DE2039950A1 - Kraftuebertragungseinrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt· it ■„- 107ft

Dipl.-lng. A. QrüneckBf ..11. AU* WU

Dr.-lng· M. Kinkeldey Dr.'lng. W. Stockmair

8Munehui22.Moximilianetr.43

P 3393-27/Zi

(Twin. Disc, Incorporated 132s Racine Street, Racine, Wisconsin / U".S.A.

Kraftübertragungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung.

In bestimmten Kraftübertragungseinrichtungen ist eine Steuerung der Drehzahl des Antriebs- oder Abtriebsgliedes erwünscht. Für diesen Zweck bestimmte Drehzahlregler sind z.B. in den USA-Patentanmeldungen Serial No. 725 9?4 und 829 169 darge- I stellt.

In den bekannten Einrichtungen dieser allgemeinen Art wird der Reibungskoeffizient der Kupplungsflächen im Laufe des Betriebes beträchtlich verändert, so daß die die Kupplung antreibende oder über sie angetriebene "Vorrichtung einem anderen als dem ursprünglich beabsichtigten oder erforderlichen Drehmoment ausgesetzt werden kann. Ein Vorschlag, diese Nachteile zu vermeiden, ist in der USA-Patentschrift 5 420 344 erläutert.

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Einrichtungen nie abtricüLabhän^ioen Reibkujjplun^en ζ±αά beispielsweise in den UcA-Patentüchrii ten ^yj $^lj2 39? und 3 35& 796 an^e^ftben. Beine Patentschriften betrefien abtriebsdrehisahlabhänki^e Kupplungen mit fliekraitbotäti^ten Absperrorganen. Eine andere iiinrichtunts mit einer abtriebsabhängigeri Reibkupplung ist in der UüA-Patentscnrift 3 3^0 Ob? vorgeßchlagen. Dieso betrifft eine Reibkupplung in der daa Abtrieb sdrehmomenl; als Re^ei^röße verwendet wird. Die vorstehend, genannten Patencc sind auf die Amnelderin übertragen worden.

Es ist nicht nur erwünscht, in der vorstehend beschriebenen Weise die Drehzahl des Antriebs- oder Abtriebsgliedes zu steuern, sondern auch das von der Kupplung übertragene Drehmoment zu begrenzen» Die Erfindung ist aui die Schaffung einer derartigen Kupplung gerichtet.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere eine hydraulisch . betätigbare fieib glieder anordnung, z.B. eine Seil al tkupp lung oder Bremse, mit einer hydraulischen Einrichtung zum Verändern dee Anpreßdruckes zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsscheiben und damit zur Steuerung des Schlupfes zwischen dem Antriebs-* und dem Abtriebsglied der Kupplung.

Die Erfindung schafft hierzu eine Kraftübertragungseinrichtung, a.B. eine fieibkupplung mit voneinander abrückbaren Reibscheiben wad mit einer Einrichtung zur Steuerung der Rutschkupplung zwecks Begrenzung des von der Kupplung übertragbaren Drehmonents und zwecke Unterstützung der Steuerung der Antriebs« oder Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit von der Verlangsamung oder Beschleunigung von sich relativ ineinander bewegenden Seilen.

Bei einer Kraftübertragungseinrichtung nach der Erfindung ist vorzugsweise ein Aufbau vorgesehen, der gekennzeichnet ist durch eine Rutschkupplung mit einem Beaufschlagungsraum, durch ein

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mit der Rutschkupplung verbundenes Abtriebsglied und ein von dem Antriebe- ouer dem Abtriebsglied getragenes und mit dem Beaufschlagt, ,sraum in ütrömungsverbindung stehendes Absperrorgan, daß in. Abhängigkeit von der Drehzahl einerseits und der Verlanc^a^unu oder Beschleunigung andererseits des das Absperrorgan tragenden Gliedes allgemein in dessen Umfangsrichtung winkelverstellbar ist und dadurch den Anpreßdruck der Rutschkupplung automatisch und. stufenlos verändert.

Die erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtungen sind also mit hydraulisch betätigten Reibscheiben versehen, deren Anpreßdruck und damit der Schlupf der Kupplung sowie die von ( ihr übertragene Leistung in einfacher, zuverlässiger V/eise gesteuert werden kann. Dazu ist nach der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Verlangsamung oder Beschleunigung eines der sich relativ zueinander bewegenden Teile die Menge des Druckmittels steuert, mit dem die hydraulisch betätigte Kupplung beaufschlagt wird. Man erhält somit eine Kraftübertragungseinrichtung zux* übertragung eines Drehmoments bis zu einem vorherbestimmten Wert.

Aus der Gleichung T = I*X (darin bezeichnet T das Drehmoment, I das Trägheitsdrehmoment und«X die Winkelbeschleunigung) geht hervor, daß bei einer Begrenzung der Beschleunigung«* auch das Drehmoment T begrenzt ist, weil das Trägheitsmoment | I durch die Ausbildung und Anordnung der Teile festgelegt ist. Erfinaungsgemäß wird daher in Abhängigkeit von dem Betrag von cC der Anpreßdruck und damit auch das Drehmoment T gesteuert. Diese Begrenzung von oC wirkt auch schnellen Drehzahlveränderungen entgegen, so daß die Steuerung der Drehzahl durch andere Einrichtungen, wie sie vorstehend angegeben wurden, erleichtert wird.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung arbeitet entsprechend

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der Gleichung

T_c

Darin ist

T das von der Kupplung übertragene Momentaudrehmonient,

^rJ?2 das Homeiitan-Abtriebsdrehmoment der die Kupplung antreibenden Vorrichtung, icit der die Steuereinrichtung verbunden ist, z.B. eines Lrehmoment-Ik Wandlers, oder das Momenlan-Aritriebsdrehinonent,

der über die Kupplung angetrieben und mit eier. Steuereinrichtung verbundenen Vorrichtung,

K eine Proportionalitätskonstante für verschiedene-Teile der »Steuereinrichtung und

Mp die Momentandrehzahl der mit der Steuereinrichtung

verbundenen, die Kupplung antreibenden oder über sie angetriebenen Vorrichtung.

Die Erfindung schafft eine beispielsweise von einem Drehmomentwandler angetriebene Reibkupplung, in welcher die pro Reibein- _ heit erzeugte Wärmemenge auf einen relativ niedrigen und durch P die Konstruktion der Kupplung vorherbestimmbaren Wert begrenzt iet und daher keine unbekannte und von dem sich im Betrieb der Kupplung verändernden Reibungskoeffizienten der Kupplungsflächen abhängige Veränderlicher ist. Mt der erfindungsgemäßen Kupplung kann auch das Drehmoment auf einen vorherbestimmten, relativ niedrigen Wert begrenzt werden, so daß das Drehmoment bei einer abtriebseeitigen Blockierung nie das Höchstdrehmoment (stall torque) der antreibenden Einrichtung überschreiten kann und das übertragbare Drehmoment nicht von dem im Betrieb veränderlichen Reibungskoeffizienten der Kupplungsscheiben abhängt·

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Die erfindungsgeinäße Kupplung gestattet ferner die Verwendung; eines beliebigen, hohen Beaüi'schlagungsdruckes, ohne daß dadurch die pro Zeiteinheit erzeugte Wärmemenge oder daß höchste übertragbare Drehmoment beeinflußt wird. Außerdem wird im Leerlauf des Motors das höchste von der erfindungsgemäßen Kupplung übertragbare Drehmoment automatisch herabgesetzt, so daß die Ganguiuschaltung bei herabgesetzten Motordrehzahlen optimal durchgeführt werden kann.

Wenn das den Meßwertgeber tragende Glied von einer anderen Vorrichtung als einem Drehmomentwandler angetrieben wird oaer zum Antrieb verschieden belasteter Vorrichtungen dient, sind je nach der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie der aie Kupplung antreibenden oaer der über sie angetriebenen Vorrichtung verschiedene Kombinationen der vorstehend angegebenen Merkmale vorhanden, derart, daß die vorstehend angegebene Gleichung erfüllt wird.

In der hydraulisch betätigten Reibkupplung gemäß der Erfindung wird die Beschleunigung oder Verlangsamung des Abtriebs- oder Abtriebsgliedes der Kupplung durch die Erhöhung oder Herabsetzung des Anpreßdruckes der Kupllung gesteuert.

Eine Kupplung gemäß der Erfindung kann in verschiedenartigen Fahrzeugen oder Maschinen verwendet werden. Beispielsweise kann die Kupplung einem Drehmomentwandler derart nachgeschaltet sein, daß das Antriebsglied der Kupplung von der Turbine des Drehmomentwandlers angetrieben wird. Die Verwendung des Erfindungsgegenstandes zusammen mit einem Drehmomentwandler ist besonders vorteilhaft, weil die Bewegung der Turbine bei Belastung verlangsamt wird und diese Verlangsamung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung erfaßt wird.

Der Erfindungsgegenstand kann beispielsweise auch an einem Mischer verwendet werden. In diesem I'all wird die Steuereinrichtung an dem Abtriebsglied der Kupplung angeordnet, so daß

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die Beschleunigung auf eier Abtriebsseite der Kupplung erfaßt und uie_ Kupplung entsprechend betätigt wird.

Die erfindun^^-^äße Steuereinrichtung kann zur Steuerung der Beschleunigung oder der Verlangsaciung des Antriebs_fc;,liedes oder des Abtrieböbiiedes einer hydraulisch betätigten ReilKupplung verwenaet werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten una Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung hervor. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgesäße Kraftübertragungseinrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 in größerem Maßstab eines der Absperrorgane D der Einrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3»

Fig. 5 ein Vektordiagramm zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil einer abgeänderten Ausführungsforni einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung,

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig· 6»

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine der Fig. 7 ähnliche, abgeänderte Ausiührungsform,

Fig. 9 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 6 durch eine weitere Ausführungsform,

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BAD

l'i_t,. 10 ejj-.i-r QuGrrchniit läri_;..i." dor Liuie 10-10 in Fig. V,

Fib·- 11 ei i.e.·:: i.Uncciichnitt durch einen Teil einer KraftübcrtrrA-. un^ijcini-ichtuii·, nach einer anderer* Aucf iu:"ungs- i'o:·. .;■. i· Lri'.'.::-IUiI(J,

12

i·,-.... ,..;«ri5Chri;t-t lan^.i aer Linie 12-12 in Fig. 11,

ui·,

Fi_tj. 1j> einer, i^erschni;.υ ähnlich Fig. 12 durch eine abgeänaerie Auufüh

i^. 12A in ^rl'Jitre:u Kußülab da^ :.n xi;.;. -15 uecfci^e Absperrorgan und seine Ka

Fig.- 14 einen ^uerschnii-t durch eine v.-eitere der ErI"inQUn₁]; und

ig. 15 in r.reßereiL Haßstab als Lutail einen Teil der Ein-

^ezä-ß Fit,· Ή·

Die in Pib. 1 bezeigte Kupplung C _uer:.ä£ der Jirfinaun^ cesitzt ein AntriebSb'lied 1, das von der Turbine T -eines !»rehr.ox.entwandlers TG angetrieben wird. Die Kupplung v;ira £c:,.iu von eineia ihr vorgeschalteten Drehiuoc:entwandlc^:rtir;_i5eorit.Len. Aui' der Nabe 3 des Antriebsgliedes 1 sind iLenrßre Eeibscht^ben 2 axial-' verschiebbar angeordnet. Zwischen diesen Reibscheiben 2 _ureiren weitere Reibscheiben 4 ein, die nit der Trosnel ^. λ°3 Abtriebsgliedes 6 der'Kupplung keilverzahnt sind, in der. Antriebsglied 1 ist ferner eine ringförmige zylindrische Kanter 10 ausgebildet, in der ein Kolben 11 abdichtend verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben und die .Kammerwanaung begre-uaen somit einen ausdehnbaren und nit einem Druckmittel beaufschlagbaren Raum 12. Bei einer Druckbeaufschlagung des Hauns 12 wird der Kolben 10 gegen die ineinandergreifenden Kupplungsscheiben gedrückt, so daß diese gegeneinandergedriiekt werden und die Kupplung eingerückt wird. Der Druck, mit dem der Arbeitsraum i2 beaufschlagt wird, und damit auch der Anpreßdruck der Kupplung,

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der Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben und die von der Kupplung an die Getriebewelle GS abgegebene Leistung können dadurch verändert werden, daß der Druck verändert wird, mit dem der Arbeitsraum 12 beaufschlagt wird.

Es iet BOinit eine Kraftübörtragungseinrichtung vorgesehen, die eine Rutschkupplung, einen Beaufschlagungsraum für diese, ein Antricbßglied und ein Abtriebsglied besitzt.

Wie aus den vorstehend angegebenen, älteren Patentschriften hervorgeht, verändert sich der Reibungskoeffizient zwischen den

t Kupplungsscheiben im Betrieb der Kupplung beträchtlich und in einem nicht vorhersehbaren Ausmaß. Daher können derartige Kupplungen ein Drehmoment übertragen, das viel größer ist alü das größte Drehmoment, daa die über die Kupplung angetriebenen Maschinen aufnehmen können. Aus diesem Grunde mußten die anzutreibenden Maschinen für eine viel höhere als die eigentlich erforderliche Festigkeit ausgelegt sein. Ideal wäre eine beispielsweise hinter einem Drehmomentwandler nachgeschaltete Kupplung, die kein höheres als das höchste Abtriebsdrehmoment der Antriebseinrichtung übertragen kann. Ein zu hohes Drehmoment verkürzt nicht nur die Standzeit der anzutreibenden Maschine, sondern ist auch für die Bedienungsperson unangenehm und kann dazu führen, daß sie die Kontrolle über die Vorrichtung

P verliert.

Die Schwierigkeit der Beeinflussung des höchsten übertragbaren Drehmoments und des Zeitpunktes des Auftretens von Drehmomentspitzen iet einerseits auf die durch Kupplung bewirkte Verzögerung und andererseits auf die Veränderung des Reibungskoeffizienten in der Kupplung zurückzuführen.

Das in der Fig. 5 dargestellte Diagramm erläutert das der Erfindung zul- runde liegende Prinzip und soll vor einer ausführlichen Beschreibung des Erfindungsgegenstandes besprochen werden. Es sei angenommen, da£ ein starres, drehbar gelagertes

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Glied, ζ.B. ein Kupplungsgehäuse, in Richtung des gekrii: -vüen Picils mn eine Achse O rotiert und daß bei 13 ein Pendel H schwenkbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Gestrichelt ist; das Pendel M in der Stellung angedeutet, die es unter Fliehkraf .;·- wirkung einnimmt, v/enn das Gehäuse mit konstanter Drehzahl rotiert. In dsm Augenblick, in dem die Drehzahl des Gehäuses abnimmt, schwenkt das Pendel über den Punkt 13 hinaus in seine in Fig. 5 iuit ausgesogenen Linien gezeigte Stellung. ErXindungsgeinäß wird dieses Prinzip ausgenutzt und ein Absperrorgan so angeordnet, daß es auf eine .Verlangsanung oder eine Beschleunigung anspricht.

Je größer die Fliehkraft, desto größer ist auch die .zum Betätigen des Absperrorgans erforderliche Verlangsamung. Das von der Kupplung abgegebene Drehmoment ist daher eine Funktion des Quadrats ihrer Drehzahl.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind zwei Ventile D und DI gezeigt. Zunächst sei das Ventil D beschrieben. Dieses hat einen allgemein zylindrischen Ventilkörper 14, der in dem Antriebsglied der Kupplung angeordnet ist und in der Richtung des gekrümmten Pfeils um die Mittellinie CL der Kupplung rotiert. Der Ventilkörper 14· ist an seinem Umfang mit einem ßingkanal 15 ausgebildet, der über eine Leitung 16 mit einer außen angeordneten Druckmittelquelle, z.B. der Strömungsmittelpumpe P, in Verbindung steht.

Zentral in dem zylindrischen Veritilkörper 14 ist eine rechteckige Ausnehmung 20 ausgebildet, deren parallele Seiten 21 und 22 unter einem Winkel •'X zum Durchmesser der Kupplung angeordnet sind und eine Schrägführung R bilden. In der Ausnehmung 20 ist eine große Kugel 25 verschiebbar geführt, die an einer kleineren Veritilkugel 26 angreifen kann, die sich . ihrerseits dicht an den Ventxlsitü 27 anlegen und dadurch cien Kanal 23 sperren kann, der mit der Ringnut 15 in Verbindung sceht. Ein

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BAD

weiterer Kanal $j Γα;:γ ε von der Ausnehmung 20 weg und dient zum Zuführen von ^trö:-ur.^£^ittel zu dem Beaufschlagungsraum 12 der Reibk'upplur.j. Wenn die Ventilkegel 26 an ihrem Sitz anliegt, sperrt sie die Zuführung des Druckmittels zu dem Beaufschlagungaraum der Kupplung. Dio&ea Schließen des Ventils wird durch eine Verlangsamung aes Kupplungsgliedes 1 herbeigeführt, weil sich die Kugel 25 in der Führung aufwärts zu der Mittelachse der Kupplung hin abwälzt und dabei die Ventilkugel 26 gegen ihren Sitz drückt. Wenn dagegen das Kupplungsgehäuse 1 mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, nimmt die Kugel 25 auf einem Radius " der Kupplung eine Stellung ein, in der sich die Ventilkugel 26 von ihrem Sitz abheben kann. Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung isc das Ventil am Antriebsglied einer Kupplung angeordnet. Es wird durch Sperrung der Zufuhr von Druckmitteln zu dem Beauischlagun^sraum der Reibkupplung die Verlangsamung eines ihr in der Kraftübertragung vorgeschalteten Gliedes, z.B. des Abtriebsgliedes des ürehüünientwanilers, gesteuert..

Zum Ausgleich der Schlieflache der Ventilkugel 26 itt in dem Kanal 37 des Zylinaers 14 eine Druckausgleichskugel 36 vorgesehen, welche die Sen ließfläche der an dem Sitz 27 anliegenden Ventilkugel 26 ausgleicht, so daß das Steuerventil sehr feinfühlig arbeitet.

Bei einer Verlangsamung des Antriebsgliedes 1 der Kupplung wälzt sich daher die große Kugel 2j? in der Führung R aufwärts.ab, so daß die Ventilkugel 26 die Zufuhr des Druckmittels zu dem Beaufschlagungsraum der Reibkupplung unterbricht. Das in dem Beaufschlagungsraum der Kupplung vorhandene Druckmittel kann dann beispielsweise durch eine Öffnung 38 abströmen, so daß der Anpreßdruck der Kupplung herabgesetzt wird und die Kupplung schlupfen kann.

Die AbstrÖDöffnung 33 kann überflüssig sein, wenn die normalerweise aus dem Beaufschlagungsraum austretende Menge genügend

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BAD

ij'^it :.'u. Ak;.:-.oJju <-, .ηι,Σ ADistri.-L';öri'nür:i„ kann KoU auch eine

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ijcne VentilkÖrper 14 ist in. den Antriebö^lied der Kui'ptun,,; 1 iu eine von. κ ehrereu ^tellunj-;eii drehverstellbarj aaaurch kann die licitunu ■ der iiinrun^ U verstellt werden, iss hat eich t,eseii5L, daß die. Pührüng K swockiiiäiiig; el neu lie3gun_LTvn.iikel ■> vtη Citv/a rüm" oder sechs Grad hat; unter bestimmten Umst-ärideii ki':;»icu aber auch andere UeigUEttawinicl verwendet. werden·■

Jiou-or V.ntilKörper 14 ist kreicförciG» ε° daß der Kei^ungswinkel meiner Hüirunü ^e^enüber einoci JRadiuo auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden kann, nuehdeir. die Kleincplatte C geloekeri. worden ist. Unter der Wirkung von Beschleani^ungs- oder Verlan^acrAin^iSkräi ten wälzt eich die cr°ß^e Kur ei 2> in der iphrung aufwärts ab, so daß die Veutilku^el 26 in ihren üitw hiiiuin^edrückt wird. Die* Fläche* der iVae^l*eieiüiii*oe.l 36 soll je nach der alit«seinen Konstruktion in. v;e sent lic ho η ebenso j_;rcB oaer etwaa kleiner sein alc die üchließflache der Ventilku^el 2o, "

Man kann die Kr_pfindliciikeit des Ventils dsdurch verändern, daß durch JUrehun^ at. s Ventilkärpers I^ in at:* :.hn tr&jenden Glied Ί der !vei£unbswir_kei der Führung .veräußert wird. Je größer der Neisun-jüwinkel ist, desto größer ist auch-die Terlau die erforderlich ist, damit sich die Ku^öl 2> in der Fu nach oben abwälzt, so daß sich die Veritilku(jel" 2ö an iliren Sitz- anlegt und die öisui'uhr sperrt. Dacviich wird di'e Druckbe-iiircchiaüuuj der Kupi-lung aai^ehoben. ur.a der Anpreüdruck

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BAD ORIGINAL

der Kupplungsscheiben und damit auch die auf die lLur;el 25 \;i .:-:.f.*ii de Verlangen:;: .mg herabgesetzt, so daß sie sich unter Flick j ■■..·,:. 'L-wirkung in üor i'ührung abwärts abwälzen i'.aun und die Kugel 2(. wieder eine Jruckr.ittc-i/.ufuhr gectattet. in der vorstehend on[,e~ gebenon Gleichung ΐ ^:· T_y + K ■ (Ιΐ_υ) wird, durch Veränderung uos Neigungswinkel:; eier Vtntilfuhrung der Viert von K geändert. Wenn die I unrund ii wesentlichen parallel zu einen Radius der KuxipluriL, angeordnet ibt und die Kugel 20 einen kleineren Durchiaescer hat als aie Kugel 25, ist das Ventil im wesentlichen geschlossen. Dann arbeitet die Kupplung als einloche Reibkupplung, in aer das von der Kupx^lun^ übertragene Müujentandreiimoinent T

von den Anpreßdruck und dea Reibungskoeffizienten abnän^it, ist. ρ Wenn da^e^en der Ventilkörper 14 so gedreht wird, daß die l'ü'-im wesentlichen normal zu einem Kadius angeordnet ist, nimiot K den Wert Hull an. In diesem Zustand ist das Ventil praktisch unwirksam, d.h. sein öffnen und Schließen kann nicht gesteuert werden. Die Grenzbeschleunigung wird dann unbestimmt, so daß ein zufriedenstellender Betrieb nicht möglich ist, wenn die Masse der Ku£,el 26 gegenüber der Hanse der Kugel 25 relativ klein ist.

In dem Träger sind zwei Ventile D und D1 angeordnet, die in einander entgegengesetzten Richtungen orientiert sina. Bei einer Beschleunigung, boi der sich die Kugel 25 in ihrer iphrung aaf- ^ wärts abwälzt uaa das Ventil schließt, rollt auch die Kugel 2^a ™ längs der Führung des Ventil3 D1 auiwärts ab, so daß sich die Ventilkugel 26a von ihrex iitz abheben und das Ventil D1 öffnen kann. Aus der. Lcc if schlagungsraun der Kupplung kommendes öl füllt die Umfang-nut 14c des Ventilkörpers 14a des Ventils J/1. Wenn aie Kugel 2^a aer Kugel 26a ein Abheben von dem oitz gestattet,kann Lruckxittel aus dem Raum 40 in den Raum 41 ueian^eri. Ler Ha-jz 41 steht mit der Atmosphäre über ein Loch 42 in der Leckplatte 44 des Ventils DI in Verbindung. Diese Deckplatte besitzt lorner Löcher 45, die mit dem Raum 41 in Verbindung stehen, aer die Kugel 25a enthält. Das Ventil D1 ist ebenso wie das Ventil D verstellbar.

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BAO

Das System besitzt alüo zwei Absperrorgane, von denen das eine bei zu starker Verlangsaroufiö die Zufuhr von Druckmittel zu der Kupplung Unterbricht und das andere bei zu starker Verlan samung die Abströmöffnung Öffnet, so daß die Kupplung ausgerückt wird. Man kann das System so ausbilden, daß es auf eine Verlangsaamng in beiden Richtungen anspricht, indem man das eine Absperrorgan vollständig herumdreht, so daß beide Absperrorgane auf Verlangsamungen von einem der entgegegesetzten Bewegungen ansprechen. In diesem Falle fühlt das eine Ventil eine Verlangsamung einer im Uhrzeigersinn erfolgenden Bewegung und das andere Ventil eine Verlangsamung einer im Gegenzeigersinn erfolgenden Bewegung ab. In dem dargestellten Ausfuhrungsbei spiel bewirkt das Ventil D eine Herabsetzung des Beaui'schlagungsdruckes der Kupplung durch Absperren der Druckmittelzufuhr, wenn eine im Gegensinn des Uhrzeigers erfolgende Drehung sich plötzlich verlangsamt. Wenn das Ventil D1 in eine Stellung gedreht wird, die in Bezug auf einen durch die Mittelachse der beiden Ventile gehenden Durchmesser zu der dargestellten Stellung symmetrisch ist, gestattet es ein Abströmen des Druckmittels von der Kupplung bei einer Verlangsamung einer im Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung.

Soll die Beschleunigung des Antriebsgliedes 6 der Kupplung gesteuert werden, so ordnet man die Absperrorgane D und D1 an dem Abtriebsglied derart an, daß sie auf die Beschleunigung der von dem Abtriebsglied 6 angetriebenen Vorrichtung L ansprechen.

Fig. 6 bis 8 zeigen ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit einem Pendelschieber 50 zur Steuerung des Abströmens von Druckmittel aus duem Beaufschlaöungsraum 51 einer Kupplung Der Schieber 50 ist in einem Antriebsglied 55 montiert, das beispielsweise von derTurbine T eines Drehmomentwandlers angetrieben wird. Beispielsweise von einem handbetätigten Absperrorgan 58 strömt Druckmittel durch einen Kanal 57

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eine Drosselstelle 59 in den Beaufschlagungaraum yj. y_oa führt eine Abströaleitung 60 weg, die durch das schwingende Verschlußstück 61 des Pendelschiebers 50 absperrbar ist. Bei Umlauf des Antriebsgliedes 53 mit konstanter Drehzahl nimmt der Pendelschieber 50 die in Fig. 7 gezeigte radiale Stellung ein, in der das Verschlußstück 61 den Kanal 60 sperrt, so daß kein Druckmittel aus dem Beaufschlagungsraum 51 der Kupplung abströmen kann. Bei einer Verlangsamung des Antriebsgliedes 53 wird das Fliehgewicht 50a des Schiebers 50 um seinen Schwenkzapfen 63 gegenüber dem Antriebsglied 53 verschwenkt, dem es in dessen Drehrichtung voreilt, so daß das Verschlußstück 61 ebenfalls verschwenkt wird und den Abströmkanal 60 öffnet. Infolgedessen wird die Kupplung druckentlastet und ausgerückt. Dieser Pendelschieber bewirkt bei einer Beschleunigung oder yerlangsamung einer Drehung in beiden Richtungen ein Ausrücken der Kupplung.

Fig. 8 zeigt eine Abänderung, dank welcher der Schieber nur in einer Sichtung wirksam ist, weil der Anschlag 66 ein Verscnwe&ken des Pendels nur in einer Richtung gestattet. Bei dieser Anordnung dreht sich die Kupplung in der durch den gekrümmten Pieil 67 angedeuteten Richtung, und der Pendelschieber spricht auf eine Verlangsaraung dieser Bewegung an. wer in Fig. 6 bis 8 gezeigte Pendelschieber bewirkt daner ein Abströmen aus dem Beaufschlagungsraum der Kupplung, der über die Drosselstelle 5^ ständig Druckmittel zugeführt wird.

Fig. 9 und 10 zeigen einen anderen Pendelschieber zum Absperren des Kanals, über den Druckmittel dem Beaufschlagungsraum der Kupplung zugeführt wird, wenn das mit dem Schieber versehene rotierende Teil eine zu starke Verlangsamung oaer Beschleunigung erfährt. Unter hohem Druck stehendes Druckmittel strömt beispielsweise von einem handbetätigten Absperrorgan 70 durch den Kanal 72 im Antriebsglied 73 zu dem Pendelschieber 75· Wenn sich dieser in der radialen Stellung befindet, die in der Zeichnung dargestellt ist, d.h. keine zu starke Verlangsaiaunt, oder Beschleunigung stattfindet, stellt der Kanal 76 des

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BAD ORJGINAL

iich-ic: ι rc 7> ti ac Vermin^jluc ;5wi.v^v.on 'dcir. i'.?;ii&l 72 uiicL don ir. Λϊι Lr j etr, ,].'.· * 73'vo;'(.i.;eheuen. und ;iu du.u IsoaufGcLiiiounEßraui:; <-c üor Kur. lun_o führenden Kur. al 77 Loj.'.. LKu ft mithin die Kuiil.i:.; iU ί jkcr.;;tant,er Drehzahl, κ wird des itaum 7o liruc::. iltel z.i- ·. .'unrt unn uer iLuib.-u hält den Anpre^ruGlc i^wir.jhoi- del. iii. .uander^rciienden Kupplun^ßjchelbea in bekiinnlf-'r ^Sc ;.r. recht, i/urch eine JJrüssel^'tclle 79 sickert sLäiia.^ Drucke! i— el aus dei;. Bcaufschlacün^ijrauia ab, εο daß bei eines ociilicßeii aur Zuführungsleitung /2 durch den Schieber aie Kupplung, ausgerückt wird. Der in xi^. 9 und 10' t,ezei_t;te Pendeischicber verhindert also einen Kintritt von Druckmittel in den ■ BcüuJ'üi'hlatjUn^araua: der Kupplung bei einer zu ütarken heschleu_o oder Verlangsaaunt;· ' · '

iie'i aer in Fie· 11 und 12 dargestellten Ausfiihrunt;sfo'.na der Lrfinduno aient eine zylindrische Scheibe dO, die sich in einer Schrägführung abwälzt, zug betäti£u-n einer Ventilku^el 61 derart, daß diese u^en ihren Sitz 62 gedrückt wird und dadurch den Zuleitungskanal 63 sperrt, über den sonst Druckn.ittel von einer (nicht gezeigten) Druckniittelquelle beispielsweise über ein handbetäti^bares Absperrorgan 64 deci Beauuchlaijunccraun 6b der Kupplung zuströmt. Durch eine Drusselütelle Ö7 sickert Druckmittel ständig aus dc:^ Raun 6u ab.

Diese Au si ührurursf orni der Steuereinrichtung sj rieht nur hei elr;e; Drehung des Antriebs^liedes bc in cer durch 'den t.ekrünMeri Pfeil dargestellten Hichtuntj an und dient zur otouerur-tj ic? Verlan^samun^ oder Beschleuniguiiü den AnOr^cLLtjiiede.i er-. Bei einer Drehung in der durch den Pfeil in Lj. 12 an_oe^e-Ceuer. Hichtunjj" bewirkt eine Vei'langcaizun^, doß sich aie .--ciieibe c^ in der Führung 69 aufwärts au der VentiikugeJ, öl hin abwälze, so daß diese gegen ihren Sitz 62 geurücit und die Zurohr des Druckmittels aus dem Kanal 83 in den. Euaui's-chlatuncsraun όο der Kupplung abgesperrt wird.Da durch die Drosselstelle c7 ständig Öl aus diesem Eauia austritt, sinkt daim eciort ue-r Druck in den, Eeaufschlaguntisraun 86. Wenn die Ve

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genügend abnimmt oder aufhört, wälzt sich die Scheibe 80 unter der. Wirkung der Fliehkraft in der Führung abwärts, so daß eich die Kugel 81 von ihrem Sitz abheben kann und der Druck in dem Beaufachlagungsraum 86 der Kupplung steigt. Dabei kommt es au einem Gleichgewichtszustand, wenn die Kupplung die Beziehung

+ K

erfüllt. Darin ißt

c das von der Kupplung übertragene Momentandrehmoment,

To d&⁸ Momentan-Abtriebsdrehmoment der die Kupplung antreibenden Vorrichtung, mit der die Steuereinrichtung verbunden ist, z.B. eines Drehmomentwandlers,oder das Momentan-Antriebsdrehmoment der über die Kupplung angetriebenen und mit der Steuereinrichtung verbundenen Vorrichtung,

K eine Proportionalitätskonstante mehrerer Teile der - Steuereinrichtung und

Ng die Momentandrehzahl der mit der Steuereinrichtung

verbundenen, die Kupplung antreibenden oder über sie angetriebenen Vorrichtung.

Die Erfindung schafft einen Mechanismus, der entsprechend der angegebenen Gleichung arbeitet. Auch der vorstehend beschriebene Pendelschieber arbeitet danach, wobei die Proportionalitätskonstante K abhängig ist von der Masse des Pendels, ferner von dessen Länge, dem Radius von der Mittelachse der Kupplung zur Schwenkachse des Pendels und dem Winkel, um den zum Erzielen einer Steuerwirkung das Pendel verschwenkt werden muß.

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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Kupplung, die einem Drehmomentwandler nachgeschaltet ist, mit dem*die Steuereinrichtung verbunden ist, entspricht die Fliehkraft, die auf die Kugel 25» die Scheibe 80 oder das Fliehgewicht 30a wirkt, d.h. auf das Element, das sich längs der Führung bewegt oder mit dem Pendel verbunden , ist, dem Ausdruck K · (Np) · Dabei steuert das Absperrorgan die Kupplung in Abhängigkeit von dem genannten Ausdruck zuzüglich. Τ«. Wenn das von der Kupplung übertragene Women tandrehmoment T größer ist als TU + K » (&>) » wird durch das Absperrorgan der den Kolben der Kupplung beaufschlagende Druck herabgesetzt. Ist dagegen das Drehmoment T„ kleiner als T₂ + K* (Ng) , so wird durch das Absperrorgan der den Kupplungskolben beaufschlagende Druck erhöht.

Wenn die erfindungsgemäße Kupplung keinem Drehmomentwandler nachgeschaltet ist, erfolgt die Steuerung gemäß der Gleichung T_c » T_L + K= (Ng)². ^{DaDei ifl}* %, ^daa Drehmoment, das von der mit der Steuereinrichtung verbundenen, die Kupplung antreibenden oder über sie angetriebenen Vorrichtung abgegeben bzw. aufgenommen wird, und Np ist die Drehzahl der die Kupplung antreibenden oder über sie antreibenden Vorrichtung·

. 13 zeigt eine Einrichtung, die der in Fig. 11 und 12 gezeigten ähnelt, wobei jedoch anstelle der Sickeröffnung | 8? der Anordnung nach Fig. 2 ein Abström-Servoschieber 91 vorgesehen ist. Dieser Schieber kann von dem in der USA-Patentanmeldung Serial No.784 627 angegebenen Typ sein. Hier genügt die Feststellung, daß von einem (nicht gezeigten) außen angeordneten, handbetätigten Absperrorgan unter Druck stehendes Druckmittel radial auswärts durch den Kanal 84a strömt und bei Erreichen eines genügend hohen Druckes das Verschlußstück 92 des Schiebers 91 radial einwärtsschiebt· Der Druck gelangt dann über die Zuleitung 8J_der Kupplung, den Ventilsitz 82 und die Ventilkugel zu der Kupplung. Eine

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Rückkopplung zu dem Raum am radial inneren Ende des Abströruechiebers ist infolge der Löcher 93 in dem Kopf 94 des Verschlußstückes 92 vorhanden· Diese Löcher 93 stehen stets in Verbindung mit der Zuleitung 83 zu der Kupplung. Wenn eich der rückgekoppelte Abströmschieber in der in Fig. .13 gezeigten, radial äußeren Stellung befindet, strömt das Druckmittel aus der Kupplung durch die Löcher 96 ab, die in dem Glied 80 und der Buchse 97 ausgebildet sind und zu dem Beaufschlagungsraum 86 der Kupplung führen, dann über die Ringnut 96a iö der Buchse 9? und Löcher 95 in dem Verschlußstück 92 und schließlich durch die axiale Bohrung 98 in dem Verschlußstück 92.

Fig. 13A zeigt das Verschlußstück 92 in seiner inneren Stellung, in der es ein Abströmen von den Löchern 96 und der Nut 96a sperrt. Diese Kombination des Ventils 81 und des . Abströmschiebers 91 hat einen doppelten Vorteil. Zunächst braucht nicht mehr ständig öl durch die Kupplung su strömen, weil die Sickeröffnung entfällt. Zweitens gestattet die Funktion des Abström-Servoschiebers eine Wegnahme des Fliehkraftdruckes des abzuführenden Öls und eine Herabsetzung des Anpreßdruekes der Kupplung in Abhängigkeit vom Quadrat der Drehzahl, so daß der Scheibe 80 bei hohen Drehzahlen ein niedrigerer Druck entgegenwirkt.

Die in Fig. 14 und 15 gezeigte Kupplung hat zwei Absperrorgan^ D3 und D4 mit je einer Abwälzscheibe. Von diesen Absperrorganen wird das eine in der einen und dan andere in der anderen Arbei tt:- richtung der Kupplung wirksam. Diese Absperrorgane DJ, D4 besitzen ie eine Scheibe 100 bzw. 101, die sich auf einer Führung 100a bzw. 101a abwälzt. Im Bereich des Absperrorgan:? D3 ist eine Sickeröffnung 102 angeordnet.

In dieser Ausführungsform strömt das Druckmittel von einem (nicht gezeigten) Absperrorgan durch den radial aufjv/ärtsgorichteten Kanal 104, in dem das Druckmittel einor. Schieber« kolben 105 umgibt, der in einer Bohrung 106 verschiebbar ist,,

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BAD ORIGINAL

■ *

I t

Die co ii.t 'öll^c-nein normal au dem Radius der Kupplung ange- * ordnet. Der Schieberkolben 105 besitzt Löcher 107_f durch die das Druckmittel aus dem Kanal 104 ins Innere des Kolbens 105 treten kann.

Wenn keine zu oraße Beschleunigung in der einen oder anderen Richtung vorhanden ist, strömt das Strömungsmittel im Innern des Kolbens zwischen dem Kolben und einem ebenfalls in dem tragenden Glied verschiebbaren Stößel 108 aus· Dieses Druckmittel tritt über die Kammer 109 und ein mit ihr in. Verbindung stehendes Loch 110 direkt in den Beaufschlagungsraum der Kupplung, die dadurch beaufschlagt sind· Auf der ' anderen Seite des Kolbens 105 ist ein anderer verschiebbarer Stößel 118 vorgesehen. Die Kammer 119 steht über ein Loch ebenfalls mit dem Beaufschlagungsraum der Kupplung in Verbindung, Der Druck in der Kammer 119 gleicht die infolge des Druckes in der Kammer 119 auf den Kolben 106 ausgeübten Kräfte aus.

Bewegt sich infolge einer zu starken Beschleunigung in einer Richtung die Scheibe 100 zu dem Kolben 105 hin, so drückt die Scheibe 100 den Stößel 108 gegen den Kolben 105 und die Strömung des Druckmittels aus der Kammer 10? in die Kammer und über das Loch 110 in die Kupplung wird unterbrochen. Da- ä durch wird die Kupplung ausgerückt und die Beschleunigung herabgesetzt,'so daß sich die Scheibe 100 von dem Kolben 105 wegbewegt und die vorstehend beschriebene Punktion erhalten wird. Der Kolben 105 kann sich nicht bewegen, weil er an dem anderen Stößel 118 angreift, der seinerseits an der Scheibe 101 angreift. Die Scheibe 101 wird ortsfest unter der Wirkung der Fliehkraft und infolge der Tatsache gehalten, daß die Beschleunigung in einer Richtung erfolgt, in der sich die Scheibe 101 nicht bewegen kann.

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Wenn die Richtung der Beschleunigung geändert wird, so daß sich die Scheibe 101 zn dem Kolben 105 hin bewegt, drückt die Scheibe 101 ge^en den Stößel 118, der seinerseits den Kolben 105 gegen»den Stößel 108 verschiebt. Der Stößel 108 kann sich jedoch nicht bewegen, weil er an der Scheibe 100 angreift, die in ihrer Stellung durch die Fliehkraft festgehalten und auch unter der Wirkung der Beschleunigung gegen ihren Anschlag gedruckt wird.

Die Strömung aus dem Innern 10? des Kolbens 105 über die
Kammer 109 und das Loch 110 zu der Kupplung wird somit infolge | der Bewegung des Kolbens 105 herabgesetzt, wodurch der Anpreßdruck der Kupplung und so die Beschleunigung herabgesetzt wird. Daher kann sich die Scheibe 101 von dem Kolben 105
wegbewegen und den Anpreßdruck der Kupplung wieder erhöhen.

Wie vorstehend angegeben wurde, strömt ständig Druckmittel aus dem Beaufschlagungsraum der Kupplung durch die Sickeröffnung 102 zum Sumpf ab.

- Patentansprüche -

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Claims (7)

Patentansprü ehe

1.) Kr aftübertragungs einrichtung, gekennzeiehnet durch eine Hutschkupplung mit einem Beaufschlagungsraum (12,51,78,86), durch ein mit der Rutschkupplung ver-,' bundeijes Antriebsglied (ΐί53»75,88), durch ein mit der Rutschkupplung verbundenes Abtriebsglied (6) und durch ein von dem Antriebs- oder dem Abtriebsglied getragenes und mit dem Beaufschlagungsraum in Strömungsverbindung stehendes Absperrorgan (D,D1,50,75,80,81,82,89,91,3D3,M), . da-s in Abhängigkeit von der Drehzahl einerseits und der Verlangsamung oder Beschleunigung andererseits des das Absperrorgan tragenden Gliedes allgemein in dessen Umfangsrichtung winkelverstellbar ist und dadurch den Anpreßdruck der Butschkupplung automatisch stufenlos verändert.

2. Kraftübertragungseinrichtung mit einem Antriebsglied, einem Abtriebsglied, zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsglied eingeschalteten, ineinandergreifenden und ein- und ausrüekbaren Reibscheiben zum Kuppeln des Antriebsgliedes mit dem Abtriebsglied, und einer hydraulisehen Kupplungs-Betätigungseinrichtung, die einen ausdehnbaren Druckbeaufschlagungsraum zum Verändern des Anpreßdruckes- zwischen den Reibscheiben aufweist, g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein Absperrorgan (D, D1,50,75,80,81,82,89,91,253,IW-), das von dem Antriebsglied (1,53}73,88) oder dem Abtriebsglied (6) getragen ist, mit der Betätigungseinrichtung in Strömungsverbindung steht und in Abhängigkeit von der Drehzahl einerseits und der Verlangsamung oder Beschleunigung andererseits des das Absperrorgan tragenden Gliedes allgemein in dessen Umfangsrichtung winkelverstellbar und dadurch zur Veränderung der Druckbeaufschlagung der Betätigungseinrichtung geeignet ist.

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3· Fliehkraftgeeteuerte Reibkupplung, gekennzeichnet durch ein drehbares Antriebsglied (1,53, 73»98) und ein drehbares Abtriebsglied (6), durch eine zwischen den dem Antriebs- und dem Abtriebsglied eingeschaltete Reibgliederanordnung (2,4), durch eine hydraulisch betätigte Einrichtung (12,51178»86) zum Einrücken der Reibgliederanordnung mit veränderlichem Anpreßdruck, durch ein fliehkra,ftbetätigtes Absperrorgan (B,D1,50,75,80,81,82,89, 91|D3iIW·)» das in dem Antriebs- oder dem Abtriebsglied angeordnet sowie in Abhängigkeit von dessen Drehzahl einerseits und Verlangsamung oder Beschleunigung andererseits allgemein * in der Umfangsrichtung winkelverstellbar ist, und das mit der hydraulisch betätigten Einrichtung derart in Strömungsverbindung steht, daß deren Beaufschlagungsdruck und daher der einen Schlupf gestattende Anpreßdruck der Reibgliedanordnung in Abhängigkeit von der Verlangsamung oder Beschleunigung des das Absperrorgan tragenden Gliedes stufenlos steuerbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrorgan von dem Antriebsglied getragen iet und auf dessen Verlangsamung anspricht.

5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrorgan von dem Abtriebsglied getragen ist und auf dessen Beschleunigung anspricht.

6. Kraftübertragungseinrichtung, gekennzeichne" durch einen Drehmomentwandler (TC) mit einer Abtriebsturbine (T), ein Schaltgetriebe (GS), eine fliehkraftgesteuerte Reibkupplung (0,52) mit einem Antriebsglied (1,53,73,88), das mit der Turbine verbunden ist, sowie mit einem Abtriebs-

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glied (6), das mit dem Schaltgetriebe verbunden ist, und mit einer Betätigungseinrichtung zum Einrücken der Kupplung mit einem einen Schlupf gestattenden Anpreßdruck zwecks Herstellung einer Antriebcverbindung zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebßglied, wobei die Betätigungseinrichtung einen BeaufschlaGungsraüra ("12,51»78»86) besitzt und das Antriebs« oder das Abtriebsglied ein fliehkraftgesteuertes Absperrorgan (D,D1, 50//5,80,81,82,89,91,1)5,t>4) trägt,..4a« mit dem Beaufsehlagungsraum in Strömungsverbindung steht und in Abhängigkeit von der Drehzahl einerseits und der ?erlangsamung oder Beschleunigung andererseits des das Absperrorgan tragenden Gliedes allgemein in dessen Umfangsrichtung winkelverstellbar ist, wodurch
der Druckmitteldruck in dem Beaufschlagungsraum veränderbar und der Anpreßdruck der Kupplung automatisch stufenlos einstellbar ist»

7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Absperrorgan von dem
Antriebsglied der Kupplung getragen ist und auf die Verlangsamung der Turbine anspricht.

_1M1I 10S80S/ISÖ0

BAD OFUÖ1N^AL