DE4327519A1

DE4327519A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Kupplung

Info

Publication number: DE4327519A1
Application number: DE4327519A
Authority: DE
Inventors: Theodor Gasmann
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2013-08-18
Also published as: JP2884474B2; US5526912A; DE4327519C2; AT404519B; GB2281109B; FR2709160B1; ATA156594A; JPH0777225A; ITMI941746A0; IT1274621B; GB2281109A; DE4345484C2; ITMI941746A1; US5706923A; FR2709160A1; GB9416589D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungs kupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen verstellbaren Kolben beaufschlagbar ist, der eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Kammer begrenzt, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zuein ander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen verstellbaren Kolben beaufschlagbar ist, der eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Kammer begrenzt, deren Rotationsgehäuse von dem einen der drehbaren Teile und dem damit umlaufenden Kolben gebildet wird und in der ein mit dem anderen der drehbaren Teile verbundener Rotationskörper umläuft.

Ein Verfahren und eine Kupplung dieser Art sind aus der JP 63-240429 A bekannt. Hierbei rotiert bei einer Differenz geschwindigkeit zwischen den drehbaren Teilen in einer mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Kammer eine in Axialansicht sternförmige Scheibe. Zwischen der Scheibe und dem Gehäuse der Kammer wird aufgrund des Verhaltens der Flüssigkeit ein Druck auf einen die Kammer begrenzenden Kolben für die Betätigung der Reibungskupplung aufgebaut. Es bestehen hierbei nur geringe Möglichkeiten, die Charakteristik dieser Kupplung in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl zu variieren; im wesentlichen ist nur der Befüllgrad und die Viskosität der viskosen Flüssigkeit frei wählbar. Ein weiterer Nachteil besteht in dem geringen erreichbaren Druckniveau und der damit verbundenen geringen Leistungs dichte.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Viskokupplung umfaßt, deren Lamellen axial wechsel weise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind und in einer mit viskoser Flüssig keit gefüllten Kammer angeordnet sind, wobei die Visko kupplung über eine Druck- oder Mengenänderung in der Kammer steuerbar ist, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Kupplung zur Übertragung von Dreh momenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Viskokupplung umfaßt, deren Lamellen jeweils wechselweise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind und in einer mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllten Kammer angeordnet sind, die durch die zueinander drehbaren Teile gebildet wird, und die über eine Ausgleichskammer verfügt, aus der viskose Flüssigkeit zur Mengen- oder Druckerhöhung ins Innere der Kammer der Viskokupplung gefördert werden kann.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Kupplung sind aus der DE 37 01 884 C1 bekannt. Hierbei liegt die Aus gleichskammer in der Nabe der Viskokupplung und ist über einen Stellkolben veränderbar. Für eine gewünschte Ein flußnahme auf die Charakteristik der Kupplung ist eine externe Steuereinheit erforderlich, die einen besonderen Aufwand erfordert.

Anordnungen der genannten Art werden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen und Landmaschinen zur Erzeugung eines von der Drehzahldifferenz abhängigen Sperrmomentes zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Teilen einge setzt.

Eine erste Anwendung betrifft dabei Ausgleichsgetriebe, in denen die Kupplung zwischen Teilen eingesetzt wird, die bei Ausgleichsvorgängen im Getriebe relativ zueinander rotieren. Durch die Wirkung der Kupplung erhalten diese Ausgleichsgetriebe eine teilsperrende Wirkung. Bevorzugt handelt es sich bei diesen Ausgleichs getrieben um Achs differentiale oder Mittendifferentiale in Kraftfahrzeugen.

Eine zweite Anwendung betrifft den Einsatz in einem Kraft fahrzeug mit zumindest zwei Antriebssträngen für mehrere angetriebene Achsen, wobei die Kupplung unmittelbar in einem Antriebsstrang zu einer der Achsen eingesetzt ist. Hierdurch wird der entsprechende Antriebsstrang bei einer Drehzahldifferenz der zugeordneten Achse gegenüber einer starr angetriebenen weiteren Achse durch die Wirkung der Kupplung drehmomentbeaufschlagt, während der Antriebs strang bei Drehzahlgleichheit zwischen den Achsen durch die Wirkung der Kupplung drehmomentfrei bleibt und die Achse dieses Antriebsstranges vom Fahrzeug mitgeschleppt wird.

Differenzdrehzahlfühlende Kupplungen der hier genannten Art haben gegenüber drehmomentfühlenden Systemen deutliche Vorteile in Bezug auf die Traktion und die Fahrdynamik. Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, eine differenzdrehzahlfühlende Kupplung mit hoher Leistungsdichte und in weiterem Rahmen wählbarer Charakteristik in einfacher Konstruktion bereitzustellen.

Eine erste Lösung hierfür geht von einem Stand der Technik nach der eingangs genannten Druckschrift aus und besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den jeweils ersten unabhängigen Verfahrens- und Vorrichtungsansprüchen 1 und 3. Eine zweite erfindungsgemäße Lösung geht von einem Stand der Technik nach der zweiten der genannten Druckschriften aus und besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den jeweils zweiten unabhängigen Verfahrens- und Vorrichtungsansprüchen 2 und 17.

Den Lösungen liegt ein gemeinsames Wirkprinzip zugrunde, das auf der Scherung eines viskosen Mediums zwischen zwei relativ zueinander bewegten Platten beruht. Bei einer derartigen Relativbewegung wird ein Teil des Mediums, jeweils bezogen auf eine der Platten, in Richtung der Bewegung der anderen der Platten befördert. Wird ein Spalt zwischen zwei Platten im wesentlichen parallel zur rela tiven Bewegungsrichtung seitlich abgedichtet, entsteht ein Scherspalt, der in Abhängigkeit von Größe und Richtung der Relativbewegung Fluid von dem einen Ende des so ent standenen Scherspalts zum anderen Ende fördert. Der För derdruck ist direkt proportional der Länge des Scher spalts, der Viskosität des gescherten Mediums und der Scherrate, also der Relativgeschwindigkeit. Bei geeigneter Anordnung dieses Scherspalts in der Weise, daß dieser zwei Kammern miteinander verbindet und die beiden den Scher spalt bildenden Flächen mit dem einen und dem anderen der drehenden Teile einer Kupplung verbunden sind, wird ein differenzdrehzahlabhängiger Förderdruck erzeugt, der in verschiedener Weise genutzt werden kann. Die erste Art der Nutzung besteht darin, daß der Druck in einer Kammern er höht wird, die auf zumindest einen Kolben einwirkt, welcher die Reibungsflächen einer Reibungskupplung beauf schlagt. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, daß För dermedium unmittelbar in die Kammer einer Viskokupplung gefördert wird, so daß der Kammerdruck bzw. die Kammer füllung erhöht wird, so daß sich auf diese Weise die Charakteristik der Kupplung ändert.

Günstige Weiterbildungen der genannten Lösungen finden sich in den auf die unabhängigen Patentansprüche rückbezogenen Unteran sprüche. Zum besseren Verständnis des neuartigen Wirk prinzips und zur Erläuterung bevorzugter Ausführungsbei spiele wird nachfolgend auf die Zeichnungen bezug genommen.

Hierin zeigen

Fig. 1 einen Ausbruch aus zwei relativ zueinander beweg lichen Platten zwischen denen in einer der Platten eine einen Scherspalt erzeugende Nut ausgebildet ist;

Fig. 2 die Ansicht einer Scheibe in deren erster Stirn fläche eine erste einen Scherspalt bildende Nut und in deren zweiter Stirnfläche eine zweite einen Scherspalt bildende Nut ausgebildet ist;

Fig. 3 eine Kupplung gemäß der ersten Lösung in einer ersten Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 4 Einzelheiten der Kupplung nach Fig. 3 in Schrägan sicht mit einem angeschnittenen Kolben;

Fig. 5 das Arbeitsprinzip an Einzelheiten der Kupplung nach Fig. 3

a. bei einer ersten relativen Drehrichtung
b. bei der zweiten relativen Drehrichtung;

Fig. 6 eine Kupplung gemäß der ersten Lösung in einer zweiten Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 7 eine Kupplung gemäß der ersten Lösung in einer dritten Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 8 Einzelheiten einer Kupplung gemäß der ersten Lösung mit Steuerelementen

a. in Form eines fliehkraftbetätigten Ventiles
b. in Form eines extern betätigten Schiebers;

Fig. 9 eine Kupplung gemäß der zweiten Lösung im Längs schnitt;

Fig. 10 Einzelheiten der Kupplung nach Fig. 9 in Schräg ansicht mit einem angeschnittenen Rotationsteil;

Fig. 11 ein Diagramm mit Charakteristiken des Drehmomentes über der Differenzdrehzahl für verschiedene Kupplungstypen.

Fig. 1 zeigt den Ausschnitt einer ersten Platte oder Scheibe 1 und einer zweiten Platte oder Scheibe 2, deren Stirnflächen 3, 4 aneinander anliegen. Die erste Platte 1 wird als fest angenommen; die zweite Platte 2 bewegt sich demgegenüber mit der Geschwindigkeit V_R. In der Stirn fläche 3 der ersten Platte 1 ist eine im Querschnitt rechteckige Nut 5 mit seitlich begrenzenden Wänden 6, 7 ausgebildet. Nut 5 und Stirnfläche 3 bilden einen Scher spalt, der ein viskoses Medium aufnimmt. Das betrachtete Element des Scherspalts hat die Länge l_sp und die Höhe bzw. Tiefe s. Bei Bewegung der Platte 2 verhält sich das Medium in der Schernut entsprechend dem angegebenen linearen Geschwindigkeitsprofil, das sich auf die feste Platte 1 bezieht. An den Oberflächen gelten selbstver ständlich jeweils Haftbedingungen sowohl für die Platte 1 wie für die Platte 2. Auf die Platte 2 bezogen sähe das Geschwindigkeitsprofil also reziprok aus. Auf die Platte 1 bezogen ergibt sich im Scherspalt aufgrund der Scherung ein Druck p und ein Mengenstrom Q.

Da die hier dargestellten Anwendungen nicht von relativen Linearbewegungen ausgehen, sondern von relativen Ro tationsbewegungen werden die Scherspalte bildenden Nuten vorzugsweise wie in Fig. 2 dargestellt ausgebildet. Hier ist eine Scheibe 11 gezeigt, in deren sichtbarer Stirn fläche 13 eine Nut 15 mit Seitenwänden 16, 17 ausgebildet ist, die mit einer ebenen Gegenfläche einen Scherspalt bildet, der Spiralform hat. Der Anfang 15a der Nut liegt in Randnähe und läuft in eine als Reservoir dienende Ring nut 18. Das achsnah liegende Ende 15e der Nut läuft in eine in Achsrichtung verlaufende Ausnehmung 19 ein, die sich zwischen den beiden Stirnflächen der Scheibe 11 er streckt und eine Verbindung des Scherspalts mit der Gegenseite der Scheibe 11 herstellt. Die zentrale Bohrung 20 der Scheibe wird gegenüber einer Achse, auf der die Scheibe antreibend zu befestigen ist, abgedichtet.

In gestrichelten Linien ist eine auf der Rückseite liegende weitere Nut 25 mit Seitenwänden 26, 27 erkennbar, die mit einer ebenen Gegenfläche einen weiteren Scherspalt bilden kann. Diese Nut 25 ist gegensinnig zur Nut 15 in Spiralform ausgebildet. Sie läuft außen mit ihrem Anfang 25a ebenso in eine Ringnut 28 ein, wie sie mit ihrem Ende 25e ebenso Verbindung mit der Ausnehmung 19 hat. Dreht sich die Scheibe gegenüber einer auf ihrer Stirnfläche 13 fest aufliegenden Gegenfläche in der durch den Pfeil ange deuteten Uhrzeigerrichtung so wird das Medium im Scher spalt vom Anfang 15a zum Ende 15e der Nut 15 gefördert. Anders betrachtet, das an der feststehenden Gegenfläche haftende Medium wird durch die Drehung der Scheibe durch den Scherspalt gezogen. Es wird hierbei Medium, das aus der Ringnut 18 gespeist wird, letztendlich über die Aus nehmung 19 auf die Rückseite der Scheibe 11 befördert. Bei entgegengesetzter Drehrichtung bewirkt die Nut 25 auf der Rückseite aufgrund ihrer gegensinnigen Ausbildung gerade das Gegenteil, d. h. Medium wird aus der Ringnut 28 über den Scherspalt auf der Rückseite der Scheibe vom Anfang 25a zum Ende 25e der Nut und über die Ausnehmung 19 auf die Vorderseite der Scheibe gefördert.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Kupplung 31 gezeigt, die eine Lamellenkupplung 32 umfaßt. Die Außenlamellen 33 sind mit dem mehrteiligen Gehäuse 35 der Kupplung drehfest verbunden, welches das erste Teil der Kupplung bildet. Die dazu jeweils wechselweise angeordneten Innenlamellen 34 sind mit dem als Nabe 36 ausgebildeten zweiten Teil der Kupplung drehfest verbunden. Gehäuse 35 und Nabe 36 sind gegeneinander abgedichtet. Im Gehäuse sitzt drehfest mit diesem verbunden ein Kolben 37, der mit einer zum Gehäuse gehörenden Wandung 38 eine Kammer bildet. In der Kammer läuft drehfest mit der Nabe 36 verbunden eine Scheibe 41, die im Prinzip ausgebildet ist, wie die Scheibe 11 gemäß Fig. 2. Es sind eine achsnahe Ausnehmung 49 sowie Scher spalte bildende Spiralnuten 45, 55 in den Oberflächen der Scheibe erkennbar.

In Fig. 4 ist ein Teil des Gehäuses 35, der damit um laufende Kolben 37 und die dahinterliegende zum Gehäuse gehörende Wandung 38 jeweils halb weggeschnitten darge stellt. Zwischen Kolben 37 und Wandung 38 liegt eine Scheibe 41, deren Einzelheiten im wesentlichen denen der aus Fig. 2 entsprechen. Es ist eine als Reservoir dienende außenliegende Ringnut 48 sowie eine spiralige Nut 45 erkennbar. Letztere verläuft zwischen ihrem Anfang 45a und ihrem Ende 45e und bildet mit der Gegenfläche des Kolbens 37 einen Scherspalt. Die Verbindung vom Ende 45e der Nut zur Gegenseite der Scheibe wird im vorliegenden Fall durch mehrere Axialbohrungen 49′ dargestellt, die anstelle der offenen Ausnehmungen 49 nach Fig. 3 treten. Die Drehrichtung der Scheibe entgegen dem Uhrzeigersinn gegenüber dem Gehäuse ist durch einen ersten Pfeil ange deutet; die dadurch erzeugt Förderrichtung in der Schernut durch einen zweiten Pfeil im Uhrzeigersinn. Diese letztere Förderrichtung gilt nur relativ zur Scheibe.

In Fig. 5 ist ein Ausschnitt der Fig. 3 im Bereich der Scheibe 41 dargestellt, wobei der axiale Abstand der Scheibe 41 jeweils gegenüber dem Kolben 37 oder der Wan dung 38 übertrieben dargestellt ist. Die Scheibe 41 ist über eine Wellenverzahnung 42 axial verschieblich mit der Nabe 36 verbunden. Bei einer ersten relativen Drehrichtung zwischen Nabe und Gehäuse (Fig. 5a) fördert der durch die Nut 55 gebildete Scherspalt Medium auf die linke Seite der Scheibe, wodurch der Kolben 37 vom Druck des Mediums be aufschlagt wird und seinerseits die Lamellenkupplung 32 beaufschlagt. Bei einer entgegengesetzten relativen Dreh richtung zwischen Gehäuse 35 und Nabe 36 wird der durch die Nut 45 gebildete Scherspalt wirksam und fördert Medium über die Ausnehmung 49 auf die rechte Seite der Scheibe. Durch den dort entstehenden Überdruck wird die Scheibe mit ihrer Stirnfläche gegen die Stirnseite des Kolbens 37 gedrückt, so daß die Schernut 45 gut abgedichtet wird. Die Wirkung hiervon ist, daß der Kolben unmittelbar von der Scheibe beaufschlagt und nach links verschoben wird und seinerseits die Lamellenkupplung 32 beaufschlagt. Eine Betätigung der Kupplung findet somit bei jeglicher Differenzdrehzahl zwischen den beiden Teilen der Kupplung 31 statt, d. h. bei einer relativen Drehung des Gehäuses 35 gegenüber der Nabe 36. Da abhängig von relativen Dreh richtung jeweils die eine oder die andere Schernut wirksam wird, wird verständlich, daß über eine unterschiedliche Gestaltung der beiden Schernuten eine fahrzustandsabhängig unterschiedliche Charakteristik der Kupplung dargestellt werden kann, insbesondere ein Aufheben oder Reduzieren der Sperrwirkung beim Bremsen des Fahrzeuges gegenüber einer möglichst hohen Sperrwirkung zum Zwecke einer verbesserten Traktion beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeuges.

Fig. 6 zeigt eine Kupplung, die im wesentlichen mit der in Fig. 3 gezeigten übereinstimmt. Entsprechende Einzel heiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auf die Beschreibung von Fig. 3 wird insoweit Bezug genommen. Ergänzend dazu ist im Gehäuse 35 auf der Gegenseite der Lamellenkupplung 32 zum Kolben 37 eine Ausnehmung 50 aus gebildet, in der eine Tellerfeder 51 einsitzt, die sich am Gehäuse abstützt und die Lamellenkupplung 32 mit einer Vorspannung F_p beaufschlagt. Erst nach Überwinden dieser Vorspannung stützt sich die Lamellenkupplung starr am Gehäuse 35 ab. Dies beeinflußt die Charakteristik der Kupplung in später noch zu erläuternder Weise.

In Fig. 7 ist eine Kupplung gezeigt, die im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten entspricht. Entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auf die Beschreibung von Fig. 3 wird insoweit Bezug genommen. Ergänzend ist in dem Kolben 37′ auf der Gegenseite zur Scheibe 41 eine Ausnehmung 50′ ausgebildet, in der eine Tellerfeder 51′ einliegt. Diese stützt sich über einen Sicherungsring im Gehäuse 35 ab und beaufschlagt den Kolben 37′ mit einer Vorspannung F_C. Erst nach Überwin den dieser Vorspannung beaufschlagt der Kolben 37′ die Lamellenkupplung. Die Lamellen der Lamellenkupplung 32 stützen sich auf der anderen Seite starr am Gehäuse 35 ab.

Hieraus ergibt sich eine Charakteristik der Kupplung, auf die später noch eingegangen wird.

In Fig. 8a ist jeweils im Halbschnitt ein Teil der Kupplung entsprechend den Darstellungen in Fig. 5 wieder gegeben, wobei im wesentlichen das Gehäuse 35 zwischen Wandung 38 und Kolben 37 mit der Scheibe 41 dargestellt ist. Gleichfalls ist die Nabe 36 und ein Teil der Rei bungskupplung 32 zu erkennen. Innerhalb der Scheibe 41 liegt ein radialer Kurzschlußkanal 52, der die Ausnehmung 49 mit den beiden Ringnuten 48, 58 am äußeren Rand der Scheibe bzw. mit dem jeweiligen Anfang der die Scherspalte bildenden Nuten 45, 55 verbindet. Der Kanal 52 ist durch einen Schieber 59 steuerbar, der unter der Kraft einer Feder 60 schließt und fliehkraftbetätigt öffnet. Wahlweise kann auch nur eine der beiden Scherspalte bildenden Nuten 45, 55 mit einem Kurzschlußkanal versehen werden.

In Fig. 8b ist im wesentlichen der gleiche Ausschnitt einer Kupplung wie in Fig. 8a dargestellt. Ein radialer Kurzschlußkanal 52′ in der Scheibe stellt in diesem Fall nur die Verbindung der nicht erkennbaren inneren Aus nehmung mit einer der außenliegenden Ringnuten 48 bzw. dem Anfang der einen Scherspalt bildenden Nut 45 her. Der Querschnitt des Kurzschlußkanals 52 ist am radial innen liegenden Ende über einen Schieber 61, der über eine Klaue 62 betätigbar ist, öffen- und schließbar.

In Fig. 9 ist eine erfindungsgemäße Kupplung 71 gemäß der zweiten Lösung gezeigt, die eine Viskokupplung 72 umfaßt. Die Kupplung besteht aus einem mehrteiligen Gehäuse 75 und einer Nabe 76, die gegeneinander abgedichtet sind, und die Kammer 91 der Viskokupplung 72 ausbilden. Die Außen lamellen 73 der Viskokupplung sind drehfest mit dem Ge häuse 75 verbunden, die Innenlamellen 74 mit der Nabe 76.

Am Ende wird die Kammer von einer mit dem Gehäuse 75 fest verbundenen Wandung 78 abgeschlossen, die mit einer Scheibe 81 in Anlage ist, die drehfest mit der Nabe 76 verbunden ist. In der Scheibe 81 ist stirnseitig eine Nut 85 ausgebildet, die mit der Gegenfläche der Wandung 78 einen Scherspalt bildet. Im Gehäuse 75 sitzt weiterhin ein verschiebbarer Ringkolben 79 ein, der sich über eine Tellerfeder 93 abstützt. Zwischen Wandung 78 und Ring kolben 79 ist eine Ausgleichskammer 92 ausgebildet. Diese ist über eine Axialbohrung 90 in der Wandung 78 mit dem äußeren Ende der einen Scherspalt bildenden Nut 85 ver bunden. Das innere Ende der den Scherspalt bildenden Nut 85 ist über eine Axialbohrung 89 mit dem Inneren der Kammer 91 verbunden.

Weitere Einzelheiten sind in Fig. 10 erkennbar. Ein Teil des Gehäuses 75, die Wandung 78 und der Ringkolben 79 sind teilweise weggeschnitten dargestellt. Hierin ist die Scheibe 81 in Schrägansicht dargestellt. Es ist eine Ring nut 88 im Randbereich erkennbar; weiterhin die spiral förmige Nut 85 mit ihrem Anfang 85a radial außen und ihrem Ende 85e radial innen, die mit der Gegenfläche der Wandung 78 den Scherspalt bildet. Am Ende 85e der Nut 85 befindet sich eine Axialbohrung 89, die eine Verbindung mit der Gegenseite und damit zum Inneren der Kammer 91 der Visko kupplung 72 darstellt. Im der gehäusefesten Wandung 78 finden sich Axialbohrungen 90, die Verbindungen zwischen der Ringnut 88 und damit dem Anfang 85a der Nut und der links von der Wandung 78 liegenden Ausgleichskammer 92 herstellen. Je nach relativer Drehrichtung zwischen Kupplungsgehäuse 75 und Nabe 76 und damit zwischen Scheibe 77 und Wandung 81 fördert die Anordnung Medium aus der Kupplungskammer 91 in die Ausgleichskammer 92 oder umge kehrt. Bei der durch den Pfeil entgegen der Uhrzeiger richtung bezeichneten Drehrichtung der Scheibe 81 wird Medium in der durch den weiteren Pfeil bezeichneten Rich tung im Scherspalt vom Anfang zum Ende der Spiralnut 85 gefördert und damit aus der Ausgleichskammer 92 ins Innere der Viskokupplung.

In Fig. 11 sind mögliche Kennlinien C von erfindungsge mäßen Kupplungstypen dargestellt, wobei die Indeces der charakteristischen Linien die Kupplungen nach ihrer ent sprechenden Zeichnungsnummer bezeichnen. Es ist jeweils das Drehmoment über der Differenzdrehzahl angegeben. Zum Vergleich ist eine wesentlich flacher verlaufende Kenn linie C_vc einer ungesteuerten Viskokupplung nach dem Stand der Technik dargestellt.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen ver stellbaren Kolben beaufschlagbar ist, der eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Kammer begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben beaufschlagende Druck durch die Förderung einer in einem seitlich begrenzten Scher spalt mit einer Umfangskomponente zwischen zwei re lativ zueinander drehenden Wandungen in Form von Scheiben- oder Rotationsflächen befindlichen viskosen Flüssigkeit aufgrund von Scherkräften erzeugt wird.

2. Verfahren zur Steuerung einer Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Viskokupplung umfaßt, deren Lamellen axial wechselweise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind und in einer mit viskoser Flüssigkeit gefüllten Kammer angeordnet sind, wobei die Viskokupplung über eine Druck- oder Mengenänderung in der Kammer steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Kammer durch die Förderung einer in einem seitlich begrenzten Scherspalt mit einer Umfangskomponente zwischen zwei relativ zueinander drehenden Wandungen in Form von Scheiben- oder Ro tationsflächen befindlichen viskosen Flüssigkeit auf grund von Scherkräften erzeugt wird.

3. Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren Reibelemente jeweils mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungskupplung über zumindest einen verstellbaren Kolben beaufschlag bar ist, der eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Kammer begrenzt, deren Rotationsgehäuse von dem einen der drehbaren Teile und dem damit umlaufenden Kolben gebildet wird und in der ein mit dem anderen der dreh baren Teile verbundener Rotationskörper umläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotationskörper axial in der Kammer so ver schiebbar ist, daß er sich mit seinen Stirnflächen an den Endflächen der Kammer anlegen kann,
daß Rotationsflächen des Rotationskörpers mit Gegen flächen der die Kammer bildenden Teile zwei gegen sinnig zwischen jeweils einem Anfang und einem Ende verlaufende Scherspalte mit einer Umfangskomponente bilden,
daß die Scherspalte an ihrem Anfang jeweils mit einem Reservoir verbunden sind und an ihrem Ende jeweils in einem Verbindungskanal münden, der zwischen einer der Stirnflächen des Rotationskörpers und der entsprechen den Endfläche der Kammer endet.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherspalte durch Nuten in den Rotations flächen des Rotationskörpers oder in den Gegenflächen des Rotationsgehäuses bzw. des Kolbens gebildet werden.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsflächen des Rotationskörpers und die Gegenflächen des Rotationsgehäuses bzw. des Kolbens, die die Scherspalte bilden, radial eben oder konisch oder zylindrisch sind.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in radial ebenen oder konischen Rotations flächen liegenden einen Scherspalt bildenden Nuten eine Radialkomponente aufweisen und spiralig verlaufen.

7. Kupplung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reservoir jeweils eine konzentrische Ringnut in den Rotationsflächen des Rotationskörpers oder den Gegenflächen des Rotationsgehäuses bzw. des Kolbens am Anfang einer einen Scherspalt bildenden Nut vorgesehen ist.

8. Kupplung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reservoir jeweils eine Vertiefung in den Ro tationsflächen des Rotationskörpers oder den Gegen flächen des Rotationsgehäuses bzw. des Kolbens am An fang einer einen Scherspalt bildenden Nut vorgesehen ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die gegensinnigen Scherspalte bildenden Nuten unterschiedlich ausgebildet sind, insbesondere unterschiedlich lang sind.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einer einen Scherspalt bildenden Nut ein Kurzschlußkanal vorgesehen ist, der den Anfang der Nut mit ihrem Ende steuerbar verbindet.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel im Kurzschlußkanal ein gegen die Kraft einer Feder fliehkraftbetätigter Steuerschieber vorgesehen ist.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel im Kurzschlußkanal ein extern steuerbarer Schieber vorgesehen ist.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung als Lamellenkupplung ausge bildet ist, deren Lamellen axial wechselweise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile verbunden sind und daß der Kolben axial verstellbar ist.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Ge häuse abstützen und die Lamellen auf der dem Kolben entgegengesetzten Seite beaufschlagen.

15. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Ge häuse abstützen und den Kolben auf der den Lamellen zugewandten Seite beaufschlagen.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit ein dilatantes Medium ist, dessen Viskosität über der Schergeschwindigkeit zu nimmt.

17. Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Viskokupplung umfaßt, deren Lamellen jeweils wechsel weise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile drehfest verbunden sind und in einer mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllten Kammer angeordnet sind, die durch die zueinander drehbaren Teile gebildet wird, und die über eine Ausgleichskammer verfügt, aus der viskose Flüssigkeit zur Mengen- oder Druckerhöhung ins Innere der Kammer der Viskokupplung gefördert werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Rotationskörper vorgesehen sind, von denen der eine mit dem einen der drehbaren Teile und der andere mit dem anderen der drehbaren Teile umläuft,
daß eine Rotationsfläche des einen Rotationskörpers an der entsprechenden Rotationsfläche des anderen Rota tionskörpers unter Bildung eines Ringspaltes anliegt und beide miteinander zumindest einen zwischen einem Anfang und einem Ende verlaufenden Scherspalt mit einer Umfangskomponente bilden, wobei der Anfang des Scherspalts mit der Ausgleichskammer und das Ende des Scherspalts mit der Kammer der Viskokupplung verbunden ist.

18. Kupplung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Scherspalt durch eine Nut in einer der aneinanderliegenden Rotationsflächen ge bildet wird.

19. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsflächen, die den Scherspalt bilden, als Radialebenen oder als Konusflächen oder als Zylinderflächen ausgebildet sind.

20. Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer radial ebenen oder einer konischen Rotationsfläche liegende einen Scherspalt bildende Nut eine Radialkomponente aufweist und spiralig verläuft.

21. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer von einem der zueinander drehbaren Teile und einem mit diesen umlaufenden axial verschiebbaren federbelasteten Kolben begrenzt wird.

22. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfang der den Scherspalt bildenden Nut über zumindest eine Axialbohrung oder -ausnehmung in dem einen der Rotationskörper mit der Ausgleichskammer verbunden ist.

23. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der den Scherspalt bildenden Nut über zumindest eine Axialbohrung oder -ausnehmung in dem zweiten der Rotationskörper mit der Kammer der Viskokupplung verbunden ist.

24. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Rotationskörper als radiale Wand einstückig mit dem einen der zueinander drehbaren Teile ausgebildet ist.