DE3726207A1

DE3726207A1 - Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen fluid

Info

Publication number: DE3726207A1
Application number: DE19873726207
Authority: DE
Inventors: Akira Higuchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1988-02-18
Also published as: JPS6327727U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid und insbesondere auf eine Kupp lungsvorrichtung, die zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet ist.

Eine bisherige Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid weist ein Antriebsteil in Form einer Drehwelle, ein angetriebenes Teil in Form eines Gehäuses, das in fluiddichter Weise drehbar auf der Drehwelle gelagert ist und in dem eine bestimmte Menge eines viskosen Fluids enthalten ist, einen ersten Satz axial beabstandeter ring förmiger Platten, die im Gehäuse angeordnet und an diesem derart angebracht sind, daß sie mit diesem rotieren, und einen zweiten Satz axial beabstandeter ringförmiger Plat ten auf, die an der Drehwelle derart angebracht sind, daß sie mit dieser rotieren und zwischen dem ersten Satz ringförmiger Platten angeordnet sind. Bei Betrieb einer derartigen Kupplungsvorrichtung tritt während der Relativ drehung zwischen der Drehwelle und dem Gehäuse in dem viskosen Fluid infolge der aufeinanderliegenden bzw. dazwischenliegenden ringförmigen Platten eine Scherkraft auf, so daß die Kraft von der Drehwelle durch die Scher kraft im viskosen Fluid auf das Gehäuse übertragen wird. In der JP-PS 50-2 36 839 (Veröffentlichungsnummer) ist be schrieben, daß eine derartige Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid zwischen einem Differentialgehäuse und einer seitlichen Zahnradwelle angeordnet ist, um als Differential mit einem begrenzten Schlupf zu wirken. Bei der Kraftübertragung bei einem 4-Rad-angetriebenen Fahr zeug wird eine Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid angeordnet, um die Kraft in Proportion zu einer Differenz der Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Vor der- und den Hinterrädern des Fahrzeugs zu übertragen.

Bei Betrieb der Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid ist die Scherkraft in dem viskosen Fluid bei einer vorwärts gerichteten Drehung des Antriebsteils im wesent lichen gleich der Scherkraft in dem viskosen Fluid bei einer rückwärts gerichteten Drehung des Antriebsteils. Auf diese Weise wird die Kraft von dem Antriebsteil im wesentlichen in gleichem Ausmaß in Vorwärts- und Rück wärtsrichtung des Antriebsteils auf das angetriebene Teil übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid zu schaffen, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Antriebs teils eine unterschiedliche Scherkraft in dem viskosen Fluid erzeugen kann, so daß der Einsatzbereich der Kupp lungsvorrichtung erweitert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kupplungs vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid vorgesehen, die eine Drehwelle, ein Gehäu se, das in fluddichter Weise drehbar auf der Drehwelle gelagert ist und in dem ein viskoses Fluid enthalten ist, einen ersten und zweiten Satz axial beabstandeter ring förmiger Platten, die im Gehäuse angeordnet und an diesem derart angebracht sind, daß sie mit dem Gehäuse rotie ren, und einen dritten und vierten Satz axial beabstan deter ringförmiger Platten aufweist, die jeweils an der Drehwelle derart angebracht sind, daß sie mit dieser rotieren, und die zwischen den Platten des ersten und zweiten Satzes ringförmiger Platten angeordnet sind. Die Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehelement konzentrisch zur Dreh welle im Gehäuse angeordnet und entweder mit der Dreh welle oder mit dem Gehäuse über einen Einweg-Kupplungs mechanismus verbunden ist, wobei der erste Satz ringför miger Platten an seiner äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist, der zweite Satz ringförmiger Platten an seiner äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Gehäuses oder dem zylindrischen Dreh element an seiner inneren Umfangsfläche an der Drehwelle befestigt ist und der vierte Satz ringförmiger Platten an seiner inneren Umfangsfläche am zylindrischen Dreh element oder der Drehwelle befestigt ist, wobei der erste und dritte Satz ringförmiger Platten in radialer Richtung jeweils größere Abmessungen als der zweite bzw. vierte Satz ringförmiger Platten aufweist.

Weitere Ziele, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsge mäßen Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid und

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Einweg-Kupplungs mechanismus in der Kupplungsvorrichtung mit einem visko sen Fluid gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid 10 dargestellt, die ein Antriebsteil in Form einer Drehwelle 11, ein angetriebenes Teil in Form eines Gehäu ses 12, das in fluiddichter Weise drehbar auf der Dreh welle 11 befestigt ist und in dem eine gewisse Menge eines viskosen Fluids, etwa Silikonöl, enthalten ist, einen ersten und zweiten Satz axial beabstandeter ringförmiger Platten 13 a und 13 b, die im Gehäuse angeordnet sind und an ihren äußeren Umfangsflächen mit axialen Nuten 12 a an der inneren Wand des Gehäuses 12 fest angebracht sind, so daß sie mit diesem drehen, einen dritten Satz axial beabstandeter ringförmiger Platten 14 a, die zwischen dem ersten Satz ringförmiger Platten 13 a liegend, d.h. in geschichteter Weise, angeordnet sind und mit ihren inneren Umfangsflächen mit axialen Nuten 11 a an der äußeren Um fangsfläche der Drehwelle 11 fest in Eingriff stehen, so daß sie mit dieser rotieren, und einen vierten Satz axial beabstandeter ringförmiger Platten 14 b aufweist, die zwischen dem zweiten Satz ringförmiger Platten 13 b liegend, d.h. in geschichteter Weise, angeordnet sind und mit ihren inneren Umfangsflächen mit axialen Nuten 15 a in einem zylindrischen Drehelement 15 fest in Ein griff stehen, so daß sie mit diesem rotieren. Der erste Satz ringförmiger Platten 13 a weist in radialer Richtung größere Abmessungen auf als der zweite Satz ringförmiger Platten 13 b, während der dritte Satz ringförmiger Platten 14 a in radialer Richtung größere Abmessungen als der vierte Satz ringförmiger Platten 14 b aufweist. Die Platten des dritten Satzes ringförmiger Platten 14 a sind in Axial richtung mittels einer Vielzahl von Abstandsringen 14 c, die zwischen ihnen angeordnet sind, gleich beabstandet, während die Platten des vierten Satzes ringförmiger Plat ten 14 b in Axialrichtung mittels einer Vielzahl von Abstandsringen 14 d, die zwischen ihnen angeordnet sind, gleich beabstandet sind.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist das zylin drische Drehelement 15 mittels eines Einweg-Kupplungs mechanimus auf der Drehwelle 11 gelagert und konzen trisch zu dieser angeordnet. Der Einweg-Kupplungsmecha nismus umfaßt Kugeln 16 a bis 16 d, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet sind und in einem ringförmigen Zwi schenraum L zwischen der Drehwelle 11 und dem zylindri schen Drehelement 15 angeordnet sind. Die Kugeln 16 a bis 16 d sind jeweils in Gegenuhrzeigerrichtung mittels einer Feder beaufschlagt, die mit einem inneren abgestuften Abschnitt des zylindrischen Drehelementes 15 in Eingriff steht. Die Innenwand 15 b des zylindrischen Drehelementes 15 ist teilweise als Keiloberfläche ausgebildet, um mit den jeweiligen Kugeln 16 a bis 16 d in Eingriff zu treten. Wenn die Drehwelle 11 in Gegenuhrzeigerrichtung, wie es in Fig. 2 durch den Pfeil A dargestellt ist, gedreht wird, geraten die Kugeln 16 a bis 16 d in Eingriff mit den Keil oberflächen des Drehelementes 15, wodurch eine Antriebs verbindung zwischen der Drehwelle 11 und dem Drehelement 15 bewirkt wird. Wenn die Drehwelle 11 in Uhrzeigerrich tung gedreht wird, wie es in Fig. 2 durch den Pfeil B dargestellt ist, werden die Kugeln 16 a bis 16 d von den Keiloberflächen des Drehelementes 15 gelöst, wodurch das Drehelement 15 von der Drehwelle 11 gelöst wird.

Wenn der Einweg-Kupplungsmechanismus in Eingriff steht, um eine Antriebsverbindung zwischen der Drehwelle 11 und dem Drehelement 15 während der Drehung der Drehwelle in Gegenuhrzeigerrichtung zu bewirken, werden der dritte und der vierte Satz ringförmiger Platten 14 a bzw. 14 b mittels der Drehwelle 11 angetrieben, so daß sie relativ zu dem ersten und dem zweiten Satz ringförmiger Platten 13 a bzw. 13 b rotieren und in dem viskosen Fluid eine große Scherkraft erzeugen. Auf diese Weise wird die Kraft von der Drehwelle 11 als ein großes Drehmoment auf das Gehäuse 12 übertragen. Wenn der Einweg-Kupplungsmechanismus wäh rend der Drehung der Drehwelle in Uhrzeigerrichtung gelöst ist, so daß das Drehelement 15 mit der Drehwelle 11 nicht in Verbindung steht, wird nur der dritte Satz ringförmi ger Platten 14 a von der Drehwelle 11 angetrieben, so daß dieser raltiv zum ersten Satz ringförmiger Platten 13 a rotiert und in dem viskosen Fluid eine geringe Scherkraft erzeugt.

Aus der obenstehenden Beschreibung wird verständlich, daß die Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid 10 zur Kraftübertragung bei Vorrichtungen geeignet ist, bei denen es notwendig ist, bei einer Vorwärtsdrehung eines Eingangs- oder Antriebsteils von diesem ein großes Drehmoment auf ein Ausgangs- oder angetriebenes Teil bei einer hohen Geschwindigkeit zu übertragen, und wobei es notwendig ist, bei einer Rückwärtsdrehung des Eingangs teils ein geringes Drehmoment von diesem auf ein Ausgangs teil bei einer geringen Geschwindigkeit zu übertragen.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel kann dahingehend abgeändert werden, daß das Drehelement 15 durch ein zylin drisches Drehelement großen Durchmessers ersetzt wird, das mit der Innenwand des Gehäuses 12 über einen Einweg- Kupplungsmechanismus verbunden ist. Bei einer derartigen Ausführung ist der zweite Satz ringförmiger Platten 13 b an der Außenoberfläche mit dem ersetzenden Drehelement be festigt, während der vierte Satz ringförmiger Platten 14 b an seiner Innenoberfläche an der Drehwelle 11 ange bracht ist.

Vorstehend ist nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert worden. Es liegt jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen aus führbar sind, ohne den Rahmen und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Eine Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid weist eine Drehwelle, ein Gehäuse, das in fluiddichter Weise drehbar auf der Drehwelle gelagert ist und in dem ein viskoses Fluid enthalten ist, einen ersten und zweiten Satz axial beabstandeter ringförmiger Platten, die im Gehäuse angeordnet und mit ihren äußeren Umfangsflächen an dessen Innenwand angebracht sind, ein zylindrisches Drehelement, das in dem Gehäuse angeordnet und über einen Einweg-Kupplungsmechanismus auf der Welle gelagert ist, einen dritten Satz axial beabstandeter ringförmiger Plat ten, der zwischen dem ersten Satz ringförmiger Platten angeordnet ist und mit seiner inneren Umfangsfläche an der Welle befestigt ist, und einen vierten Satz axial beabstandeter ringförmiger Platten auf, der zwischen dem zweiten Satz ringförmiger Platten angeordnet ist und mit seiner inneren Umfangsfläche an dem zylindrischen Drehelement befestigt ist, wobei der erste und dritte Satz ringförmiger Platten in radialer Richtung größere Abmessungen als der zweite und vierte Satz ringförmiger Platten aufweist.

Claims

1. Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid, mit einer Drehwelle,
einem Gehäuse, das in fluiddichter Weise drehbar auf der Drehwelle gelagert ist und in dem ein viskoses Fluid ent halten ist,
einem ersten und zweiten Satz axial beabstandeter ring förmiger Platten, die im Gehäuse angeordnet und an diesem derart angebracht sind, daß sie mit diesem rotieren, und
einem dritten und vierten Satz axial beabstandeter ring förmiger Platten, die jeweils zwischen den Platten des ersten und zweiten Satzes ringförmiger Platten angeordnet sind und die an der Drehwelle derart angebracht sind, daß sie mit dieser rotieren,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehelement (15) konzen trisch zur Drehwelle (11) im Gehäuse (12) angeordnet und entweder mit der Drehwelle (11) oder mit dem Gehäuse (12) über einen Einweg-Kupplungsmechanismus (16 a-16 d) verbunden ist,
wobei der erste Satz ringförmiger Platten (13 a) mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Gehäuses (12) befestigt ist, der zweite Satz ringförmiger Platten (13 b) mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Gehäuses (12) oder dem zylindrischen Drehelement (15) befestigt ist, der dritte Satz ringförmiger Platten (14 a) mit seiner inneren Umfangsfläche an der Drehwelle (11) befestigt ist und der vierte Satz ringförmiger Platten (14 b) mit seiner inneren Umfangsfläche an dem Drehelement (15) oder der Drehwelle (11) befestigt ist, wobei der erste und dritte Satz ringförmiger Platten (13 a, 14 a) in radialer Richtung jeweils größere Abmessungen als der zweite bzw. vierte Satz ringförmiger Platten (13 b, 14 b) aufweist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das zylindrische Drehelement (15) mit der Drehwelle (11) über den Einweg-Kupplungsmechanismus (16 a-16 d) verbunden ist, wobei der zweite Satz ringför miger Platten (13 b) mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Gehäuses (12) befestigt ist, während der vierte Satz ringförmiger Platten (14 b) mit seiner inneren Umfangsfläche an dem zylindrischen Drehelement (15) befestigt ist.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (11) als Antriebsteil und das Gehäuse (12) als angetriebenes Teil der Kupplungs vorrichtung verwendet werden kann.