DE1775683B2 - Durch Druckfluessigkeit betaetigbare Reibungskupplung - Google Patents

Description

Unter besonderen Betriebsbedingungen, z. B. beim Anfahren eines Fahrzeugs, muß eine Kupplung der vorliegenden Art auch in der Lage sein, kurzzeitig ein sehr hohes Drehmoment zu übertragen. Würde 5 man dazu die Kupplung entsprechend groß auslegen, so liefe dies der erfinderischen Aufgabenstellung zuwider, und außerdem würde die für den normalen Fahrbetrieb dann zu groß bemessene Kupplung verhältnismäßig rauh ansprechen. Es wird deshalb in beeinen umlaufenden Betätigungszylinder zum Aus- io vorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlarücken derselben vorzusehen, wobei der Ausrückvor- gen, daß der Betätigungszylinder zum Einrücken der gang in bekannter Weise zusätzlich auch noch durch Reibungskupplung und/oder der Betätigungszylinder eine Feder unterstützt werden kann. Diese bekannten zum Ausrücken der Kupplung mit einem in AbKonstruktionen mit zwei umlaufenden Betätigungs- hängigkeit des zu übertragenden Drehmoments und/ zylindern zielen darauf ab, den in den Betätigungs- 15 oder in Abhängigkeit des Drehzahlverhältnisses zylindern infolge Fliehkraft entstehenden Überdruck steuerbaren Druck beaufschlagbar ist. Außerdem gegenüber dem vom Hydrauliksystem gelieferten Be- kann in weiterer, bevorzugter Ausführung vorgesehen tätigungsdruck des Drucköls für die Betätigungs- sein, daß die Reibscheiben der Reibungskupplung mit zylinder sich gegenseitig ausgleichen zu lassen. Diese Belägen aus Sintermaterial versehen sind, in wel-Kompensation der sogenannten Rotationsparaboluide ao chem harte Partikeln aus beispielsweise Silikon eindes Drucköls in den Betätigungszylindern ist jedoch in geschlossen sind. Dadurch erhält man je nach dem mehrfacher Hinsicht nachteilig. Erstens verliert man Druck, mit welchem der Betätigungszylinder zum durch den Druckausgleich die Möglichkeit, den Druck Einrücken der Kupplung beaufschlagt wird, einen des Rotationsparaboluids in vorteilhafter Weise wäh- unterschiedlichen Haftungskoeffizienten, so daß bei rend der Fahrt als Haltedruck auf die Reibungskupp- 25 gegebenen Baumaßen und einem gesteigerten, aber lung wirken zu lassen, so daß der Druck im Hydrau- noch erträglichen Druck, ein besonders hohes Drehliksystem entsprechend niedriger sein kann. Zweitens
ist der Dichtungsaufwand an zwei rotierenden Betätigungsylindern beträchtlich, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Dichtungen nicht nur dem voraus- 30
berechneten Betätigungsdruck der Kupplung zum
Übertragen eines bestimmten Drehmoments, sondern
zusätzlich dem Druck, der sich gegenseitig kompensierenden Rotationsparaboluide standhalten müssen.

Drittens macht die Druckölzufuhr und -ableitung 35 bei zwei rotierenden Zylindern beträchtliche Schwierigkeiten, wenn kein freies Achsende zur Verfügung steht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
hydraulisch-betätigbare Reibungskupplung der ein- 40 mische Drehmomentwandler ist mit einer Speisegangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Aus- druckpumpe zur Aufrechterhaltung eines bestimmten nutzung des Rotationsparaboluids in einem Betäti- Basisdruckes im Wandler, zur Zirkulation des Öls gungszylinder der Kupplung deren vom Hydraulik- zum Zwecke der Kühlung und möglicherweise auch system gelieferter Betriebsdruck niedrig gehalten bzw. zur Versorgung einer Bremse mit Drucköl, durch bei üblichem Betriebsdruck die Kupplung in kleine- 45 welche das Leitrad des Wandlers gegen Drehung ren Baumaßen ausgeführt werden kann. festhaltbar ist, ausgerüstet. Der von der Pumpe ent-

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß wickelte Öldruck wird von einem Maximaldruckvendadurch gelöst, daß der Betätigungszylinder zum Aus- til begrenzt, welches für die Übertragung eines hohen rücken der Kupplung im stationären Gehäuse dreh- Anfahrmoments derart bestätigbar ist, daß es auf ein fest gehalten ist und über ein Axial-Drucklager die 50 Signal eines Drehzahlreglers hin unterhalb einer Druckscheibe ausrückt. bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle erst bei

Die vorgeschlagene Konstruktion bietet die Mög- einem Druck in der Größenordnung von 10 kg/cm² lichkeit einer sehr einfachen und schnellen Druck- öffnet. Oberhalb dieser Drehzahl aber bereits bei einem ölzufuhr zu dem stationären Betätigungszylinder, des- Druck von ungefähr 4 kg/cm². Außer der genannten sen Dichtungen unproblematisch sind. Im Betäti- 55 Speisedruckpumpe zur Aufrechterhaltung des Basisgunszylinder zum Einrücken und Halten der Kupp- druckes im Wandler kann auch noch eine Hochlung bildet sich infolge Fliehkraft ein Druck aus, druckpumpe vorgesehen sein, welche einen Druck bis der größer ist als im Zuleitungssystem, so daß bei heraus zu 22 kg/cm² erzeugt.

entsprechender Regelung der letztere während der Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat die erfin-

Fahrt niedrig gehalten werden kann. Dies wirkt sich 60 dungsgemäße Kupplung eine Eingangswelle 2 und wieder auf die Bemessung der Teile der Kupplung eine Abtriebswelle 4. Die Eingangswelle 2 ist in einem und insbesondere der rotierenden Dichtungen aus, Kugellager 8 gelagert und trägt, drehfest verbunden, deren Lebensdauer außer von der Gleitgeschwindig- ein scheibenförmiges Kupplungswiderlager 6. An dem keit auch vom Druck abhängig ist. Es ergeben sich Widerlager 6 ist eine Art Kolben 10 angeordnet, der also kleine Baumaße, ein geringeres Gewicht, nied- 65 gegen das Widerlager 6 mittels einer Dichtung 12 und rigere Herstellungskosten und während des Betriebs gegen ein stationäres Teil 14 mittels eines Kolbengeringere druckabhängige Verluste und eine größere rings 16 abgedichtet ist. Der Kolben 10 weist einen Zuverlässigkeit des Systems. zylindrischen Ansatz 18 auf, in den eine ringförmige

moment übertragen werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Axialschnitt eine an der Abtriebsseite eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers angeordnete Reibungskupplung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung ähnlich F i g. 1 in einer anderen Axialebene.

Fig. 1 zeigt eine Reibungskupplung an der Abtriebsseite eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit umlaufendem Wandlergehäuse, daß zur normalerweise unmittelbaren Verbindung mit der Antriebsmaschine vorgesehen ist. Der hydrodyna-

Druckscheibe 20 eingesetzt ist. Zwischen dem Widerlager 6 und dem Kolben 10 ist die Arbeitskammer eines Betätigungszylinders gebildet.

Das Widerlager 6 weist ferner einen zylindrischen Ansatz 21 auf, dessen Innenseite mit Keilnuten 22 versehen ist, in welche eine Reibscheibe 24 eingreift. Eine Feder 26 ist bestrebt, das Widerlager 6 und die Druckscheibe 20 in Axialrichtung voneinander zu trennen. An der Abtriebswelle 4 ist eine Nabe 28 befestigt. Die Abtriebswelle 4 ist innerhalb eines feststehenden Gehäuses 30 mittels eines Kugellagers 32 gelagert (Fig.2), und der Ringspalt zwischen Gehäuse 30 und Abtriebswelle 4 ist mittels einer Lippendichtung 34 abgedichtet. Auf der Nabe 28 sitzen, drehfest verbunden, Reibscheiben 36, die sich in dem Spalt zwischen der Reibscheibe 24 und dem Widerlager 6 bzw. der Reibscheibe 24 und der Druckscheibe 20 erstrecken. Das Kupplungsgehäuse 30 ist mit Hilfe von Schrauben an einer Getriebeendwand 38 befestigt, vor welcher ein Zylinder 42 angeordnet ist, der einen ao Kolben 40 aufnimmt. Der Zylinder 42 ist an seinem Innendurchmesser gegen das Widerlager 6 durch Kolbenringe 44 abgedichtet.

Durch eine Leitung 46, einen Kanal 48, eine Durchbrechung 50 und einen Ringspalt 52 gelangt Drucköl in die Kammer zwischen dem Widerlager 6 und dem Kolben 10, so daß sich dieser mit der an ihm befestigten Druckscheibe 20 nach links bewegt und hierdurch den Abstand zwischen der Druckscheibe 20 und dem Widerlager 6 verringert, bis auf die Oberflächen der Teile 20, 36, 24, 36 und 6 Druck ausgeübt wird. Dadurch rückt die Kupplung ein und überträgt Drehmoment im Verhältnis zum Öldruck zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6. Dieser Druck ist teilweise abhängig von dem Zuleitungsdruck in der Leitung 46 und teilweise von der Drehung der Kupplung, die in der Arbeitskammer zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 einen Rotationsparaboloiddruck aufbaut.

Zum Ausrücken der Kupplung ist es erforderlich, nicht nur die Leitung 46 druckfrei zu machen, sondern auch diesen Rotationsparaboloid zu beseitigen, der bei höheren Drehzahlen einen wesentlichen Einfluß ausübt. Dieses Problem wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, daß der stationäre Kolben 40 mit Hilfe von Öldruck innerhalb der Arbeitskammer 56 des Zylinders 42 gegen den Kolben 10 gedrückt wird, wobei das öl parallel zur Leitung 46 durch eine Leitung 54 eintritt. Eine Oberfläche 57 bildet eine Axiallagerfläche, und dieses Axiallager wird durch Öl geschmiert, das über ein Rückschlagventil 58 aus der Arbeitskammer 56 zugeführt wird. Der Kolben 40 ist gegen den Zylinder 42 durch Gummiringe 60 und 62 abgedichtet. Der Kolben 40 bewegt dann den Kolben 10 nach rechts, bis fast Berührung zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 besteht. Das in der Arbeitskammer zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 zurückgebliebene Öl entweicht nun durch eine Durchbrechung 64, die in diesem Zustand zur Reibscheibe 36 hin offen ist. In geschlossenem Zustand der Kupplung hingegen deckt die Reibscheibe 36 die Durchbrechung 64 ab.

Die Feder 26 hält den Kolben 10 in axialer Anlage mit dem Widerlager 6, wenn sich kein öl in der dazwischengelegenen Arbeitskammer mehr befindet. Der Kolben 40 wird von Anschlägen 66 gegen Drehung gehalten, die sich gegen einen Teil des Zylinders 42 abstützen. Der Kolben 40 wird ferner gegenüber einer Fortsetzung seiner Druckausübung auf den Kolben 10 durch einen Sprengring 68 gehindert, der nur so lange einen Druck des Kolbens 40 gegen den Kolben 10 in Richtung auf das Widerlager 6 gestattet, wie zwischen den Kolben 10 und Widerlager 6 noch ein axialer Abstand besteht. Anschläge 70 und Ausnehmungen 72 verhindern eine Drehung des Widerlagers 6 und des Kolbens 10 relativ zueinander. Auf Grund dieser Anordnung wirkt der Kolben 40 nur für eine begrenzte Zeitdauer. Die Verluste in dem Axialdrucklager sind deswegen bedeutungslos sowohl im Hinblick auf den Wirkungsgrad wie auf die Erwärmung. Weiterhin erfolgt das Ausrücken der Kupplung sehr schnell, da der Kolben 40 auf die Flüssigkeit zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 einen Druck ausübt, der diese zur Rückkehr durch den Kanal 48 zwingt, während andererseits beim Einrücken der Kupplung der Druck zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 das öl aus der Arbeitskammer 56 herausdrücken muß, was nur einen leichten Kraftanstieg zwischen der Druckscheibe 20 und dem Widerlager 6 zur Folge hat.

Damit die Kupplung im ausgerückten Zustand ohne Verschleiß der Reibscheiben frei laufen kann, ist für die Reibscheibe 24 eine Abstandshalteeinrichtung 74/740 vorgesehen, und es sind Abstandshalter 76/760 aus selbstschmierendem Material an die Reibscheiben 36 angefügt.

Damit bei der Kupplung während des Anfahrens, also im Bereich der höchsten Drehmomentvervielfachung unter Anwendung des höchsten Öldrucks im Zylinder 42, 56 ein spezifischer Flächendruck auf die Reibscheiben ausgeübt wird, der nach der Synchronisation der Kupplung ausreichend ist, um durch einen »Eindrückeffekt« den Reibungskoeffizienten zu vergrößern, sollen die Kupplungsbeläge vorzugsweise aus Sintermetall bestehen, in welchem Partikeln aus Metallkarbid eingeschlossen sind. Wenn der Öldruck im höheren Geschwindigkeitsbereich vermindert wird, wird auch der Reibungskoeffizient und damit die Haltekapazität der Kupplung herabgesetzt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durch Druckflüssigkeit betätigbare Reibungskupplung, insbesondere zur Verwendung an der Abtriebsseite eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einem umlaufenden, auf die Druckscheibe der Kupplung wirkenden Betätigungszylinder zum Einrücken derselben und mit einem weiteren Betätigungszylinder zum Ausrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszylinder (40, 42) zum Ausrücken der Kupplung (6, 20, 24, 36) im stationären Gehäuse drehfest gehalten ist und über ein Axialdrucklager (57) die Druckscheibe (20) ausrückt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer des dem Einrücken der Kupplung (6, 20, 24, 36) dienenden Betätigungszylinders (6, 10) beim Ausrücken der Kupplung über eine Durchbrechung (64) entleerbar ist, die beim Einrücken der Kupplung selbsttätig von den Reibscheiben (36) verschließbar ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (40) des gegen Drehung gehaltenen Betätigungszylinders (40, 42)

mit Kanälen zur Zuführung von Drucköl aus der Arbeitskammer (56) dieses Zylinders zu dem Axialdrucklager (57) versehen ist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszylinder (6,10) zum Einrücken der Kupplung und/oder der Betätigungszylinder (40,42) zum Ausrücken der Kupplung mit einem in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments und/oder in Abhängigkeit des Drehzahlverhältnisses steuerbaren Druck beaufschlagbar ist.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheiben (24, 36) der Reibungskupplung mit Belägen aus Sintermaterial versehen sind, in welchem harte Partikeln aus beispielsweise Silikon eingeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen