FR2651288A1

FR2651288A1 - FRICTION AND LIQUID DISC COUPLING.

Info

Publication number: FR2651288A1
Application number: FR9010524A
Authority: FR
Inventors: Schumann Siegfried; Gimpel Wolfgang
Original assignee: Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1991-03-01
Anticipated expiration: 2010-08-21
Also published as: IT9021217A0; ATA165390A; AT394625B; FR2651288B1; IT9021217A1; JPH0819978B2; GB9017970D0; JPH0389032A; GB2235272B; GB2235272A; IT1246423B; DE3928976C1

Abstract

Accouplement à friction et à liquide, comportant au moins un moyeu (1) sur lequel est monté à rotation un boîtier (2), ce moyeu et ce boîtier étant liés, à chaque fois par des dentures (4, 5), à des disques (7, 6) appartenant à des jeux de disques qui sont alternés selon une séquence déterminée, les disques de l'un des jeux étant séparés les uns des autres par un écartement axial prédéterminé, tandis que les disques de l'autre jeu de disques sont déplaçables axialement en translation. Un nombre prédéterminé de dents (8) des dentures des disques non déplaçables axialement (7) sont déportées hors du plan de leur disque par un double coudage formant un profil en Z, et par le fait que les deux angles de coudage valent approximativement 90degré .Friction and liquid coupling, comprising at least one hub (1) on which is rotatably mounted a housing (2), this hub and this housing being linked, each time by teeth (4, 5), to discs (7, 6) belonging to sets of discs which are alternated in a determined sequence, the discs of one of the sets being separated from each other by a predetermined axial spacing, while the discs of the other set of discs are axially movable in translation. A predetermined number of teeth (8) of the teeth of the axially non-displaceable discs (7) are offset out of the plane of their disc by a double bend forming a Z profile, and by the fact that the two bend angles are approximately 90 degrees.

Description

ACCOUPLEMENT A DISQUES DE FRICTION ET A LIQUIDEFRICTION AND LIQUID DISC COUPLING

L'invention concerne un accouplement à friction et à liquide, comportant au moins un moyeu sur lequel est monté à rotation un boîtier, ce moyeu et ce boîtier étant liés, à chaque fais par des dentures, à des disques appartenant à des jeux de disques qui sont alternés selon une séquence déterminée, les disques de l'un des jeux étant séparés les uns des autres par un écartement axial prédéterminé, tandis que les disques de l'autre jeu de disques sont déplaçables The invention relates to a friction and liquid coupling, comprising at least one hub on which a housing is rotatably mounted, this hub and this housing being linked, each time by teeth, to discs belonging to sets of discs which are alternated in a determined sequence, the discs of one of the sets being separated from each other by a predetermined axial spacing, while the discs of the other set of discs are movable

axialement en translation.axially in translation.

Dans de tels accouplements ou embrayages à friction et à liquide, tels que ceux connus par exemple par le brevet allemand 38 28 421 C1, on utilise des bagues dites d'écartement, ayant une épaisseur préterminée, pour réaliser l'écartement. Ces bagues d'écartement sont fendues et présentent un diamètre extérieur légèrement plus grand que le diamètre intérieur du boîtier de l'accouplement, afin de s'appliquer avec précontrainte contre la paroi interne du boîtier. Cela présente toutefois l'inconvénient que le montage des disques ne peut pas être réalisé automatiquement, ou ne peut l'être qu'à un coût important. Il en résulte que les disques sont In such friction and liquid couplings or clutches, such as those known for example from German patent 38 28 421 C1, so-called spacing rings, having a pre-determined thickness, are used to achieve spacing. These spacer rings are split and have an outside diameter slightly larger than the inside diameter of the coupling housing, in order to apply prestress against the internal wall of the housing. However, this has the drawback that the mounting of the discs cannot be carried out automatically, or can only be carried out at significant cost. As a result, the discs are

encore montés à la main.still mounted by hand.

Par le brevet américain US P 3,058,027, il est connu qu'un certain nombre de dents des disques soient déportées par coudage, afin d'obtenir un effet de rappel élastique. Un tel départ par coudage ne convient toutefois pas pour réaliser un écartement déterminé des disques, car les tolérances du diamètre extérieur, et notamment le centrage des disques, sont extrêmement sévères afin d'obtenir une valeur d'écartement uniforme, alors que du fait de leurs forces de rappel les coudages n'autorisent pas de telles tolérances, ou ne le font qu'à un coût notable. Par le brevet allemand 37 26 641 C1, il est connu de prévoir dans un jeu de disques des parties repoussées en forme de mentonnet, lesquelles s'alignent mutuellement dans un sens de rotation et provoquent un accroissement de l'écartement des disques concernés. Cet agencement a toutefois pour but de conférer à l'accouplement à friction et à liquide une caractéristique de couple différente pour les deux sens de rotation. De telles parties repoussées ne permettent pas de réaliser un écartement fixe, prédéterminé, des disques. La présente invention a pour but de réaliser un accouplement à friction et à liquide, du type indiqué au début, qui permettra d'obtenir un écartement parfait entre les disques, cela tout en omettant les By American patent US P 3,058,027, it is known that a certain number of disc teeth are offset by bending, in order to obtain an elastic return effect. Such a start by bending is however not suitable for achieving a determined spacing of the discs, because the tolerances of the outside diameter, and in particular the centering of the discs, are extremely strict in order to obtain a uniform spacing value, whereas due to their restoring forces bends do not allow such tolerances, or do so only at a significant cost. By German patent 37 26 641 C1, it is known to provide in a set of discs repulsed parts in the form of a chin, which align with each other in a direction of rotation and cause an increase in the spacing of the discs concerned. The purpose of this arrangement, however, is to give the friction and liquid coupling a different torque characteristic for the two directions of rotation. Such pushed back parts do not make it possible to achieve a fixed, predetermined spacing of the discs. The object of the present invention is to produce a friction and liquid coupling, of the type indicated at the start, which will make it possible to obtain perfect spacing between the discs, this while omitting the

bagues ou anneaux d'écartement utilisés dans l'art antérieur. spacers or rings used in the prior art.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'un nombre prédéterminé de dents des dentures des disques non déplaçables axialement sont déportées hors du plan de leur disque par un double coudage formant un profil en Z, et par le fait que les deux angles de According to the invention, this object is achieved by the fact that a predetermined number of teeth of the teeth of the discs which are not axially displaceable are offset outside the plane of their disc by a double bending forming a Z-profile, and by the fact that the two angles of

coudage valent approximativement 90'. bending is approximately 90 '.

Cette disposition permet aux disques prévus pour un accouplement à friction et à liquide d'être séparés les uns des autres par des écartements précis, prédéterminés. De tels disques conviennent pour le montage automatique et, selon le but recherché, les disques intérieurs ou les disques extérieurs peuvent être munis de dents coudées deux fois. Comme il faut utiliser des angles de coudage d'environ 90' pour réaliser le double coudage donnant un profil en Z, la précision dimensionnelle des déports axiaux n'est déterminée que par la précision de l'outil utilisé à cette fin. D'autres tolérances, telles que le diamètre extérieur, le diamètre intérieur ou l'épaisseur de matière n'interviennent pas dans l'exactitude dimensionnelle des parties déportées par coudage. Un autre avantage du double coudage prévu par l'invention est que les dents ainsi doublement coudées ne sont soumises à aucun moment fléchissant. Les forces axiales agissant sur les parties déportées maintenant l'écartement ne peuvent se This arrangement allows the discs provided for a friction and liquid coupling to be separated from each other by precise, predetermined spacings. Such discs are suitable for automatic mounting and, depending on the purpose, the inner discs or the outer discs can be provided with teeth bent twice. As it is necessary to use bending angles of approximately 90 'to carry out the double bending giving a Z-shaped profile, the dimensional accuracy of the axial offsets is only determined by the precision of the tool used for this purpose. Other tolerances, such as the outside diameter, the inside diameter or the thickness of material, do not affect the dimensional accuracy of the parts offset by bending. Another advantage of the double bending provided by the invention is that the teeth thus doubly bent are not subjected to any bending moment. The axial forces acting on the offset parts maintaining the distance cannot be

manifester qu'en tant que forces de compression dans les âmes axiales. manifest that as compressive forces in axial souls.

Dans une forme de réalisation préférée, autorisant notamment un montage simple, il est prévu qu'un nombre prédéterminé de dents des disques extérieurs solidarisés en rotation au bottier de l'accouplement sont dotées de deux coudes créant un profil en forme de Z. Dans le cas d'un accouplement à friction et à liquide réalisé en tant que répartiteur de couple, il y a deux jeux de disques intérieurs, et un nombre prédéterminé de dents des disques intérieurs solidarisés en rotation avec le ou les moyeu(x) de l'accouplement sont façonnées en forme de Z. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront In a preferred embodiment, allowing in particular simple mounting, it is provided that a predetermined number of teeth of the outer discs secured in rotation to the coupling housing are provided with two elbows creating a Z-shaped profile. in the case of a friction and liquid coupling produced as a torque distributor, there are two sets of internal discs, and a predetermined number of teeth of the internal discs secured in rotation with the hub (s) of the coupling are shaped in a Z shape. The characteristics and advantages of the invention will become apparent

plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à more fully in the description presented in the following, at

titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexes dont les figures représentent: - la figure 1, le schéma d'entraînement d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, avec un accouplement à friction et à liquide monté dans la chaîne cinématique d'entraînement; la figure 2, une vue longitudinale, en coupe partielle, d'un accouplement ou embrayage, à friction et à liquide, conforme à l'invention; - la figure 3, à une échelle agrandie, un détail montrant une dent, façonnée en Z, d'un disque extérieur d'un accouplement selon la figure 2; - la figure 4, une vue en plan d'un disque extérieur avec dents déportées par double coudage, ce disque étant destiné à un accouplement à friction et à liquide selon la figure 2; - la figure 5, une vue latérale d'un disque extérieur avec dents déportées selon la figure 4; - la figure 6, un disque intérieur avec dents mises en forme de Z par double coudage; et - la figure 7, un deuxième schéma de l'entraînement d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, avec un répartiteur de couple by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings, the figures of which represent: - Figure 1, the drive diagram of a four-wheel drive motor vehicle, with a friction and liquid coupling mounted in the chain drive kinematics; Figure 2, a longitudinal view, in partial section, of a coupling or clutch, friction and liquid, according to the invention; - Figure 3, on an enlarged scale, a detail showing a tooth, shaped in Z, of an outer disc of a coupling according to Figure 2; - Figure 4, a plan view of an outer disc with teeth offset by double bending, this disc being intended for a friction and liquid coupling according to Figure 2; - Figure 5, a side view of an outer disc with offset teeth according to Figure 4; - Figure 6, an inner disc with teeth Z-shaped by double bending; and - Figure 7, a second diagram of the drive of a four-wheel drive motor vehicle, with a torque distributor

monté dans l'essieu arrière.mounted in the rear axle.

La figure i montre le schéma de l'entraînement d'un véhicule automobile 15 à quatre roues motrices, lequel a été conçu au départ en tant que véhicule à traction avant. Les deux roues avant 16 sont ici entraînées par le moteur 8, par l'intermédiaire d'une transmission principale 19 et d'un différentiel d'essieu avant 20, ainsi que par Figure i shows the diagram of the drive of a four-wheel drive motor vehicle 15, which was originally designed as a front-wheel drive vehicle. The two front wheels 16 are here driven by the motor 8, via a main transmission 19 and a front axle differential 20, as well as by

l'intermédiaire de demi-arbres ou arbres latéraux avant 21. via half-shafts or front side shafts 21.

L'entraînement des roues arrière 17 est dérivé de l'entraînement du différentiel 20 de l'essieu avant. A cette fin, un différentiel intermédiaire 22 ("différentiel central") est conjugué au différentiel de l'essieu avant et est équipé d'un accouplement ou embrayage à friction et liquide, comme celui représenté sur la figure 2, afin d'obtenir en fonction de la vitesse de rotation un effet de blocage du différentiel intermédiaire. Ce différentiel intermédiaire 22 est relié, par l'intermédiaire d'un arbre longitudinal 23, au différentiel 24 de l'essieu arrière à partir duquel les roues arrière 17 peuvent être entraînées par l'intermédiaire de demi-arbres ou arbres latéraux The rear wheel drive 17 is derived from the differential drive 20 of the front axle. To this end, an intermediate differential 22 ("central differential") is combined with the differential of the front axle and is equipped with a friction or liquid coupling or clutch, like that shown in FIG. 2, in order to obtain depending on the speed of rotation a locking effect of the intermediate differential. This intermediate differential 22 is connected, via a longitudinal shaft 23, to the differential 24 of the rear axle from which the rear wheels 17 can be driven via half-shafts or lateral shafts

arrière 25.rear 25.

L'accouplement à friction et à liquide représenté sur la figure 2 est constitué, pour l'essentiel, par un moyeu d'accouplement 1, sur lequel est monté à rotation un boîtier 2 dont l'étanchéité est réalisée par des joints d'étanchéité 3. La paroi interne du boîtier 2 de l'accouplement est munie de dentures intérieures 4, tandis que le moyeu 1 de l'accouplement présente des dentures extérieures 5. Des lamelles ou disques intérieurs 6 munis de dentures correspondantes sont agencés de manière à être en prise dans les dentures extérieures 5 tout en pouvant coulisser axialement sur le moyeu i de l'accouplement. Des lamelles ou disques extérieurs 7 munis de dents correspondantes 9 sont solidarises en rotation au boîtier de l'accouplement 2, par les The friction and liquid coupling shown in FIG. 2 consists essentially of a coupling hub 1, on which a housing 2 is mounted for rotation, the sealing of which is achieved by seals 3. The internal wall of the housing 2 of the coupling is provided with internal teeth 4, while the hub 1 of the coupling has external teeth 5. Internal lamellae or discs 6 provided with corresponding teeth are arranged so as to be engaged in the external teeth 5 while being able to slide axially on the hub i of the coupling. Lamellae or outer disks 7 provided with corresponding teeth 9 are secured in rotation to the coupling housing 2, by the

dentures intérieures 4.interior teeth 4.

Dans le volume intérieur 11 du boîtier 2 de l'accouplement sont agencés, en alternant selon une séquence déterminée, des disques intérieurs 6 et des disques extérieurs 7. Les dents 9 des disques extérieurs 7, radialement situées à l'extérieur, sont munies d'un nombre prédéterminé de dents 8 façonnées de manière à comporter deux coudes lui conférant une forme en Z. afin de créer un écartement par rapport aux disques extérieurs voisins 7. Entre les disques intérieurs 6 et les disques extérieurs 7 subsiste un espace libre 12 dans lequel les disques intérieurs 6 peuvent être déplacés axialement, tandis que les disques extérieurs 7 sont maintenus séparés les uns des autres par un intervalle fixé par les dents coudées deux fois pour avoir une forme en Z. Ces dents façonnées en Z coopèrent chacune par son côté en In the interior volume 11 of the housing 2 of the coupling are arranged, alternating in a determined sequence, interior disks 6 and exterior disks 7. The teeth 9 of the exterior disks 7, radially located outside, are provided with '' a predetermined number of teeth 8 shaped so as to have two elbows giving it a Z shape. in order to create a spacing with respect to the neighboring external discs 7. Between the internal discs 6 and the external discs 7 there remains a free space 12 in which the inner discs 6 can be moved axially, while the outer discs 7 are kept separated from each other by an interval fixed by the teeth bent twice to have a Z shape. These teeth shaped in Z each cooperate by its side in

départ avec les dents non déformées 9 des disques extérieurs 7. departure with the non-deformed teeth 9 of the outer discs 7.

La figure 3 montre que les dents 8 à deux coudes leur conférant une forme en Z sont mises en équerre hors du plan du disque extérieur concerné 7, cela à chaque fois d'un angle droit 14. Après la formation d'une âme axiale 13 de longueur prédéterminée dépendant de l'écartement désiré, la dent 8 concernée est contrecoudée en Z au moyen d'un deuxième angle droit 14a qui met son extrémité dans une direction parallèle au plan du disque extérieur. L'âme axiale 13 est donc perpendiculaire au plan du disque extérieur concerné 7 et n'a aucun moment fléchissant à supporter lors de l'établissement d'un écartement FIG. 3 shows that the teeth 8 with two elbows giving them a Z shape are set square outside the plane of the external disk concerned 7, this each time at a right angle 14. After the formation of an axial core 13 of predetermined length depending on the desired spacing, the tooth 8 concerned is counter-bent in Z by means of a second right angle 14a which puts its end in a direction parallel to the plane of the external disc. The axial core 13 is therefore perpendicular to the plane of the external disk concerned 7 and has no bending moment to bear when establishing a spacing

par rapport au disque extérieur voisin non représenté. relative to the neighboring external disk not shown.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, on a prévu cinq dents 8 façonnées en Z, à chaque fois par deux coudes. Le nombre des dents façonnées en Z peut toutefois dépendre à volonté du pas de la denture extérieure. Il faut toutefois prévoir au moins trois dents façonnées en forme de Z. Le disque extérieur représenté 7 est muni de perforations 10 en forme de fente ou d'encoche. Lors du montage des disques extérieurs 7, les dents 8 façonnées en Z doivent In the embodiment shown in Figure 4, there are provided five teeth 8 shaped in Z, each time by two elbows. The number of teeth shaped in Z can however depend at will on the pitch of the external toothing. However, it is necessary to provide at least three teeth shaped in the shape of a Z. The outer disk shown 7 is provided with perforations 10 in the form of a slot or notch. When mounting the outer discs 7, the teeth 8 formed in Z must

s'appliquer chacune contre une dent du disque extérieur le plus voisin. apply each against a tooth on the nearest outer disc.

Cele peut être obtenu par exemple par l'agencement de repères d'indexage non représentés, sur les disques, et par une configuration This can be obtained for example by the arrangement of indexing marks, not shown, on the disks, and by a configuration.

correspondante dans le dispositif d'amenée automatique. corresponding in the automatic feeding device.

La figure 5 montre que les dents coudées deux fois 8 autorisent l'établissement d'écartements au moyen d'âmes axiales 13 qui peuvent être réalisées avec une précision dimensionnelle suffisante. Un accouplement ou embrayage à friction et liquide ainsi muni de disques extérieurs 7 écartés de cette manière peut être par exemple conjugué au différentiel intermédiaire 22 d'un véhicule automobile, comme représenté par le schéma d'entraînement selon la figure 1. Dans cet exemple représenté, le moyeu 1 de l'accouplement est la partie entrainante tandis que le bottier 2 de l'accouplement est la partie entraînée qui, par l'intermédiaire de l'arbre longitudinal 23, est reliée au différentiel 24 de l'essieu arrière. Le volume intérieur du boîtier 2 de l'accouplement est au moins partiellement rempli d'un fluide visqueux, de préférence une huile silicone. La figure 6 montre un agencement de dents façonnées en Z, 8a, FIG. 5 shows that the teeth bent twice 8 allow the establishment of gaps by means of axial webs 13 which can be produced with sufficient dimensional precision. A friction and liquid coupling or clutch thus provided with external discs 7 spaced in this way can for example be combined with the intermediate differential 22 of a motor vehicle, as represented by the drive diagram according to FIG. 1. In this example represented , the hub 1 of the coupling is the driving part while the boot 2 of the coupling is the driven part which, via the longitudinal shaft 23, is connected to the differential 24 of the rear axle. The interior volume of the coupling housing 2 is at least partially filled with a viscous fluid, preferably a silicone oil. FIG. 6 shows an arrangement of teeth shaped in Z, 8a,

sur un disque intérieur 6.on an inner disc 6.

La figure 7 donne une représentation de principe de l'architecture d'un entraînement d'un véhicule automobile, dans lequel le différentiel intermédiaire 22 est remplacé par un répartiteur de couple 28 (TorqueSplitter). Ce répartiteur de couple 28 remplace simultanément le différentiel intermédiaire 22 et le différentiel habituel (24) pour les roues arrière. Le répartiteur de couple 28 est constitué par un boîtier 26 entraîné au moyen de la transmission d'angle 27, ce boîtier étant solidarisé en rotation à un jeu de disques extérieurs, et par deux jeux de disques intérieurs conjugués chacun à un entraînement de roue. L'invention peut ici être utilisée de manière particulièrement avantageuse puisqu'il faut monter ici un grand nombre de disques pour lequel les répercussions d'une automatisation sont FIG. 7 gives a principle representation of the architecture of a drive of a motor vehicle, in which the intermediate differential 22 is replaced by a torque distributor 28 (TorqueSplitter). This torque distributor 28 simultaneously replaces the intermediate differential 22 and the usual differential (24) for the rear wheels. The torque distributor 28 is constituted by a housing 26 driven by means of the angle transmission 27, this housing being secured in rotation to a set of external discs, and by two sets of internal discs each conjugated to a wheel drive. The invention can be used here in a particularly advantageous way since a large number of disks have to be mounted here for which the repercussions of an automation are

avantageuses.advantageous.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the devices or methods which have just been described solely by way of nonlimiting example, without departing from the

cadre de l'invention.part of the invention.

REVEIDICATIOMS:REVEIDICATIOMS:

1. Accouplement à friction et à liquide, comportant au moins un moyeu (1) sur lequel est monté à rotation un boîtier (2), ce moyeu et ce boîtier étant liés, à chaque fois par des dentures (4, 5), à des disques (7, 6)" appartenant à des jeux de disques; qui sont alternés selon une séquence déterminée, les disques de l'un des jeux étant séparés les uns des autres par un écartement axial prédéterminé, tandis que les disques de l'autre jeu de disques sont déplaçables axialement en translation, caractérisé par le fait qu'un nombre prédéterminé de dents (8) des dentures des disques non déplaçables axialement (7) sont déportées hors du plan de leur disque par un double coudage formant un profil en Z, et par le fait que les deux 1. Friction and liquid coupling, comprising at least one hub (1) on which a housing (2) is rotatably mounted, this hub and this housing being linked, each time by teeth (4, 5), to discs (7, 6) "belonging to sets of discs; which are alternated in a determined sequence, the discs of one of the sets being separated from each other by a predetermined axial spacing, while the discs of the another set of discs are axially displaceable in translation, characterized in that a predetermined number of teeth (8) of the teeth of the discs which are not axially displaceable (7) are offset from the plane of their disc by a double bending forming a profile in Z, and by the fact that the two

angles de coudage (14, 14a) valent approximativement 90'. bending angles (14, 14a) are approximately 90 '.

2. Accouplement à friction et à liquide selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un nombre prédéterminé de dents (8) des disques extérieurs (7) solidarisés en rotation au boîtier (2) de l'accouplement sont dotées de deux coudes créant un profil en forme de 2. Friction and liquid coupling according to claim 1, characterized in that a predetermined number of teeth (8) of the outer discs (7) secured in rotation to the housing (2) of the coupling are provided with two elbows creating a profile in the form of

Z.Z.

3. Accouplement à friction et à liquide selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un nombre prédéterminé de dents (8) des disques intérieurs (6) solidarisés en rotation avec le ou les moyeu(x) (1) de l'accouplement sont façonnées en forme de Z. 3. Friction and liquid coupling according to claim 1, characterized in that a predetermined number of teeth (8) of the inner discs (6) secured in rotation with the hub (s) (x) (1) of the couplings are shaped in a Z shape.