DE4032245C1

DE4032245C1 - Visco-clutch for four-wheel drive vehicle - has housing and hub with interleaved discs and viscous

Info

Publication number: DE4032245C1
Application number: DE19904032245
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef 5206 Neunkirchen-Seelscheid De Oberdoerster; Herbert Dipl.-Ing. 5202 Hennef De Taureg
Original assignee: Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2010-10-12

Abstract

The visco coupling (1) has a coupling housing (2) with at least one coaxial coupling-hub (9) between which is an annular space containing radially partly overlapping and alternately positioned outer (15a) and inner (16) discs. The discs (15a,16) are divided by slits (19) into segments (18) with radially rounded edges to the slits. The radially outer or inner peripheral edges (17a,17b) of at least one part of the peripherally distributed segments (18a,18b) of the non-rounded outer (15a,15b) or inner discs are bent outwards from the radial plane (RE). USE/ADVANTAGE - The visco coupling is designed so that when a set filling-level is reached or a set differential rotational speed, direct frictional contact is adjusted between the inner and outer discs. (6pp Dwg.No.1/4)

Description

Die Erfindung betrifft eine Viskokupplung mit einem Kupp lungsgehäuse und mindestens einer dazu koaxialen Kupp lungsnabe mit im Ringraum zwischen diesen in einer be stimmten Folge wechselnd zugeordneten und sich radial teilweise überlappenden Außen- und Innenlamellen und mit einem dem verbleibenden Innenraum zumindest teilweise ausfüllenden Viskomedium hoher Viskosität, insbesondere Silikonöl, wobei die Außen- und/oder Innenlamellen durch sich über einen Teil ihres Radius sich erstreckende und von einer Umfangsfläche ausgehende Schlitze in Umfangs richtung in Segmente unterteilt sind und die Schlitzbe grenzungskanten der Segmente der Außen- oder Innenlamel len abgekantet sind.The invention relates to a viscous coupling with a coupling tion housing and at least one coaxial coupling hub in the annular space between these in a be agreed sequence alternately assigned and radial partially overlapping outer and inner slats and with one at least partially of the remaining interior filling viscous medium of high viscosity, in particular Silicone oil, whereby the outer and / or inner lamellae pass through extending over part of its radius and circumferential slots extending from a peripheral surface direction are divided into segments and the slot boundary edges of the segments of the outer or inner lamella len are folded.

Zur schnelleren Überführung der Viskokupplung vom Visko modus in den Hump-Modus ist es bekannt, die Seitenkante der Schlitze, die radial verlaufen, mit Knickkanten zu versehen. Dadurch entstehen Schabekanten, die aus einer Planfläche axial hervorstehen, welche sich an die Plan flächen der benachbarten Lamellen anlegen und ein Abscha ben der Viskoflüssigkeit bewirken (DE 38 28 421 C1 oder DE 38 28 422 C1). Der Hump-Modus ist durch einen unmittelba ren Reibkontakt zwischen Außen- und Innenlamellen gekenn zeichnet. Dabei erfolgt ein Durchtrieb des eingeleiteten Drehmomentes, während beim Viskomodus ein Teil des einge leiteten Momentes in eine Scherung der Flüssigkeit mit entsprechender Erwärmung umgesetzt wird. Es entsteht ein Arbeitsbereich, bei dem ein Kontakt zwischen den Lamellen gegeben ist. Die dabei auftretende Kontaktreibung bewirkt einen Abrieb, welcher zu einer Schädigung des Viskofluids führt. Dies kann soweit führen, daß das Viskofluid durch Vernetzung in einen anderen Aggregatzustand überführt wird. Es liegt dann das Visko medium als Gel vor.For faster transfer of the viscous coupling from the viscous mode in the hump mode it is known the side edge of the slots, which run radially, with buckling edges Mistake. This creates scraping edges, which consist of a Axially protrude from the flat surface, which adheres to the plan create surfaces of the adjacent slats and a scraper cause viscous fluid (DE 38 28 421 C1 or DE 38 28 422 C1). The hump mode is through an immediate known frictional contact between the outer and inner plates draws. In this case, the introduced one is driven through Torque, while in viscomode part of the on momentarily led into a shear of the liquid appropriate warming is implemented. It arises Work area where there is contact between the slats given is. The contact friction that occurs causes an abrasion, which leads to a Damage to the viscous fluid leads. This can lead to that the viscous fluid is cross-linked into another Physical state is transferred. Then there is the visco medium as a gel.

Ferner wurde bei Viskokupplungen, die mit hohen Absolut drehzahlen umlaufen, festgestellt, daß das Viskofluid in den Außenbereichen des Ringmantels des Gehäuseinneren aufgrund der Fliehkraft gedrängt wird, so daß in diesem Bereich eine 100%-Füllung zu unterstellen ist. Diese ist Voraussetzung für das Eintreten des Humps. Es wird also bei solchen Kupplungen der Eintritt des Humps beschleunigt.Furthermore, viscous couplings with high absolute revolutions, found that the viscous fluid in the outer areas of the ring casing of the housing interior is pushed due to the centrifugal force, so that in this 100% filling is to be assumed. This is Requirement for the hump to enter. So it will in such couplings the entry of the hump is accelerated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Viskokupp lung vorzuschlagen, bei der der Übergang vom Viskomodus in den Hump-Modus gezielt beeinflußt werden kann.The invention has for its object a viscous coupling propose the transition from viscomode to the hump mode can be influenced specifically.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die radialäußeren oder inneren, nicht der Befestigung dienenden Umfangskanten mindestens eines Teils der umfangsverteilten Segmente der nicht mit Abkantungen versehenen Außen- oder Innenlamellen aus der Radialebene herausgebogen und daß die mit Abkantungen versehenen Außen- oder Innenlamellen zur Anlage an die herausgebogenen Umfangskanten bringbar sind.This object is achieved in that the radially outer or inner, non-fastening peripheral edges of at least part of the circumferentially distributed Segments of the outside or not provided with bevels Inner slats bent out of the radial plane and that the with Bevelled outer or inner slats for contact with the bent peripheral edges can be brought.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Ausbiegung der Größe nach entsprechend der auftretenden Absolutdreh zahlen und der Differenzdrehzahlen zwischen den beiden Lamellen so gewählt werden kann, daß möglichst eine Misch reibung vermieden wird. Es wird hierdurch eine größere Standfestigkeit des Viskomediums erreicht.The advantage of this training is that the deflection the size according to the occurring absolute rotation numbers and the differential speeds between the two Slats can be chosen so that a mix is possible friction is avoided. This will make it a bigger one Stability of the viscomedia reached.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Umfangskanten von mindestens drei umfangsverteil ten Segmenten der jeweiligen Lamellen nach einer Richtung aus der Radialebene herausgebogen sind. Eine solche Aus bildung bietet sich beispielsweise bei Viskokupplungen an, bei denen eine abwechselnde Folge der Außen- und Innen lamellen gegeben ist. Es werden dann die Außenlamellen und Innenlamellen entsprechend gestaltet. Die Richtung des Herausbiegens bzw. Zuordnung der Lamellen mit ihren ausge bogenen Enden zu einer der beiden benachbarten Lamellen wird durch die Lage der Abkantungen bestimmt. Sie sind diesen entgegengerichtet.In a further embodiment of the invention, that the circumferential edges of at least three circumferentially distributed th segments of the respective slats in one direction are bent out of the radial plane. Such an out education is ideal for viscous couplings, where an alternating sequence of outside and inside slats is given. Then the outer slats and Internal slats designed accordingly. The direction of the Bending out or assigning the slats with their out curved ends to one of the two adjacent slats is determined by the position of the folds. you are opposed to these.

Für den Fall, daß in beiden Drehrichtungen ähnliche Ver hältnisse geschaffen werden sollen, ist bei einer Anord nung von jeweils zwei mit Abkantungen versehenen Lamellen zwischen zwei abkantungsfreien Lamellen vorgesehen, daß die Umfangskanten von jeweils mindestens drei umfangsver teilten Segmenten der jeweiligen Lamellen zu entgegenge setzten Richtungen aus der Radialebene herausgebogen sind. Dazu ist vorgeschlagen, bei einer Viskokupplung, bei der in axialer Folge sich an eine nicht mit Abkantungen ver sehene Lamelle, z. B. eine Außenlamelle, jeweils zwei mit Abkantungen versehene Lamellen, z. B. Innenlamellen, an schließen, die abkantungsfreien Außenlamellen mit inneren herausgebogenen Umfangskanten zu versehen und die jeweils anschließenden zwei Innenlamellen mit Ausnehmungen der Abkantungen eben auszubilden.In the event that similar Ver in both directions relationships are to be created, is with an arrangement of two slats with bevels between two bend-free slats provided that the circumferential edges of at least three circumferential ver divided segments of the respective slats directions are bent out of the radial plane. For this purpose, it is proposed in the case of a viscous coupling in an axial sequence not ver with bends see slat, e.g. B. an outer lamella, two each Bended slats, e.g. B. inner slats close, the bend-free outer slats with inner to provide bent peripheral edges and each adjoining two inner slats with recesses in the To train bevels.

Bevorzugt sind alle Segmente mit herausgebogenen Umfangs kanten versehen, wobei die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmente abwechelnd zu entgegengesetzten Richtungen aus der Radialebene herausgebogen sind.All segments with a bent circumference are preferred edges provided, the one another in the circumferential direction alternating the following segments to opposite Directions are bent out of the radial plane.

Um ein eventuelles Verhaken der nebeneinander angeordneten Lamellen zu verhindern, ist ferner vorgeschlagen, die herausgebogenen Umfangskanten in einem Radialbereich anzu ordnen, der außerhalb der Schlitze oder Durchbrüche der anderen Lamellen angeordnet ist. To prevent the side by side from getting caught Preventing slats is also proposed that bent peripheral edges in a radial area arrange the outside of the slots or breakthroughs of the other slats is arranged.

Bevorzugt ist vorgesehen, die Außenlamellen mit herausge bogenen Umfangskanten zu versehen. Diese sind ausgehend von ihrer inneren Umfangskante mit Schlitzen zur Bildung der Segmente versehen.It is preferably provided that the outer slats are also removed to provide curved peripheral edges. These are outgoing from its inner peripheral edge with slits for formation of the segments.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.Two preferred embodiments of the invention are shown in the drawing is shown schematically.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine Viskokupplung mit einer Axialfolge von jeweils einer Innen- und Außenlamelle im Halbschnitt, Fig. 1 is a viscous coupling having a Axialfolge by a respective inner and outer plate in half-section,

Fig. 2 eine Außenlamelle mit nach einer Richtung herausgebogenen Umfangskanten für einen Ein satz in einer Viskokupplung nach Fig. 1, Fig. 2 is an outer plate with bent out in one direction for a peripheral edge A set in a viscous coupling according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Viskokupplung im Halbschnitt, bei der auf jeweils eine Außenlamelle zwei Innenla mellen folgen, mit segmentierten Außenlamel len, deren Innenumfangskanten zu entgegenge setzten Richtungen aus der Radialebene der Außenlamellen herausgebogen sind und Fig. 3 is a viscous coupling in half section, in which two inner lamellae follow on each outer lamella, with segmented outer lamellae, the inner peripheral edges of which are bent out in opposite directions from the radial plane of the outer lamellae and

Fig. 4 die Ansicht auf eine Außenlamelle, wie sie im Zusammenhang mit einer Viskokupplung nach Fig. 3 eingesetzt ist. Fig. 4 is a view of an outer plate, as used in connection with a viscous coupling according to Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Viskokupplung 1 besitzt ein Kupplungsgehäuse 2, welches aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäusemantel 3 und beidendig an diesen angebrachten Deckeln 4, 5 besteht. Der Deckel 4 ist mit dem Gehäusemantel 2 verschweißt, während der Deckel 5 in den Gehäusemantel eingesetzt und diesem gegenüber durch eine Dichtung 6 abgedichtet und durch einen Sicherungsring gesichert ist.The viscous coupling 1 shown in Fig. 1 comprises a coupling housing 2, which consists of a substantially cylindrical casing shell 3 and at both of these fitted lids 4, 5. The cover 4 is welded to the housing shell 2 , while the cover 5 is inserted into the housing shell and sealed against it by a seal 6 and secured by a locking ring.

Der Gehäusemantel 2 ist außen mit einer Antriebsverzahnung 7 zum Anschluß eines An- oder Abtriebs versehen.The housing shell 2 is provided on the outside with a drive toothing 7 for connecting an input or output.

Die beiden Deckel 4, 5 weisen Bohrungen 8 auf, in denen eine Kupplungsnabe 9 mit ihren endseitigen Außenflächen 10 drehbar aufgenommen ist. Zwischen den beiden Deckeln 4, 5 und den Lagerflächen 10 ist jeweils eine Dichtung 11 ange bracht.The two covers 4 , 5 have bores 8 , in which a coupling hub 9 is rotatably received with its end outer surfaces 10 . Between the two covers 4 , 5 and the bearing surfaces 10 , a seal 11 is introduced .

Im axialen Zwischenraum zwischen den beiden Deckeln 4, 5 ist der Gehäusemantel 3 auf seiner Innenfläche mit einer parallel zur Drehachse verlaufenden Innenverzahnung 13 versehen. Die Kupplungsnabe 9 ist auf ihrer Außenfläche mit einer Außenverzahnung 14, die parallel zur Drehachse der Kupplungsbauteile verläuft, versehen. Dem Kupplungsge häuse 2 sind Außenlamellen 15a zugeordnet, welche ent sprechend Fig. 2 gestaltet sind.In the axial space between the two covers 4 , 5 , the housing jacket 3 is provided on its inner surface with an internal toothing 13 running parallel to the axis of rotation. The coupling hub 9 is provided on its outer surface with an external toothing 14 which runs parallel to the axis of rotation of the coupling components. The clutch housing 2 are assigned outer plates 15 a, which are designed accordingly in FIG. 2.

Die Außenlamellen 15a sind drehfest und bevorzugt beab standet zueinander in der Innenverzahnung 13 des Gehäuse mantels 3 gehalten. Der Kupplungsnabe 9 sind Innenlamellen 16 zugeordnet, welche drehfest, aber bevorzugt verschieb bar in der Außenverzahnung 14 der Kupplungsnabe 9 aufge nommen sind. Die Außenlamellen 15a und Innenlamellen 16 sind abwechselnd im Gehäuseinnenraum angeordnet. Die Innenlamellen 16 sind ebenfalls mit radialen Schlitzen versehen, so daß Segmente gebildet werden. Die Schlitzbe grenzungskanten sind abgekantet, so daß Schiebekanten gebildet werden. Es ist auch dazu möglich, die Segmente abzuknicken oder sonstwie mit Schabekanten zu versehen. Dies ist beispielsweise in der DE 38 28 422 C1, der DE 38 28 421 C1 oder der DE 36 32 283 C1 beschrieben. Der Gehäuseinnenraum, der als Ringraum gestaltet ist, ist im übrigen mit einem Viskomedium, insbesondere mit Silikonöl hoher Viskosität zumindest teilweise gefüllt. Das Dreh moment wird aufgrund Scherung des Viskomediums und Reibkontakt zwischen den Außen- und Innenlamellen 15a, 16 auf die Kupplungsnabe 9 und von dieser über eine Antriebs verzahnung 12 an ein anzutreibendes bzw. getriebenes Teil weitergeleitet.The outer plates 15 a are rotatably and preferably spaced apart from each other in the internal teeth 13 of the housing shell 3 held. The clutch hub 9 are assigned to inner disks 16 , which are rotatably but preferably displaceably moved in the external toothing 14 of the clutch hub 9 . The outer plates 15 a and inner plates 16 are alternately arranged in the housing interior. The inner fins 16 are also provided with radial slots, so that segments are formed. The Schlitzbe boundary edges are folded so that sliding edges are formed. It is also possible to bend the segments or to provide scraping edges in some other way. This is described for example in DE 38 28 422 C1, DE 38 28 421 C1 or DE 36 32 283 C1. The interior of the housing, which is designed as an annular space, is at least partially filled with a viscous medium, in particular with silicone oil of high viscosity. The torque is due to shear of the viscous medium and frictional contact between the outer and inner plates 15 a, 16 on the clutch hub 9 and from this via a drive gear 12 to a driven or driven part.

Bei der in Fig. 2 näher dargestellten Außenlamelle 15a ist erkennbar, daß diese als Ringlamelle konstruiert ist. Ausgehend von der inneren Umfangskante 17 sind umfangsver teilt Schlitze 19 vorhanden, die über einen Teil der ra dialen Erstreckung der Lamelle 15a verlaufen. Drei um fangsverteilte Segmente 18a sind aus der Radialebene RE, die durch die Zeichenebene dargestellt ist, nach vorne auf den Betrachter zu herausgebogen. Die Umfangskanten, die aus der Radialebene RE vorstehen sind mit 17a bezeichnet. Es ist jedoch auch möglich, die Umfangskanten sämtliche Segmente 18, 18a aus der Radialebene herauszubiegen.In the outer lamella 15 a shown in FIG. 2 it can be seen that this is constructed as a ring lamella. Starting from the inner circumferential edge 17 are circumferentially divided slots 19 are present, which extend over part of the radial extension of the lamella 15 a. Three circumferentially distributed segments 18 a are bent outwards from the radial plane RE, which is represented by the plane of the drawing, towards the viewer. The peripheral edges that protrude from the radial plane RE are designated 17 a. However, it is also possible to bend the peripheral edges of all segments 18 , 18 a out of the radial plane.

Die Außenverzahnung, mit der die Außenlamelle 15a in der Verzahnung 13 des Gehäusemantels 2 aufgenommen ist, ist mit 20 bezeichnet.The external toothing with which the outer plate 15 a is received in the toothing 13 of the housing shell 2 is designated by 20 .

Bei der Viskokupplung gemäß Fig. 3 sind beide Gehäuse deckel 4, 5 mit dem Gehäusemantel 3 dicht verschweißt. Im Innenraum des Kupplungsgehäuses 2 sind die Außenlamellen 15 und Innenlamellen 16 in einer gegenüber der Ausbildung nach Fig. 1 geänderten Folge angeordnet.In the viscous coupling of Fig. 3, both housing cover 4, 5 tightly welded to the housing casing 3. In the interior of the clutch housing 2 , the outer plates 15 and inner plates 16 are arranged in a changed sequence compared to the embodiment of FIG. 1.

So sind jeweils zwei Innenlamellen 18 von einer Außen lamelle 15b voneinander getrennt. Die Innenlamellen 16 sind in der Außenverzahnung 14 der Kupplungsnabe 9 axial verschiebbar, während die Außenlamellen 15b distanziert gehalten sind. Die Schlitzbegrenzungskanten der Innenla mellen sind ebenfalls zur Bildung von Schabekanten abge kantet oder durch Abknickung der Segmente erzeugt. Two inner slats 18 are separated from each other by an outer slat 15 b. The inner plates 16 are axially displaceable in the outer toothing 14 of the clutch hub 9 , while the outer plates 15 b are held at a distance. The slot boundary edges of the inner lamellae are also folded to form scraping edges or are produced by kinking the segments.

Die Füllung des Gehäuseinnenraumes mit dem Viskomedium erfolgt über eine Bohrung im Gehäusedeckel 5, die durch eine Kugel verschlossen ist.The interior of the housing is filled with the viscomedia via a hole in the housing cover 5 , which is closed by a ball.

Aus Fig. 3 ist ferner erkennbar, daß die Innenumfangs kanten 17 zu verschiedenen Seiten aus der Radialebene der Außenlamelle 15b herausgebogen sind.From Fig. 3 it can also be seen that the inner circumferential edges 17 are bent out on different sides from the radial plane of the outer plate 15 b.

Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß die Außenlamelle 15b eben falls über Schlitze 19 in Segmente 18a, 18b aufgeteilt ist. Die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmente 18a und 18b sind mit zu unterschiedlichen Richtungen hin herausgebogenen lnnenkanten 17a bzw. 17b versehen. So sind die Umfangskanten 17a aus der Zeichenebene, welche die Radialebene RE darstellt, auf den Betrachter zu herausge bogen, während die Umfangskanten 17b der Segmente 18b aus der Radialebene, das heißt, der Zeichenebene, nach hinten, also vom Betrachter weg herausgebogen sind.From Fig. 4 it can be seen that the outer lamella 15 b is divided into slots 18 a, 18 b just via slots 19 . The segments 18 a and 18 b which follow one another in the circumferential direction are provided with inner edges 17 a and 17 b which are bent out in different directions. Thus, the peripheral edges 17 a are bent out of the drawing plane, which represents the radial plane RE, towards the viewer, while the peripheral edges 17 b of the segments 18 b are bent out of the radial plane, that is to say the drawing plane, to the rear, that is, away from the viewer are.

Die Richtung der Verbiegung ist durch Plus- bzw. Minus zeichen bei einigen der Segmente 18a, 18b gekennzeichnet.The direction of the bend is characterized by plus or minus signs in some of the segments 18 a, 18 b.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Viskokupplungen 1 der genannten Art ist das des Antriebs von vierradgetriebenen Kraftfahrzeugen. Dabei kann die Viskokupplung 1 entweder im Antriebsstrang zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern oder in einer Achse, nämlich der Vorder- oder Hinterachse angeordnet sein.A preferred field of application for viscous couplings 1 of the type mentioned is that of driving four-wheel drive motor vehicles. The viscous coupling 1 can either be arranged in the drive train between the front wheels and the rear wheels or in one axis, namely the front or rear axle.

Claims

1. viscous coupling with a clutch housing and at least one coaxial clutch hub with alternately arranged in a certain sequence in the annular space between them and radially partially overlapping outer and inner plates and with a remaining interior at least partially filling the high viscosity viscomatium, in particular sili konöl, the outer and / or inner slats are divided into segments in the circumferential direction by slits extending over part of their radius and extending from a peripheral surface, and the slit boundary edges of the segments of the outer or inner slats are folded, characterized in that the radially outer or inner, non-fastening peripheral edges ( 17 a, 17 b) of at least part of the circumferentially distributed segments ( 18 a, 18 b) of the non-bevelled outer ( 15 a, 15 b) or inner lamellae ( 16 ) the radial plane (RE) bent out and that with Bended outer or inner slats can be brought into contact with the issued peripheral edges.

2. viscous coupling according to claim 1, characterized in that the peripheral edges ( 17 a) of at least three around circumferentially distributed segments ( 18 a) of the respective lamellae len ( 15 or 16 ) are bent out in one direction from the radial plane (RE).

3. viscous coupling according to claim 1, with an arrangement of two bevelled lamellae between two bend-free lamellae, characterized in that the peripheral edges ( 17 a, 17 b) of at least three circumferentially distributed segments ( 18 a, 18 b) each respective fins ( 15 b or 16 ) to opposite directions from the radial plane (RE) are bent out.

4. viscous coupling according to claim 3, characterized in that the peripheral edges ( 17 a, 17 b) of the successive segments in the circumferential direction ( 18 a, 18 b) are alternately bent out in opposite directions from the radial plane (RE).

5. viscous coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bent peripheral edges ( 17 a, 17 b) are arranged in a radial region which is arranged outside the slots or openings of the other plates ( 16 ).

8. viscous coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outer plates ( 15 ) are the plates whose segments ( 18 ) formed by slots ( 19 ) extending from their inner peripheral edges ( 17 , 17 a, 17 b) , 18 a, 18 b) are provided with the bent peripheral edges ( 17 a, 17 b).