DE1775683C - Friction clutch operated by hydraulic fluid - Google Patents
Friction clutch operated by hydraulic fluidInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine durch Druckflüssigkeit Unter besonderen Betriebsbedingungen, z. B. beimThe invention relates to a hydraulic fluid under special operating conditions, for. B. at
betUtigbaro Reibungskupplung, insbesondere zur Ver- Anfahren eines Fahrzeugs, muß eine Kupplung derBeUtigbaro friction clutch, especially for moving off a vehicle, a clutch must be
wenclung an der AbtrlebsseTte eines hydrodynami» vorliegenden Art auch in der Lage sein, KurzzeitigChange at the end of a hydrodynamic type also be able to short-term
sehen Drehmomontwandlen mit einem umlaufenden, ein sehr hohes Drehmoment zu übertragen. Würde auf dio Druckscheibe der Kupplung wirkenden Be- 5 man dazu die Kupplung entsprechend groß auslegen,see torque converters with a circumferential to transmit a very high torque. Would acting on the pressure disc of the clutch, design the clutch to be correspondingly large,
tUtigungszylinder zum Einrücken derselben und mit so liefe dies der erfinderischen Au gabenstellung zu-Actuating cylinder for engaging the same and with it this would lead to the inventive task.
einem weiteren Betütigungszylinder zum Ausrücken. wider, und außerdem würde die für den normalenanother actuation cylinder for disengagement. reflected, and besides, that would be for normal
Fs ist bekannt, neben dem umlaufenden BetU- Fahrbetrieb dann zu groß bemessene Kupplung vertigungszyllnder
zum Einrücken der Kupplung euch hUltnismlißig rauh ansprechen. Es wird deshalb in beoinen
umlaufenden BotUtigungszylinder zum Aus- io vorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgescn arücken
derselben vorzusehen, wobei der Ausrückvor- gen, daß der Betätigungszylinder zum Einrücken der
gang in bekannter Weise zusätzlich auch noch durch Reibungskupplung und/oder der Betütigungszylinder
eine Feder unterstützt werden kann. Diese bekannten zum Ausrücken der Kupplung mit einem in AbKonstruktionen
mit zwei umlaufenden Betüligungs·· hängigkeit des zu übertragenden Drehmoments und/
zylindern zielen darauf ab, den in den Bolütigungs- 15 oder in Abhängigkeit des Drehzahlverhültnisses
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 Betätigung»- 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 I>imkausglficli dit· Möglichkeit,den Druck Einrücken der Kupplung beaufschlagt wird, einen
des Rolationsparaboluids in vorteilhafter Weise wäh- unterschiedlichen Haftungskoeffizienten, so daß bei
rend der Fahrt als Haltedruck auf die Reibungskupp- as 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 moment übertragen werden kann,
ist der Dichtungsaufwand an zwei rotierenden He- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der
tätigungsylindern beträchtlich, wobei zu beriicksich- Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
tigen ist, daß die Dichtungen nicht nur dem voraus- 30 Fig. 1 im Axi.iU-linitt eine an der Abtriebsseite
berechneten Betätigungsdruck der Kupplung zum eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers ange-Übertragen
eines bestimmten Drehmoments, sondern ordnete Reibungskupplung gemäß der Erfindung,
zusätzlich dem Druck, der sich gegenseitig kompen- Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellimg ähnlich
siercnden Rotationsparaboluide standhalten müssen. Fig. 1 in einer anderen Axialebene.It is known that, in addition to the circulating BetU driving operation, too large-dimensioned clutch vertical cylinders for engaging the clutch respond to you relatively harshly. It is therefore to be provided in a revolving actuation cylinder for the preferred embodiment of the invention, the disengagement being that the actuation cylinder for engaging the gear is additionally supported in a known manner by a friction clutch and / or the actuation cylinder is a spring can. These known for disengaging the clutch with a dependency of the torque and / or cylinders to be transmitted in Ab In addition, compared to the pressure supplied by the hydraulic system, in a further, preferred embodiment, the operating pressure of the pressurized oil for the actuation can be provided so that the friction disks of the friction clutch with the cylinder can be mutually balanced. These coverings are made of sintered material, in wel-compensation of the so-called Rotationsparaboluide ao chem hard particles made of, for example, silicone and pressure oil in the actuating cylinder is, however, closed. Thereby one gets disadvantageous depending on the several respects. Firstly, one loses the pressure with which the actuating cylinder is applied to the clutch by the I> imkausglficli dit The given dimensions and an increased, but letting act so that the pressure in the hydraulic still bearable pressure, a particularly high rotary system can be correspondingly lower. Second moment can be transmitted
is the sealing effort on two rotating he- The invention will be explained below on the basis of the actuating cylinders, with reference to drawings. It shows
What is important is that the seals not only have an actuating pressure of the clutch calculated on the output side for a hydrodynamic torque converter to transmit a certain torque, but also arranged a friction clutch according to the invention,
in addition to the pressure, which must be able to withstand the mutually compensating rotation parabolic fluid. Fig. 1 in a different axial plane.
Drittens macht die Druckölzufuhr und -ableitung 35 Fig. 1 zeigt eine Reibungskupplung an der Ab-Thirdly, the pressure oil supply and discharge makes 35 Fig. 1 shows a friction clutch on the
bei zwei rotierenden Zylindern beträchtliche Schwie- triebsseite eines hydrodynamischen Drehmoment-with two rotating cylinders there is a considerable load side of a hydrodynamic torque
rigkciten, wenn kein freies Achsende zur Verfugung wandlers mit umlaufendem Wandlergehäuse, daß zurrigkciten, if there is no free end of the axis available converter with encircling converter housing that for
steht. normalerweise unmittelbaren Verbindung mit derstands. usually direct connection with the
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsmaschine vorgesehen ist. Der hydrodynahydraulisch-betätigbare Reibungskupplung der ein- 40 mische Drehmomentwandler ist mit einer Speisegangs genannten Art zu schallen, 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-It is an object of the present invention to provide a prime mover. The hydraulic-hydraulically operated one The friction clutch of the single 40 mix torque converter is with a feeder mentioned type to sound, with the under pressure pump to maintain a certain Use of the rotary parabolic fluid in an actuating base pressure in the converter for circulating the oil transmission cylinder of the clutch from the hydraulic for the purpose of cooling and possibly also system supplied operating pressure is kept low or to supply a brake with pressure oil at normal operating pressure the clutch in small 45 which the stator of the converter against rotation larger dimensions can be carried out. is retained, equipped. The generated by the pump
Die vorstehende Aufgabe wird erlindungsgemäß wickelte Öldruck wird von einem Maximaldruckven-The above task is in accordance with the invention. Oil pressure is generated by a maximum pressure valve
dadurch gelöst, daß der Betätigungszylinder zum Aus- til begrenzt, welches für die Übertragung eines hohensolved in that the actuating cylinder limits to the Austil, which for the transmission of a high
rücken der Kupplung im stationären Gehäuse dreh- Anfahrmoments derart bestätigbar ist, daß es auf einmove the clutch in the stationary housing rotational starting torque can be confirmed in such a way that it is on
fest gehalten ist und über ein Axial-Drucklager die 50 Signal eines Drehzahlreglers hin unterhalb eineris held firmly and via an axial thrust bearing the 50 signal of a speed controller down below a
Druckscheibe ausrückt. bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle erst beiThrust washer disengages. certain speed of the output shaft only at
Die vorgeschlagene Konstruktion bietet die Mög- einem Druck in der Größenordnung von lOkg/cm-The proposed construction offers the possibility of a pressure in the order of magnitude of 10kg / cm-
lichkeit einer sehr einfachen und schnellen Druck- öffnet. Oberhalb dieser Drehzahl aber bereits bei einempossibility of a very simple and quick pressure opening. Above this speed, however, already with one
ölzufuhr zu dem stationären Betätigungszylinder, des- Druck von ungefähr 4 kg/cm-. Außer der genanntenoil supply to the stationary actuating cylinder, des- pressure of about 4 kg / cm-. Except for the one mentioned
sen Dichtungen unproblematisch sind. Im Betäti- 55 Speisedruckpunipe zur Aulrechterhaltung des Basis-sen seals are unproblematic. In the actuation 55 feed pressure pipe to maintain the basic
gunszylinder zum Einrücken und Halten der Kupp- druckes im Wandler kann auch noch eine Hoch-Gun cylinder for engaging and maintaining the clutch pressure in the converter can also have a high-
luiig bildet sich infolge Fliehkraft ein Druck aus, druckpumpe vorgesehen sein, welche einen Druck bisDue to centrifugal force, a pressure builds up; a pressure pump can be provided which can generate a pressure of
der größer ist als im Zuleitungssystem, so daß bei heraus zu 22 kg/cm2 erzeugt.which is larger than in the supply system, so that it produces up to 22 kg / cm 2.
entsprechender Regelung der letztere während der Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat die erfin-Fahrt niedrig gehalten werden kann. Dies wirkt sich 60 dungsgemüßc 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 vorn Druck abhängig ist. Es ergeben sich Widerlager 6 ist eine Art Kolben 10 angeordnet, der also kleine Uaumaße, 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 ilruckabhängigc Verluste und eine größere rings 16 abgedichtet ist. Der Kolben 10 weist einen Zuverlässittkeit des Systems. zylindrischen Ansatz 18 auf, in den eine ringförmigecorresponding regulation of the latter during the According to the illustration in FIG can be kept low. This affects 60 according to the coupling an input shaft 2 and again on the dimensioning of the parts of the coupling an output shaft 4. The input shaft 2 is in one and in particular the rotating seals, bearing and bearing ball bearings 8, non-rotatably connected, whose service life apart from the Gleitgeschwindig- a disk-shaped coupling abutment 6. On the speed is also dependent on pressure. The result is abutment 6, a type of piston 10 is arranged so small dimensions, a lower weight, low 65 against the abutment 6 by means of a seal 12 and Rigere manufacturing costs and lower during operation against a stationary part 14 by means of a piston Pressure-dependent losses and a larger ring 16 is sealed. The piston 10 has a System reliability. cylindrical extension 18, in which an annular
Druckscheibe 20 eingesetzt Ist. Zwischen dom Wider-Jdger 6 und dom Kolben 10 ist die Arbeitskammer eines BotUtigiingszylinders gebildet,Pressure disc 20 is inserted. Between dom Wider-hunters 6 and dom piston 10 is the working chamber formed of a bot-tying cylinder,
Das Widerlager 6 weist ferner einen zylindrischen Ansatz 21 auf, dessen Innenseite mit Keilnuten 22 verschon ist, in welche eine Reibscheibe 24 eingreift. Eine Feder U ist bestrebt, das Widerlager 6 und dio Druckscheibe 20 in Axialrichtung voneinander zu trennen. An der Abtriebswolle 4 ist eine Nabe 28 befestigt. Die AlHriebswelle 4 ist innerhalb eines feststehenden Gehäuses 30 mittels eines Kugellagers 32 gelagert (Fig,2), und der Ringspalt zwischen Gehäuse 30 und Abtriebswclle 4 ist mittels einer Lippendichtung 34 abgedichtet. AuE der Nabe 28 sitzen, drehfest verbunden, Reibscheiben 36, die sich in dem Spnlt zwischen der Reibscheibe 24 und dem Widerlager 6 bzw, der Reibscheibe 24 und der Druckscheibe 20 erstrecken. Das Kupplungsgehäuse 3« ist mit Hilfe von Schrauben an einerGetriebeendwand 38 befestigt, vor welcher ein Zylinder 42 angeordnet ist, der einen Kolben 40 aufnimmt. Der Zylinder 42 ist an seinem Innendurchmesser gegen das Widerlager 6 durch Kolbenringe 44 abgedichtet.The abutment 6 also has a cylindrical extension 21, the inside of which is spared with keyways 22 in which a friction disk 24 engages. A spring U endeavors to separate the abutment 6 and the thrust washer 20 from one another in the axial direction. A hub 28 is attached to the driven wool 4. The aluminum drive shaft 4 is supported within a stationary housing 30 by means of a ball bearing 32 (FIG. 2), and the annular gap between housing 30 and output shaft 4 is sealed by means of a lip seal 34. Outside the hub 28, friction disks 36 are seated, connected in a rotationally fixed manner, and extend in the gap between the friction disk 24 and the abutment 6 or between the friction disk 24 and the pressure disk 20. The clutch housing 3 ″ is fastened by means of screws to a transmission end wall 38, in front of which a cylinder 42 which receives a piston 40 is arranged. The inner diameter of the cylinder 42 is sealed against the abutment 6 by piston rings 44.
Durch eine Leitung 46, einen Kanal 48, eine Durchbrechung SO 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 veiringerl, bis auf die Oberflächen der Teile 20, 36, 24, 36 und 6 Druck ausgeübt wird. Dadurch rückt die Kupplung ein und überträgt Drehmoment im Veihiiltnis zum Öldruck zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6. Dieser Druck ist teilweise abhangig von dem Zuleitungsdruck in der Leitung 46 und teilweise von der Drehung der Kupplung, die in der Aibeitskummcr zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 einen Rotationsparaboloiddruck aufbaut.Pressure oil passes through a line 46, a channel 48, an opening SO and an annular gap 52 into the chamber between the abutment 6 and the piston 10, so that this is attached to it with the Pressure disc 20 moved to the left and thereby the distance between the pressure disc 20 and the Abutment 6 veiringerl, except for the surfaces of the Parts 20, 36, 24, 36 and 6 pressure is applied. This engages the clutch and transfers torque in proportion to the oil pressure between the piston 10 and the abutment 6. This pressure is partly dependent on the supply pressure in line 46 and partly on the rotation of the coupling, the one in the Aibeitskummcr between the piston 10 and the abutment 6 builds up a rotational paraboloid pressure.
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 Hinfluß 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 gedruckt wird, wobei das öl parallel zur Leitung 46 durch eine Leitung 54 eintritt. Eine Oberfläche 57 bildet eine Axiallagerllache, 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 (luinmiringe 60 und 62 abgedichtet. Der Kolben 40 bewegt dann den Kolben 10 nach rechts, bis fast Herührung zwischen dem Kolben 10 und dem Widerlager 6 besteht. Das in der Aibeitskammer /wischen dem Kolben 10 und dem Widcilugcr 6 zurückgebliebene öl entweicht nun durch eine Durchbrechung 64, die in diesem Zustand zur Reibscheibe -Vfi hin ollen ist. In geschlossenem Zustand der Kupplung hingegen deckt die Reibscheibe 36 die Durchbrechung 64 ab.To disengage the clutch, it is necessary not only to depressurize the line 46, but also to depressurize it also to eliminate this paraboloid of revolution, which at higher speeds has an essential outflow exercises. This problem is solved in the present embodiment in that the stationary piston 40 with the help of oil pressure within the working chamber 56 of the cylinder 42 against the Piston 10 is pressed, the oil entering parallel to line 46 through a line 54. One surface 57 forms a thrust bearing pool, and this thrust bearing is lubricated by oil that is passed through a Check valve 58 is supplied from the working chamber 56. The piston 40 is against the cylinder 42 sealed by (luinmiringe 60 and 62. The piston 40 then moves the piston 10 to the right, until there is almost a contact between the piston 10 and the abutment 6. Wipe that in the work room / the piston 10 and the Widcilugcr 6 left behind Oil now escapes through an opening 64 which, in this state, leads to the friction disk -Vfi is gone. In the closed state of the clutch, however, the friction disk 36 covers the opening 64 from.
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 KolliLMi 40 wird von Anschlägen 66 gegen Dreininii nehallcn, die sich gegen einen Teil des Zylinders 42 abstützen, Der Kolbon 40 wird ferner gegenüber einer Fortsetzung seiner Druckausübung auf den Kolbon 10 durch einen Sprengring 68 gehindert, der nur so lange o'men Druck des Kolbens 40 gegen den KoI-The spring 26 holds the piston 10 in axial contact with the abutment 6 when there is no longer any oil in the working chamber located in between. The package 40 is held against triangles by stops 66, which are supported against part of the cylinder 42. The piston 40 is also prevented from continuing to exert pressure on the piston 10 by a snap ring 68, which can only be pressed for so long Piston 40 against the KoI
ben 10 in Richtung auf das Widerlager 6 gestaltet, wie zwischen den Kolben 10 und Widerlager 6 noch ein axialer Abstand besteht. Anschlüge 70 und Ausnehmungen 72 verhindern eine Drehung des Widerlagers 6 und des Kolbens 10 relativ zueinander. Aufben 10 designed in the direction of the abutment 6, as there is still an axial distance between the piston 10 and abutment 6. Stops 70 and recesses 72 prevent rotation of the abutment 6 and the piston 10 relative to one another. on
ίο Grund dieser Anordnung wirkt der Kolben 40 nur für eine begrenzte Zeitduuer. Die Verluste in dem Axialdrucklager sind deswegen bedeutungslos sowohl im Hinblick auf den Wirkungsgrad wie auf die Hrwiirmung. Weiterhin erfolgt dus Ausrücken der Kupp-ίο Because of this arrangement, the piston 40 only works for a limited time. The losses in the thrust bearing are therefore meaningless in both the With regard to the efficiency as well as the hearing protection. The clutch is also disengaged
IS lung 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 Hinrücken der Kupplung der Druck zwischen dem KoI-IS development very quickly as the piston 40 hits the liquid between the piston 10 and the abutment 6 exerts a pressure which causes them to return the channel 48 -forces, while on the other hand when moving the clutch the pressure between the KoI-
ao ben 10 und dem Widerlager 6 das öl aus der Arbeilskammer
56 herausdrücken muß, was nur einen leichten Kraftanstieg zwischen der Druckscheibe 20 und
dem Widerlager 6 zur Folge hat.
Damit die Kupplung im ausgerückten Zustandao ben 10 and the abutment 6, the oil must press out of the working chamber 56, which has only a slight increase in force between the thrust washer 20 and the abutment 6 result.
So that the clutch is in the disengaged state
as ohne Verschleiß der Reibscheiben frei laufen kann, ist für die Reibscheibe 24 eine Abstandshalteeinriehtung 74/740 vorgesehen, und es sind Abstandshalter 76/760 aus selbstschmiereiulcni Material an die Reibscheiben 36 angefügt.As the friction disks can run freely without wear, a spacer 74/740 is provided for the friction disk 24, and spacers 76/760 made of self-lubricating material are attached to the friction disks 36.
Damit bei der Kupplung während des Anfahrens, also im Bereich der höchsten Drehmomentvervielfachung unter Anwendung des höchsten Öldrucks im Zylinder 42, 56 ein spezifischer Hächendiuck auf die Reibscheiben ausgeübt wird, der nach der Synchro-This means that with the clutch during start-up, i.e. in the area of the highest torque multiplication using the highest oil pressure in the cylinder 42, 56 a specific hock pressure on the Friction disks is exercised, which after the synchro-
nisation der Kupplung ausreichend ist, um durch einen »Cindrückelfekt« den Reibungskoeffizienten zu vergrößern, sollen die Kupplungsbeläge vorzugsweise aus Sintermetall bestehen, in welchem Partikeln aus Metallkarbid eingeschlossen sind. Wenn der Öldrucknization of the clutch is sufficient to increase the coefficient of friction through a »cindback effect« enlarge, the clutch linings should preferably consist of sintered metal, in which particles from Metal carbide are included. When the oil pressure
im höheren Geschwindigkeiisbeieich vermindert wird, wiril auch der Reibungskoeffizient und damit die Haltekapazität der Kupplung herabgesetzt.decreased at higher speeds is, weil also the coefficient of friction and thus the holding capacity of the clutch is reduced.
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