AT394895B - Fluessigkeitsreibungskupplung - Google Patents
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Description
AT394 895 B
Die Erfindung handelt von einer Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem einen Kupplungsteil bildenden, mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Gehäuse und einer in dieses einragenden, den anderen Kupplungsteil bildenden Welle sowie mit ineinandergreifenden, wechselweise mit dem Gehäuse bzw. der Welle drehfest verbundenen Lamellen und dazwischen angeordneten Abstandhaltem.
Flüssigkeitsreibungskupplungen dieser Art finden beispielsweise in Fahrzeugantrieben Verwendung. Dabei wird von ihrer Eigenschaft Gebrauch gemacht, ein mit steigender Differenzdrehzahl steigendes Drehmoment zu übertragen.
Bei gebräuchlichen Flüssigkeitsreibungskupplungen wirkt sich aber nachteilig aus, daß das übertragene Drehmoment bei gleicher Differenzdrehzahl und steigender Temperatur (durch die bei der viskosen Reibung entstehenden Wärme) abnimmt. Das Moment ist also bei niederer Temperatur, also wenn der Schlupf beginnt, zu hoch und bei hoher Temperatur zu niedrig.
Um diesem ungünstigen Drehmomentverlauf entgegen zu wirken, ist es z. B. aus der AT-PS 383 195 bekannt, die Breite der Spalte zwischen den Lamellen mittels eines außerhalb des Lamellenraumes angeordneten Druckkörpers mit temperaturabhängiger Formänderung, die in axialer Richtung auf die Lamellen einwirkt, zu verringern. Das übertragene Drehmoment steigt nämlich mit abnehmender Spaltbreite progressiv an.
Die in dieser AT-PS beschriebene Kupplung bringt aber einen hohen Bauaufwand mit sich, sowohl für den seitlich angeordneten Druckkörper als auch für die zur Vergleichmäßigung der Abstände zwischen den Lamellen erforderlichen federnden Abstandhalter. Damit wird dann zwar im Bereich flüssiger Reibung der gewünschte Dreh-momentenverlauf erreicht, nicht aber im Bereich metallischer Reibung, der sich ab einer bestimmten Temperatur mit sehr starkem Drehmomentenanstieg einstellen soll. Dieser Bereich, wegen des starken Drehmomentenan-stieges auch Hump-Bereich genannt, ist wichtig als Schutz vor thermischer Überlastung der Kupplung. Diese Schutzwirkung tritt allerdings nur ein, wenn dieses Hump-Moment auch groß genug ist. Man denke etwa an ein ein Geländehindemis überwindendes Fahrzeug, bei dem eines der angetriebenen Räder rutscht. Dann soll das Hump-Moment einer zwischen dem rutschenden Rad und einem greifenden Rad angeordneten Flüssigkeitsreibungskupplung so groß sein, daß entweder das Hindernis überwunden oder der Motor abgewürgt wird.
Der steile Momentenanstieg im Bereich metallischer Reibung dürfte unter anderem dadurch entstehen, daß die Viskoseflüssigkeit zwischen zwei Scheiben verdrängt wird und durch einseitige Wirkung des durch den Temperaturanstieg zunehmenden Innendruckes sich Paare von Lamellen aneinanderlegen. Damit dieser Zustand auch tatsächlich auftritt, muß die Viskoseflüssigkeit zwischen den Scheiben verdrängt werden, wozu Schabekanten an den Lamellen gebräuchlich sind, und der einseitige Druck zum Aneinanderpressen der Lamellenpaare ausreichen. Damit das Hump-Moment möglichst groß wird, muß die tatsächliche metallische Berührungsfläche möglichst groß sein, d. h. es müssen möglichst alle Lamellenpaare auf möglichst der ganzen Fläche aneinander anliegen.
Das ist bei der Kupplung gemäß der AT-PS aber trotz der federnden Abstandhalter nicht der Fall. Diese gleichen wohl den Abstand zwischen den Innenlamellen aus, die Lage der verschiebbaren Außenlamellen gegenüber den Innenlamellen bleibt jedoch unbestimmt und willkürlich, wodurch sich der Bereich metallischer Reibung bei den einzelnen Lamellenpaaren nicht gleichzeitig und nur unvollständig einstellt.
Diese Undefinierte Stellung der Außenlamellen (das trifft analog auch bei verschiebbaren Innenlamellen zu) führt zum Verschleiß der Lamellen auch im Bereich flüssiger Reibung, durch welchen sich im Laufe der Zeit die Drehmomentencharakteristik der Kupplung verändert
Zwar ist es aus der DE-PS 38 28 421 bekannt, zur Verbesserung des Schabeeffektes, durch den die Viskoseflüssigkeit zwischen zwei Scheiben beschleunigt verdrängt wird, statt der gebräuchlichen vorbekannten Schäbe-kanten, Sektoren der Lamellen um radiale Kanten zu verbiegen. Dadurch wird jedoch nur das Hump-Moment erhöht, ohne daß das Verhalten im Bereich flüssiger Reibung sich verbessern würde. Außerdem ist eine erhöhte Anzahl von Lamellen notwendig und der Verschleiß der Lamellen ist höher.
Die GB-PS 11 58 689 handelt von einer Flüssigkeitsreibungskupplung, deren Platten nicht verformbar sind. Zwischen den Innenplatten und beiden benachbarten Außenplatten sind Abstandhalter angeordnet, die die axiale Verschiebung der ersteren verhindern, sodaß dort kein Hump auftritt.
Die EP-OS 157 236 beschreibt eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit durch Zusammenschieben des Lamellenpaketes variabler Charakteristik, bei der zur Vergleichmäßigung der Lamellenabstände zwischen den Innenlamellen federnde Abstandshalteringe vorgesehen sind. Diese wirken jedoch nur als Federn, weil eine drehende Bewegung zwischen ihnen und den Innenlamellen nicht möglich ist.
Schließlich ist es aus der GB-OS 22 22 232 bekannt, die Innenlamellen zur Bildung von Schabekanten mit Schlitzen und Rippen zu versehen. Die Lamellen sind jedoch steif und können sich im Betrieb nicht verformen.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs definierten Art zu schaffen, die bei minimalem konstruktiven Aufwand einen verbesserten Momentenverlauf im Bereich flüssiger Reibung, einen hohen und steilen Momentenanstieg im Bereich fester Reibung und durch geringen Verschleiß eine lange Lebensdauer ohne Veränderung des Momentenverlaufes erreicht.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Außen- oder die Innenlamellen ganz oder teilweise in axialer Richtung temperaturabhängig verformbar sind und daß zwischen je einer Innenlamelle und einer Außenlamelle des benachbarten Lamellenpaares ein Abstandshaltering angeordnet ist.
Durch die temperaturäbhängig in axialer Richtung verformbaren Lamellen bzw. Lamellenteile verringert sich im Bereich viskoser Reibung die Spaltbreite mit zunehmender Temperatur. Die sich aus der Verkleinerung der -2-
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Spaltbreite bei konstanter Temperatur ergebende Steigerung des Momentes wirkt dem Abfall des Momentes durch die Temperatursteigerung entgegen. Dadurch ist der Momentenverlauf in diesem Bereich konstant bis leicht steigend, je nach Auslegung. Dadurch ist es auch möglich, den Drehmomentenverlauf der Kupplung auf ganz sanftes Einsetzen bei beginnendem Schlupf (also geringes Moment bei niedriger Temperatur), der fahrdynamisch sehr erwünscht ist, abzustimmen.
Der Bereich metallischer Reibung wird durch die variable Krümmung der Lamellen und die durch die Distanzringe definierte Lage der Lamellen zu ihren Gegenlamellen von den Lamellenpaaren gleichzeitig und vollständig erreicht, wodurch das Hump-Moment stark ansteigt.
Die durch die Distanzringe definierte Position aller Lamellen bezüglich ihrer Gegenlamellen verringert den Verschleiß im Bereich viskoser Reibung, wodurch sich die Momentenkennlinie dar Kupplung im Varlauf der Lebensdauer nicht verändert.
Die temperaturabhängige Verformbarkeit der Lamellen oder Lamellenteile läßt sich in einer Grundform der Erfindung durch deren Herstellung aus einer Legierung mit Formgedächtniseffekt oder ganz oder teilweise aus einem Bimetall erreichen, wobei sich der Anstieg der Momentenkennlinie in einem Fall durch entsprechend gewählte Vorverformung, im anderen Fall durch entsprechend gewählte Werkstoffpaarungen und -dicken der beiden metallischen Schichten erzielen läßt
In Weiterbildung da* asten Grundform bestehen entweder die Außenlamellen oder die Innenlamellen ganz aus einem temperaturabhängig verformbaren Material und sind im kalten Zustand von der nächstliegenden Gegenfläche schüsselförmig weggekrümmt. Sie nähern sich mit steigender Temperatur der ebenen Form und damit dieser Gegenlamelle. Dadurch steigt das Moment bereits im viskosen Bereich stärker an, weil sich die Spaltbreite von innen nach außen verringert wodurch dann auch der Bereich metallischer Reibung von allen Lamellenpaaren gleichzeitig erreicht wird.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden die Abstandshaiteringe so gestaltet daß deren Seitenflächen zumindest eine der beiden benachbarten Lamellen nur stellenweise berühren. Durch die nur stellenweise Berührung wird eine hydrodynamische Schmierung erreicht Auf besonders einfache Weise läßt sich eine beidseitige und drehrichtungsunabhängige hydrodynamische Schmierung durch gewellte Ausbildung des Abstandshalteringes erzielen.
Es ist besonders vorteilhaft die Abstandshalteringe am inneren Durchmesser der Lamellen anzuordnen, weil dadurch Berührungsfläche zwischen den Lamellen dort verloren geht wo sie das geringste Drehmoment übertragen würde, und der hydrodynamische Schmiereffekt auch sicher noch ausreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform dieser ersten Grundform sind es die Innenlamellen, die temperaturabhängig verformbar sind. Weil die Außenlamellen dann bei steigender Temperatur nicht in ihrer drehfesten Verbindung mit dem Gehäuse, wo die Berührungsfläche mit diesem am größten ist, verschoben zu werden brauchen, bleiben Verluste und Verschleiß besonders gering.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform sind die Innenlamellen durch radiale Schlitze in Sektoren geteilt, wobei sie durch die temperaturabhängige Verformbarkeit im kalten Zustand in Umfangsrichtung zur Gegenlamelle hin konvex gebogen, und bei hoher Temperatur zur Gegenlamelle hin leicht konkav gebogen sind. Dadurch wird die Lamelle bei kalter Kupplung von der Gegenlamelle durch hydrodynamische Kräfte weggedrückt, wodurch sich der Spalt erweitert und das übertragene Moment verringert und wodurch sich bei der Temperatur, bei der metallische Reibung auftreten soll, Schabekanten bilden.
In Abwandlung der ersten Grundform ist es möglich, die Abstandshalteringe mit den zugehörigen Innenlamellen einstückig auszubilden. Dadurch werden Fertigung und Zusammenbau vereinfacht und die Berührungsfläche des Distanzringteiles mit der benachbarten Außenlamelle kann auch so wieder so ausgebildet sein, daß hydrodynamische Schmierung auftritt. Besonders groß ist die Ersparnis, wenn die Innenlamellen mit angeformtem Abstandshaltering aus ebenem Ausgangsmaterial durch Prägen oder Stanzen hergestellt wird, wobei im Falle einer Legierung mit Gedächtniseffekt auf diese Weise auch gleich die entsprechende Vorverformung erfolgen kann.
In einer zweiten Grundform der Erfindung weisen die Außenlamellen an ihren inneren Endteilen temperaturabhängig in axialer Richtung verformbare Ringteile auf, die gleichzeitig als Abstandshalteringe zur benachbarten Innenlamelle wirken. Mit dieser Form wird durch die große und beiderseits der Außenlamelle gleiche Spaltbreite ein besonders niedriges Moment bei Schlupfbeginn erreicht und ein sehr breiter Regelbereich, bis dann durch die Wirkung des auch an der anderen Gegenlamelle anliegenden verformbaren Ringteiles der Bereich metallischer Reibung erreicht wird. Außerdem bleiben die Außenlamellen in dieser Form, in der sie im übrigen aus nicht temperaturabhängig verformbarem Material bestehen, immer parallel zu den Innenlamellen.
In Weiterbildung dieser Grundform können die Ringteile oder die ganzen Lamellen aus einer Legierung mit Foringedächtniseffekt bestehen. Es ist besonders praktisch, wenn die gesamte Lamelle aus einer solchen Legierung besteht und so vorverformt ist, daß der Gedächtniseffekt nur in den inneren Teilen der Außenlamellen auftritt.
In einer besonders vorteilhaften Abwandlung dieser zweiten Grundform besteht der Ringteil aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE, in dem außerhalb der Symmetrieebene ein vorzugsweise radial geschlitzter und aus Stahl bestehender Metallring eingesetzt ist. Durch die verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe entsteht dann die gewünschte Verkrümmung. -3-
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Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Erläuterung anhand der Figuren 1 bis 12 beschrieben, die darstellen:
Fig. 1: Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Stand der Technik, die die erfindungsgemäßen Merkmale in allen Ausführungsformen aufhehmen kann, im Axialschnitt,
Fig. 2: Vergrößertes Detail (D) aus Fig. 1 mit den erfindungsgemäßen Merkmalen in ein»* ersten Ausfüh-rungsform, dargestellt im Bereich der Flüssigkeitsreibungskupplung.
Fig. 3: Umfangsschnitt nach (AA) in Fig. 2,
Fig. 4: wie Fig. 2, jedoch im Bereich der festen Reibung (Hump-Bereich),
Fig. 5: Umfangsschnitt nach (BB) in Fig. 4,
Fig. 6: Vergrößertes Detail (D) aus Fig. 1 analog Fig. 2, in einer erfindungsgemäßen zweiten Ausfüh-rungsform, im Bereich der Flüssigkeitsreibung,
Fig. 7: wie Fig. 6, jedoch im Bereich fester Reibung,
Fig. 8: Vergrößertes Detail (D) aus Fig. 1 in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 9: Vergrößertes Detail (D) aus Fig. 1 in einer vierten Ausführungsfarm,
Fig. 10: Vergrößertes Detail (D) aus Fig. 1, in einer weiteren Variante der Erfindung im Bereich der flüssi gen Reibung,
Fig. 11: wie Fig. 10, jedoch im Bereich der festen Reibung,
Fig. 12: Schnitt nach (CC) in Fig. 2, abgewickelt
Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsreibungskupplung wird beispielsweise in einem Ausgleichsgetriebe zwischen zwei getriebenen Fahrzeugachsen eingesetzt. Der eine Kupplungsteil bildet ein Gehäuse (1), das drehbar auf einer als zweiter Kupplungsteil dienenden Hohlwelle (2) gelagert ist. Mit dem Gehäuse (1) ist ein Satz von äußeren Kupplungslamellen (3) drehfest verbunden, die zwischen mehrere einen zweiten Satz bildende, auf der Hohlwelle (2) drehfest angeordnete, innere Lamellen (4) greifen. Auf die erfindungsgemäße Gestaltung der in dieser Figur nur schematisch angedeuteten Lamellen (3,4) und deren Zubehör wird im weiteren näher eingegangen. Dabei sind jeweils drei Lamellen dargestellt, wobei die Kupplung eine beliebige Anzahl von Lamellenpaaren jeweils identischer Konstruktion und Wirkungsweise enthalten kann. Der Innenraum (5) des Gehäuses (1) ist mit einer viskosen Flüssigkeit befällt, was durch mit Stopfen (15) verschließbare Öffnungen geschieht.
In Fig. 2 und in allen analogen Radialschnitten weist das Gehäuse (1) eine geeignete Innenverzahnung (7) auf, die über eine passende Außenverzahnung (15) der Außenlamellen (3) mit diesen eine drehfeste Verbindung herstellt. Auf dieselbe Weise ist die Hohlwelle (2) über ihre Außenverzahnung (6) mit den eine passende Innenverzahnung (16) aufweisenden Innenlamellen (4) drehfest verbunden. Die Gestaltung dieser Innenverzahnung ist beliebig, solange sie nur die Übertragung eines Drehmomentes und geringfügige axiale Verschiebungen der Lamellen zuläßt.
Die Lamellen (3,4) bilden ein Lamellenpaar. Die Zahl solcher identischer Lamellenpaare ergibt sich bei der Auslegung der Kupplung. Die Innenlamelle eines benachbarten Lamellenpaares ist mit (3') bezeichnet
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2 bis 5 ist die Innenlamelle (4) in axialer Richtung temperaturabhängig verformbar. Dazu besteht sie entweder aus einer Legierung mit Formgedächtnis (nicht dargestellt) oder aus bimetallischen, fest miteinander verbundenen Platten (9,10), wobei beispielsweise die Platte (9) aus Eisen und die Platte (10) aus Aluminium besteht Die beiden Außenlamellen (3,3') bestehen aus konventionellem Material. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen diese Ausführungsform bei Umgebungstemperatur, bei der die Innenlamelle (4) die dargestellte in axialer Richtung gekrümmte Gestalt aufweist. Das wird im Falle einer bimetallischen Lamelle durch geeignete Auswahl der bimetallischen Werkstoffe und Schichtdicken der Platten (9,10) und deren Verbindung bei geeigneter Temperatur und im Falle einer Legierung mit Gedächtniseffekt durch geeignete Verformung bei geeigneter Temperatur erreicht
Dabei kann die Innenlamelle (4), wie in Fig. 3 dargestellt, durch nach außen offene radiale Schlitze (14) in Sektoren geteilt sein, sodaß die Verformung in axialer Richtung nicht durch Umfangsspannungen gestört wird. In Fig. 2 und 3, die den Zustand bei niedriger Temperatur im Bereich der Flüssigkeitsreibung darstellt, sind links und rechts der Innenlamelle die Spaltweiten (zl und z2), die sich über den Radius ändern, erkennbar. Aufgrund der bekannten etwa hyperbolischen Beziehung zwischen dem übertragenen Drehmoment und des Verhältnisses der Spaltweiten (zl zu z2) bei konstantem Abstand (z) zwischen einem Paar gleichartiger Lamellen ist das übertragene Drehmoment hier gering. Dabei ist zu bedenken, daß die Außenzone, in der der Spalt (z2) am größten ist, zur Übertragung des Drehmomentes mehr beiträgt als die Innenzone.
Weiters ist in Fig. 3 zu erkennen, daß bei Krümmung des Lamellensektors auch im Umfangsschnitt die Lamelle (4) der Außenlamelle (3) eine konvex gewölbte Fläche (12) zuwendet. Diese konvexe Wölbung übt eine den Spalt (z2) vergrößernde hydrodynamische Wirkung aus. Diese Wölbung kann natürlich nur auftreten, wenn die Innenlamelle (4) durch radiale Schlitze (14) in Sektoren unterteilt ist
Bei durch Schlupfverluste ansteigender Temperatur wird sich die Innenlamelle strecken, d. h. die Spaltweite (z2) wird sich in von innen nach außen zunehmenden Maße langsam verringern, wodurch sich die mittlere Spaltweite und das übertragene Drehmoment langsam erhöhen. Diese Wirkung kompensiert die Abnahme des übertragenen Momentes durch Abnahme der Viskosität bei steigender Temperatur. Je nach Auslegung und Bemessung -4-
AT 394 895 B der thermosensiblen Innenlamelle (4) läßt sich somit ein von der Temperatur ganz unabhängiger, und sogar ein mit der Temperatur leicht steigender Drehmomentverlauf »reichen.
Sobald die Temperatur, bei der feste Reibung beginnen soll »reicht ist, ist die Innenlamelle im Radialschnitt (Fig. 4) fast gestreckt, sodaß sie sich leicht und ohne Verzögerung an die rechte Außenlamelle anlegt. Dieses rasche Anlegen wird durch die Druckverteilung um die Innenlamelle gefördert, die dadurch entsteht, daß der erhöhte Innendruck nur mehr am äußeren Teil ihrer der Gegenlamelle zugewandten Fläche, jedoch an der gesamten der Gegenlamelle abgewandten Fläche anliegt Dazu kommt noch, daß sich durch die thermosensible Wirkung die Krümmung des Innenlamellensektors im Umfangschnitt durch den Temperaturanstieg von konvex zu konkav ändert wodurch Schabekanten (13) entstehen, die das sofortige und vollständige Umschlagen in den B»eich fester Reibung bewirken.
In Fig. 2 und 4 ist weiters ein Abstandshaltering (8) zwischen der Innenlamelle und der mit dieser nicht zusammenarbeitenden (also bereits dem nächsten Lamellenpaar angehörenden) Außenlamelle (3') zu erkennen. Dieser Abstandshaltering (8) definiert den Abstand zwischen je einer Innenlamelle (4) und einer Außenlamelle (3')> zum Unterschied vom Stand der Technik, in dem Distanzierungsvorrichtungen zwischen gleichartigen Lamellen wirken. Durch Vergleichmäßigung dieses Abstandes wird der Verschleiß der Lamellen im Bereich der Flüssigkeitsreibung vermindert und das gleichzeitige Auftreten des Zustandes fester Reibung für alle Lamellenpaare gefördert Die verschleißmindemde Wirkung des Distanzringes beruht auf der hydrodynamischen Schmierung und darauf, daß er ganz innen angeordnet ist
Zur Förderung dies» Schmi»wirkung bereits bei sehr geringem Schlupf, also geringer Differenzgeschwindigkeit der beiden Oberflächen, kann der Abstandshaltering Schmiertaschen (z. B. (33) in Fig. 9) aufweisen oder gleich als gewellt» Ring (siehe Fig. 12) ausgebildet sein.
Fig. 6 und 7 zeigen eine and»e Ausführungsform der Erfindung, die sich von der d» Figuren 2 bis 5 dadurch unterscheidet daß bei ihr die Innenlamellen (4) aus konventionellem Werkstoff und die Außenlamellen (3) aus thermosensiblem Werkstoff bestehen. Die Wirkung ist dieselbe, nur verschieben sich hier die Außenzähne (15) der Außenlamelle in der Innenverzahnung (7) des Gehäuses (1), wenn sich durch Temp»aturanstieg die Außenlamellen geraderichten.
Die Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 unterscheiden sich von der nach Fig. 2 bis 5 dadurch, daß anstelle eines losen Abstandshalteringes (8) die Innenteile der Innenlamellen (4) (es könnten auch die der Außenlamellen (3) sein) als Abstandshalter ausgebildet sind. In der Ausführungsform der Fig. 8 wird die konkave Ausbildung des Innenteiles (34) bei der Verformung oder Vorverformung der Innenlamelle (4) gleich in einem einzigen Arbeitsgang erreicht In der Ausführungsform nach Fig. 9 wird der Teil (30) d» Bimetallamelie (4) als Distanzteil (32) ausgebildet. Dabei kann dieser Distanzteil (32) auch Schmiertaschen (33) erhalten, was übrigens auch beim Ausformen des Distanzteiles (34) in Fig. 8 gleich in einem einzigen Arbeitsgang geschehen kann.
In einer Variante der Erfindung, dargestellt in Fig. 10 und 11, sind nicht nur die Innenlamellen (4) aus konventionellem Werkstoff, sondern auch ein Teil der Außenlamellen (3). Die Außenlamelle (3) besteht aus einem nicht thermosensiblen Ringteil (40), der sich in einem inneren Ringteil (42) aus Kunststoff (vorzugsweise PTFE) fortsetzt. Dieser innere Ringteil (42) enthält außerhalb seiner Mittenebene (42) einen Metallring (41), der vorzugsweise radial geschlitzt ist (nicht dargestellt).
Durch die verschiedene Wärmeausdehnung von Kunststoff und Metall »gibt sich auch hier eine "bimetall-artige'' Formänderung. Die Ringteile (43) sind so geformt, daß sie ganz innen Distanzwulste bilden, die sich gegen die benachbarten Lamellen (4') abstützen.
In der in Fig. 10 dargestellten Stellung befindet sich die Kupplung bei Raumtemperatur im B»eich d» Flüssigkeitsreibung. Die beiden Spalten (ZI, Z2) sind gleich, sodaß das übertragene Drehmoment minimal ist. Bei ansteigender Temperatur wölbt sich der Ringteil (42) unter dem Einfluß des Metallringes (41). Durch den sich an der linken Innenlamelle (4') abstützenden Distanzwulst (43) wird die Platte (40) d» Außenlamelle (3) nach rechts bewegt, wobei durch die Verringerung der Spaltweite (Z2) das übertragene Drehmoment zunimmt, bis zum Übergang in den Zustand fester Reibung.
Auch hier kann der Übergang wenn nötig, oder wenn er besond»s schnell erfolgen muß, wieder durch Schäbe-kanten beschleunigt werden.
Jedenfalls führt die plötzliche Berührung der beiden Lamellen auf ihrer ganzen Fläche zu einem besonders steilen Anstieg des Drehmomentes. Wenn dieser zum gewünschten Erfolg (beispielsweise zur Überwindung des Geländehindemisses) führt, wird das Gebiet fester Reibung verlassen, weil sich die Kupplung wieder abkühlt. Darauf reagiert der thermosensible Ringteil (42), indem er sich wieder zurückv»formt und dabei die Platte (40) wieder nach links bewegt, bis die Spaltbreiten (zl, z2) gleich sind.
Diese Variante erlaubt einen besonders breiten Arbeitsbereich von ganz niedrigem übertragenem Moment bis zu einem ziemlich hohen, von dem dann noch der steile Anstieg auf ein hohes Hump-Moment erfolgt
Es ist abschließend zu bemerken, daß es sich bei den beschriebenen Ausführungsformen nur um Beispiele handelt und daß andere Kombinationen dieser Varianten denkbar sind. So könnte etwa der Ringteil (42) auch aus einem Bimetall oder einer Legierung mit Erinnerungsvermögen bestehen, oder auf beliebige Weise mit der Platte (40) verbunden sein. -5-
Claims (16)
- 5 AT 394 895 B PATENTANSPRÜCHE 1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem einen Kupplungsteil bildenden, mit viskoser Flüssigkeit gefüllten 10 Gehäuse und einer in dieses einragenden, den anderen Kupplungsteil bildenden Welle, sowie mit ineinandergrei- fenden, wechselweise mit dem Gehäuse bzw. der Welle drehfest verbundenen Lamellen und mit Abstandhaltem, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- oder die Innenlamellen (3,4) ganz oder teilweise in axialer Richtung temperaturabhängig verformbar sind, und daß zwischen je einer Innenlamelle (4) und einer Außenlamelle (3') des benachbarten Lamellenpaares ein Abstandshaltering (8) angeordnet ist. 15
- 2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- oder die Innenlamellen (3,4) aus einer Legierung mit Formgedächtnis (Memory-Legierung) bestehen oder einen Teil aus einer solchen »ithalten.
- 3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- oder Innenla mellen (3, 4) aus einem Bimetall (9, 10; 20, 21; 30, 31) bestehen oder einen bimetallischen Teil (41, 42) enthalten.
- 4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- oder Innenla-25 mellen (3,4) ganz aus temperaturabhängig verformbarem Material bestehen und im kalten Zustand von der nächstliegenden Gegenfläche (4,3) schüsselförmig weggekrümmt sind und sich mit steigender Temperatur der ebenen Form nähern.
- 5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Ab-30 standshalteringe (8, 34, 32) zumindest eine der beiden benachbarten Lamellen (3', 4) nur stellenweise berühren.
- 6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalteringe (8) in Umfangsrichtung gewellt sind. 35
- 7. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalteringe (8, 34, 32, 43) am inneren Durchmesser der Lamellen (3,4) angeordnet sind.
- 8. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlamellen (4) 40 temperaturabhängig verformbar sind.
- 9. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlamellen durch radiale Schlitze (14) in Sektoren (11) geteilt sind, wobei sie durch die temperaturabhängige Verformbarkeit im kalten Zustand in Umfangsrichtung zur Gegenlamelle hin konvex gebogen und bei hoher Temperatur zur Gegen- 45 lamelle hin leicht konkav gebogen sind.
- 10. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalteringe (32, 34) mit den zugehörigen Innenlamellen (4) einstückig ausgebildet sind.
- 11. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Innenlamel len (4) einstückigen Abstandshalteringe (32,34) die Außenlamellen (3') nur stellenweise berühren.
- 12. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlamellen (4) mit angeformten Abstandshaltering (34) aus ebenem Ausgangsmaterial durch Prägen oder Stanzen hergestellt 55 sind. '
- 13. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlamellen (3) an ihren inneren Endteilen temperaturabhängig in axialer Richtung verformbare Ringteile (42) aufweisen, die gleichzeitig als Distanzhalter zur benachbarten Innenlamelle (4') wirken. 60
- 14. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringteile (42) aus einer Legierung mit Formänderungseffekt bestehen. -6- 10 AT 394 895 B
- 15. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringteile (42) aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE, bestehen, in den außerhalb der Symmetrieebene ein Metallring (41) eingelassen ist.
- 16. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der eingelassene Metallring (41) aus Stahl besteht und geschlitzt ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -7-
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