DE19619981A1 - Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß - Google Patents

Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß

Info

Publication number
DE19619981A1
DE19619981A1 DE1996119981 DE19619981A DE19619981A1 DE 19619981 A1 DE19619981 A1 DE 19619981A1 DE 1996119981 DE1996119981 DE 1996119981 DE 19619981 A DE19619981 A DE 19619981A DE 19619981 A1 DE19619981 A1 DE 19619981A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
unit according
clutch
coupling
positive
coupling unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1996119981
Other languages
English (en)
Inventor
Fritz Mayr
Norbert Vogl
Guenter Hable
Herbert Hindelang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chr Mayr GmbH and Co KG
Original Assignee
Chr Mayr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chr Mayr GmbH and Co KG filed Critical Chr Mayr GmbH and Co KG
Priority to DE1996119981 priority Critical patent/DE19619981A1/de
Publication of DE19619981A1 publication Critical patent/DE19619981A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0687Clutches with electrical actuation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

Zum Zu- bzw. Abschalten diverser Antriebe sind in der Technik bislang reib- oder formschlüssige Schaltkupplungen bekannt, die je nach technischer Ausführung wie folgt untergliedert werden können:
  • - Drehmomentübertragung durch Reib- oder Formschluß.
  • - Mit oder ohne Fremdenergie betriebene Kupplungen.
  • - Art der Fremdenergie, mit der die Kupplung ggf. betrieben wird.
Schaltkupplungen nach dem Stand der Technik sind demnach in der Lage, je nach technischer Ausführung nur ein stark eingeschränktes Anwendungsfeld abzudecken:
  • - Mit reibschlüssigen Kupplungen ist es möglich, große Schwungmassen bei hohen Relativ-Drehzahlen zuzuschalten, es kann jedoch nach dem Beschleunigungsvorgang nicht gezielt eine exakte Winkelposition zwischen An- und Abtrieb erreicht werden.
  • - Mit formschlüssigen Kupplungen ist es dagegen möglich, nur kleine Schwungmassen bei niedrigen Relativdrehzahlen zuzuschalten, wobei jedoch nach dem Beschleunigungsvorgang abhängig von der Ausführung der den Formschluß sicherstellenden Geometrie gezielt eine exakte Winkelposition zwischen An- und Abtrieb erreicht wird.
Speziell für Anwendungsfälle, bei denen es darauf ankommt, große Schwungmassen bei hohen Relativdrehzahlen zuzuschalten und dabei nach Abschluß des Beschleunigungsvorgangs gezielt eine exakt vorausbestimmte Winkelposition zwischen An- und Abtrieb zu erreichen, müßte die Kupplung idealerweise folgende Funktionsmerkmale aufweisen:
  • - Aggregat, das die technischen Vorteile einer reibschlüssigen mit denen einer formschlüssigen Kupplung kombiniert.
Schaltkupplungen nach dem Stand der Technik sind nicht in der Lage, diese Forderungen mit in einer Kupplung zusammengefaßten Funktionen vollständig zu erfüllen.
Es sind bereits Erfindungen bekannt, bei denen die beiden Funktionen in räumlich getrennten Aggregaten und/oder auf zwei separaten Wellen angeordnet sind:
DE 39 39 991 A1
DE-OS 17 00 052
DE-OS 19 41 445 B2
DE-OS 18 04 533
DE-PS 4 80 560.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Prinzip, das durch Kombination technischer Kupplungs-Prinzipien im Zusammenspiel mit einem speziellen Schaltablauf geeignet ist, obige Forderung vollständig mit beiden Funktionen in einer Kupplung kombiniert zu erfüllen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltkupplung einen reib- und einen formschlüssigen Teil aufweist, die hinsichtlich des Drehmomentflusses parallel angeordnet sind und nach einem bestimmten Ablauf mit Fremdenergie betätigt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Patentansprüchen.
Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
  • 1. Die beschriebene Schaltkupplung ist in der Lage, große Schwungmassen bei hohen Relativdrehzahlen zwischen An- und Abtrieb zu beschleunigen.
  • 2. Aufgrund des vorhandenen Formschlußmechanismus ist es möglich, zwischen An- und Abtrieb nach dem Beschleunigungsvorgang eine vorher genau definierte Winkelposition zu erreichen. Durch entsprechende technische Ausführung des formschlüssigen Kupplungsteiles kann dieser verdrehspielfrei sein.
  • 3. Die Funktion der Kupplung wird durch einen speziellen Schaltablauf, was die Betätigung von reib- und formschlüssigem Kupplungsteil betrifft, sichergestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupplung, bei dem der formschlüssige Teil auf einem kleineren Teilkreis angeordnet ist, als der reibschlüssige; der Synchronisiermechanismus ist außer Eingriff, der Reibschlußmechanismus ist zum Beschleunigen aktiviert;
Fig. 1a zeigt die Kupplung aus Fig. 1 mit eingerastetem Synchronisiermechanismus und außer Eingriff befindlichem Reibschlußmechanismus nach der Beschleunigungsphase;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kupplung, bei dem der formschlüssige Teil auf einem größeren Teilkreis angeordnet ist, als der reibschlüssige; der Synchronisiermechanismus ist außer Eingriff, der Reibschlußmechanismus ist zum Beschleunigen aktiviert;
Fig. 2a zeigt die Kupplung aus Fig. 2 mit eingerastetem Synchronisiermechanismus und außer Eingriff befindlichem Reibschlußmechanismus nach der Beschleunigungsphase;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Synchronisierungsmechanismus der Kupplung aus Fig. 2 im nicht eingerasteten Zustand;
Fig. 3a einen Schnitt durch den Synchronisierungsmechanismus der Kupplung aus Fig. 2a im eingerasteten Zustand;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Schaltablaufes, nach dem die Schwungmasse beschleunigt und einen vordefinierte Winkelposition zwischen An- und Abtrieb erreicht wird;
Fig. 5 die Darstellung eines möglichen Schaltplanes, nach dem reib- und formschlüssiger Teil der Kupplung mit Fremdenergie, im vorliegenden Fall mit Druckluft versorgt werden.
Anhand der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Kupplung beschrieben, bei dem der mittels Reibschluß arbeitende Beschleunigungs­ mechanismus auf einem größeren Teilkreis angeordnet ist, als der mittels Formschluß funktionierende Synchronisiermechanismus, der so ausgestaltet ist, daß An- und Abtriebsseite immer in einer vordefinierten relativen Drehstellung zueinander gekuppelt werden. Die antriebsseitige Nabe (1) rotiert kontinuierlich, wobei der stillstehende, abtriebsseitige Druckflansch (2) mit einer nicht gezeichneten angebauten Schwungmasse in einer vordefinierten Winkel­ position zugeschaltet werden soll.
Auf der Nabe (1) ist über ein Stator-Lager (3) frei drehbar, jedoch axial fixiert der Stator (4) angeordnet. Der Stator (4) ist gegen unerwünschte Rotation mit einer Drehmonentenstütze am Anschraubgewinde (5) fixiert.
Beim Zukuppeln findet folgender Funktionsablauf statt:
  • 1. Zuerst wird über den Hydraulik- oder Pneumatik-Anschluß (6) der Zylinderraum (7) mit einem Druckmedium beaufschlagt, woraufhin sich der Kolben (8) in Richtung des Druckflansches (2) bewegt. Über das Axial-Nadellager (9) wird die Kraft des nicht rotierenden Kolbens (8) über die mit der Nabe rotierende Druckscheibe (10), die Druckbolzen (11), den Reibbelagträger (12) und den Reibbelag (13) in die Reibfläche (14) des Druckflansches (2) eingeleitet.
    Es ergibt sich somit während der Vorbeschleunigungsphase, die in Fig. 1 dargestellt ist, folgender Drehmomentfluß: Von der Nabe (1) über Verzahnung (15), Schaltteil (16), Bohrungen (17), Druckbolzen (11), Reibbelagträger (12), Reibbelag (13) und Reibfläche (14) auf den Druckflansch (2).
  • 2. Anschließend wird über den weiteren Hydraulik- oder Pneumatik- Anschluß (18) der Zylinderraum (19) im Stator (4) mit einem Druckmedium beaufschlagt, worauf sich der Ring-Kolben (20) ebenfalls in Richtung zum Druckflansch (2) bewegt. Die Kraft des nicht rotierenden Kolbens (20) wird über ein Lager (21) auf das mit der Nabe (1) rotierende Schaltteil (16) übertragen, das die von der Längs-Verzahnung (15) geführten bzw. aufgenommenen Kugeln (22) gegen die Kraft der Federn (23) im Bereich der Stirn-Verzahnung (24) gegen den Druckflansch (2) drückt.
    Als axiale Abstützung dieser auf den Druckflansch (2) wirkenden Kraft auf der Nabe (1) dient die Druckflanschlagerung (25). Zunächst wird allerdings noch keine vordefinierte Winkelposition zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) erreicht, sondern die Kugeln (22) liegen auf Plateaus (32) zwischen den Ausnehmungen der unsymmetrisch auf dem Umfang verteilten Verzahnung (24) des Druckflansches (2).
  • 3. Zum vollständigen Einrasten der Kupplung in der vordefinierten Winkelposition wird der Druck im Zylinderraum (7) über z. B. ein Drosselventil langsam abgebaut, wodurch die an der Reibfläche (14) wirkende Anpreßkraft und somit das durch die Reibpaarung zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) übertragbare Drehmoment abnimmt.
    Unterhalb eines bestimmten Drehmomentes, das von der Schwungmasse her auf den Druckflansch wirkt, entsteht an der Reibfläche (14) sowie zwischen den Kugeln (22) und dem Druckflansch (2) Schlupf und der Druckflansch (2) verdreht sich relativ zur Nabe (1) solange, bis die Kugeln (22) in den Ausnehmungen der Stirn- oder Plan-Verzahnung (24) des Druckflansches einrasten. Nach vollständigem Abbau des Druckes im Zylinderraum (7) wird der komplette Vorbeschleunigungs-Mechanismus mittels der Druckfedern (26) außer Eingriff gehalten. Im vollständig zugeschalteten Zustand der Kupplung, der in Fig. 1a dargestellt ist, liegt folgender Drehmomentfluß vor: Von der Nabe (1) über die Verzahnung (15), die Kugeln (22) und die Verzahnung (24) auf den Druckflansch (2).
  • 4. Tritt an der Kupplung ein überhöhtes Drehmoment zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) auf, so führt dieses zu einer gegen den Kolben (20) gerichteten axialen Kraft, die die Kugeln (22) bei Erreichen eines bestimmten Drehmomentwertes aus den Ausnehmungen der Druckflansch-Verzahnung (24) hebt und eine entsprechende Axialbewegung des Schaltteiles (16) bewirkt. Diese Axialbewegung kann mittels eines Endschalters (27) erfaßt und das Signal in der Maschinensteuerung verarbeitet werden. Es ist z. B. möglich, sofort nach Eintreten der Überlast den Druck im Druckraum (19) abzubauen, wodurch die Kugeln (22) über das Schaltteil (16) durch die Federn (23) außer Eingriff mit der Verzahnung (24) gebracht werden.
  • 5. Tritt an der Kupplung keine Überlast auf, kann eine Abschaltung der im Eingriff befindlichen Kupplung auch durch bloße Wegnahme des Druckes im Zylinderraum (19) erfolgen, wobei die Kugeln (22) ebenfalls durch die Federn (23) außer Eingriff gebracht werden.
Anhand der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kupplung beschrieben, bei dem der Beschleunigungsmechanismus auf einem kleineren Teilkreis angeordnet ist, als der Synchronisiermechanismus.
Die antriebsseitige Nabe (1) rotiert kontinuierlich, wobei der stillstehende, abtriebsseitige Druckflansch (2) mit einer nicht gezeigten angebauten Schwungmasse in einer vordefinierten Winkelposition zugeschaltet werden soll.
Auf der Nabe (1) ist der Stator (4) über ein Stator-Lager (3) frei drehbar, jedoch axial fixiert angeordnet. Der Stator (4) ist gegen unerwünschte Rotation mit einer Drehmomentenstütze am Anschraubgewinde (5) fixiert.
Beim Zukuppeln findet folgender Funktionsablauf statt:
  • 1. Zuerst wird über den Hydraulik- oder Pneumatik-Anschluß (6) der Zylinderraum (7) mit einem Druckmedium beaufschlagt, woraufhin sich der Ring-Kolben (8) in Richtung des Druckflansches (2) bewegt. Über das Axial- Nadellager (9) wird die Kraft des im Stator (4) geführten nicht rotierenden Kolbens (8) über die in dem Flansch F der Nabe (1) in achsparallelen Bohrungen (28) geführten und mit diesen umlaufenden Reibkörpern (29) gegen die Kraft der Rückhaltefedern (30) in die Reibfläche (14) des Druckflansches (2) eingeleitet.
    Es ergibt sich somit während der Vorbeschleunigungsphase, die in Fig. 2 dargestellt ist, folgender Drehmomentfluß:
    Von der Nabe (1) über die axialen Bohrungen (28) des Flansches F, Reibkörper (29) und Reibfläche (14) auf den Druckflansch (2).
  • 2. Anschließend wird über den Anschluß (18) der Zylinderraum (19) mit einem Druckmedium beaufschlagt, worauf sich der Kolben (20) ebenfalls in Richtung zum Druckflansch (2) bewegt.
    Die Kraft des nicht rotierenden Kolbens (20) wird über ein Lager (21) auf das mit der Nabe (1) rotierende Schaltteil (16) übertragen, das die in der Längs- Verzahnung (15) laufenden Kugeln (22) gegen die Kraft der Feder (23) im Bereich der Verzahnung (24) gegen den Druckflansch (2) drückt.
    Als axiale Abstützung dieser auf den Druckflansch (2) wirkenden Kraft auf der Nabe (1) dient die Druckflanschlagerung (25). Allerdings wird zunächst noch keine vordefinierte Winkelposition zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) erreicht, sondern die Kugeln (22) liegen auf Plateaus (32) zwischen den Ausnehmungen der Verzahnung (24) des Druckflansches (2).
  • 3. Zum vollständigen Einrasten der Kupplung in der vordefinierten Winkelposition wird der Druck im Zylinderraum (7) über z. B. ein Drosselventil langsam abgebaut, wodurch die an der Reibfläche (14) wirkende Anpreßkraft und somit das durch die Reibpaarung zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) übertragbare Drehmoment abnimmt.
    Unterhalb eines bestimmten Drehmomentes, das von der Schwungmasse her auf den Druckflansch wirkt, entsteht an der Reibfläche (14) sowie zwischen den Kugeln (22) und dem Druckflansch (2) Schlupf und der Druckflansch (2) verdreht sich relativ zur Nabe (1) solange, bis die Kugeln (22) in den auf dem Umfang unsymmetrisch angeordneten Ausnehmungen (siehe Fig. 3 und 3a) der Plan- Verzahnung (24) des Druckflansches (2) einrasten können. Nach vollständigem Abbau des Druckes im Zylinderraum (7) wird der komplette Vorbeschleuni­ gungs-Mechanismus mittels der Druckfeder (31) sowie der Federn (30) außer Eingriff gehalten. Im vollständig zugeschalteten Zustand der Kupplung, der in Fig. 2a dargestellt ist, liegt folgender Drehmomentfluß vor: Von der Nabe (1) über die Verzahnung (15), die Kugeln (22) und die Verzahnung (24) auf den Druckflansch (2).
  • 4. Tritt an der Kupplung ein überhöhtes Drehmoment zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) auf, so führt dieses zu einer gegen den Kolben (20) gerichteten axialen Kraft, die die Drehmoment-Übertragungs-Kugeln (22) bei Erreichen eines bestimmten Drehmomentwertes aus den Ausnehmungen der Schaltteiles (16) in Fig. 2a nach links bewirkt. Diese Axialbewegung kann mittels eines Endschalters (27) erfaßt und das Signal in der Maschinensteuerung verarbeitet werden. Es ist z. B. möglich, sofort nach Eintreten der Überlast den Druck im Druckraum (19) abzubauen, wodurch die Kugeln (22) über das Schaltteil (16) durch die Feder (23) außer Eingriff gebracht werden.
  • 5. Tritt an der Kupplung keine Überlast auf, kann eine Abschaltung der im Eingriff befindlichen Kupplung auch durch bloße Wegnahme des Druckes im Zylinderraum (19) erfolgen, wobei die Kugeln (22) ebenfalls durch die Feder (23) außer Eingriff gebracht werden.
In einer alternativen (nicht zeichnerisch dargestellten) Ausführungsform zu den Kupplungen nach den Beschreibungen von Fig. 1/1a bzw. Fig. 2/2a ist der Stator (4) mit der Nabe (1) fest verbunden, wobei die Lager (3), (9) und (21) entfallen und die Kolben (8) und (20) mit der Nabe rotieren.
Zur Zuführung des Druckmediums in die rotierende Nabe (1) bzw. in die Kolbenräume (7) und (19) muß dann eine übliche Drehdurchführung an der Antriebswelle vorgesehen werden.
Grundsätzlich erfolgt die Drehmoment-Übertragung bei diesen Kupplungen im "formschlüssigen Betrieb" spielfrei, da die Kugeln zugleich in die radial und axial angeordneten Vertiefungen (15) bzw. (24) auf der Nabe (1) (bzw. dem Nabenflansch F) und auf dem Druckflansch (2) gedrückt werden, d. h. die Kugeln werden durch das Schaltteil gleichzeitig in Vertiefungen der Nabe und des Druckflansches gedrückt und übertragen dadurch spielfrei die Drehmomente in beiden Drehrichtungen, auch bei Drehrichtungsumkehr.
Fig. 3 stellt Schnitt A-B durch den Synchronisier-Mechanismus der Kupplung aus Fig. 2 im nicht eingerasteten Zustand dar. Die in den Längsnuten (15) der Nabe (1) befindlichen Kugeln (22) liegen auf Plateaus (32) zwischen den Vertiefungen (24) des Druckflansches.
Die Winkel-Teilung von Längsnuten (15) und Vertiefungen (24) sind gleich, die Kugeln (22) können jedoch nur in einer bestimmten vorgegebenen Winkelposition zwischen Nabe (1) und Druckflansch (2) das Plateau (32) verlassen und in die Vertiefungen (24) einrasten.
Fig. 3a zeigt Schnitt C-D durch den Synchronisier-Mechanismus der Kupplung aus Fig. 2a im eingerasteten Zustand. Dabei stehen sich die Vertiefungen (24) des Druckflansches (2) und die Kugeln (22) in den Längsnuten (15) der Nabe (1) gegenüber.
Fig. 4 zeigt einen möglichen Funktionsablauf der Kupplung, bei dem der Druckflansch (2) zur rotierenden Nabe (1) in einer vordefinierten Winkelposition zugeschaltet wird.
In Fig. 5 ist eine mögliche fluidtechnische Beschaltung der Kupplung dargestellt. Die Wegeventile zur Druckbeaufschlagung der beiden Zylinderräume der Kupplung werden im dargestellten Beispiel elektromagnetisch betätigt. Die Ansteuerung der Ventile kann durch z. B. eine SPS oder eine geeignete Maschinensteuerung erfolgen.
Folgende Vorteile bzw. konstruktive Merkmale können durch die vorliegende Erfindung realisiert werden:
  • 1. Schaltkupplung, die als eine einstückige Kombination aus reib- und formschlüssigen Kupplungsteilen aufgebaut ist.
  • 2. Koaxiale Anordnung von reib- und formschlüssiger Komponente.
  • 3. Formschluß innen und Reibschluß außen.
  • 4. Formschluß außen und Reibschluß innen.
  • 5. Anordnung von reib- und formschlüssiger Komponente hintereinander.
  • 6. Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft in pneumatisch beaufschlagtem Druckraum.
  • 7. Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft in hydraulisch beaufschlagtem Druckraum.
  • 8. Einleitung der Betätigungsenergie über Stator.
  • 9. Umsetzung der Betätigungsenergie in eine Kraft im Stator mittels eines drehfest ruhenden Kolbens.
  • 10. Weiterleitung der Kraft in reib- und formschlüssigen Kupplungsteil über Axial-Lager.
  • 11. Weiterleitung der Betätigungsenergie vom Stator in rotierende Kupplungsteile mittels Drehdurchführung.
  • 12. Umsetzung der Betätigungsenergie in eine Kraft im Rotor über rotierende Kolben.
  • 13. Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft per Elektromagneten.
  • 14. Kombination der Kupplungs-Betätigung aus pneumatischem, hydraulischem und elektromagnetischem Mechanismus.
  • 15. Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß erst der reibschlüssige Teil solange betätigt ist, bis An- und Abtrieb mit gleicher Drehzahl laufen.
  • 16. Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß nach dem Erreichen gleicher Drehzahl zwischen An- und Abtrieb der formschlüssige Teil der Kupplung betätigt wird.
  • 17. Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß mit Zuschalten des formschlüssigen Kupplungsteiles die Betätigungskraft des reibschlüssigen Kupplungsteiles langsam reduziert wird.
  • 18. Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß nach Zuschalten des formschlüssigen Kupplungsteiles die Betätigungskraft des reibschlüssigen Kupplungsteiles getaktet zu- und abgeschaltet wird.
  • 19. Verhältnisse der Drehmomente an der Kupplung so, daß das Lastdrehmoment des Abtriebes größer ist, als das Restdrehmoment des formschlüssigen Kupplungsteiles, wenn noch kein Formschluß erreicht ist.
  • 20. Sicherstellen der Drehmomentverhältnisse nach Ziffer 15 dadurch, daß am Abtrieb durch eine schaltbare Bremse vorübergehend ein entsprechendes Lastdrehmoment simuliert werden kann.
  • 21. Ablauf der Steuerung über fest eingegebene Takt-Zeiten.
  • 22. Ablauf der Steuerung in Abhängigkeit von Abfragen der Drehzahlen von An- und/oder Abtrieb.
  • 23. Überschneidung zwischen den wirksamen Flächen der beiden Kolben von Reib- und Synchronisierkupplung.
  • 24. Überschneidung zwischen den Kolben so, daß beim Beschalten des Synchronisierkolbens eine Entlastung des Reibschlußkolbens zustande kommt.
Bezugszeichenliste
In Fig. 1 bzw. 1a verwendete Bezugszeichen
1 Nabe (antriebsseitig) mit Nabenflansch F
2 Druckflansch (abtriebsseitig)
3 Stator-Lager, z. B. Kugellager
4 Stator
5 Anschraubgewinde für Drehmomentstütze
6 Anschluß für Druckluft/Öl Reibschlußseite
7 Zylinderraum Reibschlußseite
8 Kolben Reibschlußseite
9 Axiallager Reibschlußseite, z. B. Axialnadellager
10 Druckscheibe für Reibschlußseite
11 Druckbolzen
12 Reibbelagträger
13 Reibbelag
14 Reibfläche
15 Auf dem Umfang unregelmäßig verteilte (Fig. 3, 3a) Längs-Verzahnung am Außenumfang des Nabenflansches F bzw. am Innenumfang des Schaltteils 16 in Fig. 1/1a
16 Schaltteil zur Axialverschiebung der Kugeln 22 in bzw. außer Eingriff mit der Planverzahnung 24 des Druckflansches 2
17 Axial-Bohrungen im Schaltteil
18 Anschluß für Druckluft/Öl Synchronseite
19 Zylinderraum Synchronseite
20 Kolben Synchronseite
21 Axiallager Synchronseite, z. B. Rillenkugellager
22 Drehmoment-Übertragungskörper, z. B. Kugeln
23 Federn, z. B. Tellerfedern
24 Auf dem Umfang unregelmäßig verteilte (Fig. 3, 3a) Verzahnung (Planverzahnung) an der den Kugeln 22 zugewandten Seite des Druckflansches 2
25 Druckflanschlagerung, z. B. Rillenkugellager
26 Druckfedern, z. B. Schraubfedern
27 Endschalter, z. B. induktiv.
In Fig. 2 bzw. 2a zusätzlich verwendete Bezugszeichen
28 Axial-Bohrungen im Nabenflansch F
29 Reibkörper
30 Federn, z. B. Tellerfedern
31 Feder, z. B. Schraubenfeder.
In Fig. 3 bzw. 3a zusätzlich verwendete Bezugszeichen
32 Plateau

Claims (24)

1. Kupplungsaggregat zum synchronen Zuschalten eines Abtriebselementes (2) zu einem koaxialen Antriebselement (1), mit einem Kupplungsteil (15, 16, 22, 24) auf der gleichen Achse zwischen Abtriebs- und Antriebselement zum formschlüssigen Verbinden derselben in einer definierten relativen Darstellung zueinander, gekennzeichnet durch einen zum ersten Kupplungsteil koaxialen weiteren Reib-Kupplungsteil (11, 12, 13; 28, 29) zum Verbinden des Abtriebselementes (2) mit dem laufenden Antriebselement (1) vor dem Einschalten des formschlüssigen ersten Kupplungsteiles.
2. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reib- bzw. formschlüssigen Kupplungsteile separat schaltbar sind.
3. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Formschluß innen und Reibschluß außen.
4. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Formschluß außen und Reibschluß innen.
5. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnung von reib- und formschlüssiger Komponente hintereinander.
6. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft in pneumatisch beaufschlagten Druckräumen (7 bzw. 19).
7. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft in hydraulisch beaufschlagten Druckräumen (7 bzw. 19).
8. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Einleitung der Betätigungsenergie über einen Stator (4).
9. Kupplungsaggregat nach Anspruch 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch die Umsetzung der Betätigungsenergie in eine Kraft im Stator (4) mittels eines drehfest ruhenden Kolbens (8 bzw. 20).
10. Kupplungsaggregat nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Weiterleitung der Kraft in den reib- und formschlüssigen Kupplungsteilen über Wälzlager (9 bzw. 21).
11. Kupplungsaggregat nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch die Einleitung der Betätigungsenergie in rotierende Kupplungsteile mittels einer an sich bekannten Drehdurchführung.
12. Kupplungsaggregat nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Umsetzung der Betätigungsenergie in eine Kraft über rotierenden Kolben.
13. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Erzeugung der Kupplungs-Betätigungskraft per Elektromagneten.
14. Kupplungsaggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination der Kupplungs-Betätigung aus pneumatischem, hydraulischem und elektromagnetischem Mechanismus.
15. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß erst der reibschlüssige Teil solange betätigt ist, bis An- und Abtrieb (1 bzw. 2) mit gleicher Drehzahl laufen.
16. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß nach dem Erreichen gleicher Drehzahl zwischen An- und Abtrieb der formschlüssige Teil der Kupplung betätigt wird.
17. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß mit Zuschalten des formschlüssigen Kupplungsteiles die Betätigungskraft des reibschlüssigen Kupplungsteiles langsam reduziert wird.
18. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Beschaltung der Beschleunigungsmechanismen so, daß nach Zuschalten des formschlüssigen Kupplungsteiles die Betätigungskraft des reibschlüssigen Kupplungsteiles getaktet zu- und abgeschaltet wird.
19. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einleitung der Drehmomente an der Kupplung so, daß das Lastdrehmoment des Abtriebes größer ist, als das Restdrehmoment des formschlüssigen Kupplungsteiles, wenn noch kein Formschluß erreicht ist.
20. Kupplungsaggregat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß am Abtrieb (2) durch eine schaltbare Bremse vorübergehend ein entsprechendes Lastdrehmoment simuliert werden kann.
21. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ansteuerung desselben über fest eingegebene Takt-Zeiten.
22. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ansteuerung desselben in Abhängigkeit von den Drehzahlen von An- und/oder Abtrieb.
23. Kupplungsaggregat nach Anspruch 9 oder 12, gekennzeichnet durch die Überschneidung zwischen den wirksamen Flächen der beiden Kolben (8 bzw. 20) von Reib- und Synchronisierkupplung.
24. Kupplungsaggregat nach Anspruch 9 oder 12, gekennzeichnet durch Überschneidung zwischen den Kolben so, daß beim Einschalten des Synchronisierkolbens eine Entlastung des Reibschlußkolbens zustande kommt.
DE1996119981 1996-05-17 1996-05-17 Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß Withdrawn DE19619981A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996119981 DE19619981A1 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996119981 DE19619981A1 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19619981A1 true DE19619981A1 (de) 1997-11-20

Family

ID=7794615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996119981 Withdrawn DE19619981A1 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19619981A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004109137A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Knowles, Arthur Drive engagement apparatus
DE102004017123A1 (de) * 2004-04-07 2005-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Verrastbares Schaltelement in einem Automatgetriebe
DE102009047766A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Zf Friedrichshafen Ag Durchschaltkupplung und Verfahren zu deren Ansteuerung

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE738514C (de) * 1939-08-17 1943-08-19 Zahnradfabrik Friedrichshafen Synchronisierungsvorrichtung fuer Klauenkupplungen
DE1013179B (de) * 1955-10-25 1957-08-01 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektromagnetisch betaetigte Klauenkupplung, insbesondere Gangschaltkupplung fuer Kraftfahrzeuge
DE1036070B (de) * 1953-07-10 1958-08-07 Renault Synchronisierte Klauenkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE1820096U (de) * 1959-03-25 1960-10-20 Stromag Maschf Hydraulisch schaltbare zahnkupplung mit synchronisierung durch lamellen oder reibscheiben.
DD72191A1 (de) * 1968-11-20 1970-04-05 Hans Dr Dipl Ing Lorenz Elektromagnetisch schaltbare Formschlusskupplung mit Synchronisiereinrichtung
DE3017092A1 (de) * 1980-05-03 1981-11-05 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Vorrichtung zur schaltbaren kupplung zweier wellenteile mit vorgegebener drehwinkelzuordnung
DE3035045A1 (de) * 1980-09-17 1982-03-25 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Synchronisier- und schalteinrichtung
DE3700699C1 (en) * 1987-01-13 1988-09-29 Stromag Maschf Electromagnetically operated clutch
DE3931618A1 (de) * 1989-09-22 1991-04-04 Viscodrive Gmbh Zu- oder abschaltbare viskosekupplung
DE9216184U1 (de) * 1992-05-14 1993-06-03 Chr. Mayr GmbH + Co KG, 8951 Mauerstetten Spielfreie Überlastkupplung mit einer Käfiganordnung für die Drehmoment-Übertragungskörper
DE4201234A1 (de) * 1992-01-18 1993-07-22 Ortlinghaus Werke Gmbh Schaltbare kupplung zwischen einem antriebs- und einem abtriebsteil
DE4215853A1 (de) * 1992-05-14 1993-11-18 Mayr Christian Gmbh & Co Kg Spielfreie mechanische Überlastkupplung mit magnetisch betätigtem Freischaltmechanismus

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE738514C (de) * 1939-08-17 1943-08-19 Zahnradfabrik Friedrichshafen Synchronisierungsvorrichtung fuer Klauenkupplungen
DE1036070B (de) * 1953-07-10 1958-08-07 Renault Synchronisierte Klauenkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE1013179B (de) * 1955-10-25 1957-08-01 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektromagnetisch betaetigte Klauenkupplung, insbesondere Gangschaltkupplung fuer Kraftfahrzeuge
DE1820096U (de) * 1959-03-25 1960-10-20 Stromag Maschf Hydraulisch schaltbare zahnkupplung mit synchronisierung durch lamellen oder reibscheiben.
DD72191A1 (de) * 1968-11-20 1970-04-05 Hans Dr Dipl Ing Lorenz Elektromagnetisch schaltbare Formschlusskupplung mit Synchronisiereinrichtung
DE3017092A1 (de) * 1980-05-03 1981-11-05 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Vorrichtung zur schaltbaren kupplung zweier wellenteile mit vorgegebener drehwinkelzuordnung
DE3035045A1 (de) * 1980-09-17 1982-03-25 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Synchronisier- und schalteinrichtung
DE3700699C1 (en) * 1987-01-13 1988-09-29 Stromag Maschf Electromagnetically operated clutch
DE3931618A1 (de) * 1989-09-22 1991-04-04 Viscodrive Gmbh Zu- oder abschaltbare viskosekupplung
DE4201234A1 (de) * 1992-01-18 1993-07-22 Ortlinghaus Werke Gmbh Schaltbare kupplung zwischen einem antriebs- und einem abtriebsteil
DE9216184U1 (de) * 1992-05-14 1993-06-03 Chr. Mayr GmbH + Co KG, 8951 Mauerstetten Spielfreie Überlastkupplung mit einer Käfiganordnung für die Drehmoment-Übertragungskörper
DE4215853A1 (de) * 1992-05-14 1993-11-18 Mayr Christian Gmbh & Co Kg Spielfreie mechanische Überlastkupplung mit magnetisch betätigtem Freischaltmechanismus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004109137A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Knowles, Arthur Drive engagement apparatus
US7497311B2 (en) 2003-06-11 2009-03-03 Arthur Knowles Drive engagement apparatus
DE102004017123A1 (de) * 2004-04-07 2005-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Verrastbares Schaltelement in einem Automatgetriebe
DE102009047766A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Zf Friedrichshafen Ag Durchschaltkupplung und Verfahren zu deren Ansteuerung
US8746426B2 (en) 2009-12-10 2014-06-10 Zf Friedrichshafen Ag Through-connection clutch and method for the actuation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1511947B2 (de) Gangschaltgetriebe für ein kraftfahrzeug mit hydraulisch betätigbarer mehrfachkupplung
EP3559494B1 (de) Hybridmodul und antriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE112016002922T5 (de) Drehmomentschwankungs-Verhinderungsvorrichtung, Drehmomentwandler und Kraftübertragungsvorrichtung
DE602006000908T2 (de) Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeug
EP1780435B1 (de) Doppelkupplungseinrichtung in radialer Bauart
DE19745344B4 (de) Kupplungsvorrichtung mit stationärem Zylinder
DE3843989A1 (de) Betaetiger fuer ein reibungseingriffsmittel
DE2619011B2 (de) Planetenwechselgetriebe für Fahrzeuge
WO2023241751A1 (de) Trockene doppelkupplung mit individuell betätigbaren teilkupplungen
EP2503191A1 (de) Hydromechanisches Getriebe mit einem Hydromotor und einem mechanischen Stufenschaltgetriebe
WO2023237147A1 (de) Trockene doppelkupplung für lastschaltbare wendeschaltung
EP1644651A1 (de) Automatikgetriebe mit einem hydraulisch betätigbaren schaltglied
WO2003027528A1 (de) Elektromechanische bremse
EP1436518B1 (de) Kupplungsanordnung
EP1585907A2 (de) Mehrfach-kupplungseinrichtung, mit zwei zur gemeinsamen drehung verkoppelbaren kupplungsanordnungnen
DE4140122C2 (de) Anordnung zur elektromotorischen Betätigung einer reibschlüssigen Verbindung zwischen zwei Getriebegliedern eines Zahnrädergetriebes eines Kraftfahrzeuges
DE102014206985A1 (de) Kupplungsaktor
DE19619981A1 (de) Formschlüssige Synchronisier-Kupplung mit parallelgeschalteter Vorbeschleunigungseinrichtung durch Reibschluß
DE2128418B2 (de) Waschmaschinenantrieb mit einem Motor und einem Planetengetriebe
WO2011018436A1 (de) Klauenkupplung mit in axialer richtung geneigten klauenflanken
EP3601827B1 (de) Kopplungsanordnung für den antriebsstrang eines fahrzeuges
DE10210177A1 (de) Reibungskupplung mit separat ansteuerbarer Getriebebremse
DE2165042A1 (de) Kupplung mit Drehmomentwandlung, insbesondere zum Antrieb eines Hubschrauberrotors
EP3696436B1 (de) Kupplungsvorrichtung für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine
DE102004057850A1 (de) Schaltvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee