DE4424255C2

DE4424255C2 - Vorrichtung zur Steuerung einer Kupplung

Info

Publication number: DE4424255C2
Application number: DE19944424255
Authority: DE
Inventors: Theodor Gasmann
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1994-07-09
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2014-07-10
Also published as: DE4424255A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Übertragung von Drehmo menten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Reibungskupplung umfaßt, deren miteinander wirksame Reib elemente jeweils mit dem einen oder 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. Der Gegenstand der Erfindung bildet einen der Gegenstände der deutschen Patentanmeldung P 43 27 519 weiter.

Eine Kupplung dieser Art ist aus der JP 63-240429 A bekannt. Hierbei rotiert bei einer Differenzgeschwindigkeit zwischen den drehbaren Teilen in einer mit viskoser Füssigkeit gefüllten Kammer eine in Axialansicht sternförmige Scheibe. Zwischen der Scheibe und dem Gehäuse der Kammer wird in der Flüssigkeit ein Staudruck aufgebaut, der auf einen die Kammer begrenzenden Kol ben für die Betätigung der Reibungskupplung einwirkt. Es beste hen 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 verbunde nen geringen Leistungsdichte.

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 eingesetzt.

Eine erste Anwendung betrifft dabei Ausgleichsgetriebe, in denen die Kupplung zwischen Teilen eingesetzt wird, die bei Aus gleichsvorgängen im Getriebe relativ zueinander rotieren. Durch die Wirkung der Kupplung erhalten diese Ausgleichsgetriebe eine teilsperrende Wirkung. Eine bevorzugte Anwendung für diese Aus gleichsgetriebe findet sich als Achsdifferentiale oder Mitten differentiale in Kraftfahrzeugen.

Eine zweite Anwendung betrifft den unmittelbaren Einsatz in einer Wellenverbindung zwischen zwei jeweils direkt angetriebe nen Antriebsteilen. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wobei die Kupplung unmittelbar in einem Antriebsstrang zu einer nur fallweise angetriebenen Achse einge setzt ist. Hierdurch wird der entsprechende Antriebsstrang bei einer Drehzahldifferenz der zugeordneten Achse gegenüber einer ständig angetriebenen weiteren Achse durch die Wirkung der Kupp lung drehmomentbeaufschlagt, während der Antriebsstrang bei Drehzahlgleichheit zwischen den Achsen durch die Wirkung der Kupplung drehmomentfrei bleibt und die Achse dieses Antriebs stranges frei mitläuft.

Differenzdrehzahlfühlende Kupplungen der hier genannten Art haben gegenüber drehmomentfühlenden Systemen deutliche Vorteile in Bezug auf die Traktion und die Fahrdynamik. Mit der Hauptan meldung P 43 27 519.2 zur vorliegenden Anmeldung ist es gelun gen, eine differenzdrehzahlfühlende Kupplung mit hoher Lei stungsdichte und in weitem Rahmen wählbarer Charakteristik in einfacher Konstruktion bereitzustellen.

Dies wurde dadurch erreicht, daß ein die Kammer bildendes Rota tionsgehäuse von dem einen der drehbaren Teile und dem verstell baren Kolben gebildet wird und in der Kammer ein mit dem anderen der drehbaren Teile verbundener Rotationskörper umläuft, wobei in der Kammer jeweils sich in Umfangsrichtung erstreckende Spal te zwischen den das Rotationsgehäuse bildenden Teilen und dem Rotationskörper gebildet werden, daß der Rotationskörper axial in der Kammer so verschiebbar ist, daß er sich mit seinen Stirnflächen an den Endflächen der Kammer anlegen kann, daß die Spalte als Scherspalte zwischen Rotationsflächen des Rotations körpers und Gegenflächen der das Rotationsgehäuse bildenden Teile und des Kolbens gebildet werden, daß die zwei gegensinnig zwischen jeweils einem Anfang und einem Ende verlaufenden Scher spalte im wesentlichen parallel zur relativen Bewegungsrichtung seitlich abgedichtet sind, und daß die Scherspalte an ihrem Anfang jeweils mit einem Reservoir verbunden sind und an ihrem Ende jeweils in einen Verbindungskanal oder einen Ringspalt münden, der zwischen einer der Stirnflächen des Rotationskörpers und der anliegenden Endfläche der Kammer endet.

Dieser Vorrichtung liegt das Wirkprinzip der Druckschleppströ mung 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 relativen Bewegungsrichtung seitlich abgedichtet, entsteht ein Scherkanal, der in Abhängig keit von Größe und Richtung der Relativbewegung Fluid von dem einen Ende des so entstandenen Scherkanals zum anderen Ende fördert. Der Förderdruck ist direkt proportional der Länge des Scherkanals, der Viskosität des gescherten Mediums und der Scherrate, also der Relativgeschwindigkeit. Bei geeigneter An ordnung dieses Scherkanals in der Weise, daß dieser zwei Kammern miteinander verbindet und die beiden den Scherkanal bildenden Körper mit dem einen und dem anderen der drehenden Teile einer Kupplung verbunden sind, wird ein differenzdrehzahlabhängiger Förderdruck erzeugt, der in nachstehender Weise genutzt werden kann. Die Nutzung besteht darin, daß der Druck in einer Kammer erhöht wird, die auf zumindest einen Kolben einwirkt, welcher die Reib flächen einer Reibungskupplung beaufschlagt.

Um eine optimal reproduzierbare Funktion der Vorrichtung hierbei sicherstellen zu können, ist eine vollkommene Füllung der Kammer erforderlich. Dies muß insbesondere sichergestellt werden, wenn thermische Schwankungen zu einer Volumenänderung der viskosen Flüssigkeit führen oder wenn im Betrieb durch Auswandern des Kolbens, z. B. infolge von Reibflächenverschleiß, sich das Volu men der Kammer verändert.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel bereitzustellen, mit denen eine stets gleichmäßig voll kommene Füllung der Kammer garantiert werden kann.

Die Lösung besteht darin, daß das Volumen des Reservoirs größen veränderlich ist und daß Steuerelemente zum wechselseitigen Verschließen und Öffnen der Verbindungen zwischen den Anfängen der beiden Scherkanäle und dem Reservoir in Abhängigkeit von der relativen Drehrichtung des Rotationskörpers gegenüber dem Rota tionsgehäuse und dem Kolben vorgesehen sind. Das Reservoir mit größenveränderlichem Volumen stellt hierbei die dauernd voll ständige Füllung der Kammer, d. h. insbesondere der Scherkanäle sicher. Durch die Steuerelemente wird verhindert, daß von der Druckseite des Rotationskörpers in der Kammer ein Einfluß auf das Reservoir ausgeübt wird, d. h. daß ein Rückfluß von unter Druck stehender viskoser Flüssigkeit zum Reservoir erfolgen könnte.

Die Steuerelemente können als selbsttätige, insbesondere nicht vorgespannte Rückschlagventile ausgebildet werden. In bevorzug ter Weise können die Ventilkörper beider Steuerelemente ein stückig ausgeführt werden.

Für die Anordnung des Reservoirs bieten sich zwei grundsätzliche Möglichkeiten an; das Reservoir kann im Rotationskörper angeord net sein oder im Rotationsgehäuse, wobei im letzteren Fall eine Ringnut im Rotationskörper und/oder im Rotationsgehäuse eine dauernd offene Verbindung zur Kammer sicherstellen muß.

Eine Ausführung des Reservoirs, die sich insbesondere für die Anordnung des Reservoirs im Rotationskörper eignet, besteht darin, daß das Reservoir einen gasdichten gasgefüllten elasti schen Hohlkörper zur elastischen Kompensation einer Volumenver änderung enthält.

Eine andere vorteilhafte Ausführung des Reservoirs besteht dar in, daß das Reservoir einen volumenveränderlichen elastischen Vollkörper, insbesondere aus Schaumstoff, mit gasdichter Ober fläche zu dem genannten Zweck enthält.

Eine Ausgestaltung, die sich sowohl für die Aufnahme im Rota tionskörper als auch im Rotationsgehäuse eignet, besteht darin, daß das Reservoir von einer gasdichten, gegen eine Rückstell kraft beweglichen flexiblen Membran begrenzt ist, die jeweils von ihrer Rückseite von einer Tellerfeder oder sonstigen Feder mitteln beaufschlagt wird.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Reservoirs geht da hin, daß dieses von einer abgedichteten verschiebbaren Wand, insbesondere einem Ringkolben, begrenzt wird, die ebenfalls von Federmitteln auf ihrer Rückseite abgestützt wird.

Günstige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kupplung finden sich in den Unteransprüchen, auf deren Wortlaut und Inhalt hier mit Bezug genommen wird.

Zum besseren Verständnis des neuartigen Wirkprinzips und zur Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispie le wird nachfolgend auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Hierin zeigen

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

Fig. 2 die Ansicht einer einen Rotationskörper einer erfin dungsgemäßen Kupplung bildenden Scheibe in deren er ster Stirnfläche eine erste einen Scherkanal bildende Nut und in deren zweiter Stirnfläche eine zweite einen Scherkanal bildende Nut ausgebildet ist

a) in Ansicht
b) im Längshalbschnitt;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kupplung in einer ersten Aus führung im Längsschnitt;

Fig. 4 Einzelheiten von den Rotationskörper der erfindungs gemäßen Kupplung bildenden Scheiben nach Fig. 3 in verschiedenen Abwandlungen

a) mit einem druckdichten Hohlkörper im Reservoir
b) mit einer federbelasteten Membran im Reservoir
c) mit einem federbelasteten Ringkörper im Reservoir
d) mit einem volumenveränderlichen Vollkörper im Reservoir;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Kupplung in einer zweiten Aus führung im Längshalbschnitt;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Kupplung in einer dritten Aus führung im Längshalbschnitt mit einer Einzelheit.

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 angenom men; die zweite Platte 2 bewegt sich demgegenüber mit der Ge schwindigkeit V_R. In der Stirnfläche 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 Scherkanal 8, der ein viskoses Medium aufnimmt. Das betrachtete Element des Scherkanals hat die Länge l_sp und die Höhe bzw. Tiefe s. Bei Bewegung der Platte 2 verhält sich das Medium im Scherka nal 8 entsprechend dem angegebenen linearen Geschwindigkeits profil, das sich auf die feste Platte 1 bezieht. An den Ober flächen gelten selbstverständlich 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 Plat te 1 bezogen ergibt sich im Scherkanal aufgrund der Scherung des Mediums ein Druck p und ein Mengenstrom Q.

Da die hier dargestellten Anwendungen nicht von relativen Line arbewegungen ausgehen, sondern von relativen Rotationsbewegungen werden die Scherkanäle bildenden Nuten vorzugsweise wie in Fig. 2 dargestellt ausgebildet. Hier ist eine Scheibe 11 gezeigt, in deren sichtbarer Stirnfläche 13 eine Nut 15 mit Seitenwänden 16, 17 ausgebildet ist, die mit einer ebenen Gegenfläche einen Scherkanal bildet, der Spiralform hat. Der Anfang 15a der Nut liegt in Nähe einer zentralen Bohrung 20 und endet in einer zum Reservoir führenden Bohrung 19. Das randnah liegende Ende 15e der Nut läuft in den äußeren Rand der Scheibe 11 ein, der einen Ringspalt gegenüber dem Gehäuse bildet und eine Verbindung des Scherkanals mit der Gegenseite der Scheibe 11 herstellt. Die zentrale Bohrung 20 der Scheibe wird gegenüber einer Nabe, auf der die Scheibe antreibend zu befestigen ist, abgedichtet. Die zentrale Bohrung 20 zum Einstecken einer Nabe weist Verzahnungs mittel 12 auf.

Auf der Rückseite ist eine weitere Nut 25 mit Seitenwänden anzu nehmen, die mit einer ebenen Gegenfläche einen weiteren Scher kanal bilden kann. Diese Nut 25 ist gegensinnig zur Nut 15 in Spiralform ausgebildet. Sie läuft außen mit ihrem Ende 25a eben so in den äußeren Rand der Scheibe 11 ein, wie sie mit ihrem Anfang 25a ebenso über die Bohrung 19 Verbindung mit dem Reser voir hat. Dreht sich die Scheibe gegenüber einer auf ihrer Stirnfläche 13 fest aufliegenden Gegenfläche in Uhrzeigerrich tung so wird das Medium im Scherkanal vom Anfang 15a zum Ende 15e der Nut 15 gefördert. Anders betrachtet, das an der fest stehenden Gegenfläche haftende Medium wird durch die Drehung der Scheibe durch den Scherkanal gezogen. Es wird hierbei Medium, das aus der Bohrung 19 gespeist wird, letztendlich über den Rand auf die Rückseite der Scheibe 11 befördert. Bei entgegengesetz ter Drehrichtung bewirkt die Nut 25 auf der Rückseite aufgrund ihrer gegensinningen Ausbildung gerade das Gegenteil, d. h. Medium wird aus der Bohrung 19 über den Scherkanal auf der Rück seite der Scheibe vom Anfang 25a zum Ende 25e der Nut und über den Rand auf die Vorderseite der Scheibe gefördert. Eine Ver bindung der Bohrung 19 mit dem Reservoir ist im Längsschnitt nicht erkennbar und in einer anderen Ebene anzunehmen.

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 Gehäu se sitzt drehfest mit diesem verbunden ein Kolben 37, der mit einer zum Gehäuse gehörenden Wandung 38 eine Kammer 40 bildet. In der Kammer 40 läuft über Verzahnungsmittel 42 drehfest mit der Nabe 36 verbunden eine Scheibe 41, die im Prinzip ausgebil det ist, wie die Scheibe 11 gemäß Fig. 2. Es sind eine randnahe Bohrung 49 sowie Scherkanäle bildende Spiralnuten 45, 55 in den Oberflächen der Scheibe erkennbar. In der Bohrung 49 ist ein Ventilkörper 50 vorgesehen, der mit Absätzen in der Bohrung wechselseitig wirksame Rückschlagventile bildet. Von der Bohrung 49 geht ein radialer Verbindungskanal 51 ab, der zu einem Reser voir 52 führt, das beispielsweise als Ringraum in dem zweiteili gen Scheibenkörper 41 ausgebildet sein kann. Im Reservoir befin det sich ein gasdichter Hohlkörper 53, der der Form des Reser voirs 52 angepaßt ist, z. B. ebenfalls ringförmig ist. In der hier dargestellten Ausführung mit der randnahen Bohrung 49 er folgt das Überströmen von dem Ende eines Scherkanals zur Gegen seite der Scheibe über einen axialen Ringspalt 54 in Nabennähe, der durch die Verzahnungsmittel 42 gebildet wird.

Bei einer ersten relativen Drehrichtung zwischen Nabe und Gehäu se fördert der durch die Spiralnut 55 gebildete Scherkanal Medi um auf die linke Seite der Scheibe, wodurch der Kolben 37 vom Druck des Mediums beaufschlagt wird und seinerseits die Lamel lenkupplung 32 beaufschlagt. Bei einer entgegengesetzten relati ven Drehrichtung zwischen Gehäuse 35 und Nabe 36 wird der durch die Spiralnut 45 gebildete Scherkanal wirksam und fördert Medium über den Ringspalt 54 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 Spiralnut 45 gut abgedichtet wird. Die Wirkung hiervon ist, daß der Kolben 37 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 Kupp lung 31 statt, d. h. bei einer relativen Drehung des Gehäuses 35 gegenüber der Nabe 36. Da abhängig von der relativen Drehrich tung jeweils der eine oder der andere Scherkanal wirksam wird, wird verständlich, daß über eine unterschiedliche Gestaltung der beiden Spiralnuten eine fahrzustandsabhängig unterschiedliche Charakteristik der Kupplung dargestellt werden kann, insbesonde re ein Aufheben oder Reduzieren der Sperrwirkung beim Bremsen des Fahrzeuges gegenüber einer möglichst hohen Sperrwirkung zum Zwecke einer verbesserten Traktion beim Anfahren und Beschleuni gen des Fahrzeuges.

In Fig. 4 sind jeweils die Scheibenkörper 41 als Einzelheit dargestellt, wobei sie jeweils aus zwei Hälften 41a, 41b zusam mengesetzt sind. Relativ randnah befindet sich die axiale Boh rung 49, in der der Ventilkörper 50 axial beweglich geführt ist. Auf beiden Seiten der Scheibe öffnet sich die Bohrung 49 jeweils in den Anfang 45a, 55a einer spiralförmigen Nut 45, 55, die mit einer anliegenden Gegenfläche eines Gehäuses jeweils einen Scherkanal bilden kann. In der zentralen Durchgangsbohrung 60 befinden sich Mitnehmer- bzw. Verzahnungsmittel 42 zur drehfe sten Verbindung mit der Nabe der Kupplung. Zwischen der axialen Bohrung 49 und einem zwischen den beiden Hälften 41a, 41b ausge bildeten Reservoir 52 ist ein radialer Verbindungskanal 51 vor gesehen. Der Ventilkörper 50 bewegt sich druckabhängig so, daß jeweils entweder der eine oder der andere Scherkanal über den Anfang 45a, 55a der jeweiligen Spiralnut mit dem Reservoir 52 verbunden ist. Die vorstehenden Einzelheiten finden sich in allen Ausführungen der Fig. 4. Das Reservoir dient jeweils zum Ausgleich von Volumenänderungen, um die Kammer unter allen Be dingungen vollkommen gasfrei befüllt zu halten, sei es daß die Volumenänderungen druck- und temperaturabhängig am viskosen Medium erfolgen, oder daß sich die geometrischen Verhältnisse der Kammerbegrenzungen ändern.

In Fig. 4a ist zur Kompensation von Volumenänderungen ein gas dichter und mit Gas gefüllter Hohlkörper 53 in das Reservoir 52 eingelegt, so daß dessen effektives Aufnahmevolumen für viskoses Medium variabel ist.

In Fig. 4b ist das Reservoir 52 mittig durch eine Membran 56 geteilt, die zwischen den Hälften 41a, 41b eingespannt ist und die im Sinne einer Verkleinerung der mit dem Kanal 51 verbunde nen Hälfte des Reservoirs von einer Tellerfederanordnung 57 vorgespannt ist.

In Fig. 4c ist das Reservoir 52 mittig durch einen gegenüber den Längswänden des Reservoirs 52 abgedichteten verschiebbaren Ringkolben 58 geteilt, der ebenfalls von einer Tellerfederanord nung 57 in Richtung auf die mit dem Kanal 51 verbundenen Hälfte des Reservoirs vorgespannt ist.

In Fig. 4d ist zur Kompensation von Volumenänderungen ein ela stischer volumenveränderlicher Vollkörper 59 mit einer gasdich ten Oberfläche in das Reservoir 52 eingesetzt, so daß dessen effektives Aufnahmevolumen für die viskose Flüssigkeit variabel ist.

In Fig. 5 ist ein Teil der Kupplung 31 dargestellt, wobei das mehrteilige, hier abweichend aufgebaute Gehäuse 35 und die Nabe 36 erkennbar ist. Im Gehäuse 35 ist der verschiebbare Kolben 37 erkennbar. Die vorgenannten Teile bilden die Kammer 40 in der ein über Verzahnungsmittel 42 mit der Nabe 36 drehfest verbunde ner zweiteiliger Scheibenkörper 41 umläuft. Einzelne der Außen lamellen 33 und Innenlamellen 34 einer Lamellenkupplung, auf die der Kolben 37 einwirkt, sind erkennbar. Gehäuse 35 und Nabe 36 sind über ein Kugellager 70 gegeneinander abgestützt. Eine mit tels einer Schraube 61 verschlossene Bohrung 62 dient dem Befül len der Kammer 40. An der Scheibe 41 sind die bereits im Zusam menhang mit Fig. 3 erläuterten Einzelheiten erkennbar, nämlich eine hier in Nabennähe ausgeführte axiale Bohrung 49 zwischen den Enden der Nuten 45, 55, mit einem darin geführten Ventilkör per 50 sowie einem hier radial nach innen führenden Verbindungs kanal 51, der sich über einen wellennahen Ringraum 66 in der Scheibe in einen Ringspalt 54 nach innen im Gehäuse öffnet. Dieser stellt die Verbindung mit einem in der dargestellten Ausführung auf Null-Volumen reduzierten Reservoir 52 dar, das durch einen Ringkolben 63 begrenzt wird, der von einer Tellerfe der 64 beaufschlagt wird. Ringkolben 63 und Gehäuse 35 sind durch einen Stift 65 gegeneinander drehgesichert.

In Fig. 6 ist in gleicher Weise wie in Fig. 5, jedoch in ande rer konstruktiver Ausgestaltung, eine Kupplung 31 mit einer integrierten Lamellenkupplung 32 dargestellt, wobei in einem mehrteiligen Gehäuse 35 in einer Kammer 40 ein mehrteiliger Scheibenkörper 41 gehalten ist. Der Scheibenkörper 41 ist über Verzahnungsmittel 42 mit der Nabe 36 drehfest verbunden. Die Kammer 40 wird von einem Kolben 37 begrenzt, der axial auf die Reibungskupplung 32 mit ihren Außenlamellen 33 und ihren Innen lamellen 34 einwirkt. Dem Kolben 37 wirkt die Kraft einer Tel lerfeder 67 entgegen. Eine mittels einer Kugel 71 verschlossene Bohrung 62 dient dem Befüllen der Kammer 40. An der Scheibe 41 sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Einzel heiten erkennbar, nämlich eine hier in Nabennähe ausgeführte axiale Bohrung 49 zwischen den Enden der Nuten 45, 55, mit einem darin geführten Ventilkörper 50 sowie einem hier radial nach innen führenden Verbindungskanal 51, der sich über einen wellen nahen Ringraum 66 in der Scheibe in einen Ringspalt 54 nach innen im Gehäuse öffnet. Dieser stellt die Verbindung mit einem in der dargestellten Ausführung auf Null-Volumen reduzierten Reservoir 52 dar, das durch einen Ringkolben 63 begrenzt wird, der von einer Tellerfeder 64 beaufschlagt wird.

Wie in der Einzelheit erkennbar ist, sind am Scheibenkörper 41 besondere Dichtlippen 68, 69 zur Abdichtung gegenüber dem Gehäu se 35 vorgesehen.

Die nicht im einzelnen angesprochenen Einzelheiten der Fig. 5 und 6 entsprechen bei gleicher Bezifferung denen der Fig. 3.

Bezugszeichenliste

1

Platte

2

Platte

3

Stirnfläche (

1

)

4

Stirnfläche (

2

)

5

Nut

6

Seitenwand

7

Seitenwand

8

Scherkanal

9

-

10

-

11

Scheibe

12

Verzahnungsmittel

13

Stirnfläche

14

-

15

Nut

16

Seitenwand

17

Seitenwand

18

-

19

Bohrung

20

Bohrung

21

-

22

-

23

-

24

-

25

Nut

26

-

27

-

28

-

29

-

30

-

31

Kupplung

32

Lamellenkupplung

33

Außenlamellen

34

Innenlamellen

35

Gehäuse

36

Nabe

37

Kolben

38

Wandung

39

-

40

Kammer

41

Scheibe

42

Verzahnungsmittel

43

-

44

-

45

Spiralnut

46

-

47

-

48

-

49

Bohrung

50

Ventilkörper

51

Verbindungskanal

52

Reservoir

53

Hohlköper

54

Ringspalt

55

Spiralnut

56

Membran

57

Tellerfeder

58

Kolben

59

Vollkörper

60

Durchgangsbohrung

61

Schraube

62

Bohrung

63

Ringkolben

64

Tellerfeder

65

Stift

66

Ringraum

67

Tellerfeder

68

Dichtlippe

69

Dichtlippe

70

Kugellager

71

Kugel

72

Verzahnungsmittel

Claims

1. Kupplung (31) zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die eine Rei bungskupplung (32) umfaßt, deren miteinander wirksame Reib elemente jeweils mit dem einen oder dem anderen der dreh baren Teile drehfest verbunden sind, wobei die Reibungs kupplung über zumindest einen verstellbaren Kolben (37) beaufschlagbar ist, der eine mit viskoser Flüssigkeit ge füllte Kammer (40) begrenzt, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Kammer (40) bildendes Rotationsgehäuse (35) von dem einen der drehbaren Teile und dem verstellbaren Kolben (37) gebildet wird und in der Kammer (40) ein mit dem ande ren der drehbaren Teile verbundener Rotationskörper (41) umläuft, wobei in der Kammer (40) jeweils sich in Umfangs richtung erstreckende Spalte zwischen den das Rotations gehäuse (35) bildenden Teilen und dem Rotationskörper (41) gebildet werden,
daß der Rotationskörper (41) axial in der Kammer (40) so verschiebbar ist, daß er sich mit seinen Stirnflächen an den Endflächen der Kammer anlegen kann,
daß die Spalte als Scherspalte (45, 55) zwischen Rotations flächen des Rotationskörpers (41) und Gegenflächen der das Rotationsgehäuse (35) bildenden Teile und des Kolbens (37) gebildet werden,
daß die zwei gegensinnig zwischen jeweils einem Anfang und einem Ende verlaufenden Scherspalte (45, 55) im wesentli chen parallel zur relativen Bewegungsrichtung der Rota tionsflächen seitlich abgedichtet sind, und
daß die Scherspalte (45, 55) an ihrem Anfang jeweils mit einem Reservoir (52) verbunden sind und an ihrem Ende je weils in einen Verbindungskanal oder einen Ringspalt (54) münden, der zwischen einer der Stirnflächen des Rotations körpers (41) und der anliegenden Endfläche der Kammer (40) endet,
daß das Volumen des Reservoirs (52) größenveränderlich ist,
und daß Steuerelemente zum wechselseitigen Verschließen und Öffnen der Verbindungen zwischen den Anfängen der beiden Scherkanäle und dem Reservoir (52) in Abhängigkeit von der relativen Drehrichtung des Rotationskörpers gegenüber dem Rotationsgehäuse und dem Kolben vorgesehen sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente als vom Förderdruck in den Scherka nälen gesteuerte Rückschlagventile ausgebildet sind.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente durch einen gemeinsamen Ventilkörper (50) mit zwei Ventilsitzen in einem durchgehenden axialen Kanal (49) im Rotationskörper (41) gebildet werden.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom axialen Kanal (49) ein einzelner Verbindungskanal (51) zum Reservoir (52) zwischen den Ventilsitzen abzweigt.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (52) eine einzige Kammer umfaßt.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (52) innerhalb des Rotationskörpers (41) ausgebildet ist.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (52) im Rotationsgehäuse (35) ausgebildet ist und über einen Ringraum (66) im Rotationskörper (41) und/oder eine Ringnut (62) im Rotationsgehäuse (35) dauernd mit den die Steuerelemente aufnehmenden Kanälen (49, 51) im Rotationskörper verbunden ist.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Reservoir (52) ein gasdichter gasgefüllter elasti scher Hohlkörper (53) zur elastischen Kompensation einer Volumenveränderung angeordnet ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Reservoir ein volumenveränderlicher Vollkörper (59) - insbesondere aus Schaumstoff - mit gasdichter Oberfläche zur elastischen Kompensation einer Volumenveränderung an geordnet ist.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (52) von einer gasdichten, gegen eine Rückstellkraft beweglichen flexiblen Membran (56) begrenzt ist.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (52) von einem abgedichteten, gegen eine Rückstellkraft verschiebbaren Kolben (58, 63) begrenzt ist.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherkanäle durch Nuten (45, 55) in den Rotations flächen des Rotationskörpers (41) oder in den Gegenflächen des Rotationsgehäuses (35) bzw. des Kolbens (37) gebildet werden.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsflächen des Rotationskörpers (41) und die Gegenflächen des Rotationsgehäuses (35) bzw. des Kolbens (37), die die Scherkanäle bilden, radial eben oder konisch oder zylindrisch sind.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die Scherkanäle bildenden Nuten (45, 55) spiralig bzw. wendelförmig verlaufen.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die Scherkanäle bildenden Nuten (45, 55) unterschiedlich ausgebildet sind, insbesondere unterschied lich lang sind.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einer einen Scherkanal bildenden Nut (45, 55) ein Kurzschlußkanal vorgesehen ist, der den Anfang des Scherkanals mit seinem Ende steuerbar verbindet.

17. Kupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel im Kurzschlußkanal ein gegen die Kraft einer Feder fliehkraftbetätigter Steuerschieber vorgesehen ist.

18. Kupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel im Kurzschlußkanal ein extern steuer barer Schieber vorgesehen ist.

19. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (37) axial verschiebbar ist und daß die Reibungskupplung (32) als Lamellenkupplung ausgebildet ist, deren Lamellen (33, 34) axial wechselweise mit dem einen und dem anderen der drehbaren Teile verbunden sind.

20. Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse (35) abstützen und die Lamellen (33, 34) auf der dem Kolben (37) entgegengesetzten Seite beaufschlagen.

21. Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, die sich an dem Gehäuse (35) abstützen und den Kolben (37) auf der den Lamellen (33, 34) zugewandten Seite beaufschlagen.

22. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit ein dilatantes Medium ist, dessen Viskosität über der Schergeschwindigkeit zunimmt.