AT397291B - Schaltkupplung für eine viskosekupplung - Google Patents

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Description

AT 397 291B
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Schaltkupplung für eine Viskosekupplung, mit einer Hohlwelle, in welcher ein koaxialer Wellenzapfen gelagert ist, mit radial beweglichen Verschlußelementen, die in Führungsöffnungen der Hohlwelle umfangsfest aber radial beweglich gehalten sind, welche mit korrespondierenden Rastausnehmungen im Wellenzapfen, die den Führungsöffnungen in der Hohlwelle axial zugeordnet sind und in die die Verschlußelemente zum verdrehfesten Verbinden der Hohlwelle mit dem Wellenzapfen einrasten können, Zusammenarbeiten und mit einem auf der Hohlwelle begrenzt axial verschieblichen Verschlußring, der eine Auflauffläche zum radialen Verlagern der Verschlußelemente nach innen und eine Sperrfläche zum Festhalten der Verschlußelemente bei gleichzeitigem Eingriff in der Hohlwelle und im Wellenzapfen aufweist.
Abschaltbare Kupplungen, insbesondere Viskosekupplungen, werden im Antriebsstrang von Allradkraftfahrzeugen eingesetzt, um die zweite Achse bei besonderen Betriebsbedingungen wahlweise einzukuppeln, z. B. bei schlechter Traktion und Schlupf an der permanent angetriebenen Achse, oder um die zweite Achse bei bestimmten Betriebsbedingungen auszukuppeln, z. B. bei Betätigung der Fahrzeugbremse, um die Fahrstabilität und die fehlerfreie Funktion eines Antiblockiersystems sicherzustellen.
Bei einer derartigen aus der DE 38 22 115 Al bekannten Kupplung besteht der kraftübertragende Mechanismus aus einer Klauenkupplung, wobei eine Verriegelung der axial verlagerbaren Klauenhülse über Verschlußelemente in Kugelform, die in eine Nut der zugeordneten Hohlwelle eingreifen und über eine Sperrhülse radial gegen die Zahnkräfte der Klauenkupplung gehalten sind, erfolgt Diese Kupplungen sind jeidoch für das Ein- und Auskuppeln unter Belastung kaum geeignet
Aus der DE 37 07 115 Al ist es weiters bekannt, eine Differentialachse mit begrenztem Schlupf über eine elektromagnetische Steuereinrichtung mit einem variablen Reibungswiderstand für die Kupplung vorzubelasten, wodurch eine Voreinstellung für unterschiedliche Straßenzustände ermöglicht wird. Diese Anordnung ist jedoch durch die vorhandenen Reibscheiben einem erhöhten Verschleiß unterworfen und erbringt mit der vorliegenden Steuereinrichtung nicht die notwendigen kurzen Schaltzeiten, wie sie für ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit Antiblockiersystem erforderlich sind.
Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine unter Belastung zu- oder abschaltbare Viskosekupplung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die zuverlässig und störungsfrei mit einer geringen Verzögerungszeit selektiv die Weiterleitung oder Unterbrechung der Antriebskraft auf die Räder der Hinterachse und bzw. oder Vorderachse ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der zwischen zwei Schaltstellungen axial bewegbare Verschlußring mittels eines kraftbetätigten Stellgliedes entgegen der Rückstellkraft einer Feder in eine der beiden Schaltstellungen verschiebbar ist, wobei das Stellglied eine festverbundene Ringzunge aufweist, welche aus einem ferromagnetischen Material mit geringer Remanenz besteht und in einen selektiv mit einem magnetischen Fluß beaufschlagbaren Ringspalt, der von einem Weicheisenkem gebildet ist, wobei die axiale Länge des Ringspaltes größer oder gleich dem Axialweg des Stellgliedes zwischen beiden Schaltstellungen ist, überführbar ist.
Der Verschlußring wird durch ein Sperrmittel in einer durch das Stellglied bewirkten Stellung abgestützt, damit eine geringe Kraft auf das Stellglied ausreicht, um den Verschlußring entgegen der Federkraft zu halten.
Durch den durch den Weicheisenkem gebildeten, mit einem magnetischen Fluß beaufschlagbaren Ringspalt und die Ringzunge am Stellglied wird eine konstante Anzugskraft über den gesamten axialen Weg des Stellgliedes auf der Hohlwelle erreicht. Die ringförmige Zunge kann sich hierbei im Ringspalt mit einem beidseitigen Abstand zum Weicheisenkem frei drehen.
Vorzugsweise ist der magnetische Fluß durch einen als Ringmagneten ortsfest auf der Hohlwelle ausgebildeten Elektromagneten erzeugbar, enthält der Ringmagnet zwei gleiche Windungszahlen und gleiche Drahtdurchmesser aufweisende Magnetwicklungen und sind die Magnetwicklungen über eine Schaltungsanordnung zwischen Parallel- und Reihenschaltung umschaltbar. Die Spule des Ringmagneten ist deshalb zweiteilig ausgebildet, um den vom Ringmagneten erzeugten magnetischen Fluß verändern zu können und um beim Schaltvorgang durch die Parallelschaltung die zur Betätigung erforderliche höhere Durchflutung zu erzielen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnetwicklungen während der Anzugsphase der Ringzunge maximal eine halbe Sekunde parallel geschaltet und sind die Magnetwicklungen zur Haltung des Verschlußringes entgegen der Rückstellkraft der Feder in Reihe geschaltet. Demnach sind in einer ersten Anzugsphase beide Wicklungen mit einem hohen Anzugsmoment parallel und in einer anschließenden Haltephase in Reihe geschaltet, wodurch eine Stromreduzierung erzielt wird. Die schnelle Umschaltung der Magnetwicklungen durch die Schaltungsanordnung verhindert hierbei gleichzeitig eine Überlastung der Spulenwicklungen, die kurzzeitig sehr stark überlastet werden dürfen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Verschlußring unmittelbar mit dem Stellglied verbunden sein und kann er in der Sperrstellung für die Verschlußelemente an der den Ringmagneten abgewandten Seite auf der Hohlwelle über die Feder gehalten sein und bei Beaufschlagung des Ringmagneten in die Freigabestellung überführbar sein, wobei die Sperrsteilung durch zusätzliche Sperrmittel gegen Schwingungen gesichert ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Viskosekupplung im nicht beaufschlagten Zustand des Ringmagneten eingekuppelt und bewirkt eine weitere Mitnahme des Wellenzapfens beim Ausfall des Regelkreises für den Ringmagneten. Diese Ausführung ist für off-theroad-Fahrzeuge besonders vorteilhaft, -2-
AT397291B weil eine hohe Traktion erreicht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Schaltfunktion nur durch einen einzigen, axial beweglichen Teil vorgenommen wird und gegen Störung unempfindlich ist. Desweiteren müssen keine rotierenden Teile über zusätzliche Lager gegenüber feststehenden Teilen abgestützt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verschlußring in der Freigabestellung durch die Rückstellkraft der Feder gehalten und ist der Verschlußring durch Beaufschlagung des Ringmagneten mittelbar über einen zugehörigen Sicherungsring vom Stellglied in die Sperrstellung überfühfbar. Dabei kann die erste Magnetwicklung einen größeren Drahtdurchmesser bei geringerer Windungszahl und kann die zweite Magnetwicklung einen kleineren Drahtdurchmesser bei höherer Windungszahl aufweisen, wobei in der Sperrstellung nur die Rückstellkraft der auf das Stellglied einwirkenden Hilfsfeder für die Haltekraft des Ringmagneten maßgebend ist und der Verschlußring durch ein Sperrmittel verriegelbar ist Weiters ist der Verschlußring zur Umschaltung in die Freigabestellung durch axiale Verschiebung des Sicherungsringes aufgrund der Rückstellkraft der Hilfsfeder zur Freigabe der Speirkugel und durch die Rückstellkraft der Feder überführbar. Durch diese Ausführungsform ist die Viskosekupplung in dem beaufschlagten Zustand des Ringmagneten eingekuppelt und bewirkt im Falle einer Fehlfunktion des Regelkreises für den Ringmagneten eine Freigabe des Wellenzapfens.
Mit dieser Viskosekupplung ist es u. a. möglich, z. B. bei der Verwendung als VT (Viscous Transmission) im Längsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Vierradantrieb, bei Betätigung der Fahrzeugbremse bzw. bei Einsetzen der Regelfunktion eines Antiblockiersystems das Fahrzeug vom Vierradantrieb auf Zweiradantrieb umzuschalten. Hierdurch können die bekannten Schwierigkeiten, welche beim Bremsen von vierradgetriebenen Fahrzeugen auftreten, vermieden werden. Zusätzlich wird bei der Verwendung als VT sichergestellt, daß die Hinterachse im Falle einer Störung ausgekuppelt ist, sodaß eine sogenannte "fail safe"-Einrichtung für den Normalbetrieb vorgesehen ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht die elektrische Schaltungsanordnung aus einem über einen Kondensator eine negative Impulsplanke an einen Timer-IC abgebenden Eingangstransistor, einem dem Timer-IC zugeordneten zeitbestimmenden R-C Glied und einem nachgeschalteten Leistungstransistor zur Ansteuerung eines oder mehrerer Relais. Durch diese Schaltungsanordnung wird eine kurze Umschaltzeit erzielt, die je nach gewünschter Funktion der Viskosekupplung eine sofortige Ein- oder Ausschaltung der Räder oder Achsen ermöglicht.
Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform sind die Sperrmittel im Durchbruch des Verschlußringes radial beweglich korrespondierend zu einer Ringnut in der Hohlwelle in ein«- ein- und bzw. oder ausgekuppelten Stellung der Schaltkupplung gehalten und greifen die Sperrmittel der axialen Sicherung des Verschlußringes in die Ringnut der Hohlwelle ein. Durch diese Sperrmittel kann dar Verschlußring gegenüber der Hohlwelle im belasteten Zustand der Ringfeder verriegelt worden, wodurch eine Reduzierung der Haltekraft des Ringmagneten erzielt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bestehen die Sperrmittel aus mindestens einer federbelasteten Rastkugel. Hierdurch wird der Verschlußring auf der Hohlwelle im verriegelten Kupplungszustand mit geringer Federkraft über eine Rastkugel gesichert Dabei können die Sperrmittel aus mindestens einer Sperrkugel und einem Sicherungsring mit einer zylindrischen Auflauffläche zum radialen Verlagern der Sperrkugel nach innen und mit einer zweiten zylindrischen Sperrfläche zum Festhalten der Sperrkugel in der Ringnut des Verschlußringes bestehen. Hierdurch wird der Verschlußring über mindestens eine Sperrkugel in der Ringnut der Hohlwelle verriegelt, wobei die Sperrkugel und der Sicherungsring den Verschlußring entgegen die Kraft der starken Schraubenfeder in der Verriegelungsstellung halten.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Schaltkupplung mit der Viskosekupplung zwischen zwei Achsen eines Kraftfahrzeuges zur Beaufschlagung eines der beiden Achsen mit einem Drehmoment eingesetzt Sie kann weiters zur begrenzten Sperrung von Zwischenachsdifferentialen und bzw. oder Zwischenraddifferentialen eingesetzt sein. Durch die kompakte Ausführung der Viskosekupplung mit integrierter Schaltkupplung ist deren Einbau im Vorderachsausgleichsgetriebe oder im Hinterachsausgleichsgetriebe und der Hinterachse problemlos möglich.
Die Gegenstände der Erfindung sind nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen und einer Schaltungsanordnung näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine abschaltbare Viskosekupplung mit einer Kugel-Feder-Verriegelung, in axialem Schnitt, Fig. 2 eine gegenüber der Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform einer abschaltbaren Viskosekupplung, in axialem Schnitt Fig. 3 ein zweiradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Antriebsanordnung für die Hinterachse, Fig. 4 eine Schaltungsanordnung für den Ringmagneten zur Umschaltung zwischen der Parallel- und der Reihenschaltung sowie Fig. 5 eine gegenüber Fig. 4 geänderte Schaltungsanoidnung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Antriebsanordnung (1) besteht aus einer Viskosekupplung (la) und einer Schaltkupplung (lb). Die Viskosekupplung (la) enthält ein Kupplungsgehäuse (2), eine im Kupplungsgehäuse (2) drehbar gelagerte Kupplungsnabe (3) und einen zwischen der Kupplungsnabe (3) und dem Kupplungsgehäuse (2) gebildeten Freiraum (4). In den Freiraum (4) ragen wechselweise vom Kupplungsgehäuse (2) mit diesem drehfest verbundene Außenlamellen (5) und von der Kupplungsnabe (3) mit dieser drehfest verbundene Innenlamellen (6) ein. Der verbleibende Zwischenraum ist wenigstens teilweise mit einer viskosen Flüssigkeit, -3-
AT 397 291B z. B. mit Silikonöl, gefüllt. Nach der Befüllung durch einen Füllkanal (7) wird das Kupplungsgehäuse (2) durch eine Kugel (8) verschlossen.
Die Außenlamellen (5) sind durch axiale Distanzringe (9) in gleichmäßigem Abstand zueinander gehalten. Der Freiraum (4) ist mittels Dichtungen (10) und (11) nach außen abgedichtet. Die Kupplungsnabe (3) ist gegenüber dem Kupplungsgehäuse (2) mittels eines Lagers (12), welches sich in einer radialen Lagerausnehmung (13) befindet, abgestützt. In der Kupplungsnabe (3) ist ein Wellenzapfen (14) gelagert, welcher mit einem endseitig angeformten Anschlußflansch (15), der mit Befestigungsbohrungen (16) versehen ist, ausgebildet ist.
Ober einen Flansch (18) ist mittels einer Hohlwelle (17) mit dem Kupplungsgehäuse (2) und mit der Viskosekupplung (la) die Schaltkupplung (lb) verbunden. In der Hohlwelle (17) ist über Wälzlager (20) und (21) ein zweiter Wellenzapfen (19) drehbar gelagert. Die Hohlwelle (17) ist mit Führungsöffhungen (22), welche mit im zweiten Wellenzapfen (19) vorgesehenen Rastausnehmungen (23) korrespondieren, ausgebildet. In den Führungsöffhungen (22) der Hohlwelle (17) sind Verschlußelemente, insbesondere Verschlußkugeln (24) , gehalten, welche in der Verriegelungsstellung in die Rastausnehmungen (23) des zweiten Wellenzapfens (19) eingreifen und durch einen Verschlußring (25) in der Vemegelungsstellung gehalten werden. Der Verschlußring (25) ist durch Sperrmittel, welche in eine Ringnut (26) der Hohlwelle (17) eingreifen, in der Verriegelungsstellung ebenfalls gesichert.
In Fig. 1 ist der Verschlußring (25) durch eine sich mit ihrem einen Ende gegen einen Anschlag (27) der Hohlwelle (17) abstützende und mit ihrem anderen Ende am Verschlußring (25) anliegende Schraubendnick-feder (28) in der Verriegelungsstellung gehalten. An dem der Schraubendruckfeder (28) abgewandten Ende (29) weist der Verschlußring (25) einen vergrößerten Innendurchmesser mit einer konischen Auflauffläche (30) und einer Sperrfläche (31) auf, wobei die Vergrößerung des Innendurchmessers mindestens der Tiefe der im Wellenzapfen (19) befindlichen Rastausnehmungen (23) für die Verschlußkugeln (24) entspricht Die axiale Bewegung des Verschlußringes (25) wird durch einen Anschlagring (32) der Hohlwelle (17) begrenzt In der Verriegelungsstellung ist der Verschlußring (25) mittels mehrerer gleichmäßig über den Umfang der Hohlwelle (17) verteilten Sperrmitteln, insbesondere mittels von in Durchbrüchen (35) des Verschlußringes (25) vorgesehenen Rastkugeln (33) mit Feder (34) gehalten.
Der Verschlußring (25) ist mit einem Stellglied (36) aus einem ferromagnetischen Material geringer Remanenz ausgebildet, das eine ringförmige Zunge (37) aufweist und das mit dem durch einen Weicheisenkem (38) gebildeten Ringspalt (39) eines drehfest an der Hohlwelle (17) gehaltenen Ringmagneten (40) zusammenwirkL Der Ringmagnet (40) ist vorzugsweise mit zwei Wicklungen (41) und (42) ansgestattet, die in einer ersten Anzugsphase zur Entriegelung der Viskosekupplung (1) parallel geschaltet sind, um auf die ringförmige Zunge (37) eine hohe Zugkraft mit einer kurzen Schaltzeit auszuüben.
Der Verschlußring wird durch die Anzugskraft des Ringmagneten (40) entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder (28) in die Entriegelungsstellung gezogen. In einer zweiten Haltephase sind die Wicklungen (41) und (42) in Reihe geschaltet, damit der Verschlußring (25) entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder (28) in der Entriegelungsstellung mit einer verminderten Anzugskraft des Ringmagneten (40) gehalten wird. Die Wicklungen (41) und (42) können dabei die gleiche Windungszahl und den gleichen Drahtdurchmesser aufweisen. Sie können aber auch unterschiedlich ausgebildet sein. ·
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist auf dem Verschlußring (25) ein Sicherungsring (43) geführt, der mit dem Stellglied (36) verbunden ist und der mit der ringförmigen Zunge (37) in den Ringspalt (39) des Weicheisenkemes (38) gezogen auf dem Verschlußring (25) gehalten ist. Der Sicherungsring (43) weist eine ringförmige Ausnehmung (44) mit einer konischen Auflauffläche (45) und einer Spenfläche (46) auf. In Durchbrüchen (35) des Verschlußringes (25) befindet sich eine Rastkugel (33a), welche in einer Ringnut (26) der Hohlwelle (17) gelagert ist und welche durch die Sperrfläche (46) des Sicherungsringes (43) gehalten ist Der Sicherungsring (43) liegt mit einer Stirnfläche (47) an den Verschlußring (25) an und wird entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder (28) mit der in die Ringnut (26) der Hohlwelle (17) einragenden Rastkugel (33a) gehalten. Die Schraubendruckfeder (28) ist auf der Hohlwelle (17) zwischen einem Anschlag (48) des Verschlußringes (25) und dem Anschlag des Sicherungsringes (32) gelagert. Zwischen dem Sicherungsring (43) und einem Anschlagzapfen (50) des Verschlußringes (25) ist weiters eine Hilfsfeder (49) eingespannt.
Bei Beaufschlagung des Ringmagneten (40) zieht in einer ersten Phase die ringförmige Zunge (37) mit dem verbundenen Sicherungsring (43) mittelbar über die Rastkugeln (33a) den Verschlußring (25) entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder (28) in die Verriegelungsstellung und legt sich an den Verschlußring (25) an, sobald die Rastkugeln (33a) in die Ringnut (26) der Hohlwelle (17) eingefallen sind. Die Rastkugeln (33a) sind dabei in der Ringnut (26) der Hohlwelle (17) durch den Sicherungsring (43) blockiert und nehmen die Kraft der Schraubendruckfeder (28) auf. Der Ringmagnet (40) muß zur Aufrechterhaltung der Verriegelungs-Stellung in einer zweiten Phase den Sicherungsring (43) nur entgegen der Wirkung der wirksamen Hilfsfeder (49) zwischen dem Verschlußring (25) und dem Sicherungsring (43) halten. Auch bei dieser Ausführung ist die Spule des Ringmagneten (40) zweckmäßigerweise zweiteilig ausgebildet, wobei in einer ersten Phase beide Wicklungen parallel geschaltet und in der anschließenden Haltephase in Reihe geschaltet sind.
Solange der Ringmagnet (40) nicht erregt wird, wird der Sicherungsring (43) durch die Kraft der Hilfsfeder (49) aus dem Bereich der Führungsdurchbrüche (35) des Verschlußringes (25) zurückgeschoben, wodurch die Rastkugeln (33) aus der in der Hohlwelle (17) angeordneten Ringnut (26) ausweichen können und die -4-
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Schraubendnickfeder (28) den Verschlußring (25) aus der Veniegelungsstellung für die Verschlußkugeln (24) zurückschiebt, wodurch die drehmomentmäßige Verbindung zwischen der Hohlwelle (17) und dem zweiten Wellenzapfen (19) gelöst ist.
In Fig. 3 ist ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug (51) dargestellt, dessen Motor (52) über ein Schaltgetriebe (53), ein Vorderachsdifferential (54) und vordere Halbwellen (55) mit den angetriebenen Vorderrädern (56) verbunden ist Zusätzlich ist vom Vorderachsdifferential (54) über eine Längswelle (57) der Antrieb zur Hinterachse abgezweigt. In die Längswelle (57), welche mit den Halbwellen (59) der Hinterräder (60) über ein Hinterachsdifferential (58) verbunden ist, kann eine Antriebsanordnung (1) mit einer Viskosekupplung (la) und einer Schaltkupplung (lb) eingeschaltet sein.
Die Antriebsanordnung (1) besteht aus einer Viskosekupplung (la) mit einer Schaltkupplung (lb) gemäß Fig. 2. Wenn nur eine Viskosekupplung (la) vorgesehen wäre, so bestünde die Gefahr, daß immer dann, wenn die permanent angetriebenen Vorderräder (56), z. B. bei Betätigung des Bremspedals (61), blockieren würden, die Hinterräder (60) über die Viskosekupplung (la) in einen blockierten Zustand überführt werden, wodurch die Hinterräder (60) die Seitenstabilität verlieren könnten und das Fahrzeug ausbrechen könnte. Aus diesem Grunde ist der Viskosekupplung (la) die Schaltkupplung (lb) zugeordnet, welche über eine dem Bremspedal (61) zugehörige Steuereinrichtung (62) betätigbar ist. Durch die Steuereinrichtung (62) wird die Bremseinrichtung (63) mit einem Druckmittel beaufschlagt Die zu- oder abschaltbare Viskosekupplung (1) kann entweder in der Längswelle (57) oder im Hinterachsdiffeiential (58) bzw. im Vorderachsdifferential (54) eingebaut sein.
In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung für die beiden Wicklungen (41) und (42) dargestellt, durch welche eine Umschaltung zwischen Parallel- und Reihenschaltung ermöglicht ist. Im Falle einer Parallelschaltung der Wicklungen (41) und (42) wird ein großes Anzugsmoment des Ringmagneten (40) erzielt In der darauffolgenden Haltephase ist der durch die beiden in Reihe geschalteten Spulen Wicklungen (41) und (42) erzeugte magnetische Fluß ausreichend, um das Stellglied (36) mit der ferromagnetischen Zunge (37) im Ringspalt (39) zu halten.
Diese Schaltungsanordnung besteht aus einem Eingangstransistor (64), welcher über einen Eingangswiderstand (65) an der Basis mit der Betriebsspannung (Uj$) beaufschlagbar ist Der Emitter des Eingangstransistors (64) ist über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (66) mit dem Null-Potential der Versorgungsspannung verbunden. Der Kollektor des Eingangstransistors (64) ist über einen Vorwiderstand (67) einerseits mit der Versorgungsspannung (Ug) und andererseits über einen Kondensator (68) mit einem Eingang (69) eines Timer-IC (70) und mit einem Widerstand (71) verbunden, wobei der Widerstand (71), der an die Versorgungsspannung (Ug) anliegt, für eine positive Vorspannung am Eingang (69) des Timer-IC (70) sorgt. Bei Anlegen der Betriebsspannung (Ug) schaltet der Transistor (64) sofort durch und bewirkt über den Kondensator (68) am Eingang (69) des Timer-IC (70) einen negativen Impuls.
Das Timer-IC (70) ist über zwei Eingänge (72) und (73) ebenfalls an die Versorgungsspannung (Uj$) angeschlossen und ist über einen weiteren Eingang (74) direkt und über einen Eingang (75) über einen Kondensator (76) an das Null-Potential der Versorgungsspannung angelegt Zwei weitere Eingänge (77, 78) des Timer-IC (70) sind miteinander und mit dem Verbindungspunkt einer RC-Kombination (79, 80, 81) verbunden, wobei der Kondensator (81) an das Null-Potential und die beiden in Reihe geschalteten Widerstände (79, 80) an die Versorgungsspannung (Ug) gelegt sind. Der Ausgang (82) des Timer-IC (70) ist über einen Widerstand (83) an die Basis eines Ausgangstransistors (84) gelegt. Der Kollektor des Ausgangstransistors (84) liegt unmittelbar an der Versorgungsspannung (Ug) und dessen Emitter liegt über eine in Sperrichtung geschaltete Diode (85) am Null-Potential. Parallel zur Diode (85) sind zwei Relais (86) und (87) geschaltet, welche die Spulenwicklungen (41) und (42) des Ringmagneten (40) umschalten.
Das Timer-IC (70) schaltet in Abhängigkeit von den Widerständen (79,80) und dem Kondensator (81) den Ausgang (82) für eine einstellbare Zeit auf high. Die Einschaltzeit hängt hierbei von den Werten der RC-Kombination (79, 80, 81) ab. Durch die Wahl eines Potentiometers für den Widerstand (80) mit einem Wert von z. B. 50 kOhm und einem Kondensator (81) und 10 pF ist eine Einschaltzeit von 0,1 bis 0,5 sec. einstellbar. Für diese vorgegebene Zeit wird der Ausgangstransistor (84) durchgeschaltet und beaufschlagt die beiden Relais (86) und (87), welche wiederum für die vorgegebene Zeit die beiden Spulenwicklungen (41) und (42) parallel schalten. Nach Ablauf der eingestellten Einschaltzeit erfolgt die Umschaltung der beiden Spulenwicklungen (41) und (42) in die Reihenschaltung. An der Stelle der beiden Relais (86) und (87) kann auch ein einzelnes Relais mit zwei Umschaltkontakten verwendet sein. Die zu den Relais (86) und (87) parallel geschaltete Diode (85) dient dem Schutz des Ausgangstransistors (84) gegen die beim Umschalten auftretende Gegeninduktionsspannung. Der dem Potentiometer (80) in Reihe geschaltete Widerstand (79) hat die Aufgabe, bei der Verstellung des Potentiometers einen Kurzschluß zu vermeiden.
In Fig. 5 ist eine Ergänzung der Schaltungsanordnung mit den beiden Schaltrelais (86) und (87) dargestellt, wobei die beiden Schaltrelais (86) und (87) jeweils einen Schaltkontakt (88) und (89) aufweisen. Die Stellung der beiden Schaltkontakte (88) und (89) gemäß Fig. 5 bewirkt den eingeschalteten Zustand der beiden Relais (86) und (87), wodurch die beiden Spulenwicklungen (41) und (42) parallel geschaltet sind. Hierbei ist die -5-

Claims (11)

  1. AT397 291B Spulenwicklung (41) einerseits mit der Versorgungsspannung (Ujj) und andererseits mit einem geschlossenen Kontakt (88) des Relais (86) und einem offenen Kontakt (90) des Relais (87) verbunden. Über den geschlossenen Kontakt (88) ist die Spulenwicklung (41) an das Null-Potential gelegt. Die zweite Spulenwicklung (42) ist einerseits direkt mit dem Null-Potential und andererseits über den geschlossenen Kontakt (89) mit der Versorgungsspannung (Ug) verbunden. Wenn die beiden Schaltrelais (86) und (87) nicht mehr beaufschlagt sind, so öffnen sich die beiden Kontakte (88) und (89) und der Kontakt (90) wird geschlossen, wodurch die beiden Spulenwicklungen (41) und (42) in Reihe geschaltet sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Schaltkupplung für eine Viskosekupplung mit einer Hohlwelle und einem in dieser koaxial gelagerten Wellenzapfen, weiters mit radial beweglichen Verschlußelementen, die in Führungsöffnungen der Hohlwelle umfangsfest aber radial beweglich gehalten sind, welche mit korrespondierenden Rastausnehmungen im Wellenzapfen, die den Führungsöffnungen in der Hohlwelle axial zugeordnet sind und in die die Verschlußelemente zum verdrehfesten Verbinden der Hohlwelle mit dem Wellenzapfen einrasten können, Zusammenarbeiten und mit einem auf der Hohlwelle begrenzt axial verschieblichen Verschlußring, der eine Auflauffläche zum radialen Verlagern der Verschlußelemente nach innen und eine Sperrfläche zum Festhalten der Verschlußelemente beim gleichzeitigen Eingriff mit Hohlwelle und Wellenzapfen besitzt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Schaltstellungen axial bewegbare Verschlußring (25) mittels eines kraftbetätigten Stellgliedes (36) entgegen der Rückstellkraft einer Feder (28) in eine der beiden Schaltstellungen verschiebbar ist, wobei das Stellglied (36) eine festverbundene Ringzunge (37) aufweist, welche aus einem ferromagnetischen Material mit geringer Remanenz besteht und in einen selektiv mit einem magnetischen Ruß beaufschlagbaren Ringspalt (39), der von einem Weicheisenkem (38) gebildet ist, wobei die axiale Länge des Ringspaltes (39) größer oder gleich dem Axialweg des Stellgliedes (36) zwischen beiden Schaltstellungen ist, überführbar ist.
  2. 2. Schaltkupplung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Ruß durch einen als Ringmagneten (40) ortsfest auf der Hohlwelle (17) befindlichen Elektromagneten erzeugbar ist, und daß der Ringmagnet (40) zwei gleiche Windungszahlen und gleiche Drahtdurchmesser aufweisende Magnetwicklungen (41, 42) enthält, wobei die Magnetwicklungen (41,42) über eine Schaltungsanordnung zwischen Parallel- und Reihenschaltung schaltbar sind.
  3. 3. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwicklungen (41, 42) während der Anzugsphase der Ringzunge (37) maximal eine halbe Sekunde parallel geschaltet sind und daß die Magnetwicklungen (41, 42) zum Halten des Verschlußringes (25) entgegen der Rückstellkraft der Feder (28) in Reihe geschaltet sind.
  4. 4. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (25) unmittelbar mit dem Stellglied (36) verbunden in der Sperrsteilung für die Verschlußelemente (24) an der dem Ringmagneten (40) abgewandten Seite auf der Hohlwelle (17) über die Feder (28) gehalten ist und bei Beaufschlagung des Ringmagneten (40) in die Freigabestellung überführbar ist, wobei die Sperrstellung durch zusätzliche Sperrmittel gegen Schwingungen gesichert ist.
  5. 5. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (25) in der Freigabestellung durch die Rückstellkraft der Feder (28) gehalten ist und daß der Verschlußring (25) durch Beaufschlagung des Ringmagneten (40) mittelbar über einen zugehörigen Sicherungsring (43) von dem Stellglied (36) in die Sperrsteilung überführbar ist, daß die erste Magnetwicklung (41) einen größeren Drahtdurchmesser bei geringerer Windungszahl und die zweite Magnetwicklung (42) einen kleineren Drahtdurchmesser bei höherer Windungszahl aufweist, daß in der Sperrsteilung nur die Rückstellkraft einer auf das Stellglied (36) einwirkenden Hilfsfeder (49) für die Haltekraft des Ringmagneten (40) maßgebend ist und der Verschlußring (25) durch ein Sperrmittel (33a, 43) vemegelbar ist und daß der Verschlußring (25) zur Umschaltung in die Freigabestellung durch axiale Verschiebung des Sicherungsringes (43) aufgrund der Rückstellkraft der Hilfsfeder (49) zur Freigabe des Sperrmittels (33a) und durch die Rückstellkraft der Feder (28) überführbar ist.
  6. 6. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung einen über einen Kondensator eine negative Impulsplanke an ein Timer-IC (70) -6- AT 397 291B weitergebenden Eingangstransistor (64), ein dem Timer-IC (70) zugeordnetes zeitbestimmendes R-C Glied (79, 80,81) und einen nachgeschalteten Leistungstransistor (84) zur Ansteuerung eines oder mehrerer Relais aufweist.
  7. 7. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel im Durchbruch (35) des Verschlußringes (25) radial beweglich korrespondierend zu einer Ringnut (26) in der Hohlwelle (17) in einer ein- und bzw. oder ausgekuppelten Stellung der Schaltkupplung (lb) gehalten sind, und daß die Sperrmittel zur axialen Sicherung des Verschlußringes (25) in die Ringnut (26) der Hohlwelle (17) eingreifen.
  8. 8. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel aus mindestens einer federbelasteten Rastkugel (33) besteht
  9. 9. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel aus mindestens einer Speirkugel (33a) und einem Sicherungsring (43) mit einer zylindrischen Auflauffläche (45) zum radialen Verlagern der Sperrkugel (33a) nach innen und mit einer zweiten zylindrischen Sperrfläche (46) zum Festhalten der Sperrkugel (33a) in der Rinput (26) des Verschlußringes (25) ausgebildet ist
  10. 10. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (lb) mit der Viskosekupplung (la) zwischen zwei Achsen eines Kraftfahrzeuges (51) zur Beaufschlagung eines der beiden Achsen mit einem Drehmoment eingesetzt ist
  11. 11. Schaltkupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (lb) mit der Viskosekupplung (la) zur begrenzten Sperrung von Zwischenachsdifferentialen und bzw. oder Zwischenraddifferentialen eingesetzt ist Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -7-
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