DE3523195A1 - Clutch combination - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungskombination bestehend aus zwei drehmomentmäßig hintereinandergeschalteten Visko sekupplungen, von denen eine in bekannter Weise als Lamel lenkupplung aufgebaut ist.The invention relates to a clutch combination from two torque-connected viscos couplings, one of which is known as a lamella steering clutch is constructed.
Die Zusammenfassung zweier Viskosekupplungen zu einer Kupp lungseinheit ist bekannt (DE-OS 22 09 879). Bei der be schriebenen Kupplungseinheit ist eine erste Viskosekupplung vorgesehen, die sich mit einem Kupplungsteil drehmomentmä ßig über eine Nockenscheibe abstützt. Durch die Nocken scheibe wird in Verbindung mit Wälzkörpern, aus dem in der ersten Viskosekupplung jeweils anstehenden Drehmoment eine axiale Kraftkomponente abgeleitet, die in eine parallel geschaltete zweite, als Reibungs- oder Viskosekupplung auf gebaute Kupplung als Normalkraft einwirkt. The combination of two viscous clutches into one dome lungseinheit is known (DE-OS 22 09 879). At the be coupling unit is a first viscous coupling provided that torque with a coupling part ß supported on a cam. Through the cams disc is used in conjunction with rolling elements, from which in the first viscous clutch each torque present axial force component derived in a parallel switched second, as a friction or viscous clutch built coupling acts as normal force.
Bei der beschriebenen Kupplung ist es von Nachteil, daß in der ersten Viskosekupplung sich einstellende temperaturbe dingte Veränderungen durch die parallel geschaltete zweite Kupplung verstärkt werden. Ein etwa eintretendes unkontrol liertes Kupplungsverhalten macht sich daher am Kupplungs ausgang in verstärktem Maße bemerkbar.In the coupling described, it is disadvantageous that in of the first viscous clutch changes caused by the parallel connected second Clutch are reinforced. An uncontrolled event lated coupling behavior therefore makes itself at the clutch output more noticeable.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei einer Verminderung der Drehzahldifferenz, d. h. auf dem rücklau fenden Ast der Drehmomentkurve, von einer sich zwangsläufig einstellenden Hysterese abgesehen, die Kupplung sich im we sentlichen wie im ansteigenden Kurvenast verhält. Die Kupp lung gibt daher zu früh wieder frei, um ein kontinuierli ches Drehmoment abgeben zu können.Another disadvantage is the fact that with a Reduction of the speed difference, i. H. on the back Branch of the torque curve, inevitably from one setting hysteresis, the clutch is in the white behaves considerably as in the rising curve branch. The dome lung therefore releases too early in order to ensure continuous to be able to deliver torque.
Das gleiche gilt für die Verwendung der Kupplung als Diffe rentialsperre zwischen den beiden angetriebenen Achsen ei nes vierradgetriebenen Fahrzeuges. The same applies to the use of the clutch as a dif rial lock between the two driven axles a four-wheel drive vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs kombination zu schaffen, die bis zu einer vorgegebenen Drehzahldifferenz ein freilaufähnliches Verhalten zeigt, d. h., nahezu drehmomentfrei im Schlupf durchdreht und ab der vorgegebenen Drehzahldifferenz in die Drehmomentkennli nie einer Viskosekupplung überspringt.The invention has for its object a clutch combination to create up to a given Speed difference shows a freewheel-like behavior, d. that is, it slips and slips almost torque-free the specified speed difference in the torque characteristics never skips a viscous clutch.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved in that
- a) an einem durch ein erstes Gehäuse der Lamellenkupplung dargestellten Kupplungsteil radial nach außen vorste hende, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Steuerkör per angeordnet sind, a) on a through a first housing of the multi-plate clutch shown coupling part radially outward existing control elements evenly distributed over the circumference are arranged by
- b) auf dem ersten Gehäuse zwei axial nebeneinander ange ordnete, die Steuerkörper je hälftig mit an ihren ein ander zugewandten Stirnseiten vorgesehenen Taschen um greifende Steuerringe gelagert sind,b) on the first housing two axially next to each other arranged the control bodies in half each with theirs pockets provided on the facing end faces gripping control rings are stored,
- c) die Steuerringe durch Federkraft in Richtung auf die Steuerkörper beaufschlagt und gegen das erste Gehäuse in Umfangsrichtung derart federnd abgestützt sind, daß die Steuerkörper bei drehmomentfreier Kupplung symme trisch in den Taschen der Steuerringe gehalten sind,c) the control rings by spring force towards the Control body acted upon and against the first housing are resiliently supported in the circumferential direction so that the control bodies with torque-free clutch symme are held in the pockets of the control rings,
- d) die Steuerringe durch eine aus einem zwischen der Au ßenwandung der Steuerringe und der Innenwandung eines die gesamte Kupplungskombination umfassenden zweiten Gehäuses gebildete weitere Viskosekupplung unter Dreh momentbelastung gegen das erste Gehäuse verdrehbar sind und daß aus der Verdrehbewegung eine auf die Steuerrin ge in axialer Richtung jeweils nach außen wirkende Kraftkomponente abgeleitet ist, durch die die Steuer ringe mit ihren voneinander abgewandten Stirnflächen in Reibschluß mit am zweiten Gehäuse axial nach innen ge richteten Reibflächen überführbar sind.d) the control rings by one from one between the Au outer wall of the control rings and the inner wall of a the entire clutch combination comprising second Further viscous coupling formed by rotating the housing torque load can be rotated against the first housing and that from the twisting movement one on the steering wheel ge acting outward in the axial direction Force component is derived through which the tax rings with their end faces facing away from each other Friction with the second housing axially inward directed friction surfaces can be transferred.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung einer Kupplungskombi nation ist es von Vorteil, daß durch die Ableitung einer axial gerichteten Kraftkomponente aus der Differenzdrehzahl zwischen den Steuerringen und dem zweiten Gehäuse bzw. aus der zwischen beiden Teilen gebildeten Viskosekupplung bei niedrigen hier anstehenden Differenzdrehzahlen so gut wie kein Drehmoment über die Kupplung übertragen wird, da ge genüber der Lamellenviskosekupplung sich hier die Viskose- Scherkraft zwischen relativ kleinen Wirkflächen einstellt. Damit ist bei einem Einsatz der Kupplung als Differential sperre gewährleistet, daß bei Kurvenfahrten die Räder quasi frei ihre Ausgleichsbewegung durchführen können.In the embodiment of a clutch combination according to the invention nation it is advantageous that by deriving a axially directed force component from the differential speed between the control rings and the second housing or out the viscous coupling formed between the two parts low pending differential speeds as good as no torque is transmitted via the clutch because ge compared to the lamella viscous coupling, the viscose Shear force between relatively small effective areas. This is when the clutch is used as a differential Lock ensures that the wheels quasi when cornering can freely carry out their compensatory movement.
Erst bei größerer Differenzdrehzahl können sich die Steuer ringe gegenüber dem ersten Kupplungsgehäuse soweit verdre hen, daß die Kraft der die Steuerringe in der neutralen Stellung haltenden Federn überwunden wird und die aus den Steuerringen und dem zweiten Gehäuse gebildete Viskosekupp lung durch eine Reibkupplung kurzgeschlossen wird. Die Steuerkörper können dabei in einfachster Weise aus zylin drisch ausgebildeten Nocken bestehen.The tax can only be deducted at higher differential speeds rings twist as far as the first clutch housing hen that the force of the control rings in the neutral Positioning springs is overcome and that from the Control rings and the second housing formed viscose is short-circuited by a friction clutch. The Control bodies can be made from cylin in the simplest way drisch trained cams exist.
Insbesondere ist es von Vorteil, daß die erfindungsgemäße Kupplungskombination in ihrem Schaltverhalten unabhängig von der Effektivdrehzahl ist, da nur die Differenzdrehzahl als Kriterium auftritt.In particular, it is advantageous that the invention Coupling combination independent in its switching behavior of the effective speed, since only the differential speed occurs as a criterion.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerkörper jeweils durch zwei Wälzla ger gebildet sind und die Taschen sich beidseitig verjün gend ausgebildet sind.According to an advantageous embodiment of the invention provided that the control body by two Wälzla are formed and the pockets taper on both sides are trained.
Die Ausbildung der Steuerkörper als Wälzlager erbringt eine reibungsarme Umsteuerung der weiteren Viskosekupplung in eine Reibungskupplung.The control bodies are designed as roller bearings low friction reversal of the further viscous coupling in a friction clutch.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind zwischen den Steuerkörpern und den Taschen Spreizhebel wirksam.According to a further advantageous feature of the invention are spreading levers between the control bodies and the pockets effective.
Durch diese Ausführung wird die Reibung zwischen den Steu erkörpern und den Taschen auf nahezu Null reduziert. With this design, the friction between the tax body and the pockets reduced to almost zero.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention based on a in the drawing tion illustrated embodiment explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine er findungsgemäße Kupplungskombination, Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a coupling according to the invention he combination,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kupplungskombi nation, Fig. 2 is a plan view nation on the coupling combination,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kupplung in der Ausführung mit Spreizhebeln, Fig. 3 is a plan view of the clutch of the type comprising Spreizhebeln,
Fig. 3a eine vergrößerte Darstellung der Spreiz hebel im Zusammenwirken mit den Steuer körpern und Taschen, Fig. 3a shows an enlarged representation of the expanding lever, in cooperation with the control bodies and bags,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kupplungskom bination, Fig. 4 shows a cross section through the bination Kupplungskom,
Fig. 5 ein Diagramm mit dem Drehmomentverhalten der Kupplungskombination in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz. Fig. 5 is a diagram showing the torque characteristics of the clutch combination depending on the rotational speed difference.
Die in der Fig. 1 dargestellte Kupplungskombination zeigt eine als Stecknabe ausgebildete Kupplungsnabe 1, auf der das erste Gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Kupplungsnabe 1 und das erste Gehäuse 2 bilden zusammen mit jeweils in Innen- und Außenverzahnungen drehfest gehaltenen wechsel weise mit der Kupplungsnabe 1 und dem ersten Gehäuse 2 drehfest verbundenen, jedoch axial verschiebbaren Lamellen 8, die als Lamellenkupplung aufgebaute Viskosekupplung. In Ausnehmungen des ersten Gehäuses sind Steuerkörper 5 gleichmäßig auf dem Umfang verteilt aufgenommen. Auf dem ersten Gehäuse 2 sind zwei Steuerringe 4 mit Bewegungsspiel gehalten, die mit an ihren einander zugewandten Stirnflä chen vorgesehenen Taschen 9 die z. B. als Wälzlager ausge bildeten Steuerkörper 5 hälftig umgreifen (Fig. 2). Im er sten Gehäuse 2 sind beidseitig Federn 7 gehalten, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Federdrähte aus geführt sind und in Schlitze 11 der Steuerringe 4 eingrei fen. Die Federn 7 sind derart vorgespannt, daß die Steuer ringe 4 bzw. die Taschen 9 der Steuerringe 4 in Anlage an den Steuerkörpern 5 gehalten werden und gleichzeitig die Steuerringe 4 in einer derart ausgerichteten Position zu dem ersten Gehäuse 2 gehalten sind, daß die Steuerkörper 5 bei nicht drehmomentbeaufschlagter Kupplung neutral in den Taschen 9 gehalten sind.The coupling combination shown in FIG. 1 shows a coupling hub 1 designed as a plug hub, on which the first housing 2 is rotatably mounted. The clutch hub 1 and the first housing 2 together with rotatably held in both internal and external gears alternately connected to the clutch hub 1 and the first housing 2 , but axially displaceable plates 8 , the viscous clutch constructed as a multi-plate clutch. Control bodies 5 are accommodated in recesses in the first housing, distributed uniformly over the circumference. On the first housing 2 , two control rings 4 are held with play, the provided with 9 at their mutually facing Stirnflä pockets 9 z. B. as a roller bearing formed control body 5 embrace in half ( Fig. 2). In he most housing 2 springs 7 are held on both sides, which are guided in the illustrated embodiment as spring wires and are inserted into slots 11 of the control rings 4 . The springs 7 are biased such that the control rings 4 and the pockets 9 of the control rings 4 are held in contact with the control bodies 5 and at the same time the control rings 4 are held in such an aligned position to the first housing 2 that the control body 5th are held neutral in the pockets 9 when the clutch is not under torque.
Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Kupplungskombination in der neutralen Stellung, d. h. ohne Beaufschlagung durch ein Drehmoment. Aufgrund des sich zwischen den Steuerringen 4 und dem zweiten Gehäuse 6 einstellenden Viskosemomentes, verdrehen sich die Steuerringe 4 bei Anlage eines Drehmo mentes gegenüber dem ersten Gehäuse 2, wobei aufgrund der sich zu beiden Seiten hin verjüngenden Ausbildung der Ta schen 9 eine Spreizung der Steuerringe 4 an den Steuer nocken 5 in Richtung auf beidseitig von ihnen angeordnete Seitenwände des zweiten Gehäuses 6 hin stattfindet. Hier durch treten die Steuerringe 4 mit ihren axialen Außen flächen in direkte Reibverbindung mit dem zweiten Gehäuse 6. Die zusammenwirkenden Reibflächen 10 können auf einer Metall/Metallreibung basieren; es kann jedoch auch eine der beiden Reibflächen mit einem speziell hierfür vorgesehenen Reibmaterial belegt sein. Fig. 2 shows the coupling combination according to the invention in the neutral position, ie, without loading by a torque. Due to the viscous moment that occurs between the control rings 4 and the second housing 6 , the control rings 4 rotate when a torque is applied relative to the first housing 2 , the spreading of the control rings 4 due to the tapering design of the pockets 9 on both sides on the control cam 5 in the direction of both sides of them arranged side walls of the second housing 6 takes place. Here, the control rings 4 with their axial outer surfaces come into direct frictional connection with the second housing 6 . The interacting friction surfaces 10 can be based on metal / metal friction; However, one of the two friction surfaces can also be coated with a friction material specially provided for this purpose.
Die Steuerringe 4 können zusätzlich durch Axialführungen in Umfangsrichtung miteinander verbunden sein, so daß eine konforme Verdrehung der beiden Steuerringe 4 jeweils ge währleistet ist, wie z. B. in Fig. 3 durch den Zylinderstift 15 dargestellt.The control rings 4 can also be connected to one another by axial guides in the circumferential direction, so that a conformal rotation of the two control rings 4 is guaranteed GE, such as. B. in Fig. 3 by the cylinder pin 15 .
Das auf der Spaltwirkung zwischen den Steuerringen 4 und dem zweiten Gehäuse 6 basierende Viskosemoment wechselt in ein Reibmoment über, welches die Kupplungskombination sprunghaft von der Drehmomentkennung 1 in die Drehmoment kennung 2 der Lamellenviskosekupplung überführt (Fig. 5). In der Fig. 5 ist auch erkenbar, daß die Lamellenviskose kupplung einer Hysterese unterliegt.The viscous torque based on the splitting effect between the control rings 4 and the second housing 6 changes into a frictional torque, which the clutch combination jumps from torque identifier 1 to torque identifier 2 of the multi-plate viscous clutch ( Fig. 5). In Fig. 5 it can also be seen that the multi-disc viscous clutch is subject to hysteresis.
In der Fig. 3 ist eine Kupplungskombination dargestellt, bei der die Spreizwirkung zwischen den Steuerringen 4 durch Spreizhebel 14 bewirkt wird. Die Steuerkörper 5 sind mit Taschen versehen, in denen die Spreizhebel 14 mit ihrem einen Ende gelagert sind und sich mit ihrem anderen Ende in korrespondierenden Aufnahmen in den Taschen 5 abstützen.In Fig. 3 a coupling combination is shown, in which the spreading action between the control rings 4 is effected by spreading levers fourteenth The control bodies 5 are provided with pockets in which the spreading levers 14 are supported at one end and are supported at the other end in corresponding receptacles in the pockets 5 .
In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist die Kupplungskombina tion in der drehmomentbeaufschlagten Stellung und in der unteren Hälfte in der neutralen Stellung dargestellt.In the upper half of FIG. 3, the clutch combination is shown in the torque-loaded position and in the lower half in the neutral position.
In der Fig. 3a ist das Zusammenwirken der Spreizhebel 14 mit den Steuerkörpern 5 und den Taschen 9 vergrößert darge stellt. In Fig. 3a, the interaction of the spreading lever 14 with the control bodies 5 and the pockets 9 is enlarged Darge provides.
Die Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungskombination im Schnitt. In der Fig. 4 ist die federnde Verbindung zwi schen dem ersten Gehäuse 2 und den Steuerringen 4 zu erken nen, durch die hier als Federdraht oder als Federstab aus gebildete Federn 7, die im ersten Gehäuse 2 befestigt sind und mit ihren radial nach außen weisenden Enden in Schlitze 11 am Steuerring 4 eingreifen. In der Fig. 4 sind weiterhin drei gleichmäßig auf dem Umfang gestrichelt angedeutete Steuerkörper 5 zu erkennen, denen eine entsprechende Anzahl Taschen 9 in den Steuerringen 4 zugeordnet ist. Die Anzahl der Steuerkörper 5 kann selbstverständlich den jeweiligen Anforderungen entsprechend beliebig gewählt werden. Fig. 4 shows a clutch combination according to the invention in section. In Fig. 4, the resilient connection between rule's first housing 2 and the control rings 4 to Erken NEN, by the here formed as a spring wire or as a spring bar from springs 7 , which are fastened in the first housing 2 and with their radially outwardly facing Engage ends in slots 11 on control ring 4 . In FIG. 4, three control bodies 5 , indicated evenly by dashed lines on the circumference, can be seen, to which a corresponding number of pockets 9 in the control rings 4 are assigned. The number of control bodies 5 can of course be chosen arbitrarily according to the respective requirements.
-
1 Kupplungsnabe
2 erstes Gehäuse
3 Lamellenviskosekupplung
4 Steuerring
5 Steuerkörper
6 zweites Gehäuse
7 Feder
8 Lamelle
9 Tasche
10 Reibfläche
11 Schlitz
12 Spalt
13 Anlagefläche
14 Spreizhebel
15 Zylinderstift 1 clutch hub
2 first housing
3 lamella viscous coupling
4 control ring
5 control bodies
6 second housing
7 spring
8 slats
9 pocket
10 friction surface
11 slot
12 gap
13 contact surface
14 spreading lever
15 cylinder pin
Claims (3)
- a) an einem durch ein erstes Gehäuse (2) der Lamellen kupplung dargestellten Kupplungsteil radial nach außen vorstehende, gleichmäßig auf dem Umfang ver teilte Steuerkörper (5) angeordnet sind,
- b) auf dem ersten Gehäuse (2) zwei axial nebeneinander angeordnete, die Steuerkörper (5) je hälftig mit an ihren einander zugewandten Stirnseiten vorgesehenen Taschen (9) umgreifende Steuerringe (4) gelagert sind,
- c) die Steuerringe (4) durch Federkraft in Richtung auf die Steuerkörper (5) beaufschlagt und gegen das er ste Gehäuse (2) in Umfangsrichtung derart federnd abgestützt sind, daß die Steuerkörper (5) bei dreh momentfreier Kupplung mittig in den Taschen (9) der Steuerringe gehalten sind,
- d) die Steuerringe (4) durch eine aus einem zwischen der Außenwandung der Steuerringe (4) und der Innen wandung eines die gesamte Kupplungskombination um fassenden zweiten Gehäuses (6) gebildete weitere Viskosekupplung unter Drehmomentbelastung gegen das erste Gehäuse (2) verdrehbar sind, und daß aus der Verdrehbewegung eine auf die Steuerringe (4) in axialer Richtung jeweils nach außen wirkende Kraft komponente abgeleitet ist, durch die die Steuerringe (4) mit ihren voneinander abgewandten Stirnflächen in Reibschluß mit am zweiten Gehäuse (6) axial nach innen gerichteten Reibflächen (10) überführbar sind.
- a) on a clutch part shown by a first housing ( 2 ) of the multi-plate clutch, radially outwardly protruding, evenly distributed on the circumference of the control body ( 5 ) are arranged,
- b) on the first housing ( 2 ), two control rings ( 4 ) which are arranged axially next to one another and each encompass half of the control bodies ( 5 ) with pockets ( 9 ) provided on their mutually facing end faces are supported,
- c) the control rings ( 4 ) acted upon by spring force in the direction of the control body ( 5 ) and against which he ste housing ( 2 ) are resiliently supported in the circumferential direction in such a way that the control body ( 5 ) with torque-free coupling in the center in the pockets ( 9 ) the control rings are held,
- d) the control rings (4) wall between the outer wall of the control rings (4) and the inside of the entire clutch combination prehensive second housing (6) formed more viscous under torque load against the first housing (2) rotatable are connected by a a, and that from the rotational movement a force component acting on the control rings ( 4 ) in the axial direction is derived, through which the control rings ( 4 ) with their mutually facing end faces in frictional engagement with the second housing ( 6 ) axially inwardly directed friction surfaces ( 10 ) are transferable.
- e) die Steuerkörper (5) jeweils durch Wälzlager (5 a) gebildet sind und die Taschen (9) sich beidseitig verjüngend ausgebildet sind.
- e) the control bodies ( 5 ) are each formed by roller bearings ( 5 a) and the pockets ( 9 ) are tapered on both sides.
- f) zwischen den Steuerkörpern (5) und den Taschen (9) Spreizhebel (14) wirksam sind.
- f) between the control bodies ( 5 ) and the pockets ( 9 ) spreading lever ( 14 ) are effective.
Priority Applications (1)
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| DE19853523195 DE3523195A1 (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Clutch combination |
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| DE3523195A1 true DE3523195A1 (en) | 1987-01-08 |
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Country Status (1)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1985
- 1985-06-28 DE DE19853523195 patent/DE3523195A1/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3523195C2 (en) | 1987-04-30 |
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