DE3726207A1 - Clutch containing a viscous fluid - Google Patents
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Abstract
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.The invention relates to a coupling device with a viscous fluid and especially on a dome lungsvorrichtung for use in motor vehicles suitable is.
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.A previous coupling device with a viscous Fluid has a drive part in the form of a rotary shaft, a driven part in the form of a housing that in fluidly rotatably mounted on the rotary shaft and in which a certain amount of a viscous fluid included is a first set of axially spaced rings shaped plates arranged in the housing and on this are attached so that they rotate with it, and a second set of axially spaced annular plates which are attached to the rotating shaft in such a way that they rotate with this and between the first sentence annular plates are arranged. When operating a such coupling device occurs during the relative rotation between the rotating shaft and the housing in the viscous fluid due to the superimposed or shear force therebetween on so that the force from the rotating shaft through the shear force in the viscous fluid is transferred to the housing. In JP-PS 50-2 36 839 (publication number) is wrote that such a coupling device with a viscous fluid between a differential case and a side gear shaft is arranged to be as To work differential with limited slip. At the power transmission in a 4-wheel drive Stuff is a coupling device with a viscous Fluid arranged to be proportional to the force Difference in rotational speed between the front der- and the rear wheels of the vehicle to transmit.
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.When operating the coupling device with a viscous Fluid is the shear force in the viscous fluid at one forward rotation of the drive member essentially equal to the shear force in the viscous fluid a rearward rotation of the drive part. In this way, the force from the drive part in the essentially to the same extent in forward and reverse downward direction of the drive part on the driven part transfer.
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.The invention has for its object an improved Creating coupling device with a viscous fluid depending on the direction of rotation of the drive sometimes a different shear force in the viscous Can generate fluid so that the area of application of the coupler can be expanded.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kupplungs vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the clutch device according to claim 1 solved.
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.According to the invention is a coupling device with a viscous fluid is provided which has a rotating shaft, a housing se, which can be rotated on the rotating shaft is stored and in which a viscous fluid is contained, a first and second set of axially spaced rings shaped plates arranged in the housing and on this are attached so that they rotate with the housing ren, and a third and fourth set axially beabstan has annular plates, each on the Rotary shaft are attached so that they with this rotate, and that between the plates of the first and second set of annular plates are arranged. The Coupling device with a viscous fluid is thereby characterized in that a rotating element concentric with the rotation shaft arranged in the housing and either with the rotary shaft or with the housing via a one-way clutch Mechanism is connected, the first set ringför miger plates on its outer peripheral surface on the Inner wall of the case is attached to the second set annular plates on its outer peripheral surface the inner wall of the housing or the cylindrical rotation element on its inner peripheral surface on the rotary shaft is attached and the fourth set of annular plates on its inner peripheral surface at the cylindrical rotation element or the rotary shaft is attached, the first and third set of annular plates in the radial direction each larger dimensions than the second or fourth Set of annular plates.
Weitere Ziele, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich.Other objects, uses and advantages of the invention are derived from the following detailed description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings are fully apparent.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsge mäßen Kupplungsvorrichtung mit einem viskosen Fluid und Fig. 1 shows a sectional view of the coupling device according to the invention with a viscous fluid and
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Einweg-Kupplungs mechanismus in der Kupplungsvorrichtung mit einem visko sen Fluid gemäß Fig. 1. FIG. 2 is a sectional view of a one-way clutch mechanism in the clutch device with a viscous fluid shown in 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.In Fig. 1, a coupling device with a viscous fluid 10 is shown, the drive part in the form of a rotary shaft 11 , a driven part in the form of a hous ses 12 , which is rotatably mounted in a fluid-tight manner on the rotary shaft 11 and in which a certain Amount of a viscous fluid, such as silicone oil, is included, a first and second set of axially spaced annular plates 13 a and 13 b , which are arranged in the housing and fixed to their outer peripheral surfaces with axial grooves 12 a on the inner wall of the housing 12 are, so that they rotate with this, a third set of axially spaced annular plates 14 a , which lie between the first set of annular plates 13 a , ie in a layered manner, and with their inner peripheral surfaces with axial grooves 11 a on the outer To catch surface of the rotary shaft 11 are firmly engaged so that they rotate with it, and a fourth set of axially spaced annular plat ten 14 b , which are located between the second set of annular plates 13 b , ie in a layered manner, and with their inner peripheral surfaces with axial grooves 15 a in a cylindrical rotary element 15 are firmly in a grip, so that they rotate with it . The first set of annular plates 13 a has larger dimensions in the radial direction than the second set of annular plates 13 b , while the third set of annular plates 14 a has larger dimensions in the radial direction than the fourth set of annular plates 14 b . The plates of the third set of annular plates 14 a are in the axial direction by means of a plurality of spacer rings 14 c , which are arranged between them, equally spaced, while the plates of the fourth set of annular plates 14 b in the axial direction by means of a plurality of spacer rings 14 d which are arranged between them are equally spaced.
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.As shown schematically in Fig. 2, the cylin drical rotary element 15 is mechanimus mounted on the rotary shaft 11 by means of a one-way clutch and arranged concentrically to this. The one-way clutch mechanism comprises balls 16 a to 16 d which are equally spaced in the circumferential direction and are arranged in an annular intermediate space L between the rotary shaft 11 and the cylindrical rotating element 15 . The balls 16 a to 16 d are each acted upon in the counterclockwise direction by means of a spring which is in engagement with an inner stepped portion of the cylindrical rotating element 15 . The inner wall 15 b of the cylindrical rotating element 15 is partially designed as a wedge surface in order to engage with the respective balls 16 a to 16 d . When the rotary shaft 11 is rotated counterclockwise, as shown in Fig. 2 by the arrow A , the balls 16 a to 16 d come into engagement with the wedge surfaces of the rotary member 15 , whereby a drive connection between the rotary shaft 11 and the rotating element 15 is effected. If the rotary shaft 11 is rotated in the clockwise direction, as shown in FIG. 2 by the arrow B , the balls 16 a to 16 d are released from the wedge surfaces of the rotary element 15 , whereby the rotary element 15 is released from the rotary shaft 11 .
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.When the one-way clutch mechanism is engaged to provide a driving connection between the rotating shaft 11 and the rotating member 15 during the rotation of the rotating shaft counterclockwise, the third and fourth sets of annular plates 14 a and 14 b are driven by the rotating shaft 11 so that it relative to the first and the second set of annular plates 13 a and 13 b rotate and produce a large shear force in the viscous fluid. In this way, the force from the rotating shaft 11 is transmitted to the housing 12 as a large torque. If the one-way clutch mechanism is loosened during the rotation of the rotary shaft in the clockwise direction, so that the rotary element 15 is not in connection with the rotary shaft 11 , only the third set of ring-shaped plates 14 a is driven by the rotary shaft 11 , so that this raltiv rotates to the first set of annular plates 13 a and generates a low shear force in the viscous fluid.
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. From the above description, it will be understood that the viscous fluid coupling device 10 is suitable for power transmission in devices in which it is necessary to have a large torque upon an input or drive member rotating forward to an output or driven member at one to transmit high speed, and it is necessary to transfer a small torque from this to an output part at a low speed during a reverse rotation of the input part.
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.The embodiment described above can be modified so that the rotary member 15 is replaced by a large diameter cylindrical rotary member which is connected to the inner wall of the housing 12 via a one-way clutch mechanism. In such an embodiment, the second set of annular plates 13 b is fastened to the outer surface with the replacing rotary element, while the fourth set of annular plates 14 b is introduced on its inner surface to the rotary shaft 11 .
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.Above is only one embodiment of the invention have been explained. However, it is up to the expert the hand that numerous changes and modifications from are feasible without the framework and the basic idea of Leaving invention.
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.A coupling device with a viscous fluid has a rotating shaft, a housing that is fluid-tight is rotatably mounted on the rotary shaft and in the one Viscous fluid is included, first and second Set of axially spaced annular plates which in the Housing arranged and with their outer peripheral surfaces attached to its inner wall, a cylindrical Rotating element, which is arranged in the housing and via a One-way clutch mechanism is mounted on the shaft a third set of axially spaced annular plates between the first set of annular plates is arranged and with its inner peripheral surface the shaft is fixed, and a fourth set axially spaced annular plates on between the second set of annular plates is arranged and with its inner peripheral surface on the cylindrical Rotary element is attached, the first and third Set of annular plates larger in the radial direction Dimensions more annular than the second and fourth sets Has plates.
Claims (3)
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.1. coupling device with a viscous fluid, with a rotating shaft,
a housing which is rotatably supported on the rotary shaft in a fluid-tight manner and in which a viscous fluid is held,
a first and second set of axially spaced ring-shaped plates which are arranged in and attached to the housing in such a way that they rotate with it, and
a third and fourth set of axially spaced ring-shaped plates which are respectively arranged between the plates of the first and second sets of ring-shaped plates and which are attached to the rotary shaft in such a way that they rotate with the latter,
characterized in that a rotary element ( 15 ) arranged concentrically to the rotary shaft ( 11 ) in the housing ( 12 ) and connected either to the rotary shaft ( 11 ) or to the housing ( 12 ) via a one-way clutch mechanism ( 16 a - 16 d ) is
wherein the first set of annular plates ( 13 a ) is attached with its outer peripheral surface to the inner wall of the housing ( 12 ), the second set of annular plates ( 13 b ) with its outer peripheral surface to the inner wall of the housing ( 12 ) or the cylindrical rotating element ( 15 ) is fixed, the third set of annular plates ( 14 a ) with its inner peripheral surface is fixed to the rotary shaft ( 11 ) and the fourth set of annular plates ( 14 b ) with its inner peripheral surface on the rotary element ( 15 ) or the rotary shaft ( 11 ) is fastened, the first and third set of annular plates ( 13 a , 14 a ) each having larger dimensions in the radial direction than the second and fourth set of annular plates ( 13 b , 14 b ).
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