An der Innenwand des Gehäusemantels ist eine Verzahnung vorhanden.

Die oben näher beschriebenen Ausführungen sind teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Viskokupplung zu schaffen, die preiswert in der Herstellung ist, bei der jedoch eine volle Funktionstüchtigkeit hinsichtlich der Dichtigkeit des Innenraumes des Gehäuses gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung des rohrförmigen Gehäusemantels, im Querschnitt gesehen, gewellt ist, daß die Flansche zu den Stirnseiten des Gehäusemantels hin jeweils mindestens eine vorspringende, dem Verlauf der Wandung folgende Kante aufweisen, daß die Flansche miteinander und gegen die Stirnseiten verspannt sind und daß mindestens eines der inneren Wellentäler des Gehäusemantels zur drehfesten Aufnahme eines entsprechenden Vorsprunges der Verzahnung der Außenlamellen dient.

Von Vorteil bei einer solchen Ausbildung ist, daß für den Gehäusemantel ein preiswertes Strangpreßprofil genutzt werden kann. Das Strangpreßprofil ist dabei so gestaltet, daß seine Innenkontur zur Aufnahme der Verzahnung der Außenlamellen geeignet ist. Eine besondere Bearbeitung hinsichtlich der Herstellung einer Verzahnung entfällt damit.

Es ergibt sich ein weiterer Vorteil insofern, als eine im wesentlichen gleichmäßig dicke Wandung über den gesamten Querschnitt erzielt wird, so daß ein gleichmäßiger Wärmeabfluß gegeben ist.

Darüber hinaus entfallen die bei einer geteilten Ausfüh­ rungsform erforderlichen Weichdichtungen zur Abdichtung zwischen dem Gehäusemantel und dem Deckel. Durch die ge­ wählte Ausführungsform wird eine dichte Verbindung er­ zielt. Ein Schweißen erübrigt sich.

Gegenüber einer Version, bei der beide Gehäusedeckel an den Gehäusemantel bei bereits montierten Lamellen ange­ schweißt werden, ergibt sich ferner der Vorteil, daß keine schädlichen Wärmeeinflüsse bei Aufbringung des letzten Deckels entstehen können.

Vorzugsweise dienen mindestens drei der inneren Wellen­ täler des Gehäusemantels zur drehfesten Aufnahme von entsprechenden Vorsprüngen der Verzahnung der Außen­ lamellen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die nach innen gerichteten Wellenberge eine Zylinder­ fläche eines gedachten Hohlzylinders mit einer auf der Längsachse des Gehäuses zentrierten Achse darstellen.

Dadurch können die nach innen gerichteten Wellenberge in einfacher Weise zur Zentrierung der Deckel genutzt werden.

Für die Festlegung der Deckel einander gegenüber und ge­ genüber dem Gehäusemantel ist vorgesehen, daß die Flansche durch auf den Umfang des Gehäusemantels verteilt ange­ ordnete Schrauben oder vernietete oder verankerte Zuganker gegeneinander und gegen die Stirnseiten des Gehäusemantels verspannt sind. Für den Fall, daß Schrauben gewählt werden, wird eine demontierbare Einheit erzielt. Aber auch eine Anordnung mit einem Zuganker, dessen Enden vernietet sind, erlaubt in relativ einfacher Weise eine Demontage.

Um auf einfache Weise eine Zentrierung der Deckel gegen­ über dem Gehäusemantel zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Schrauben oder Zuganker jeweils korrespondierend mit einem äußeren Wellental am Flansch angeordnet sind und zumindest teilweise in diesem aufgenommen sind. In der Gestaltung der Dichtkanten an den Flanschen ist dabei berücksichtigt, daß diese unter Nutzung der Anordnung der Schraubenlöcher eine Ausrichtung gegenüber dem Verlauf der Wandung des Gehäusemantels erfahren.

Die Schrauben bzw. Zuganker dienen entsprechend zur Um­ fangszentrierung der Flansche gegenüber dem Gehäusemantel.

Die Anordnung der Schrauben bzw. Zuganker mit ihren Schäften derart, daß sie mindestens teilweise in den äuße­ ren Wellentälern aufgenommen werden, hat auch noch den Vorteil, daß der Durchmesser verringert wird.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgeschlagen, daß die Flan­ sche auf den nach innen gerichteten Wellenbergen des Ge­ häusemantels zentriert sind.

Hierzu ist vorgesehen, die Flansche mit einem Ringvor­ sprung zu versehen, mit dem sie von den Stirnseiten her in den Gehäusemantel einsitzen.

Die Umfangszentrierung zwischen den Flanschen und dem Gehäusemantel kann auch dadurch erreicht werden, daß die Flansche mindestens einen zum Innenraum hin vorsprin­ genden und in ein inneres Wellental eingreifenden Vor­ sprung aufweisen.

Eine besonders gute Dichtwirkung wird dadurch erzielt, daß die Dichtkante im Querschnitt dreieckig mit einem spitzen Winkel an der in die Stirnseiten des Gehäusemantels ein­ dringenden Kante ausgebildet sind.

Vorzugsweise ist der Gehäusemantel aus einem weicheren Werkstoff hergestellt als die Flansche.

Als besonders günstige Möglichkeit hat sich herausge­ stellt, wenn der Gehäusemantel aus einem Aluminiumwerk­ stoff hergestellt ist und die Flansche aus Stahl, einem Stahlguß oder Sintermetall bestehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Viskokupplung mit einer ersten Ausfüh­ rungsform der Verbindung in Form von Zugan­ kern im Längsschnitt,

Fig. 2 die Viskokupplung gemäß Fig. 1 im Quer­ schnitt gemäß Schnittlinie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 ein Detail bezüglich der Fixierung der Flan­ sche zum Gehäusemantel durch Schrauben an­ stelle von Zugankern,

Fig. 4 das Detail X gemäß Fig. 1 im vergrößerten Maßstab und

Fig. 5 das Detail Y gemäß Fig. 3 im vergrößerten Maßstab.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Viskokupplung 1 dargestellt. Die Viskokupplung 1 umfaßt das Gehäuse 2 und die Nabe 3, welche bezüglich der Längs­ achse 4 koaxial umeinander angeordnet sind. Das Gehäuse 2 ist aus dem Gehäusemantel 5, der rohrförmig gestaltet ist, und an dessen beiden Stirnseiten 6, 7 festgelegten Flanschen 8, 9 gebildet. Die Flansche 8, 9 liegen mit ihren Anlage­ flächen 8a, 9a an den Stirnseiten 6, 7 des Gehäusemantels 5 an. Die beiden Flansche 8, 9 weisen jeweils eine zentrale Bohrung 10, 11 auf. In dieser ist die Nabe 3 mit Sitz­ flächen drehbar aufgenommen. Zwischen den Sitzflächen der Nabe 3 und den beiden Bohrungen 10, 11 sind jeweils Dichtungen 12 zur Abdichtung des Gehäuseinnenraumes 13 nach außen angeordnet.

Die Nabe 3 ist auf ihrer Außenfläche 16 mit einer Ver­ zahnung 15 versehen, in welcher Innenlamellen 14 drehfest aufgenommen sind. Die Innenlamellen 14 sind in einer bestimmten Folge abwechselnd mit Außenlamellen 17 angeord­ net. Die Innenlamellen 14 sind mit Bohrungen versehen, die eine Verzahnung aufweisen, die zu der in der Außenfläche 16 der Nabe 3 angeordneten Verzahnung 15 korrespondieren.

Die Außenlamellen 17 und die Innenlamellen 14 überdecken sich in radialer Richtung zumindest teilweise. Die Außen­ lamellen 17 greifen mit auf ihrem Außenumfang 18 versehe­ nen Zähnen bzw. Verzahnung 19 in entsprechende Konturen des Gehäusemantels ein, dessen Gestaltung noch nachfolgend näher beschrieben ist.

Wie insbesondere aus dem Querschnitt gemäß Fig. 2 erkenn­ bar, ist der Gehäusemantel 5 rohrförmig gestaltet. Seine Wandung 21 weist im Querschnitt gesehen einen wellenförmi­ gen Verlauf auf. Der wellenförmige Verlauf umfaßt nach innen gerichtete, d. h. innere Wellentäler 20, die sich mit inneren Wellenbergen 24 abwechseln. Entsprechend weist die Außenkontur der Wandung 21 des Gehäusemantels 5 im Bereich der inneren Wellenberge 24 äußere Wellentäler 25 und im Bereich der inneren Wellentäler 20 äußere Wellen­ berge 26 auf. Die nach innen gerichteten Flächen der inne­ ren Wellenberge 24 sind als Zylinderteilflächen 27 bezüg­ lich der Längsachse 4 gestaltet. Die Außenlamellen 17 greifen mit ihrer Verzahnung 19 in die inneren Wellentäler 20 des Gehäusemantels 5 ein, die als entsprechende Gegen­ verzahnung zu der am Außenumfang 18 vorgesehenen Verzah­ nung 19 der Außenlamellen 17 dienen.

Ferner dienen die Zylinderflächen 27 ebenfalls zur Zen­ trierung der Außenlamellen 17.

Der Gehäusemantel 5 ist als stranggepreßtes Aluminiumpro­ fil gestaltet. Wie dem Querschnitt gemäß Fig. 2 zu ent­ nehmen ist, weist der Gehäusemantel 5 auf seinem Umfang eine im wesentlichen gleichbleibende Wandstärke auf. Hier­ durch ergibt sich ein gleichmäßiger Wärmeabfluß aus dem Innenraum 13 der Kupplung bei Relativverdrehung des Gehäuses 2 und der Nabe 3 gegeneinander. An die Stirnseite 6 des Gehäusemantels 5 grenzt der Flansch 8 an. Dieser Flansch 8 weist einen Ringvorsprung 29 auf, der außen mit einer Zentrierfläche 30 versehen ist. Mit dieser sitzt der Flansch 8 in dem Gehäusemantel 5 ein. Die Zentrierfläche 30 zentriert den Flansch 8 an der Zylinderfläche 27 auf den nach innen gerichteten Wellenbergen 24 bezüglich der Längsachse 4. Der Flansch 9 weist einen entsprechenden Ringvorsprung 29 auf, der ebenfalls mit einer Zentrier­ fläche 30 versehen ist. Mit dieser ist er ebenfalls an den Zylinderflächen 27 der inneren Wellenberge 24 des Gehäuse­ mantels 5 zentriert. Beide Flansche 8, 9 weisen jeweils an ihren Anlageflächen 8a, 9a, wie im vergrößerten Maßstab aus Fig. 4 bezüglich des Flansches 9 entnehmbar, eine Dicht­ kante 22 auf. Die Dichtkante 22 ist im Querschnitt als spitzwinkeliges Dreieck gestaltet. Der spitze Winkel liegt im Bereich der Spitze 22a. Der Flansch 9 weist eine entsprechende Dichtkante 23 auf. Im verspannten, d. h. montierten Zustand greifen die Dichtkanten 22, 23 in die Stirnseiten 6, 7 des Gehäusemantels 5 ein. Das Eindringen bewirkt eine Abdichtung zwischen den Flanschen 8, 9 einer­ seits und dem Gehäusemantel 5 anderseits. Die axiale Ver­ spannung der beiden Flansche 8, 9 gegenüber den Stirnseiten 6, 7 des Gehäusemantels 5 erfolgt beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 durch Zuganker 28a.

Die Zuganker 28a sind durch Bohrungen in den Flanschen 8, 9 axial hindurchgeführt und auf den den Anlageflächen 8a, 9a abgewandten Flanschflächen vernietet, so daß sie gegenein­ ander und gegen die Stirnseiten 6, 7 derart verspannt sind, daß die Dichtkanten 22, 23 in die Stirnseiten des aus einem weicheren Werkstoff, wie z. B. einem Aluminiumwerkstoff, bestehenden Gehäusemantels 5 eindringen. Vorzugsweise bestehen die Flansche 8, 9 aus einem Stahlguß, einem Guß­ eisenwerkstoff oder Sintermetall. Der Verlauf der Spitze der Dichtkanten 22, 23 ist dem wellenförmigen Verlauf der Wandung 21 des Gehäusemantels 5 angepaßt. Die Zuganker 28a sind umfangsverteilt bezüglich des Gehäusemantels 5 ange­ ordnet. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Zug­ anker 28a zumindest mit einem Teil ihres Durchmessers jeweils in einem äußeren Wellental 25 aufgenommen sind. Hierdurch wird gleichzeitig eine umfangsmäßige Zentrierung der Flansche 8, 9 gegenüber der Kontur des Gehäusemantels 5 erreicht, so daß gewährleistet ist, daß hierzu ein über­ einstimmender Verlauf der Dichtkanten 22, 23 gegeben ist und diese tatsächlich auch in das volle Material der Stirnseiten 6, 7 eindringen können.

Bei der Ausbildung nach den Fig. 3 und 5 sind anstelle der Zuganker 28a Schrauben 28 vorgesehen. Darüber hinaus erfolgt die umfangsmäßige Zentrierung zusätzlich über jeweils mindestens einen Vorsprung 31, der von der Zentrierfläche 30 ausgeht und über den ein Eingriff in ein inneres Wellental 20 gegeben ist.

Bei einem der Deckel, nämlich dem Deckel 8, ist eine axial verlaufende Bohrung 32 vorgesehen. Diese Bohrung 32 dient als Füllbohrung zum Einfüllen eines hochviskosen Mediums in den Innenraum 13 und wird durch eine Verschlußkugel 33 verschlossen. Als ein solches Medium kommt beispielsweise ein hochviskoses Silikonöl in Betracht. Der Innenraum 13, der nicht von Innenlamellen 14 und Außenlamellen 17 besetzt ist, wird zumindest teilweise mit diesem Medium gefüllt. Bei einer relativen Verdrehung des Gehäuses 2 gegenüber der Nabe 3 erfolgt ebenfalls eine Relativ­ verstellung der Innenlamellen 14 und Außenlamellen 17 einander gegenüber, so daß das zwischen ihnen befindliche Silikonöl geschert wird. Es bildet sich ein entsprechendes Reaktionsmoment. Solche Viskokupplungen werden beispiels­ weise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen zur Weiter­ leitung eines Drehmomentes beispielsweise von der ständig angetriebenen Achse auf die Räder der nicht ständig ange­ triebenen Achse genutzt. Ferner können sie beispielsweise zur mindestens teilweisen Sperrung der Differential­ funktion eines in einem Längsstrang bei einem vierradge­ triebenem Fahrzeug oder aber auch eines in einer Achse angeordneten Differentiales genutzt werden.

Bezugszeichenliste

 1 Viskokupplung
 2 Gehäuse
 3 Nabe
 4 Längsachse
 5 Gehäusemantel
 6, 7 Stirnseite
 8, 9 Flansch
 8a, 9a Anlagefläche
10, 11 Bohrung
12 Dichtung
13 Innenraum
14 Innenlamellen
15 Verzahnung
16 Außenfläche der Nabe
17 Außenlamellen
18 Außenumfang der Außenlamellen
19 Verzahnung
20 Verzahnung des Gehäusemantels (nach innen gerich­ tetes Wellental)
21 Wandung
22, 23 Dichtkante
22a Spitze der Dichtkante
24 innerer Wellenberg
25 äußeres Wellental
26 äußerer Wellenberg
27 Zylinderfläche
28 Schraube
28a Zuganker
29 Ringvorsprung
30 Zentrierfläche
31 Vorsprung
32 Füllbohrung
33 Verschlußkugel

Claims (12)

1. Viskosekupplung (1) mit einem Gehäuse (2) und einer Nabe (3), die koaxial umeinander angeordnet sind, wobei das Gehäuse (2) aus einem rohrförmigen Gehäusemantel (5) und an dessen Stirnseiten (6, 7) angebrachten, radial nach innen gerichteten Flanschen (8, 9) besteht und die Nabe (3) in Bohrungen (10, 11) der Flansche (8, 9) dreh­ bar aufgenommen ist, mit im zwischen Gehäuse (2) und Nabe (3) definierten Innenraum (13) sich teilweise überlappend angeordneten Innenlamellen (14) und Außen­ lamellen (17), die in einer bestimmten Folge angeord­ net sind, von denen die ringförmigen Innenlamellen (14) mit einer Verzahnung (15) auf der Außenfläche (16) der Nabe (3) und die ringförmigen Außenlamellen (17) mit einer auf ihrem Außenumfang (18) angeordneten Verzahnung (19) in einer entsprechenden Verzahnung (20) des Gehäusemantels (5) drehfest aufgenommen sind, und mit einer zumindest teilweisen Füllung des nicht von Lamellen (14, 17) besetzten Innenraumes (13) aus einem hochviskosen Medium, insbesondere Silikonöl, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (21) des rohrförmigen Gehäusemantels (5), im Querschnitt gesehen, gewellt ist, daß die Flansche (8, 9) zu den Stirnseiten (6, 7) des Gehäuse­ mantels (5) hin jeweils mindestens eine vorspringende, dem Verlauf der Wandung (21) folgende Kante (22, 23) aufweisen, daß die Flansche (8, 9) miteinander und gegen die Stirnsei­ ten (6, 7) verspannt sind und daß mindestens eines der inneren Wellentäler (19) des Gehäusemantels (5) zur drehfesten Aufnahme eines entsprechenden Vorsprunges der Verzahnung (19) der Außenlamellen (17) dient.

2. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei der inneren Wellentäler (19) des Gehäusemantels (5) zur drehfesten Aufnahme von entsprechenden Vorsprüngen der Verzahnung (19) der Außenlamellen (17) dienen.

3. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichteten Wellenberge (24) eine Zylinderfläche (27) eines gedachten Hohlzylinders mit einer auf der Längsachse (4) des Gehäuses (2) zen­ trierten Achse darstellen.

4. Viskokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (8, 9) durch auf dem Umfang des Gehäu­ semantels (5) verteilt angeordnete Schrauben (28) oder vernietete oder verankerte Zuganker (28a) gegeneinan­ der und gegen die Stirnseiten (6, 7) des Gehäusemantels (5) verspannt sind.

5. Viskokupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (28) oder Zuganker (28a) jeweils korrespondierend mit einem äußeren Wellental (25) des Gehäusemantels (5) am Flansch (8, 9) angeordnet sind und zumindest teilweise in diesem aufgenommen sind.

6. Viskokupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (28) oder Zuganker (28a) zur Um­ fangszentrierung der Flansche (8, 9) gegenüber dem Gehäusemantel (5) dienen.

7. Viskokupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (8, 9) auf den nach innen gerichteten Wellenbergen (24) des Gehäusemantel (5) zentriert sind.

8. Viskokupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (8, 9) mit einem Ringvorsprung (29) versehen sind, mit dem sie von den Stirnseiten (6, 7) her in dem Gehäusemantel (5) einsitzen.

9. Viskokupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (8, 9) durch mindestens einen zum Innenraum (13) hin vorspringenden und in ein inneres Wellental (20) eingreifenden Vorsprung (31) umfangs­ zentriert sind.

10. Viskokupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkanten (22, 23) im Querschnitt dreieckig, mit einem spitzen Winkel an der in die Stirnseiten (6, 7) des Gehäusemantels (5) eindringenden Kante aus­ gebildet sind.

11. Viskokupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (5) aus einem weicheren Werk­ stoff als die Flansche (8, 9) besteht.

12. Viskokupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (5) aus einem Aluminiumwerkstoff und die Flansche (8, 9) aus Stahl oder einem Gußeisen­ werkstoff bestehen.