DE3928976C1

DE3928976C1 -

Info

Publication number: DE3928976C1
Application number: DE3928976A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schuhmann; Wolfgang 5204 Lohmar De Gimpel
Original assignee: Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2009-09-02
Also published as: GB2235272A; ATA165390A; IT9021217A0; IT1246423B; GB9017970D0; FR2651288A1; AT394625B; JPH0389032A; GB2235272B; IT9021217A1; JPH0819978B2; FR2651288B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit mindestens einer Kupplungsnabe und einem drehbar auf der Kupplungsnabe gelagerten Kupplungsgehäuse, mit denen in einer bestimmten Folge wechselweise jeweils über Ver zahnungen Lamellen von Lamellensätzen drehfest verbunden sind, wobei die Lamellen eines der Lamellensätze in einem vorgegebenen axialen Abstand zueinander gehalten sind, während die Lamellen des jeweils anderen Lamellensatzes jeweils axial verschiebbar sind.The invention relates to a fluid friction clutch with at least one coupling hub and one rotatable the clutch housing with which in a certain sequence alternately via Ver serrations Slats of slat sets connected in a rotationally fixed manner are, the slats one of the slat sets in one predetermined axial distance from each other, while the slats of the other set of slats are each axially displaceable.

Bei derartigen Flüssigkeitsreibungskupplungen, wie sie beispielsweise aus der DE 38 28 421 C1 bekannt sind, wer den zur Distanzierung sogenannte Distanzringe vorbe stimmter Dicke verwendet. Diese Distanzringe sind ge schlitzt und weisen einen gegenüber dem Innendurchmesser des Kupplungsgehäuses etwas vergrößerten Außendurch messer auf, damit sie mit Vorspannung an der Gehäusein nenwandung anliegen. Nachteilig dabei ist jedoch, daß eine automatische Montage der Lamellen gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Die Lamellen werden des halb noch von Hand montiert.In such fluid friction clutches as they for example from DE 38 28 421 C1, who are known pass the so-called spacer rings for spacing of a certain thickness. These spacer rings are ge slits and have one compared to the inner diameter the clutch housing slightly enlarged outside knife so that they are pretensioned on the housing inner wall. The disadvantage, however, is that a automatic assembly of the slats not at all or only with considerable effort is possible. The slats are the half assembled by hand.

Aus der US-PS 30 58 027 ist es bekannt, eine gewisse An zahl von Zähnen an den Lamellen abzuwinkeln, um eine fe dernde Rückstellwirkung zu erzielen. Für eine Distan zierung der Lamellen ist eine derartige Abwinkelung jedoch nicht geeignet, da die Toleranzen des Außendurch messers und insbesondere die Zentrierung der Lamellen sehr eng sein muß, um ein gleichmäßiges Abstandsmaß zu er reichen, die Winklungen jedoch durch ihre Rückstellkräfte derartige Toleranzen nicht oder nur mit erheblichem Aufwand zulassen. Aus der DE 37 26 641 C1 ist es bekannt, in einem der Lamellensätze nockenartige Ausdrückungen vorzusehen, wobei diese nockenartigen Ausdrückungen in einer Drehrichtung sich zueinander hin ausrichten, und eine Vergrößerung des Abstandes der zugehörigen Lamellen bewirken. Diese Anordnung hat jedoch die Aufgabe, der Flüssigkeitsreibungskupplung eine unterschiedliche Drehmo ment-Charakteristik für die beiden Drehrichtungen zu geben. Eine fest vorgegebene Distanzierung der Lamellen ist mit derartigen Ausdrückungen nicht realisierbar.From US-PS 30 58 027 it is known to have a certain angle the number of teeth on the lamellae to create a fe to achieve a resetting effect. For a Distan Adornment of the slats is such an angle however not suitable because of the tolerances of the outside knife and especially the centering of the slats must be narrow in order to achieve an even distance are sufficient, but the angles due to their restoring forces such tolerances are not or only with considerable Allow effort. From DE 37 26 641 C1 it is known cam-like expressions in one of the plate sets to provide, these cam-like expressions in align in a direction of rotation towards each other, and an increase in the distance between the associated slats cause. However, this arrangement has the task of Fluid friction clutch a different torque characteristic for the two directions of rotation give. A fixed distance between the slats is not possible with such expressions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssig keitsreibungskupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Wegfall der bisher verwendeten Dis tanzringe eine einwandfreie Distanzierung der Lamellen ermöglicht.The object of the present invention is a liquid keitsreibkupplung of the type described above create the discarding the previously used dis dance rings a perfect spacing of the slats enables.

Gelöst wird dies Aufgabe dadurch, daß eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen der Verzahnungen der axial nicht ver schiebbaren Lamellen Z-förmig aus der Ebene der jeweiligen Lamelle gekröpft sind und daß die beiden Kröpfungswinkel angenähert 90° betragen.This problem is solved in that a predetermined Number of teeth of the teeth of the axially not ver sliding slats Z-shaped from the level of the respective Slat are cranked and that the two crank angles be approximately 90 °.

Durch diese Maßnahme können Lamellen für eine Flüssigkeits reibungskupplung so ausgestattet werden, daß sie in vorbestimmten Abständen genau distanziert werden können. Derartige Lamellen sind zur automatischen Montage geeignet, wobei nach der gestellten Aufgabe die Innenlamellen oder die Außenlamellen mit abgekröpften Zähnen versehen sein können. Da für die Z-förmige Abkröpfung Kröpfungswinkel von angenähert 90° verwendet werden, wird die Maßgenauigkeit der axialen Abkröpfungen nur durch die Genauigkeit des dazu verwendeten Werkzeuges bestimmt. Andere Toleranzen, wie die der Außendurchmesser, der Innendurchmesser oder der Materialstärke gehen in die Maßhaltigkeit der Abkröpfungen nicht ein. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Abkröpfung ist darin zu sehen, daß auf die abgekröpften Zähne keine Biegemomente einwirken. Auftretende, auf die distanzhaltenden Abkröpfun gen einwirkende Axialkräfte können sich nur als Druck kräfte in den axialen Stegen auswirken.This measure allows slats for a liquid friction clutch are equipped so that they in predetermined distances can be precisely distanced. Such slats are for automatic assembly suitable, according to the task Inner slats or the outer slats with cranked Teeth can be provided. As for the Z-shaped Offset cranking angle of approximately 90 ° is used the dimensional accuracy of the axial bends only through the accuracy of the tool used for this certainly. Other tolerances, like the outside diameter, the inner diameter or the material thickness go into the Dimensional accuracy of the bends does not. Another The advantage of the offset according to the invention is to be found in this see that there are no bending moments on the cranked teeth act. Occurring on the distance-keeping elbow axial forces can only act as pressure forces in the axial webs.

Bei einer bevorzugten Ausführung, die eine besonders ein fache Montage erlaubt, ist es vorgesehen, daß eine vorbe stimmte Anzahl von Zähnen mit dem Kupplungsgehäuse dreh fest verbundenen Außenlamellen Z-förmig abgekröpft sind.In a preferred embodiment, the one particularly multiple assembly allowed, it is provided that a vorbe Matched number of teeth with the clutch housing firmly connected outer slats are bent into a Z-shape.

Bei einer als Torque-Splitter ausgebildeten Flüssigkeits reibungskupplung sind zwei Innenlamellensätze vorhanden, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen der mit der/den Kupplungsnabe(n) drehfest verbundenen Innenlamellen Z-förmig abgekröpft sind.With a liquid designed as a torque splitter friction clutch there are two sets of inner plates, a predetermined number of teeth having the Clutch hub (s) non-rotatably connected inner plates Are bent into a Z-shape.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nach folgend näher beschrieben.The invention is based on an embodiment in shown in the attached drawing and is based on described in more detail below.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das Antriebsschema eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeuges mit im Antriebsstrang einge bauter Flüssigkeitsreibungskupplung; Figure 1 shows the drive diagram of a four-wheel drive motor vehicle with built in the drive train fluid friction clutch.

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungs gemäße Flüssigkeitsreibungskupplung; Figure 2 is a partial longitudinal section through an inventive fluid friction clutch.

Fig. 3 die vergrößerte Detaildarstellung eines Z- förmig abgekröpften Zahnes einer Außenlamelle einer Flüssigkeitsreibungskupplung nach der Fig. 2; . Figure 3 shows the enlarged detail view of a Z-shaped bent tooth of an outer plate of a fluid friction coupling according to the Fig. 2;

Fig. 4 die Draufsicht auf eine Außenlamelle mit abgekröpften Zähnen einer Flüssigkeits reibungskupplung nach der Fig. 2; Figure 4 is a plan view of an outer plate with cranked teeth of a fluid friction clutch according to FIG. 2.

Fig. 5 die Seitenansicht einer Außenlamelle mit abgekröpften Zähnen nach der Fig. 4, Fig. 5 is a side view of an outer plate with bent teeth of FIG. 4,

Fig. 6 eine Innenlamelle mit Z-förmig abgekröpften Zähnen, Fig. 6 is an inner plate with a Z-shaped bent teeth,

Fig. 7 ein zweites Antriebsschema eines vierradge triebenen Kraftfahrzeuges mit in der Hinter achse eingebautem Torque-Splitter. Fig. 7 shows a second drive diagram of a four-wheel drive motor vehicle with a torque splitter installed in the rear axle.

Die Fig. 1 zeigt daß Antriebsschema eines vierradgetrie benen Kraftfahrzeuges 15, das vom Grundkonzept her als frontgetriebenes Fahrzeug ausgebildet ist. Die beiden Vorderräder 16 werden dabei von dem Motor 8 über ein Hauptgetriebe 19 und ein Vorderachsdifferential 20 sowie über die vorderen Seitenwellen 21 angetrieben. Von dem Antrieb des Vorderachsdifferentials 20 ist der Antrieb für die Hinterräder 17 abgezweigt. Dem Vorderachsdifferen tial ist dazu ein Mittendifferential 22 zugeordnet, das mit einer Flüssigkeitsreibungskupplung ausgestattet ist, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, um eine drehzahlabhängige Sperrwirkung des Mittendifferentials zu erreichen. Dieses Mittendifferential 22 ist über eine Längswelle 23 mit dem Hinterachsdifferential 24 verbunden, von dem über hintere Seitenwellen 25 die Hinterräder 17 antreibbar sind. Fig. 1 shows that drive diagram of a four-wheel-drive motor vehicle 15 , which is designed from the basic concept as a front-wheel drive vehicle. The two front wheels 16 are driven by the engine 8 via a main transmission 19 and a front axle differential 20 and via the front side shafts 21 . The drive for the rear wheels 17 is branched off from the drive of the front axle differential 20 . The front axle differential is associated with a center differential 22 , which is equipped with a fluid friction clutch, as shown in FIG. 2, in order to achieve a speed-dependent locking effect of the center differential. This center differential 22 is connected via a longitudinal shaft 23 to the rear axle differential 24 , from which the rear wheels 17 can be driven via rear side shafts 25 .

Die in der Fig. 2 dargestellte Flüssigkeitsreibungs kupplung besteht im wesentlichen aus einer Kupplungsnabe 1, auf der ein über Dichtungen 3 abgedichtetes Kupplungs gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Innenwandung des Kupp lungsgehäuses 2 ist mit Innenverzahnungen 4 versehen, während die Kupplungsnabe 1 Außenverzahnungen 5 aufweist. In den Außenverzahnungen 5 sind mit entsprechenden Ver zahnungen versehene Innenlamellen 6 drehfest, aber axial verschiebbar auf der Kupplungsnabe 1 angeordnet. Über die Innenverzahnungen 4 sind mit entsprechenden Zähnen 9 ver sehene Außenlamellen 7 drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 2 verbunden.The fluid friction clutch shown in Fig. 2 consists essentially of a clutch hub 1 , on which a sealed via seals 3 clutch housing 2 is rotatably mounted. The inner wall of the hitch be housing 2 is provided with internal teeth 4 , while the coupling hub 1 has external teeth 5 . In the external gears 5 are provided with corresponding Ver serrations inner plates 6 rotatably, but axially displaceable on the clutch hub 1 . Via the internal gears 4 ver 9 external plates 7 are rotatably connected to the clutch housing 2 with corresponding teeth.

In dem Innenraum 11 des Kupplungsgehäuses 2 sind mit einander in einer bestimmten Folge abwechselnd Innenlamel len 6 und Außenlamellen 7 angeordnet, wobei von den radial außenliegenden Zähnen 9 der Außenlamellen 7 eine vorbe stimmte Anzahl als Z-förmig gekröpfte Zähne 8 zur Distan zierung gegenüber der benachbarten Außenlamelle 7 versehen sind. Zwischen den Innenlamellen 6 und den Außenlamellen 7 besteht ein Freiraum 12, in dem die Innenlamellen 6 axial verschiebbar sind, während die Außenlamellen 7 durch die Z-förmig gekröpften Zähne in einem festgelegten Abstand zueinander distanziert sind. Die Z-förmig abgekröpften Zähne wirken an ihrer abgekröpften Seite jeweils mit den nicht verformten Zähnen 9 der Außenlamellen 7 zusammen.In the interior 11 of the clutch housing 2 with each other in a certain sequence, alternately inner plates 6 and outer plates 7 are arranged, with a radially outer teeth 9 of the outer plates 7 a predetermined number as Z-shaped cranked teeth 8 for spacing from the adjacent one External lamella 7 are provided. Between the inner plates 6 and the outer plates 7 there is a free space 12 in which the inner plates 6 are axially displaceable, while the outer plates 7 are spaced apart from one another by the Z-shaped cranked teeth. The Z-shaped cranked teeth interact on their cranked side with the undeformed teeth 9 of the outer plates 7 .

Wie die Fig. 3 zeigt, sind die Z-förmig abgekröpften Zähne 8 um einen rechten Winkel 40 aus der Ebene der je weiligen Außenlamelle 7 abgewinkelt. Nach Bildung eines axialen Stegs 13 vorbestimmbarer Länge, die abhängt von der gewünschten Distanzierung, wird der jeweilige Z-förmig gekröpfte Zahn 8 mit einem zweiten rechten Winkel 14 a wieder in eine parallel zu der Ebene zu der Außenlamelle verlaufende Richtung gekröpft. Der axiale Steg 13 verläuft dadurch rechtwinklig zu der Ebene der jeweiligen Außenla melle 7 und hat bei der Distanzierung zu der nächstbanach bart nicht dargestellten Außenlamelle kein Biegemoment aufzunehmen.As FIG. 3 shows, the Z-shaped angled bent teeth 8 at a right angle 40 from the plane of each outer blade 7 weiligen. After formation of an axial web 13 of predeterminable length, which depends on the desired spacing, the respective Z-shaped cranked tooth 8 is cranked again with a second right angle 14 a in a direction running parallel to the plane to the outer lamella. The axial web 13 is thereby perpendicular to the plane of the respective Außenla melle 7 and has no bending moment when distancing to the next banach beard, not shown.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf Z-förmig abgekröpfte Zähne 8 vorgesehen. Die Anzahl der Z-förmig abgekröpften Zähne ist jedoch beliebig von der jeweiligen Teilung der Außenverzahnung abhängig; es sollten jedoch mindestens drei Z-förmig abgekröpfte Zähne vorgesehen sein. Die dargestellte Außenlamelle 7 ist mit schlitzförmigen Perforationen 10 versehen. Bei der Montage der Außenlamellen 7 sollen sich die Z-förmig abgekröpften Zähne 8 jeweils an einem Zahn der nächst benachbarten Außenlamelle anlegen. Dies läßt sich beispielsweise durch die Anordnung von nicht dargestellten Index-Markierungen an den Lamellen und einer entsprechen den Ausbildung an der automatischen Zuführvorrichtung erreichen.In the embodiment shown in FIG. 4, five Z-shaped teeth 8 are provided. However, the number of teeth bent in a Z-shape is arbitrarily dependent on the respective pitch of the external toothing; however, at least three Z-shaped teeth should be provided. The outer lamella 7 shown is provided with slot-shaped perforations 10 . When assembling the outer plates 7 , the Z-shaped teeth 8 should each rest on a tooth of the next adjacent outer plate. This can be achieved, for example, by arranging index markings (not shown) on the lamellae and corresponding training on the automatic feed device.

Wie die Fig. 5 zeigt, sind durch die abgekröpften Zähne 8 Distanzierungen durch axiale Stege 13 möglich, die mit ausreichender Maßgenauigkeit durchgeführt werden können. Eine mit auf diese Weise distanzierten Außenlamellen 7 versehene Flüssigkeitsreibungskupplung kann beispielsweise in dem Mittendifferential 22 eines Kraftfahrzeuges zuge ordnet werden, wie es als Antriebsschema in der Fig. 1 dargestellt ist. Bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsnabe 1 der angetriebene Teil, während das Kupplungsgehäuse 2 der getriebene Teil ist, der über die Längswelle 23 mit dem Hinterachsdifferential 24 verbunden ist. Der Innenraum des Kupplungsgehäuses 2 ist dabei mit einem viskosen Medium, vorzugsweise mit einem Silikonöl zumindest teilweise gefüllt. As FIG. 5 shows, the cranked teeth 8 allow spacing through axial webs 13 , which can be carried out with sufficient dimensional accuracy. A fluid friction clutch provided with outer disks 7 distanced in this way can be assigned, for example, in the center differential 22 of a motor vehicle, as shown as a drive diagram in FIG. 1. In the embodiment shown, the clutch hub 1 is the driven part, while the clutch housing 2 is the driven part, which is connected to the rear axle differential 24 via the longitudinal shaft 23 . The interior of the clutch housing 2 is at least partially filled with a viscous medium, preferably with a silicone oil.

Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung von Z-förmigen abge kröpften Zähnen 8 a an einer Innenlamelle 6. Fig. 6 shows an arrangement of Z-shaped abge kröpften teeth 8a on an inner blade 6.

In der Fig. 7 ist ein Fahrzeugantrieb im prinzipiellen Aufbau dargestellt, bei dem das Mittendifferential 22 durch einen sogenannten Torque-Splitter 28 ersetzt ist. Dieser Torque-Splitter 28 ersetzt das Mittendifferential 22 und gleichzeitig das übliche Hinterraddifferential (24). Der Torque-Splitter 28 besteht aus einem mit dem durch den Winkeltrieb 27 angetriebenen Gehäuse 26, mit dem ein Satz Außenlamellen drehfest verbunden ist und zwei Sätze Innenlamellen, die jeweils einem Radantrieb zuge ordnet sind. Die Erfindung läßt sich hier besonders vorteilhaft einsetzen, da hier eine große Anzahl von Lamellen verbaut werden muß, bei der sich eine Automati sierung günstig auswirkt.In Fig. 7, a vehicle drive is shown in the basic structure, in which the center differential 22 is replaced by a so-called torque splitter 28 . This torque splitter 28 replaces the center differential 22 and at the same time the usual rear wheel differential ( 24 ). The torque splitter 28 consists of a with the driven by the bevel gear 27 housing 26 with which a set of outer plates is rotatably connected and two sets of inner plates, each of which is assigned to a wheel drive. The invention can be used particularly advantageously here, since a large number of slats must be installed here, in which an automatization has a beneficial effect.

Claims

1.Fluid friction clutch with at least one clutch hub and a rotatably mounted on the clutch hub clutch housing, with which in a certain sequence alternately each of teeth plates of disk sets are rotatably connected, the disks of one of the disk sets being held at a predetermined axial distance from one another, while the slats of the other set of slats are each axially displaceable, characterized in that a predetermined number of teeth ( 8 ) of the toothing of the axially non-displaceable slats ( 7 ) are Z-shaped from the plane of the respective slat, and in that the both offset angles ( 14 , 14 a ) are approximately 90 °.

2. Fluid friction clutch according to claim 1, characterized in that a predetermined number of teeth ( 8 ) of the clutch housing ( 2 ) rotatably connected Außenla plates ( 7 ) are bent into a Z-shape.

3. Fluid friction clutch according to claim 1, characterized in that a predetermined number of teeth ( 8 ) with the / the clutch hub (s) ( 1 ) rotatably connected inner plates ( 6 ) are bent in a Z-shape.