DE1600179A1 - Vorrichtung zur Antriebsuebertragung mit einer hydraulisch betaetigten Reibungskupplung,die mit einem unter der Zentrifugalkraft sich schliessenden Kugelventil versehen ist - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Antriebsübertragung mit einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung, die mit einem unter der Zentrifugalkraft sich schließenden Kugelventil versehen ist Die Erfindung beziehlo sich auf eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung, die mit einem durch Zentrifugalkraft betätigten Kugelventil versehen ist. Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung, wenn auch hierauf nicht beschränkt, in Anwendung bei einem Drehmomentwandler.
• In üblichen hydraulisch betätigten Kupplungen wird Druck-Llüssigkeit einem Hydraulikzylinder zugeleitet, um den Kolben zu bektigen. Die Flüssigkeit>wird nahe der Nittellinie der z Kupplung zugeleitet, nämlich über schraubenlinienförmig verlaufende Riefen in der Hiittelwelle, und wird radial nach außen geleitet, wo sie in die vom Zylinder und Kolben gebildete ausdehnbare Flüssigkeitskeinmer eintritt. Dabei ergibt sich eine grundsätzlich radial verlaufende Flüssigkeitssäule, die der Zentrifugalkraft unterworfen ist und die oberhalb und unterhalb irgendeines der Flüssigkeit aufgezwungenen Regeldruckes eine beträchtliche Wirkung auf den Kolben ausübt. Um den auf die Flüssigkeitesäule wirkenden Überschuß an Zentrifugalkraft zu kompensieren oder ihn auszugleichen, wird von Ausgleichkolben Gebrauch gemacht» die-entgegen dem die Kupplung betätigten Kolben arbeitent Diese bekannten Aus.-#,lei##hskcjlbtn sind in verschi C> v' Form #,.us7eb-L'ldet, sind kostspieliz7- herzuste"L'Len, erforaerl. eLi,en gr(-):5en Zeitaufl.-iaiid und baben überdies a#-teil un-#betr-Lgbsei--,!1,--r-scr.aften. 3eispielsweise ist das des -.1;andl.ers 1-.ull bei Vollauf "i.-1 L sein Maximum beim 1:indestbetrieb. üblic--he KuDI.lung, die eine mit der Geser.,i.,indigkeit verhältnismäßig koris-"jaznte .,rehkraft hat, wird mit einem sehr hohen Leistui.,süberschuß schalten, wenn der Schlupf ara größter- ist, wirdsehr ungf-stüm sein u.-.d eii--en sehr -".oneri Energieverlust aufweisen. Ai14:estrebt wird eine Kupplung, die, wen-r.# der Schlupf am -rö.#ten ist, mit vermindertem Druck so-c.altet, die wenig unruhig ist und nur geringen Energieverlust aufweistp ui.-A3 deren Leistung, wenn der da-ndiz-r bei i#lindes-Lbe-,ri(-,b arot#--LtH--u, anwC'ichst und angenähert der ',VPridler-Ausgarigsdre#miomc-n-t-KurvE,# folgt.« Bei einer hydraulisch betätigten, regelbaren Reibungskupplung wird dies gemäß der Erl'indung durch ein neuartige--, durch Zientrifugalkra-'L"t betätigtes Kugelventil erreicht, durch #i-..lche.9 der üb--iche Ausgleichkolben überflüssig wird und das in wirtschaftlicher Ausführung eine weiche und schnelle Kupplungsbetätigung ermöglicht und dafür sorgt, daß die Kupplung mit einem größer werdenden Druck beaufschlagt wird, werin ihre Geschwindigkeit CD sinkt.
• Seine weitere Bedeutung hat die Erfindung bei einer Vorrichtung zur Antriebsübertragung, die einen Drehmomentwandler und eine hydraulisch betätigte regelbare Kupplung mit dem durch Zentrifugalkraft betätigten neuen Kugelventil enthält, durch welche die den vorbekannter. Ausführungen dieser Art anhaftenden Schwierigkeiten vermieden und die zuvor erwähnten erwünschten besonderen Eigenarten der verbesserten Kupplung ausgenützt werden.
• Dibs führt zu einer Antriebaübertragungg bei welcher die auf die Kupplung wirkende Kraft genau proportional dem verfügbaren Drehmoment und umgekehrt proportional der aufzuhebenden kinetischen rgie -jer-den kann tind üie zwa. .1-,ZU-L -'iie t -,ig U.be#rt#, .#zUr!-rovorrion-ung unter op-tii.,iLleii B# dingungen erder iirfiiidiii,.g ausgebildeterz E-Liler solchen gemL-ziv- "iitrif-bsüb(--rtr!:i%Y-jii werden dan- die Üblichen mit it w-!2-i ell: werdende--- -3eti,a#7>, an Flüssigkeit i)raucht, Bund die absinkt, ka,.1-,; sie einer erhöhten Dri#,ck a,#süben, was besonders bei eiiier Kupplun,-- erwünscht -;L.,t, von einem Drehm(-mentwandler <-:iiit,E:-trieb8n ist, -nü eo "b--t.1--pluiig schnell und remäi# vorner fosteit iii Tätigkeit gebra-cirt.
• zilie besoil-.ers -zweckmäßige Ausführl--ng e:,gi*,#--1U- sich, weiiii das Gei-#lc-'#it der größer ist a13 die #,entri-lu-,al'r.-raft, die z2 "ic » tssäule einwirkt, da sich dann besonders gute die Pli er..-zeben. 3erid -,rlt-'zu-t#ert anhand eines Die nachfol in der in der ,o-ichilun.- bedeutet Fi-. 1 ein' sc-lli;ai.-.-a'Uisclier durch das 'Ubertra:#-ui-#,;:rsgetriebe gemäß der Erfindung, F i g . 22 ef-n Querschnitt in vergriliertem l,.'zi;.qstab aurch die K-upplungg i"ig. 3 eine vergleichende graphische Darstellung der Charakter-41-sti'L«.-.en einer üblicheng mit Ausgleienskolben versehenen Kupplung und einer gemäß der Erfindung ausgebildeten CD Kupplung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe enthält eine hier -nicht näher erläuterte Kraftquelle PS, die aus einer Kraftmaschine bestehtt die einen Drehmomentwandler TC antreibt, von dem aus der Eingangsteil A einer regelbaren Heibungskupplung PC angetrieben wird. Der Ausgang B dieser Kupplung ist -,#iit irgendeiner Belastung L verbunden.
• Die hydraulisch betätigte regelbare Reibungskupplung FC besteht aus einer 1..'Lehrzahl ineinandergreifender Platten Eg die teils mit dem Eingang Ag teils mit dem Ausgang B in bekannter Weise verbunden sind.
• Das hydraulisch betätigte Mittel zur Betätigung der Kupplung besteht aus einem Kolben C, der in einer, Zylinder Cl gleitbar angeordnet ist, um eine ausdehnbare Flüssigkeitskammer zu bilden,

  in welche der Flüssigkeitsdruck durch den Kanal 1 eingeleitet

  aus

  wird. Dicht beim Kolben ist ein Ventil vorgesehen, das/einem

  sich verjünm-enden Sitz 3 mit darauf ruhender Stahlkugel 4 besteht, die bei Anlage gegen den Sitz die Leitung 1 abschließen kann. Dieses durch Zentrifugalkraft betätigbare Ventil kann entweder im Eingang oder im Ausgang angeordnet sein.
• Die auf jeden gewünschten Betrag einstellbare Druckflüssigkeit kann von einer äußeren regelbaren Quelleg wie sie beispielsweise die Pumpe FP darstellty in die Leitung eingelassen werden; die Quelle wird durch ein außenliegendes, nicht dargestelltes Ventil geregelt.
• Der wirksame Flüssigkeitsstrom Ro wird bemessen bzw. bestimmt durch den Abstand der Mittellinie 6 der Kupplung zur Ebene des Sitzes der Kugel 4 auf ihrem Sitz 3. Die nun auf die Flüssigkeite säule wirkende Zentrifugalkraft bewirkt ein Anwachsen des Drucke% der durch die Kugel 4 ausgeglichen werden muß. Es zeigt sichv daß die Kugel zweckmäßig ein schwereres Gewicht hat als gerade nötig wäre, den durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeitssäule entstehenden Druck auszugleichen. Auf diese Weise ist der auf die Plüssigkeit ausgeübte tatsächliche Regeldruck bei allen Geschwindigkeiten wirksamg um die Kupplung in Tätigkeit zu setzen. Die Kupplung ist regelbar, indem sie in ihrem Schlupfvermögen gariz beliebig in Abhängigkeit von dem-Preßdruck des Kolbens gegen die Platten eingestellt werden kann. Durch eine Auslaßöffnung F kann laufend Flüssigkeit aus der Kammer Cl abgezogen werden, die vollkommen leerläuft, wenn die Druckflüssigkeit gesperrt wirdg wodurch die Kupplung vollständig freigegeben wird.
• Der übliche Antrieb eines Drehmomentwandlers ist gewöhnlich so ausgebildet, daßg wenn der -Jandler umläuft, ohne Drehmoment zu übertragen, der wirksame Druck in der Kupplung gleich dem Regeldruck ist, wenn Ausgleichskolben verwendet werden oder gleich dem Regeldruck plus dem /#entrifugaldruck, wenn übliche Auslaßventile benutzt werden. Wenn im anderen extremen Fall das maximale Drehmoment bzw. die Höchstlast übertragen wird, entspricht der ef die ICupplung zur Anwendung kommende Druck nur dem Regeldruck auf die Flüssigkeit.
• Fig. 3 veranschaulicht die Abhängigkeit des Drehmoments T von der Umlaufgeschwindigkeit N2 * des Wandlerturb-inenglieds; die Kurve TO stellt den Drehmomentausgang des Wandlers dar; die Kurve EB verzeichnet die Ferdekraft am Ausgang des Wandlers; die Kurve OTC gibt das Kupplungsdrehmoment-Vermögen einer üblichen mit Ausgleichkolben versehenen Kupplung wieder, und die Kurve HPD zeigt den Verlust an Pferdekraft bei üblichen mit Ausgleichkolben versehenen Kupplungen.

  Die graphische Darstellung zeigt ferner-die Werte bei einer

  gemäß der Erfindung ausgebildeten.. mit einem einzigen Kugel-

  ventil ausgestatteten Kupplung. Die Kurve SBOTG gibt für diesen

  Fall das Kupplungsdrehmoment-Vermögen und die Kurve SBHPD den

  Verlust an Pferdekraft wieder. Der Kurvenverlauf zeigtv daß das

  Leistungsvermögen einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kupp-

  1i4ng bei kleinsten Geschwindigkeiten am größten ist, genau dortt

  wo diesen in der Übertragung eines Drehmomentwandlers benötigt

  wird, und daß es bei -riöherei, Geschl.,11indlie.-#eiten absii.ikt. #;-'ricennbar ist auch, daß die Kurve SBCTO sich der Pferdekraftkurve HP des Wandiers nähert. Der Verlust an Pferdekraft bei der verbesserten Kupplung wird gleienfalls sehr wünsei.enswerte Charakteristik-en aufweiseng wie der Verlauf der Kurve 31911P1) --AL-igtj, die im wesentlichen dem Kurvenzug der Pferdekraftkurve tiP folgt. CD Im Rahmen der Erfindung sind die verschiedensten Abwandlungen t2 der neuen Kulplung möglich, ohne die grundsätzliche Lösung zu ta verlassen.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Varrichtun.-1 Zur Antriebsübertragung mi-t, einem Drehmomentwandler, e-,iner von diesem *WIandler angetriebenen, hydraulisch betätigten, re.;relbaren Reibungskupplung, deren Ausgang mit einer helastung verbindbar ist und mit deren inei-I#ander--reifende aeibscheiben ihr Eingang und Ausgang zur änderbaren Antriebsübertragung verbunden sind, wobei im Druckmi-;(,.-telverlau.-L4' eirie mit einem Zulauf IMr die Druckflüssigkeit versehe-Iie änderbare Flüssigkeitskammer und zum Ausgleich der auf die Flüssigkeit im 'Zulauf wirkenden Zentrifuzalkraft e-in durch diese betätigbares, in diesem Zulauf f:#ngeordnetes Kugelventil vorgeserien ist, dadurch gekermzeichnet, daß im Zulauf (1) ein Ventilsitz (3) mit einer durch die Zentrifugalkraft gegen den Sitz preßbaren und dann den Zuflu3 der, Flüssigkeit zur Flüssigkeitskammer (C1) sperrenden Kugel (4) vorgesehen ist und daß diese Kammer mit einer Ausla22öffnung (F) für einen regelbaren Flüssigkeitsabfluß aus der Kammer versehen ist.
2. 2. Vorrichtung iach Anspruch 1, dadurch gekeilr.zeich-iietp daß das Gewicht der Ventilkugel (4) ausreichend groß ist, um einem Abhebedruck, der durch die auf die wirksame Flüssigkeitssäule im Zulauf (1) wirkende Zentrifugalkraft verursacht -wird, entgegenzuwirken. 3. Hydraulisch betätigtel regelbare lieibungskupplungg über deren ine:in-:via-ergreifende Scheiben der hiermit verbundene Ein.-ang und Ausgang zur änderbaren Antriebsübertragung gekuppelt sind, und im Druckmittelverlauf eine mit einem Zulauf für die Druckflüssigkeit versehene, änderbare Flüssigkeitskammer sowie zum Ausgleich der auf die Flüssigkeit im Zulauf wirkenden Zentrifugalkraft ein durch diese betätigbares, in diesem Zulauf #iii,:-ecrdnetes Kugelventil vorgesehen ist, dadurch gekei-Inzeichnet, daß im Zulauf (1) ein Veritilsitz (3) mit einer durch die Zentrifugalkraft gegen den ;Jitz preßbaren und dann den Zufluß der Flüssigkeit zur 2lüssigkeitskammer (C1) sperrenden Kugel (4) vorgesehen ist,und daß diese Kam,-er mit einer Auslaßöffriun#-." (F) für einen regelbaren Flüssigkeitsabfluß aus der Kämw.er versehen ist. 4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnetg daß das Gewicht der Ventilkugel (4) ausreichend groß ist, um einem Abhebedruck, der durch die auf die wirksame Flüssigkeitssäule im Zulauf (1) wirkende Zentrifugalkraft verursacht wird , erit#:egenzu7dirken.