DE1132446B - Hydraulische Kupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer hydrodynamischen Anfahrkupplung und einer dieser nach-geschalteten mechanischen Trennkupplung - Google Patents

Description

• Hydraulische Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer hydrodynamischen Anfahrkupplung und einer dieser nachgeschalteten mechanischen Trennkupplung Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer hydrodynamischen Anfahrkupplung und einer dieser nachgeschalteten, mechanischen Trennkupplung, die durch eine automatisch ausgelöste Hilfskraft ausgerückt und durch Federkraft eingerückt wird.
• Es sind hydraulische Kupplungen dieser Art bekannt, wobei als Hilfskraft für die Betätigung der Trennkupplung der Unterdruck im Saugstutzen des Motors verwendet wird. Diese Unterdruckbetätigung ist nachteilig, weil der Unterdruck nicht immer in ausreichendem Maße zur Verfügung steht bzw. praktisch nicht über lange Zeiträume mit ausreichender Sicherheit gespeichert werden kann.
• Da eine aus einer hydrodynamischen und einer mechanischen Kupplung bestehende Kupplung sich für automatisch geschaltete Wechselgetriebe besonders gut eignet, bezweckt die Erfindung deren Verbesserung. Diese Verbesserung wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß bei der eingangs erwähnten hydraulischen Kupplung das Ausrücken der mechanischen Trennkupplung elektromagnetisch erfolgt und der Einrückvorgang durch ein pneumatisches Dämpfungsglied steuerbar ist. Da die elektrische Energie praktisch beliebig lange gespeichert werden kann, macht die erfindungsgemäße Ausbildung die Kupplung auch nach langen Standzeiten des Kraftfahrzeugs jederzeit sofort einsatzbereit, so daß damit ihre Vorteile in fahrtechnischer Hinsicht erst richtig zur Auswirkung kommen können. Die erfIndungsgemäß vorgesehene Luftdämpfung bringt wegen ihrer UnemplIndlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen und Leckverlusten eine weitere bedeutende Verbesserung der Betriebssicherheit und des Fahrkomforts mit sich.
• Auch bei einer hydraulischen Kupplung der eingangs erwähnten Art kann auf eine Dämpfung des Kupplungseingriffs nicht verzichtet werden, weil sich bei der hydrodynamischen Kupplung, die sich zum Anfahren besonders gut eignet, die beiden Forderungen nach großer Dämpfung und gutem Wirkungsgrad entgegenstehen. So kann z. B. eine hydrodynamische Kupplung mit ihrer Dämpfung den Stoß beim Einrücken der Trennkupplung nicht aufnehmen, da ihre optimale Dämpfung hierfür aus Gründen des dabei fallenden Wirkungsgrades nicht herangezogen werden kann.
• Es, ist zwar die elektromagnetische Betätigung einer Kupplung an sich bekannt. Jedoch handelt es sich dabei nicht um eine solche Kupplung, wie sie eingangs erwähnt wurde, so daß deren spezielle Probleme nicht auftauchen. Auch die Zuordnung einer pneumatischen Dämpfung für den Einrückvorgang ist bei normalen mechanischen Kupplungen an sich ebenfalls bekannt. Auch hierbei treten jedoch die besonderen Probleme der eingangs erwähnten hydraulischen Kupplungen nicht auf.
• Die erfindungsgemäße hydraulische Kupplung kann dahingehend weitergebildet werden, daß das pneumatische Dämpfungsglied in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Antriebes und des Abtriebes, z. B. in Abhängigkeit von der Drehzahl beider Kupplungshälften steuerbar ist. Hierdurch ergibt sich unter Beibehaltung der erwähnten Vorteile noch die bekannte gute Anpassung des Kupplungseingriffs an die jeweiligen Betriebsverhältnisse, indem z. B. bei hoher Drehzahldifferenz beider Kupplungsteile die Dämpfung erhöht wird und damit der Eingriff langsamer und weicher erfolgt.
• Eine Ausführungsform sieht als Dämpfungsglied einen Dämpfungskolben in einem Zylinder vor, wobei der Kolben oder der Zylinder in an sich bekannter Weise eine regelbare Drosselöffnung aufweist. Der Dämpfungskolben oder der -zylinder kann daneben ein Entlüftungsventil aufweisen, das - wie gleichfalls bekannt - während des Ausrückvorganges wirksam ist und dadurch die Drosselöffnung -überbrückt.
• Als Fühlorgan zum Abtasten der Betriebszustände kann eine Membrane in einer Druckdose angeordnet und mit einem an sich bekannten, die Drosselöffnung regelnden Drosselkolben mittel- oder unmittelbar verbunden sein. Die Membrane wird einerseits vom Druck der motorgetriebenen Primärölpumpe und andererseits von dem der fahrzeuggetriebenen Sekundärölpumpe eines Getriebeautomaten beaufschlagt. Eine andere Ausführungsform sieht für jede Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise einen Drehzahlwächter vor, die beide über Federn mit einem gemeinsamen Stellglied und durch dieses Stellglied mittel-oder unmittelbar mit dem Drosselkolben verbunden sind. Schließlich gibt es noch die Möglichkeit, die Drehzahldifferenz beider Kupplungshälften durch ein an sich bekanntes Getriebe, z. B. ein Sinusgetriebe, abzutasten und dieses Getriebe mit dem Drosselkolben mittel- oder unmittelbar zu verbinden.
• Die Erfindung soll nur in der Gesamtkombination aller im Ansprach 1 enthaltener Merkmale gesehen werden. Für die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 7 wird Schutz nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 begehrt.
• Einzelheiten der Erfindung zeigen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, und zwar Fig. 1 den schematischen Aufbau einer hydraulischen Kupplung im Längsschnitt, Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Fühlorgane zur Steuerung der Drosselöffnung im Zylinder 35.
• Nach Fig. 1 sind in einem gemeinsamen Kupplungsgehäuse 10 eine hydrodynamische Kupplung 11 und eine als Reibscheibenkupplung ausgebildete Trennkupplung 12 zu einer hydraulischen Anfahrkupplung vereinigt. Die hydrodynamische Kupplung 11 besteht aus der mit der Antriebswelle 13 in Verbindung stehenden Primärschale 14 und der Sekundärschale 15, die mit der Trennkupplung 12 Über ein Wellenstück 16 verbunden ist. Das Wellenstück 16 kann durch einen Freilauf 17 gegenüber der Antriebswelle 13 derart abgestützt sein, daß die Antriebswelle 13 niemals langsamer umlaufen kann als das Wellenstück 16. Auf diese Weise kann der Antriebsmotor zum Bremsen benutzt werden.
• Die Kupplungsscheibe 18 der Trennkupplung 12 steht mit der Abtriebswelle 19 gegebenenfalls über nicht dargestellte drehschwingungsdämpfende Zwischengheder in Verbindung. Die Trennkupplung 12 wird durch mehrere Kupplungsfedern 20 stets im Eingriff gehalten. Zum Ausrücken dienen Ausrückhebel 21, die über Widerlager 22 drehbar am Kupplungskorb 23 abgestützt sind und über Stangen 24 die Druckscheibe 25 der Kupplung abheben.
• Die Ausrückhebel 21 werden durch eine auf der Abtriebswelle 19 gelagerte Schiebernuffe 26 betätigt, welche von einem Winkelhebel 27 bewegt werden kann, Der Winkelhebel 27 ist durch ein Lager 28 am Kupplungsgehäuse 10 drehbar abgestützt. An seinem längeren Arm ist ein Schlitz 29 angebracht, in den mit einem Zapfen 30 die Zugstange 31 eingreift. An dieser ist einerseits der Anker 32 des Betätigungsmagneten 33 und andererseits der Dämpfungskolben 34 angebracht. Dieser gleitet in einem am Kupplungsgehäuse 10 angeordneten Dämpfungszylinder 35. In dem Dämpfungszylinder 35 befinden sich eine Drosselöffnung 36 und ein Ventil 37, das eine Entlüftung des Dämpfungszylinders 35 beim Ausrücken der Kupplung ermöglicht. Die Drosselöffnung 36 und/oder das Entlüftungsventil 37 können auch am Kolben 34 vorgesehen sein.
• Wie bereits erwähnt, halten die Kupplungsfedern 20 die Kupplung 12 ständig im Eingriff. Soll die Kupplung 12 ausgerückt werden, z. B. beiin Schalten der Getriebegänge, so wird willkürlich oder selbsttätig die Erregerwicklung 38 des Magneten 33 eingeschaltet. Dadurch wird der Anker 32 nach oben gezogen und die Kupplung 12 durch Verschieben der Schiebemuffe 26 zur Kupplungsseheibe 18 hin ausgerückt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Bei diesem Ausrückvorgang öfliizi sich das Ventil 37, so daß der Dämpfungskolben 34 unbeeinflußt nach oben gleiten kann.
• Wird der Magnet 33 stromlos, dann drücken die Kupplungsfedern 20 die Druckscheibe 25 wieder in die Eingriffsstellung zurück. Diese Eingriffsbewegung wird durch den Dämpfungskolben 34 gedämpft, da dieser nunmehr die iin Dämpfungszylinder 35 befindliche Luft durch die gegebenenfalls einstellbare Drosselöffnung 36 drücken muß, und daher nur entsprechend langsam in seine Ausgangslage zurückkehren kann. Das Ventil 37 ist bei dieser Eingriffsbewegung geschlossen.
• Es ist möglich, die Drosselöffnung 36 einstellbar auszubilden und sie gegebenenfalls selbsttätig in Ab- hängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeuges zu regeln. Eine solche Vorrichtung zeigt die Fig. 2. Danach ist in einer Druckdose 39 eine Membrane 40 angeordnet und mit einem Drosselkolben 41 mittel-oder unmittelbar verbunden. Die Druckdose 39 steht z. B. über die Leitung 42 in Verbindung mit der vom Motor angetriebenen Primärölpumpe und über die Leitung 43 mit der vom Fahrzeug angetriebenen Sekundärölpumpe eines automatisch schaltenden Getriebes. Es ist auch möglich, andere hydraulische Druckgeber zu verwenden, deren Druck von Antriebs-und Abtriebsgeschwindigkeit abhängt.
• Der Drosselkolben 41 regelt den Querschnitt der Drosselöffnung 36 mit einem mittleren Einschnitt 44, dessen übergänge konisch ausgebildet sein können. Die Membrane 40 wird sich je nach der Größe der beiden öldrücke, d. h. also je nach der Größe der Antriebs- und Abtriebsdrehzahl nach rechts oder links durchwölben und dadurch über den Drosselkolben 41 die Drosselöffnung 36 mehr oder weniger schließen. Bei steigender Drehzahldifferenz beider Teile, wobei es gleichgültig ist, welcher Teil schneller läuft, wird sich eine zunehmende Drosselung einstellen.
• Fig. 3 zeigt eine ähnlich wirkende Vorrichtung. Auf der Welle 45, die mit der antreibenden Kupplungshälfte verbunden ist, ist ein Drehzahlwächter 46 angeordnet. Ein zweiter Drehzahlwüchter 47 ist mit der Welle 48 der getriebenen Kupplungshälfte verbunden. Beide wirken über die Zugiedern 49 auf ein gemeinsames Verstellglied. 50, von dem aus die Drosselöffnung 36 mittel- oder unmittelbar beeinflußt wird.
• In den beschriebenen Beispielen wird die Beeinflussung des Kupplungseingriffs in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl beiderKupplungsteile gesteuert. Es gibt aber auch noch die Möglichkeit, dieDämpfung beim Einrückvorgang vom Reaktionsmoment eines Fahrwerkteils bei Schub oder Zug gegenüber seiner Lagerung am Fahrzeug zu steuern. Diese weitere Mög- lichkeit ist jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Claims (2)

1. PATENTANSPROCHE: 1. Hydraulische Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einerhydrodynarnischen Anfahrkupplung und einer dieser nachgeschalteten mechanischen Trennkupplung, welche durch eine automatisch ausgelöste Hilfskraft ausgerückt und durch Federkraft eingerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrücken der mechanischen Trennkupplung elektromagnetisch erfolgt und der Einrückvorgang durch ein pneumatisches Dämpfungsglied steuerbar ist.
2. 2. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Dämpfungsglied in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von den Drehzahlen des Antriebes und des Abtriebes steuerbar ist. 3. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausrückhebeln (21) der Trennkupplung (12) als Dämpfungsglied ein Dämpfungskolben (34) zugeordnet ist unddieseroderderihnaufnehmende Zylinder (35) in an sich bekannter Weise eine regelbare Drosselöffnung (36) aufweist. 4. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskolben (34) oder -zylinder (35) ein an sich bekanntes, während des Ausrückvorganges wirksames und die Drosselöffnung (36) überbrückendes Entlüftungsventil (37) aufweist. 5. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlorgan zum Abtasten der Betriebsdrehzahlen des Antriebs und des Abtriebs eine Meinbrane (40) in einer Druckdose (39) angeordnet und mit einem an sich bekannten Drosselkolben (41) mittel- oder unmittelbar verbunden ist und die Membrane einerseits vom Druck der Prirnärölpumpe, andererseits von dem der Sekundärölpumpe beaufschlagt wird, wobei diese Drücke in an sich bekannter Weise von Motor- und Abtriebsdrehzahl abhängig sind. 6. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlorgan jeder Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise ein Drehzahlwächter (46, 47) zugeordnet ist, der über Federn (49) mit einem gemeinsamen Verstellglied (50) und durch dieses mittel- oder unmittelbar mit dem Drosselkolben (41) verbunden ist. 7. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlorgan ein die Drehzahldifferenz beider Kupplungshälften abtastendes, an sich bekanntes Sinusgetriebe vorgesehen und mit dem Drosselkolben mittel- oder unmittelbar verbunden ist. In Betracht gezogene, Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 638 626, 882 801, 953 135; schweizerische Patentschrift Nr. 167 677; französische Patentschrift Nr. 711323.