DE1963557C3 - Hydraulisch betätigbare Reibungskupplung - Google Patents

Description

DieErfincliing.betriff teine hydraulisch betätigbare Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Pate ntanspfuches 1,

Die Arbcilscharakteristik von Reibungskupplungen dieser Art ist eine Funktion des Gewichts des KoI-bdiischiebers, da dieser durch die Fliehkraft Verstellt wird. Der Kolbenschieber und die ihn führende BoIirung müssen sehr genau bearbeitet werden, damit sich der Schieber unter der Fliehkraft und unter der Wirkung des Druckmittels feinfühlig bewegen kann. Bei einer aus der US-PS 3094203 bekannten Reibungskupplung ist der Kolbenschieber als einteiliger Zylinder ausgebildet. Um der Reibungskupplung durch Verändern des Kolbenschiebergewichtes eine andere Arbeitscharakteristik zu geben, muß der gesamte Kolben ausgetauscht werden. Es ist daher notwendig,

i" eine Vielzahl von unterschiedlich schweren Kolbenschiebern im Lager zu halten. Da es sich um genau bearbeitete und teuere Teile handelt, stellt die Lagerhaltung einen unzweckmäßig hohen finanziellen Einsatz dar.

r> Aus der US-PS 2328091 ist ferner eine Kupplung bekannt, die das Drehmoment einer Verbrennungskraftmaschine überträgt, deren Drehmoment bis zur Nenndrehzahl ansteigt. In einem drehbaren Kupplungsausgangsteil ist eine Ablaßsteuerung für das

jo Druckmittel des Betätigungszylinders vorgesehen, die vorwiegend auf eine Beschleunigung anspricht. Dazu ist die Abiaßsteuerung annähernd tangential zur Drehachse angeordnet. Bei ausgerückter Kupplung steht die Abiaßsteuerung im stehenden Kupplungs-

>'· ausgangsteil still, während bich der Kupplungseingangsteil dreht. Beschleunigungskräfte treten dann auf, wenn die Kupplung mehr oder weniger greift. Die Abiaßsteuerung sperrt mit zunehmender Beschleunigung des Kupplungsausgangsteils eine Auslaßbohrung

«ι aus dem Betätigungszylinderraum ab, wobei mit steigender Drehzahl gleichzeitig dem Betätigungszylinderraum drehzahlabhängig mehr Druckmittel zugeführt wird. Bei dieser bekannten Kupplung ist der negative Einfluß der Drehzahl auf die vorhandenen

r> Druckmittelsäulen nicht erkannt bzw. nicht berücksichtigt. Dies spielt in diesem Fall keine besondere Rolle,da miidieser bekannten Kupplung eine mit steigender Drehzahl ansteigende Betätigungskraft angestrebt wird.

to Der Erfindung liegt die Aufgat* zugrunde, eine Kupplung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die mit steigender Kupplungseingangsdrehzahl eine nachlassende Kupplungsbetätigungskraft erzielen läßt, und die sich im besonderen durch eine einfache

4Ί Einstellung der jeweils gewünschten Kupplungsbetatigungskraft-C'hai dkteristik auszeichnet.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Kupplung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I angegebenen Merk-

Ί0 male gelöst.

Dcrkupplungseingangsseitigin einer radialen Bohrung angeordnete Kolbenschieber greift die Kupplungseingangsdrehzahl beschleunigungsunabhängig ab. Fr sitzt in der Zufuhr- und gleichzeitig Ablaßlei-

Vi tung des Betätigungszylinderraumes. Ferner ist dem Kolbenschieber der in radialer Richtung bewegliche Fliehkraftkolben zugeordnet, der infolge der Fliehkraft teilverantwortlich für die .Steuerbewegung des Kolbenschieber wird. Beide Teile zusammen regeln

ho die Druckmittelzufuhr und den Ablaß für den Betatigungszylinderraum für den gesamten Drehzahibereich. Vom Druckmittel werden speziell dimensio* nierte und in besonderer Anordnung vorgesehene Arbeitsflächen am Kolbenschieber Und am Flieh^

ο-; kraftkolben beaufschlagt, damit die fliehkraftabhängig wachsenden Druckmittelsäulen ausgeschaltet werden und der Kolbenschieber stets den effektiv cin^ gesteuerten Drück im Betätigüngszylinderi äüni über-

wacht. Dadurch, daß der Fliehkraftkolben vom Kolbenschieber getrennt hergestellt ist und ohne besondere Dichtungs- und Führungsaufgaben in der radialen Verlängerungsbohrung sitzt, läßt er eine einfache Veränderung der jeweiligen Kupplungsbetätigungskraft-Charakteristik durch Austauschen gegen eine spezifisch leichtere uder schwerere zu. Damit kann jedoch die erfindungsgemäße Kupplung einfach an die Drehmomentkurve des jeweils vorhandenen Drehmomentwandlers angepaßt werden. Der am Fliehkraftkolben radial anstehende Druck aus dem Betätigungszylinderraum bewirkt eine besonders rasche Entleerung des Betätigungszylinderraunies bei Drehzahlüberschreitung, da der Kolbenschieber sehr schnell in die volle Ablaßstellung verschoben wird. Eine schlagartige Lösung der Kupplung ist die Folge, so daß Beschädigungen durch eine Drehzahlüberschreitung abtriebsseitig vermieden werden. Die gleiche Wirkfläche auf der Schulter des Kolbenschieber und an der freien Stirnfläche des Fliehkraftkolbens und die Beaufschlagung der Stirnfläche des Fliehkraftkolbens mit dem Druckmittel aus dem Betätigungszylinderraum gewährleisten, daß tatsächlich nur die Fliehkräfte über den Fliehkraftkolben wirksam werden. Trotz des zusätzlich an den Kolbenschieber angesetzten Fliehkraftkolbens wird die gewünschte Arbeitscharakterisitik exakt eingehalten.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung läßt sich aus Anspruch 2 entnehmen. Die rohrförmige Ausgestaltung des Kolbenschiebers führt zu einem vorteilhaft geringen Eigengewicht, das unter Fliehkraft nur einen vernachlässigbaren Einfluß erhält. Zugleich ermöglicht die rohrförmige Ausbildung das Abströmen des Druckmittels beim Lösender Kupplung. Der Betätigungszylinderraum kann durch den Durchtrittskanal im äußeren Bereich des Betätigungszylinderraumes praktisch vollständig entleert werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung in ausgerücktei- Stellung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 bei eingerückter Kupplung,

Fig. 3 einen Querschnitt in de^r Ebene 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 Steuercharakteristiken der Kupplung als Schaubild, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zweier Details aus der Kupplung gemäß den Fig. 1 bis 3.

Fig. 1 zeigt eine Doppelkupplung, obwohl die nachstehend erläuterte Steuerung auch bei einer einfachen Kupplung einsetzbar ist. Ein Kupplungsteil 1 ist mit einer Welle 2 drehbar. Zwei Kolben 3 und 4 sind auf der Welle 2 verschiebbar und bilden mit dem Kupplungsteil 1 Betätigungsräume 6 und 7. Naben 8 und 9 sind auf der Welle 2 aufgekeilt und liegen in auf der Welle drehbaren Trommeln 10 bzw. 11. Kupplungsscheiben sind /wischen den Naben 8,9 und den Trommeln 10,11 vorgesehen. Jede Trommel 10, 11 ist mit einem Zahnrad 12 bzw. 13 als Abtriebsglied verbünden, Ein Einsatz 16 in einer Bohrung 17 der Welle 2 bildet Kanäle 14 und 15, die durch den drehbaren Kupplungsteil 1 radial verlängert sind und das Druckmittel zu den Betätigungsräumen 6 bzw. 7 leiten. Letztere sind wahlweise unter Druck setzbar, um einen der Kolben 3,4 zu verschieben und jeweils eine Kupplung einzurücken.

Für jeden Betätigungsraum 6, 7 ist eine Absperreinrichtung 20 im Kupplungsteil 1 vorgesehen. Die Absperreinrichtung weist einen äußeren rohrförmigen > Kolbenschieber 21 mit Durchtrittskanälen 22 auf. Der Kolbenschieber 21 hat einen radial inneren Teil 2j mit größerem Durchmesser, der in einer radialen Bohrung 24 verschiebbar ist. Das mit 25 bezeichnete Außenende des Kolbenschiebers 21 mit kleinerem

w Durchmesser gleitet in einer Hülse 26 in der Bohrung 24. Die Hülse 26 hat Durchtrittskanäle 22a, die mit den Durchtrittskanälen 22 des Kolbenschiebers 21 fluchten, wenn dieser sich in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet. Auslaßkanäle 22b befinden sich im

ι > Kupplungsteil 1, durch die der Betätigungsraum 6 mit dem Inneren des Kolbenschiebers 21 über die Kanäle 22 und 22a (Fig. 1) in Verbindung steht.

Die Hülse 26 hat einen Abschnitt 26ϋ mit verkleinertem Außendurchmesser, der einen kreisringförmi-

-'» gen Druck.nittelraum 27 zur Aufnahme von Druckmittel aus dem Kanal 14 bildet. Lr Raum 27 wird größer, wenn der Kolbenschieber 21 ·. om Druck im Kanal 14 radial nach innen bewegt wird, wobei dann auch der Betätigungsraum 6 über Bohrungen 10 be-

2'> aufschlagt wird.

Die \bsperreinrichtung 20 weist ferner einen Fliehkraftkolben 31 auf, der in einer kleineren Bohrung 32 am Innenende der Bohrung 24 gleitet. Der Fiiehkraftkolben 31 ist aus einem Metall hergestellt,

in das sich vom Metall des Kolbenschiebers 21 im spezifischen Gewicht unterscheidet. Bei Austausch eines Fliehkraftkolbens gegen einen mit anderem Gewicht wird eine andere Betätigungscharakteristik erreicht, was Fig. 4 zeigt. Die in Fig. 4 ausgezogene Kurve er-

Ji gibt sich bei einem Kolbenschieber 21 und einem Fliehkraftkolben 31 aus Aluminium. Die gestrichelte Kurve ergibt sich bei einem Kolbenschieber 21 aus Aluminium und einem Fliehkrpftkolben 31 aus Stahl.

Die Stirnfläche einer Schulter 33 des Kolbenschiebers 21 (Fig. 2) entspricht dem Querschnittsbereich des Innenendes des Fliehkraftkolbens 31. Die Fläche der Schulter 33 kann als »Kupplungs-Mitnahmefläche«, die Fläche des Kolbenendes hii.f.egen als

•Γι »Rückführfläche« bezeichnet werden. Die gegenseitige Abstimmung dieser Flächen gewährleistet, daß die Absperreinrichtung 20 eine Gleichgewichtsstellung findet, in der der Druck ^jm Betätigungsraum 6 dem Zuführdruck gleicht.

in Befindet sich die Absperreinrichtung 20 in der radial inneren Stellung (Fig. 2), so strömt aus dem Kanal 14 Druckmittel in den Raum 27, durch die Bohrungen 30 und in den Betätigungsraum 6. Die Kupp'urg wird eingerückt. Gleichzeitig ist der Kanal

γ, 22h durch das Ende 25 des Kolbenschiebers 21 versperrt.

Die Masse der Absperreinrichtung 20 ist so bemessen, daß sie die Kraft der Druckmittelsäule ausgleicht, die von der Mitfelbohrung der Welle 2 nach außen

ho ansteht. Die Druckmittelsäule erzeugt infolge der Zentrifugalkraft der umlaufenden Kupplung ein Druckgefälle, das allerdings durch die Masse in der Absperreinrichtung 20 ausgeglichen wird. Auf diese Weise wird der Betäiigüngsräum 6 nur mit dem Steu-

erdruck aus dem Kanal 14 beaufschlagt.

Zum Ausrücken wird die Zufuhr vom Kanal 14 unterbrochen. Die Zentrifugalkraft bewegt dann den Kolbenschieber 21 und den Fliehkraftkolben 31 nach

nj bis die Bohrungen 30 geschlossen sind. Im Bctätigungsraüm befindliches Druckmittel wirkt zum Entleeren zusätzlich durch eine Ablaßbohrung 36 auf die »Rückführflache« des Fliehkraftkolbens 31. Das Druckmittel irrt Betätigüiigsfäiim unterstützt die Zentrifugalkraft in der Absperfcinriehtung 20, so daß diese rasch in die Stellung von Pig. I bewegt wird. Dann flüchtet der kanal 22 mit den Kanäleff 22a und 22/), so daß der Betätigungsraum 6 rasch entleert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flydruulisch betätigbare Reibungskupplung, die insbesondere mit dem Ausging eines Drehmomentwandlers verbunden ist, mit einem drehbaren Kupplungsteil, der zusammen mit einem Kolben einen veränderlichen Kupplungsbetätigungsraum bildet, in welchen zum Betätigen der Kupplung Druckmittel aus einem im drehbaren Kupplungsteil verlaufenden Druckmittelzuführkanal einführbar ist, und mit einer fliehkraftgesteuerten Absperreinrichtung, die zum Einstellen einer mit steigender Drehzahl abnehmenden Kupplungsbetätigungskraft in einer radialen Bohrung des drehbaren Kupplungsteiles einen unter Fliehkraftwirkung verstellbaren Kolbenschieber aufweist, der in einer radial inneren Stellung den Durchfluß zwischen dem Druckmittelzuführkanal und dem Kupplungsbetätigungsraum und in einer radial äußeren Stellung den Durchfluß zwischen dem Kupplungsbetätigungsraum und einem Ablauf freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) dem radial inneren Ende des Kolbenschiebers (21) ein getrennt von diesem hergestellter, austauschbarer Fliehkraftkolben (31) zugeordnet ist, der in die-.er radialen Verlängerungsbohrung (32) der den Kolbenschieber führenden Bohrung(24) verschiebbar ist,

b) die vom Kolbenschieber (21) abgewandte Stirnfläche des Fliehkraftkolbens (31) über einen Lurchlaß (36) im Kupplungsteil (1) vom Kupplungsbetätigu-gsraum (6 bzw. 7) aus mit Druckmittel beaufschlagt ist,

c) der Kolbenschieber cine -am Druckmittelzuführkanal (14) aus mit Druckmittel beaufschlagte Schulter (33) aufweist, deren beaufschlagte Fläche wenigstens annähernd genauso groß ist, wie die vom Kolbenschieber abgewandtc Stirnfläche des Fliehkraftkolbens.

2. Hydraulisch bctätigbarc Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Kolbenschieber (21) rohrförmig ausgebildet und an seinem radial inneren Ende durch den Flichkraftkolben (31 !verschlossen ist, während sein radial äußeres Ende mit dem Ablauf in Fließverbindung steht,

b) im radial äußeren Bereich ties Kupplungsbetätigungsraumes (6 bzw. 7) ein Durchtrittskanal (22a, b) im Kupplungsteil (1) vorgesehen ist, der in de^r radial äußeren Stellung des KoI-benschiebers mit dessen Innenraum in Fließverbindung steht.