DE3928976C1 - - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nach­ folgend näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 das Antriebsschema eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeuges mit im Antriebsstrang einge­ bauter Flüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Flüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 3 die vergrößerte Detaildarstellung eines Z- förmig abgekröpften Zahnes einer Außenlamelle einer Flüssigkeitsreibungskupplung nach der Fig. 2;

Fig. 4 die Draufsicht auf eine Außenlamelle mit abgekröpften Zähnen einer Flüssigkeits­ reibungskupplung nach der Fig. 2;

Fig. 5 die Seitenansicht einer Außenlamelle mit abgekröpften Zähnen nach der Fig. 4,

Fig. 6 eine Innenlamelle mit Z-förmig abgekröpften Zähnen,

Fig. 7 ein zweites Antriebsschema eines vierradge­ triebenen Kraftfahrzeuges mit in der Hinter­ achse eingebautem Torque-Splitter.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung von Z-förmigen abge­ kröpften Zähnen 8 a an einer Innenlamelle 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.

Claims (3)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit mindestens einer Kupplungsnabe und einem drehbar auf der Kupplungsnabe gelagerten Kupplungsgehäuse, mit denen in einer be­ stimmten Folge wechselweise jeweils über Verzahnungen 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 Lamellen­ satzes jeweils axial verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen (8) der Ver­ zahnungen der axial nicht verschiebbaren Lamellen (7) Z-förmig aus der Ebene der jeweiligen Lamelle gekröpft sind, und daß die beiden Kröpfungswinkel (14, 14 a) angenähert 90° betragen.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen (8) der mit dem Kupplungsgehäuse (2) drehfest verbundenen Außenla­ mellen (7) Z-förmig abgekröpft sind.

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen (8) der mit der/den Kupplungsnabe(n) (1) drehfest verbundenen Innenlamellen (6) Z-förmig abgekröpft sind.