DE19809534A1 - Hydraulisch betätigte Kupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydraulisch betätigte Einfach- sowie Doppelkupplungen mit Ein- sowie Mehrlamellen mit Naß- bzw. Trockenscheiben.

Es sind bereits bekannt, hydraulisch betätigte Doppelkupp­ lungen mit Ein- oder Mehrscheiben, Naß- bzw. Trockenlamellen, in getrennten Einheiten, oder in einem Block zusammengefaßt, aber mit nebeneinander liegenden Kupplungsscheiben.

Dabei ist der Raumbedarf und der Aufwand wegen einer Vielzahl an aufwendigen Bauteilen sehr groß. Nahezu alle diese Kupplungen haben keine bzw. unzureichende Rotationsöldruckausgleichsfunk­ tion, wodurch eine drehzahlunabhängige, stetige und korrekte Kupplungsdrehmomentregelung gar nicht erst möglich ist. Auch benötigen sie daher eine sehr starke Rückzugfeder, wodurch die Betätigungsöldrücke sehr hoch werden. Oder sie bedienen sich Entleerungsventilen, was zur Schaltzeitvergrößerung führt und eine feinfühlige, stetige Kupplungsdrehmomentregelung unmöglich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den komplizierten Aufbau zu vereinfachen, den Bauraumbedarf sowie Kosten radikal zu reduzieren und einen hundertprozentigen Rotationsöldruckaus­ gleich zu verwirklichen, wobei deutlich geringere Betätigungsöl­ drücke erzielt werden.

Diese Probleme werden durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäß gestalteten Lösungen werden in Kurzform wie folgt dargestellt:

• - Die zwei Kupplungen, sowie ihre Betätigungskolben der Doppelkupplung, werden untereinander angeordnet.
• - Die Rotationsöldrücke wirken auf die beiden gleichgroßen Flächen der Betätigungskolben und heben daher ihre, auf den Betätigungskolben ausgeübte Wirkung, gegenseitig auf.
• - Die beiderseitigen, gleichgroßen Wirkflächen der Betäti­ gungskolben werden dadurch garantiert, daß gegenüber der Druckbolzen für die Kupplungsbetätigung gleichgroße Druck­ ausgleichsbolzen vorgesehen werden.
• - Für die Betätigungskolbenabdichtungen sind bewußt keine hundertprozent dichtenden Funktionen vorgesehen.
• - Die Betätigungsöldruckräume werden einfach durch die Blech­ gehäuseteile gebildet.
• - Die direktangetriebenen Kupplungen (z. B. durch einer Moto­ renwelle) werden über axial weiche, aber torsionssteife, oder mit Torsionsdämpfer versehene Antriebsscheiben, mitge­ nommen und zentriert und gegenüberliegend nochmals gelagert.

Die Vorteile dieser Maßnahmen sind folgende:

• - Die Doppelkupplung baut anordnungsbedingt sehr schmal und damit leicht.
• - Die Drehmomentregelung der Kupplungen erfolgt feinfühlig, stetig und drehzahlunabhängig.
• - Die benötigten Betätigungsöldrücke sind extrem niedrig und daher energiesparend.
• - Die Reibung der Abdichtungen ist sehr gering (geringe Öldruckhysterese).
• - Die Kupplungsbetätigung erfolgt ohne Schaltzeitverzögerung und frei von Schaltstößen.
• - Alle Blechteile des Hydraulikbereiches sind als einfache Rotationskörperteile ausgebildet.
• - Die Hydraulikkomponenten können vormontiert werden, ein­ schließlich der an ihnen angebundenen Kupplungsdruckplatten sowie der kompletten Kupplung K₂ (kleinere Kupplung).
• - Die Kupplungssysteme sind universell verwendbar als direkt­ angetriebene bzw. an ein Primärantrieb angehängte Einheiten.
• - Die durch die dünne Antriebsscheibe mitgenommene und durch eine Zweitlagerung präzis geführte und direkt angetriebenen Kupplungen laufen ruhig und unabhängig von den Taumelbewe­ gungen der angeschlossenen Motorkurbelwelle.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an Hand des auf den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine durch einen Primärtrieb angetriebene Doppelkupplung mit einer größeren Schalt- und einer kleineren Anfahr- und Schaltkupplung mit Trockenlamellen,

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Kupplung mit einer größeren Anfahr- sowie Schalt- und einer kleineren Schaltkupplung mit Trockenla­ mellen,

Fig. 3 stellt eine hydraulisch ähnlich betätigte Einfachkupp­ lung mit Trockenlamelle und Schwingungsdämpfer dar,

Fig. 4 zeigt eine Naßlauflamellen-Doppelkupplung, welche direkt über ein Stoßdämpfersystem von der Motorkurbelwelle ange­ trieben wird,

Fig. 5 stellt die gleiche Kupplung mit Trockenlamellen dar.

Zweckmäßigerweise werden die numerierten Bauteile der einzel­ nen Figuren mit folgenden Kürzel bezeichnet:

Fig. 1

Kurzbeschreibung der Eigenschaften der einzelnen, in den Figuren dargestellten Kupplungen

Fig. 1

• - Untereinander seitlich versetzte zwei Kupplungen K₁ 1 und K₂ 2.
• - Gleiche, oder unterschiedliche Lamellenzahl der Kupplungen.
• - Untereinander angeordnete Kupplungsbetätigungskolben KK₁ 3 bzw. KK₂ 4.
• - Betätigung der Kupplungsdruckplatten K₁D 5 und K₂D 6 mit­ tels abgedichteten Druckbolzen K₁B 7 und K₂B 8.
• - Befestigung und Zentrierung der Druckplatten K₁D 5 und K₂D 6 an innerer Blechscheibe IB 9 mittels der bekannten Federlaschen FE 10 mit Rückzugfederfunktion.
• - K₂-Kupplungsgehäuse K₂G 11 an der inneren Blechscheibe IB 9 befestigt (Schraube, Niet usw.).
• - Äußere Deckplatte AD 12 wird mit der inneren Blechscheibe IB 9 und der K₁-Scheibe K₁S 13 gemeinsam mittels Schrauben S 14 verschraubt.
• - Äußerer Kupplungsbetätigungskolben KK₁ 3 wird außen gegen die äußere Deckplatte AD 12, innen gegen die Zwischenschei­ be ZS 15 abgedichtet.
• - Innerer Kupplungsbetätigungskolben KK₂ 4 wird außen gegen die Zwischenscheibe 15, innen gegen die kleine Dichtscheibe KD 20 abgedichtet.
• - Innere Blechscheibe IB 9 ist mit dem Ölführungsrohr ÖR 22 verschweißt.
• - Kleine Dichtscheibe KD 20, Zwischenscheibe ZS 15 und äuße­ re Deckplatte AD 12 werden abgedichtet lose auf das Ölfüh­ rungsrohr ÖR 22 aufgeschoben.
• - Äußere Deckplatte AD 12 wird außerdem axial gegen das Ölführungsrohr ÖR 22 mittels Haltering HR 23 gehalten.
• - K₁-Kupplungsscheibe K₁ 1 wird über den Zwischenraum von äußerer Deckplatte AD 12 und Zwischenscheibe ZS 15 mit Druckmittel versorgt.
• - K₂-Kupplungsscheibe K₂ 2 wird über den Zwischenraum von Zwischenscheibe ZS 15 und kleine Dichtscheibe KD 20 mit Druckmittel versorgt.
• - Die gegen die innere Blechscheibe IB 9 gerichteten Kupp­ lungsbetätigungskolben-Rückseiten münden in den gemein­ samen Kolbenraum GR 21, welcher durch die innere Blech­ scheibe IB 9 und kleine Dichtscheibe KD 20 gebildet wird.
• - Beide Kupplungsbetätigungskolbenseiten KK₁ 3 und KK₂ 4 sind identisch und sie gleichen daher die Rotationsöl­ druckwirkung aus.
• - Die Druckausgleichsbolzen DB₁ 24 und DB₂ 25 sind an der äußeren Deckplatte AD 12 befestigt und ragen abgedichtet in die jeweiligen Kolbenräume KR₁ 27 und KR₂ 28 hinein.
  Die Druckausgleichsbolzen DB₁ 24 und DB₂ 25 sind innen hohlgebohrt und verbinden den Außenraum AR 26 mit den Kolbenräumen KR₁ 27 und KR₂ 28 und sorgen daher für glei­ che Wirkflächen der Kupplungsbetätigungskolben KK₁ 3 und KK₂ 4.
• - Die Kupplung wird über die im Gehäuse G 30 sitzende Ölfüh­ rungshülse ÖH 29 mit Druckmittel versorgt
• - Der gemeinsame Kolbenraum GR 21 wird über die Innenwelle IW 31 und Hohlwelle HW 32 mit dem Ölsumpf ÖS 36 verbunden.
• - Die Kupplungsscheibe K₁ 1 wird mit der Hohlwelle HW 32 und die Kupplungsscheibe K₂ 2 mit der Innenwelle IW 31 über Mitnehmerverzahnung verbunden.

Fig. 2

• - Hier steht die Kupplungsscheibe K₁ 1 mit der Innenwelle IW 31 und die Kupplungsscheibe K₂ 2 mit der Hohlwelle HW 32 über Mitnehmerverzahnung in Verbindung.
• - Die äußere Druckplatte AD 12 bildet hier ein Stück mit dem Ölführungsrohr ÖR 22 und die Ölführungshülse ÖH 29 wird in die Hohlwelle HW 32 bzw. Innenwelle IW 31 inte­ griert.

Fig. 3 bis 5

• - Beide o.a. Kupplungsformen können mit Trocken- (Fig. 1, 2 und 5), bzw. mit Naßlauflamellen (Fig. 4) ausgestattet werden. Bei den Naßlauflammellen fallen die Abdichtungen gegen den Außenraum AR 26 und Ölsumpf ÖS 36 weg.
• - Bei der Version nach Fig. 1, 3, 4 und 5 wird die Kupplung über die K₁-Scheibe K₁S 13, bei der Version nach Fig. 2 über die verstärkte äußere Deckplatte AD 12 angetrieben.
• - Die Kupplungen können über einen Primärtrieb (Fig. 1 und 2), oder mit der Motorkurbelwelle verschraubt, direkt angetrieben werden (Fig. 3 bis 5).
• - Statt Doppelkupplung kann mit ähnlicher Funktion eine Einfachkupplung vorgesehen werden (Fig. 3).

Die Betätigung der Kupplungen wird an Hand der Fig. 1 und 3 beschrieben:

• - Die Drehmomentregelung der Kupplungen erfolgt mittels elektrohydraulischem Druckregler EHD 33 (Fig. 3).
• - Der elektrohydraulische Druckregler EHD 33 kontrolliert mit Hilfe einer nicht näher beschriebenen elektronischen Steuerung das Anfahren und die Schaltfunktion der Kupplung (Fig. 3), bzw. beim Doppelkupplungssystem das Anfahren und den Kupplungswechsel bei den Lastschaltungen der Gänge (Fig. 1, 2, 4 und 5).
• - Die Kupplungsscheibe K₁ 1 wird geschaltet, indem von dem elektrohydraulischen Druckregler EHD 33 das Druckmittel über dem Gehäuse G 30, Ölführungshülse ÖH 29, Ölführungs­ rohr ÖR 22 sowie Druckraum DR₁ zum Kupplungsbetätigungskol­ ben KK₁ 3 geleitet wird.
• - Der Kupplungsbetätigungskolben KK₂ 4 wird über den Druck­ raum DR₂ 35 mit Druckmittel versorgt.

Claims (7)

1. Hydraulisch betätigte Kupplung, die beispielweise über einen Primärtrieb bzw. direkt über die Kurbelwelle eines Motors angetrieben wird, betätigt durch außerhalb der Kupplung liegen­ den Steuerorgane, insbesondere für die Schaltung von zwei oder mehr Gängen eines lastfrei- oder unter Last schaltbaren Getriebes mit oder ohne vollautomatische Schaltfunktion mittels zwei mit den Kupplungen verbundenen Getriebeeingangswellen dadurch gekenn­ zeichnet, daß die untereinander seitlich versetzten Kupplungen K₁ (1) und K₂ (2) über Druckbolzen K₁B (7) bzw. K₂B (8), unter Zwischenschaltung der mit der inneren Blechscheibe IB (9) befes­ tigten Druckplatten K₁D (5) bzw. K₂D (6), mittels in einem von dem üblichen Kupplungsraum separaten Blechgehäusesystem, beste­ hend aus einer äußeren Deckplatte AD (12), Zwischenscheibe ZS (15), kleine Dichtscheibe KD (20) sowie innere Blechscheibe IB (9), untereinander angeordneten Kupplungsbetätigungskolben KK₁ (3) bzw. KK₂ (4), betätigt werden.

2. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Führung des für die Kupplungsbetäti­ gung vorgesehenen Druckmittels die Druckräume DR₁ (34) bzw. DR₂ (35) verwendet werden, welche durch die Blechscheiben, äußere Deckplatte AD (12), Zwischenscheibe ZS (15) und kleine Dicht­ scheibe KD (20) gebildet werden.

3. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseiten der beiden Kupplungs­ betätigungskolben KK₁ (3) bzw. KK₂ (4), mit einem gemeinsamen Kolbenraum GR (21) in Verbindung stehen.

4. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenabdichtungen KA (16 bis 19) ohne eine hundertprozentige Dichtwirkung vorgesehen werden und sie durch einen stetigen, leichten Leckagestrom den drucklosen, gemeinsamen Kolbenraum GR (21) ständig mit Druckmittel füllen.

5. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an- der äußeren Druckplatte AD (12) befestigten, hohlgebohrten und abgedichteten Druckausgleichsbolzen DB₁ (24) bzw. DB₂ (25) in die jeweiligen Kolbenräume KR₁ (27) bzw. KR₂ (28) hineinragen und insgesamt gleiche Fläche haben, wie die Druckbolzen K₁B (7) bzw. K₂B (8) und sie auch auf demselben Teilkreis, wie der Druckbolzen angeordnet sind.

6. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kolbenraum GR (21) über die Innenwelle IW (31) sowie Hohlwelle HW (32) mit dem Ölsumpf ÖS (36) direkt, bzw. unter Zwischenschaltung einer Steig­ leitung in Verbindung steht, deren Leitung mindestens so hoch liegt, wie der Radius der äußeren Kupplungsbetätigungskolbenab­ dichtung KA (16).

7. Hydraulisch betätigte Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben kleine Dichtscheibe KD (20), Zwischenscheibe ZS (15) und äußere Deckplatte AD (12) auf das mit der inneren Blechscheibe IB (9) verschweißte Ölfüh­ rungsrohr ÖR (22) abgedichtet, lose aufgeschoben werden und axial mittels Haltering HR (23) gegen Abdrücken gesichert werden.