DE3721586A1 - Steuerbare fluessigkeitsreibungskupplung und deren anwendung - Google Patents

Description

Es ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung bekannt (DE-OS 26 36 741) die ein flüssigkeitsgefülltes Gehäuse und eine in dieses einragende Welle aufweist, wobei im Gehäuse einer­ seits und auf der Welle anderseits kammartig ineinandergrei­ fende achsnormale Lamellen gelagert sind und die dem Gehäuse zugeordneten Lamellen zur Veränderung ihrer Überdeckung der mit ihnen zusammenwirkenden Nachbarlamellen in einer achsnormalen Ebene verstellbar sind. Bei der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung bestehen die verstellbaren Lamellen aus mehreren verschwenkbaren segmentförmigen Teillamellen die auf je einer zur Kupplungsachse paral­ lelen, im Gehäuse gelagerten Welle sitzen. Je nach der Eintauchtiefe der Teillamellen zwischen die benachbarten Lamellen, also je nach der Größe der Überdeckung wird eine Veränderung des übertragbaren Drehmomentes erzielt. Schwie­ rigkeiten bereitet allerdings das Verschwenken der Teilla­ mellen, also das gemeinsame Verdrehen ihrer Wellen, über einen größeren Bereich, weil sich beide Teile der Kupplung also auch das Kupplungsgehäuse drehen und es daher nicht möglich ist, mit einfachen technischen Mitteln willkürlich von außen zur Lamellenverstellung einzugreifen.

Es ist ferner eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahr­ zeug bekannt (GB-PS 13 57 106), bei der das Ausgleichge­ triebe aus einem dreigliedrigen Umlaufrädergetriebe und einer Flüssigkeitsreibungskupplung besteht, die aber nur die Aufgabe hat, in manchen Betriebsfällen als Ausgleichge­ triebesperre zu wirken.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anwendung der be­ kannten Flüssigkeitsreibungskupplung, bei der deren Vorteile und Effekte besonders zur Wirkung kommen und das Gehäuse der Flüssigkeitsreibungskupplung keine Drehbewegung auszuführen braucht.

Ausgehend von einer Anwendung der eingangs geschilderten Flüssigkeitsreibungskupplung bei einem Ausgleichgetriebe zwischen den getriebenen Achsen eines Kraftfahrzeuges ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleich­ getriebe aus der Flüssigkeitsreibungskupplung und einem dreigliedrigen Umlaufrädergetriebe besteht und daß ein Glied des Umlaufrädergetriebes unmittelbar mit dem Antrieb, ein zweites Glied mit der Welle oder dem Gehäuse der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung und ausschließlich das dritte Glied mit dem Abtrieb verbunden sind, wobei das Gehäuse der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung drehfest abgestützt ist.

In diesem Anwendungsfall ergibt sich eine Getriebeein­ heit, bei der das flüssigkeitsgefüllte Gehäuse der Flüssig­ keitsreibungskupplung im Betrieb keine Drehbewegung aus­ führt, so daß mit einfachen technischen Mitteln von außen zur Lamellenverstellung eingegriffen werden kann. Dabei kann die Drehmomentverteilung auf die beiden getriebenen Achsen bzw. die Drehmomentverbindung der Achsen untereinan­ der in einem weiten Bereich variiert werden und es ist auch möglich die Drehmomentübertragung zwischen den Achsen überhaupt nahezu vollständig zu unterbrechen, um gegebenen­ falls ein Blockieren der Hinterräder bei einem blockier­ ten Vorderrad während eines Bremsvorganges zu verhindern.

Die Drehung der nicht verstellbaren Lamellen ergibt eine auf die verstellbaren Lamellen wirkende Verstellkraft in der einen oder anderen Richtung, d.h. die verstellbaren Lamellen werden in der einen Drehrichtung der nicht verstellbaren Lamellen zwischen diese eingezogen und in der anderen Dreh­ richtung aus dem Zwischenraum herausgedrückt, sofern auf die verstellbaren Lamellen keine äußere Haltekraft einwirkt. Es ergibt sich also ein Selbststeuerungseffekt, wenn die verstellbaren Lamellen durch Federkraft in einer Mittelstel­ lung gehalten werden. Dieser Selbststeuerungseffekt läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anwendung dazu ausnützen, daß sich bei Vorwärtsfahrt und Drehmomentfluß vom Motor zu den Achsen die Überdeckung der verstellbaren und unverstellbaren Lamellen und damit das übertragbare Drehmoment vergrößert, sobald die Räder der vom Motor direkt angetriebenen Achse vermehrten Schlupf aufweisen, ohne hierfür eine hohe Drehzahldifferenz zwischen den Achsen zu benötigen. Bei Vorwärtsfahrt und Drehmomentfluß zum Motor nehmen dagegen die verstellbaren Lamellen eine Gleichgewichtslage etwas außerhalb der Mittelstellung ein, da sich die Drehrichtung der nicht verstellbaren Lamellen geändert hat, und es wird die Drehmomentverbindung zwischen den beiden Achsen nahezu aufgehoben, was eine günstige Voraussetzung für das gegebe­ nenfalls nachfolgende Bremsen darstellt. Wird über die ge­ bildete Getriebeeinheit die Hinterachse des Kraftfahrzeuges angetrieben, so stellt sich beim Bremsen wegen der gegenüber den Hinterrädern geringeren Drehzahl der Vorderräder eine der Drehrichtung bei Vorwärtsfahrt und Drehmomentfluß zu den Achsen entgegengesetzte Drehrichtung der nicht verstellbaren Lamellen ein, die die Überdeckung der zusammenwirkenden verstellbaren und nicht verstellbaren Lamellen praktisch aufhebt, so daß auch ein starkes Verringern der Drehge­ schwindigkeit der Vorderräder nicht auf die Hinterräder übertragen werden kann. Wird über die Getriebeeinheit die Vorderachse angetrieben, so ist es dann durch Eingriff von außen leicht möglich, die verstellbaren Lamellen vollständig außer Eingriff mit den nicht verstellbaren Lamellen zu brin­ gen.

Bei dieser Antriebsart wird sich bei Kurvenfahrt nur ein sehr kleines Vorspannmoment zwischen den Achsen aufbauen, weil zufolge der Selbststeuerung die Lamellenüberdeckung verringert würde. Im gegenteiligen Antriebsfall kann wie­ derum mit Lamellenverstellung von außen der Aufbau eines Vorspannmomentes verhindert werden. Bei Rückwärtsfahrt wird in jedem Fall die Lamellenüberdeckung von außen eingestellt.

Für die erfindungsgemäße Anwendung eignet sich besonders eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit aus wenigstens zwei verschwenkbaren Teillamellen bestehenden verstellbaren La­ mellen die sich dadurch auszeichnet, daß die verschwenkba­ ren Teillamellen jeweils eine zu ihrer Schwenkachse koaxiale Verzahnung aufweisen, in die eine sich über die ganze Kupp­ lungslänge erstreckende gemeinsame Zahnwelle od.dgl. ein­ greift wobei durch die gemeinsame Zahnwelle od.dgl. Sicher­ heit für das gleiche und gleichzeitige Verschwenken der jeweils auf einer Schwenkachse sitzenden Teillamellen gege­ ben ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispiels­ weise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine steuerbare Flüssigkeitsreibungskupplung im Axialschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsvariante einer Teillamelle im Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 als Detail und

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Anwendungsbeispiel der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung bei einem Kraftfahrzeug in rein schematischer Darstellung.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Flüssigkeitsreibungs­ kupplung weist in üblicher Weise ein mit viskoser Flüssig­ keit gefülltes Gehäuse 2 auf, in das eine Hohlwelle 3 ein­ ragt. Im Gehäuse 2 einerseits und auf der Hohlwelle 3 ander­ seits sind kammartig ineinandergreifende Lamellen 4 a, 4 b gelagert wobei die inneren Lamellen 5 mit der Hohlwelle 3 verzahnt und durch Distanzhülsen 6 bzw. Distanzscheiben 7 in genauem Abstand voneinander gehalten und in ihrer Axiallage innerhalb des Gehäuses 2 fixiert sind. Die dem Gehäuse 2 zugeordneten Lamellen, also die sogenannten Außenlamellen, bestehen aus zwei Teillamellen 4 a, 4 b (Fig. 2), die jeweils auf einer gemeinsamen zur Hohlwelle 3 parallelen Achse 8 schwenkbar gelagert sind und eine zu dieser Achse koaxiale Verzahnung 9 aufweisen in die je eine sich über die ganze Kupplungslänge erstreckende Zahnwelle 10 a, 10 b eingreift. Auch die Teillamellen 4 a, 4 b sind durch Distanzhülsen 11 bzw. -scheiben 12 innerhalb des Gehäuses 2 genau positio­ niert bzw. voneinander in Abstand gehalten, so daß die Innenlamellen 5 und die jeweils von den beiden Teillamellen 4 a, 4 b gebildeten Außenlamellen nicht miteinander in Berüh­ rung kommen können. Durch willkürliche Verdrehung der Zahn­ wellen 10 a, 10 b können alle Teillamellen 4 a, 4 b gemeinsam von außen her in der einen oder anderen Richtung verschwenkt werden, um eine Veränderung ihrer Überdeckung der mit ihnen zusammenwirkenden benachbarten Innenlamellen 5 und damit eine Veränderung des jeweils übertragbaren Drehmomentes von der Hohlwelle 3 auf das Gehäuse 2 bzw. umgekehrt zu errei­ chen. Werden die Teillamellen 4 a, 4 b soweit nach außen geschwenkt, daß keine Überdeckung der Innenlamellen 5 mehr vorhanden ist, wird das übertragbare Drehmoment praktisch auf Null gesenkt.

Um beim Verschwenken der Teillamellen 4 a, 4 b auch eine Veränderung des Abstandes ihrer wirksamen Stirnflächen von den benachbarten Innenlamellen 5 zu erreichen, können die Teillamellen 4 c etwa im durch die Kupplungsachse verlaufen­ den Axialschnitt keilförmig mit gegen die Innenlamellen gerichteter Keilschneide ausgebildet sein (Fig. 3).

Die Innenlamellen 5 üben ein Drehmoment aus, das die Teillamellen 4 a, 4 b entweder zwischen die inneren Lamellen 5 zieht oder aus dem Zwischenraum zwischen diesen heraus­ drückt, sofern auf die Teillamellen 4 a 4b nicht eine äußere Haltekraft einwirkt. Diese Tatsache kann zur Selbst­ steuerung der Kupplung herangezogen werden, wenn die Teillamellen 4 a, 4 b durch Federkraft in einer Mittelstellung gehalten werden. Eine mögliche Ausführungsform ist in Fig. 2 schematisch dargestellt wobei an den Zahnwellen 10 a 10 b an geeigneter Stelle Radialarme angeordnet sind, an denen fest abgestützte Federn 13 angreifen, so daß die Zahnwellen 10 a, 10 b in einer mittleren Drehstellung gehalten und nach einer Verdrehung gegen Federkraft wieder in diese zurückgeführt werden.

Fig. 4 zeigt die Anwendung der Flüssigkeitsreibungskupp­ lung 1 bei einem Ausgleichgetriebe zwischen den getriebenen Achsen 14 eines Kraftfahrzeuges. Dabei besteht das Aus­ gleichgetriebe aus einem Planetengetriebe 15 und der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung 1, wobei das eine Getriebeglied, nämlich der Planetenradträger 16, unmittelbar mit dem Antrieb vom Motor 17 her verbunden ist. Vom Hohlrad 18 wird der Abtrieb 19 abgeleitet, und das Sonnenrad 20 ist drehfest mit der die Innenlamellen 5 tragenden Hohlwelle 3 der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung 1 verbunden. Das Gehäuse 2 mit den aus den Teillamellen 4 a, 4 b bestehenden Außenlamellen ist gegen Drehung festgehalten. Die Charakteristik der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 kann durch Verdrehung der Wellen 10 a, 10 b und damit durch Verstellen der Teillamellen 4 a, 4 b von außen her geändert werden, was keine Schwierig­ keiten bereitet, weil ja das Gehäuse 2 keine Drehbewegung ausführt.

Claims (2)

1. Anwendung einer Flüssigkeitsreibungskupplung, die ein flüssigkeitsgefülltes Gehäuse und eine in dieses einragende Welle aufweist, wobei im Gehäuse einerseits und auf der Welle anderseits kammartig ineinandergreifende achsnormale Lamellen gelagert sind und die dem Gehäuse zugeordneten Lamellen zur Veränderung ihrer Überdeckung der mit ihnen zusammenwirkenden Nachbarlamellen in einer achsnormalen Ebene verstellbar sind, bei einem Ausgleichgetriebe zwischen den getriebenen Achsen eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgetriebe (1, 15) aus der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) und einem dreigliedrigen Umlaufrädergetriebe (15) besteht, und daß ein Glied (16) des Umlaufrädergetriebes (15) unmittelbar mit dem Antrieb (17) ein zweites Glied (20) mit der Welle (3) oder dem Gehäuse (2) der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) und ausschließlich das dritte Glied (18) mit dem Abtrieb (19) verbunden sind, wobei das Gehäuse (2) der Flüssigkeitsrei­ bungskupplung (1) drehfest abgestützt ist.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung zur Anwendung nach Anspruch 1 mit aus wenigstens zwei verschwenkbaren Teil­ lamellen bestehenden verstellbaren Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß die verschwenkbaren Teil­ lamellen (4 a, 4 b) jeweils eine zu ihrer Schwenkachse (8) koaxiale Verzahnung (9) aufweisen, in die eine sich über die ganze Kupplungslänge erstreckende gemeinsame Zahnwelle (10 a, 10 b) od. dgl. eingreift.