DE3721560C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Solche Vorrichtungen sind nach der US-PS 40 31 780 und der DE-PS 34 30 465 bekannt. Dort stehen die Reibungskupplun­ gen in ständigem Reibeingriff.

Eine Reibungskupplung als Fliehkraftkupplung auszubilden, ist nach der US-PS 40 22 084 bekannt.

Nach der DE-OS 16 25 666 und nach der DE-OS 22 45 901 ist es bekannt, eine mit einem Schlupf arbeitende Kupplung durch eine Fliehkraftreibungskupplung zu überbrücken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die selbsttätig entweder in Abhängigkeit von der Drehzahl derjenigen Welle, an der sich Fliehgewichte einer Fliehkraftreibungskupp­ lung befinden, entweder beide Wellen direkt kuppelt oder unterhalb einer vorgegebenen Drehzahl über die Flüssigkeits­ reibungskupplung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Da sich beide Kupplungen in ein und demselben Gehäuse be­ finden, ist die Vorrichtung besonders kompakt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf ein Antriebs­ system eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Kraftübertragung zwi­ schen dem Kraftfahrzeugmotor und den Hinterrädern.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch die Vorrichtung mit ihren Einzelheiten.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb wird die Antriebsleistung eines Motors 1 durch ein Getriebe 2 auf ein vorderes Differential 3 und durch eine Gelenkwelle 5 auf ein hinteres Differential 9 übertragen. Die Gelenk­ welle 5 ist in eine vordere Eingangswelle 6 und eine hintere Ausgangswelle 7 unterteilt, die durch eine Kraftübertra­ gungseinrichtung 10 aneinandergekuppelt sind.

Die Kraftübertragungseinrichtung 10 hat gemäß Fig. 2 ein Gehäuse 11 aus einem rohrförmigen Teil 13 mit einem eine kreisförmige Öffnung aufweisenden vorderen offenen Ende 18 und einem ein zentrales durchgehendes Loch 15 aufweisenden hinteren Stirnwandteil 12 als Verschlußteil und aus einem Stirnwandteil 16, das einen mit dem nicht dargestellten hin­ teren Ende der Eingangswelle 6 verbundenen vorderen Ab­ schnitt und einen mit einem zentralen, durchgehenden Lager­ loch 19 versehenen hinteren Abschnitt aufweist.

Der hintere Abschnitt des Stirnwandteils 16 weist einen kreisförmigen Flansch 16′ an seiner äußeren Umfangsfläche auf. Der äußere Umfang des kreisförmigen Flansches 16′ ist in das vordere offene Ende 18 des rohrförmigen Teils 13 eingesetzt und mit diesem verkeilt. Der kreisförmige Flansch 16′ wird durch einen O-Ring 21 und einen Sprengring 22 dicht in dem rohrförmigen Teil 13 festgehalten. Die Eingangs­ welle 6 und das Stirnwandteil 16 sind entweder direkt koaxial durch Schrauben miteinander verbunden oder über ein Gehäuse eines nicht dargestellten Getriebes indirekt. Das Stirnwandteil 16 ist mittels eines an der Ausgangswelle 7 befestigten Anschlagrings 16 a daran gehindert, in das rohrförmige Teil 13 verschoben zu werden.

Die Ausgangswelle 7 weist einen vorderen Abschnitt 72 auf, der durch das zentrale Loch 15 des Stirnwandteils 12 in das Gehäuse 11 ragt, so daß die Ausgangswelle 7 koaxial zum Gehäuse 11 gehalten ist. Das vordere Ende 71 des vorderen Ab­ schnitts 72 ist in dem zentralen Lagerloch 19 mittels eines Lagers 24 und einer Öldichtung 26 gelagert. Das hintere Ende 73 des vorderen Abschnitts 72 ist in dem zentralen Loch 15 mittels eines Lagers 23 und einer Öldichtung 25 gelagert.

In dem Gehäuse 11 befindet sich ein mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einem Silikonöl, gefüllter zylindrischer Raumbereich 30, der durch die innere Umfangsfläche 13′ des rohrförmigen Teils 13, die Innenfläche des Stirnwand­ teils 12, die Innenfläche des Stirnwandteils 16 und den vor­ deren Abschnitt 72 der Ausgangswelle 7 begrenzt ist.

In der inneren Umfangsfläche 13′ des rohrförmigen Teils 13 befinden sich Keilnuten 14, die sich im wesentlichen über die ganze axiale Länge des rohrförmigen Teils 13 erstrecken. Eine Gruppe erster ringförmiger Scheiben 31, die in axialem Abstand voneinander angeordnet und deren Umfangsränder fest von den Keilnuten 14 aufgenommen sind, liegen in dem Raumbereich 30 um den Abschnitt 72 der Ausgangswelle 7 in radialem Abstand von der Umfangsfläche des Abschnitts 72.

In der Umfangsfläche des Abschnitts 72 befinden sich Keil­ nuten 8, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des Abschnitts 72 erstrecken. Eine Gruppe zweiter ringförmiger Scheiben 32, die in axialem Abstand voneinander angeordnet und deren Umfangsränder fest von den Keilnuten 8 aufgenom­ men sind, liegen in dem Raumbereich 30 in radialem Abstand von der inneren Umfangsfläche 13′ des rohrförmigen Teils 13.

Die Scheiben 31 und 32 überlappen sich gegenseitig und sind durch Anschlagringe 33, 34 in gegenseitigem Abstand vonein­ ander gehalten. Die Scheiben 31, 32 bilden zusammen eine auf viskoser Scherung beruhende Flüssigkeitsreibungskupp­ lung 100.

Die Scheiben 31 und 32 und das Stirnwandteil 16 begrenzen einen zweiten Raumbereich 30 A, in dem eine Fliehkraftrei­ bungskupplung 40 angeordnet ist.

Die Fliehkraftreibungskupplung 40 weist eine Kupplungs­ scheibe 41, einen Druckübertragungsring 42, mehrere rollen­ förmige Fliehgewichte 44 und einen Fliehgewichtsträger 45 auf. Die Kupplungsscheibe 41 ist axial verschiebbar mit dem äußeren Umfang des Abschnitts 72 der Ausgangswelle 7 verkeilt. Der äußere Randbereich der Kupplungsscheibe 41 hat eine verminderte Dicke. An diesem Randbereich sind beidseitig Reibelemente 41′ zum Reibschluß mit dem Druckübertragungs­ ring 42 und einer äußeren ringförmigen Widerlagerfläche 16 A am inneren Ende des Stirnwandteils 16 angebracht.

Der Druckübertragungsring 42 ist axial verschiebbar an der inneren Umfangsfläche 13′ des rohrförmigen Teils 13 zwischen der Widerlagerfläche 16 A und der Kupplungsscheibe 41 ver­ keilt. Der Fliehgewichtsträger 45 ist an der inneren Um­ fangsfläche 13′ des rohrförmigen Teils 13 neben dem Druck­ übertragungsring 42 fest verkeilt. Der Fliehgewichtsträger 45 hat mehrere Schrägflächen 46, die in Richtung zum Ab­ schnitt 72 zunehmend axial geneigt sind. Der Drucküber­ tragungsring 42 hat in seiner Rückfläche Führungsnuten 43, die zu den Schrägflächen 46 offen sind. Die rollenförmigen Fliehgewichte 44 sind in Zwischenräumen zwischen den Schräg­ flächen 46 und den Führungsnuten 43 angeordnet und im Nor­ malzustand durch nicht dargestellte Rückstellfedern derart vorbelastet, daß sie sich in Richtung zu den radial inneren Enden der Schrägflächen 46, d.h. in Richtung zum Abschnitt 72 bewegen. Der Druckübertragungsring 42 kann ebenfalls im Normalzustand durch eine nicht dargestellte Feder derart vorbelastet sein, daß sie sich in Richtung zu den Schräg­ flächen 46 des Fliehgewichtsträgers 45 bewegt.

Die Arbeitsweise dieser Antriebs-Kraftübertragungseinrich­ tung 10 ist folgende:

Wenn die Drehzahl, mit der die Eingangswelle 6 das Gehäuse 11 dreht, niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist, sind die Fliehgewichte 44 längs der Schrägflächen 46 durch die Rückstellfedern radial einwärts vorbelastet, und der Druck­ übertragungsring 42 bleibt außer Reibschluß mit der Kupp­ lungsscheibe 41, die auf diese Weise außer Reibschluß mit der Widerlagerfläche 16 A gehalten wird. Die Fliehkraft­ reibungskupplung 40 ist daher ausgerückt. Die Antriebslei­ stung des Motors 1 wird somit von der Eingangswelle 6 über das Gehäuse 11, die ersten ringförmigen Scheiben 31, die Flüssigkeit und die zweiten ringförmigen Scheiben 32 auf die Ausgangswelle 7 übertragen. Dies hat zur Folge, daß die Kraftübertragungseinrichtung 10 als ein zentrales Differential wirkt.

Wenn die Drehzahl des Gehäuses 11 die vorbestimmte Drehzahl überschreitet, werden die Fliehgewichte 44 längs der Schräg­ flächen 46 durch Zentrifugalkraft gegen die elastischen Kräfte der Rückstellfedern radial auswärts verschoben, wo­ durch sie den Druckübertragungsring 42 axial in Reibschluß mit der Kupplungsscheibe 41 drücken. Die Kupplungsscheibe 41 wird somit zwischen den Druckübertragungsring 42 und die Widerlagerfläche 16 A eingeklemmt, die Fliehkraftreibungs­ kupplung 40 also eingerückt. Die Eingangswelle 6 und die Ausgangswelle 7 sind dann direkt miteinander verbunden, so daß die Antriebsleistung des Motors 1 direkt von der Ein­ gangswelle 6 auf die Ausgangswelle 7 übertragen wird.

Die Kraftübertragungseinrichtung 10 kann auch bezüglich Eingangswelle 6 und Ausgangswelle 7 umgekehrt verwendet werden, also die Antriebsleistung auf die Ausgangswelle 7 ausgeübt und von der Eingangswelle 6 aufgenommen werden.

Die Fliehkraftreibungskupplung 40 ist ausgerückt, wenn das Kraftfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit läuft, jedoch bleibt die Flüssigkeitsreibungskupplung 100 wirksam, um ein Bremsen in einer engen Kurve zu vermeiden, das andern­ falls wegen des Vierradantriebs des Kraftfahrzeugs auftre­ ten würde. Während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit ist die Fliehkraftreibungskupplung 40 eingerückt, um die Eingangswelle 6 und die Ausgangswelle 7 mit erhöhtem Drehmomentübertragungswirkungsgrad direkt mit­ einander zu verbinden. Da dann die Flüssigkeitsreibungskupp­ lung 100 nicht belastet ist, hat sie eine hohe Lebensdauer.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Kupplung einer - insbesondere von einem Motor eines Kraftfahrzeugs angetriebenen - Eingangs­ welle, mit einer zu der Eingangswelle koaxialen - insbesondere ein Hinterraddifferentialgetriebe des Kraftfahrzeugs antreibenden - Ausgangswelle durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung und eine Reibungskupp­ lung, durch die die Flüssigkeitsreibungskupplung überbrückbar ist, bei der die Flüssigkeitsreibungskupp­ lung und die Reibungskupplung in einem ihnen gemein­ samen Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Reibungskupplung in an sich bekannter Weise als Fliehkraftreibungskupplung (40) ausgebildet ist, daß
• b) das Gehäuse (11) an einem Ende der einen Welle (6 bzw. 7) flüssigkeitsdicht befestigt ist, daß
• c) das Ende (71, 72, 73) der anderen Welle (7 bzw. 6) über gegen den Durchtritt von Flüssigkeit abgedich­ tete Lager (23, 24) in Stirnwandteilen (12, 16) des Gehäuses (11) gelagert ist, daß
• d) das gesamte Gehäuse (11) mit Flüssigkeit gefüllt ist und daß
• e) die Flüssigkeitsreibungskupplung (100) in einem das Ende (71, 72, 73) der anderen Welle (7 bzw. 6) um­ schließenden ersten Raumbereich (30) des Gehäuses (11) und die Fliehkraftreibungskupplung (40) in einem das Ende (71, 72, 73) der anderen Welle (7 bzw. 6) umschließenden zweiten Raumbereich (30 A) des Gehäuses (11) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsreibungskupplung (100) zwei Gruppen ineinander greifender Scheiben (31, 32) aufweist, von denen die einen (31) an der Innenfläche des Gehäuses (11) und die anderen an der Außenfläche des Endes (71, 72, 73) der anderen Welle (7 bzw. 6) axial verschiebbar, aber unverdrehbar geführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fliehkraftreibungskupplung (40) einen in dem Gehäuse (11) bzw. an dem Ende (71, 72, 73) der ande­ ren Welle (7 bzw. 6) befestigten Fliehgewichtsträger (45) mit Schrägflächen (46) aufweist, die mit zunehmender Drehzahl Fliehgewichte (44) gegen einen mit dem Flieh­ gewichtsträger (45) umlaufenden, jedoch axial verschieb­ baren Druckübertragungsring (42) drücken, und daß zwi­ schen dem Druckübertragungsring (42) und einer mit dem Fliehgewichtsträger (45) umlaufenden Widerlagerfläche (16 A) eine an der Innenfläche des Gehäuses (11) bzw. an der Außenfläche des Endes (71, 72, 73) der anderen Welle (7 bzw. 6) axial verschiebbar, aber unverdrehbar geführte Kupplungsscheibe (41) angeordnet ist.