DE2123099C3 - Kupplungskombination, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungskombination, insbesondere fü- Kraftfahrzeuge, mit einer Motorwelle, die den Primärteil einer Hauptkupplung antreibt, deren auf den Sekundärteil übertragendes Drehmoment von der Drehzahl des Primärtciles abhängig ist, und einer zwischen den Sekundärteil und die Ablriebswellc eingeschalteten Hilfskupplung. die aus einem im direkten Drehsinn verriegelten Freilaufrad und einem zu diesem parallelgeschaltete-n. vom Schalthebel gesteuerten Drehmomentbegrenzer besteht, der mindestens beim Betätigen des Schalthebcls freigegeben wird.

Eine derartige Kupplungskombination ist bekannt (französische Patentschrift 1 303 614). Bei dieser bekannten Kupplungskombinaüon ist zwischen dem Sekundärteil der Hauptkupplung und dem Freilaufrad eine ausrückbare Zusätzkupplung eingeschaltet. Die Zusatzkupplung setzt den Freilauf bei Antrieb in Vonvärtsrichtung außer Betrieb, wenn die Motorwclle gegenüber der Abtriebswelle beschleunigt werden soll. Die Zusatzkupplung bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Trägheit der gesamten Kupplungskombination sowie der Raumbedarf erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungskombination der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß die erwähnten Nachteile beseitigt werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das direkt mit dem Sekundärteil und der Hauptkupplung verbundene Freilaufrad und der dazu parallelgeschaltete Drehmomentbegrenzer ausrückbar ausgebildet sind.

Bei dieser Lösung ist also eine Zusatzkupplung nicht mehr vorgesehen. Die Abtriebswelle kann von dem Sekundärteil allein durch das Ausrücken des Drehmomentbegrenzers und des Freilaufrades getrennt werden.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß die Trägheit der Kupplung und das von ihr während der Schaltung übertragene Drehmoment herabgesetzt wird. Außerdem wird der Platzbedarf der gesamten Kupplungskombination kleiner.

Nach der USA.-Patentschrift 2 357 284 ist eine Kupplungskombination bekannt, die ebenfalls einen Freilauf enthält. Dieser Freilauf ist jedoch nicht ausrückbar, d. h. also in beiden Richtungen entriegelbar gestaltet, so daß das Freilaufrad auf seiner Welle völlig frei ist, sondern der bekannte Freilauf ist vielmehr verriegelbar, d. h., sein Freilaufrad kann in beiden Richtungen auf seiner Welle arretiert werden.

Die Möglichkeit, einen Freilauf überhaupt ausrückbar zu gestalten, ist allerdings bekannt (deutsche Patentschrift 684 843 und britische Patentschrift 626 788).

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es werden nunmehr einige beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen stellen dar:

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Antriebes.

F i g. 2 den teilweisen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Kupplung nach der Erfindung.

F i g. 3 den teilweisen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Kupplung nach der Erfindung,

F i g. 4 den teilweisen Querschnitt durch das Freilaufrad nach der Erfindung,

F i g. 5 den leilwcisen Längsschnitt durch das Freilaufrad nach der Linie I-I der F i g. 4,

F i g. 6 den teilweisen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des Frcilaufradcs nach dei Erfindung,

F i g. 7 den teilweisen Längsschnitt durch da: Freilaufrad nach der Linie 11-11 in der F i g. 6,

F i g. 8 den teilweisen Querschnitt durch eine wei, tcre Ausführungsform des Frcilaufradcs nach der Er findung.

Γ i g.') den teilweisen Längsschnitt durch da Freilaufrad nach der Linie I1I-I11 in der F i g. 8,

Fig. 10 den teilweisen Querschnitt durch eine abweichende Ausführungsform des in den F i g. 8 und 9 dargestellten Freilaufrades,

F i g. 11 den teilweisen Durchsrhnitt durch das Freilaufrad nach der Linie IV-IV in der Fig. 10,

Fig. 12 die schematische Darstellung der hydraulischen Steuerung nach er Erfindung.

In den F i g. I bis 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die den Antrieb von Kraftfahrzeugen betrifft. Diese Ausführungsform enthält einen hydrokinetischen Drehmomentwandler, dessen Primärteil oder Antriebsteil 2 von der Motorwelle 1 angetrieben wird. Der Sekundiirteil oder Turbinenteil 3 ist mit der Abtriebswelle 4 einerseits mittels eines ausrückbaren oder entriegelbaren Freilaufrades 5 und andererseits mittels eines ausrückbaren Drehmomentbegrenzers 6 verbunden. Der Reaktor 7 des hydrokinetischen Drehmomentwandlers ist mittels eines im umgekehrten Sinn, wie das Freilaufrad 5 wirksamen Freilaufrades 9 mit einem ortsfesten Bauteil 8 verbunden.

Die Kupplung besteht aus dem Freilaufrad 5, das im direkten Sinn wirksam ist und das durch die Einwirkung seines Käfigs 10 auf seine Rollen 11 im Sinn ihrer Entklemmung entriegelt werden kann, wie in den F i g. 4 bis 11 gezeigt wird.

Bei einer ersten Ausführungsform besteht das mit dem Turbinenteil 3 des Drehmomentwandlers verbundene Freilaufrad 5 aus einem Außenkörper 12, dessen innen gelegene Lauffläche mit Rampen 13 (Fig.4) ausgestattet ist, auf denen Rollen 11 aufliegen und aus einem Innenkörper 15 mit einer zylindrischen, außen gelegenen Lauffläche 16, auf der die Rollen 11 gleichfalls anliegen. Der Innenkörper 15 des Freilaufrades 5 ist mittels einer Verzahnung 18 mit der Abtriebswelle 4 verbunden. Auf dem Außenkörper 12 und dem Innenkörper 15 sind Flachringflansche 19 und 20 (Fig.2 und 5) zentriert, die die korrekte gegenseitige Lage der Körper 12 und 15 bewirken und die seitliche Lage der Rollen 11 bestimmen.

Der auf der zylindrischen Außenlauffläche 16 gelegene Rollenkäfig 10 (F i g. 2,4 und 5) hat eine Anzahl von Fingern 21, die in Löchern 22 des Rollenkäfigs 10 festgehalten werden. Der Außenkörper weist eine Anzahl von Bohrungen 23 auf. von denen nur einer ciargestellt ist. Der Durchmesser dieser Bohrungen 23 ist so groß, daß die Finger 21 unter der Einwirkung der Kolben 24 den Rollenkäfig 10 in die Lage drehen können, in der das Freilaufrad 5 ausgerückt ist. Die Kolben 24 gleiten in Bohrungen 25 des Außenkörpers 12, die außen durch einen wasserdichten Stopfen 26 verschlossen sind. Dieser Stopfen 26 hat einen Anschlag 27 für die Festhaltung des Kolbens 24 in seiner Ruhelage. Die Bohrungen 25 münden in die Bohrungen 23 und setzen sich in dem Außenkörper 12 fest. In der Fortsetzung der Bohrung 25 ist eine Rückholfeder 28 untergebracht, die mit ihrem einen Ende an einem Anschlagknopf 29 anliegt, der durch einen Zapfen 30 festgehalten wird, der in einem Loch 31 des Außenkörpers 12 liegt. Mit ihrem anderen Ende drückt die Rückholfeder 28 gegen einen Stößel 32, der unter Vermittlung des Fingers 21 bestrebt ist. den Käfig 10 in eine Lage zu bewegen, in der das Freilaufrad 5 wirksam ist. Die in der linken Bohrung 25 zwischen dem Kolben 24 und dem wasserdichten Stopfen 26 gelegene Kammer 33 ist an einen Kanal 34 angeschlossen (Γ i g. 2). der den Außenkörper 12, den Flachringflansch 19 und eine an dem Turbinenteil 3 des Drehmomentwandlers befestigte Platte 35 durchsetzt. Der Kanal 34 mündet schließlich in eine Kammer 36, die durch die Platte 35, deren ringförmige Flansche 37 und 38 und einen verschiebbaren Kolben 39 begrenzt wird. Von der Kammer 36 geht ein Kanal 40 aus, der den einen ringförmigen Flansch 38 durchsetzt und zu einer ringförmigen Kammer 41 führt, die durch die Wand der Bohrung 42 der Platte 35, die Abdichtungsseg-

mente 43 und die Auskehlung 44 begrenzt wird, und die durch eine Durchbohrung 45 mit einer Ausbohrung 46 im Innern der Abtriebswelle 4 verbunden ist. Parallel zur Platte 35 verläuft ein nach den beiden Drehrichtungen wirksamer Drehmomentbegrenzer 6,

χ? der eine Reibscheibe 47 enihält, die mittels Nuten 48 an eine Nabe 49 angeschlossen ist, die ihrerseits mittels Nuten 59 mit der Abtriebswelle 4 verbunden ist. Die Reibscheibe 47 liegt zwischen einer axial unbeweglichen Platte 51, die mit dem Turbinenteil 3 unter

Vermittlung der Platte 35 verbunden ist, und einer axial beweglichen Platte 52, die in den Rinnen 53 eines Ringflansches 54 gleiten kann, der mit der axial unbeweglichen Platte 51 aus einem Stück besteht. Eine elastische Ringscheibe 55 drückt die bewegliche

Platte 52 gegen die Reibscheibe 47 und wird durch ein in eine Rinne 57 des Ringflansches 54 eingelassenes Segment 56 festgehalten. Das durch die Reibscheibe 47 übertragbare Drehmoment ist so bemessen, daß es die Motorbremsung und das Wideranlassen des Motors durch das Fahren des Fahrzeugs sicherstellt.

Um den Drehmomentbegrenzer 6 auszurücken, wird die Kammer 36 mit Druckflüssigkeit gefüllt. Sodann gleitet der Kolben 39 mit seinen Dichtungen 58 und 59 auf den Ringflanschen 37 und 38 der am Turbinenteil 3 befestigten Platte 35 und drückt mit den durch öffnungen 61 der unbeweglichen Platte 51 hindurchgehenden Fingern 60 gegen die axial bewegliche PIaUe 52.

Die hydraulische Steuervorrichtung der Antriebsvorrichtung (Fig. 12) enthält eine aus einem Behälter 63 ansaugende Pumpe 62. die durch eine Leitung 64 hindurch eine Verteilervorrichtung 65 mit Druckflüssigkeit versorgt, deren Druck durch einen Druckregler 66 eingestellt wird. Der Steuerschieber 77 der Verteilervorrichtung 65 wird durch ein Solenoid 67 gesteuert, das von einer Stromquelle, z. B. von der Batterie des Kraftfahrzeugs durch die Speiseleitung 68 Strom erhält.

Das Solenoid 67 ist durch eine Leitung 69 an die Masse angeschlossen. Ein in diese Leitung 69 eingeschalteter Unterbrecher 70 wird von der Lage dee Gangschalthebels 71 und ein parallelgeschalteter Unterbrecher 72 wird von der Totpunktlage des Getriebcs gesteuert. Wenn der Gangschalthebel 71 losgelassen ist. ist der Unterbrecher 70 geöffnet. Wenn dagegen der Gangschalthebel 71 /ur Geschwindigkeits änderung betätigt wird, ist der Unterbrecher 70 ge schlossen. Der Unterbrecher 72 ist im Totpunkt ge schlossen und geöffnet, wenn ein Gang eingeschalte ist.

Die Antriebsvorrichtung arbeitet wie folgt: Wem der Fahrer des Kraftwagens den Gangschalthebel 71 der auf einen bestimmten Gang geschaltet ist, losläßt wird das Solenoid 67 stromlos und der Stcuerschie bcr 77 der Verteilervorrichtung 65 nimmt die in de Fig. 12 dargestellte Lage ein. Die Pumpe 62 förder durch die Leitungen 64 und 73 Druckflüssigkeit zi

dem hydrokinetischen Apparat, von dem sie durch eine Leitung 74 in den Behälter 63 zurückfließt.

Parallel hierzu erfolgt der Rücklauf der inneren Undichtheiten des hydraulischen Kreislaufs durch die Leitungen 75 und 76 in den Behälter 63. In dieser Lage sind das Freilaufrad 5 und der Drehmomentbegrenzer 6 wirksam und übertragen das Drehmoment des Sekundärtcils oder Turbinemeils 3 auf die Abtriebswelle 4.

Wenn der Fahrer den Gangschalthebei 71 betätigt oder wenn dieser im Getriebegehäuse den Totpunkt einnimmt, wird das Solenoid 67 erregt und der Steuerschieber 77 der Verteilervorrichtung 65 wird nach rechts verschoben. Nunmehr fördert die Pumpe 62 durch die ständig mit der Ausbohrung 46 der Abtricbswelle 4 verbundene Leitung 75 in diese Ausbohrung 46. Dadurch werden die Kammern 36 (F i jj. 2) und 33 (F i g. 4) unter Druck gesetzt, was die Ausrückung des Drehmomentbegrenzers 6 und die E^nt----'gelung des Freilaufrades5 zur Folge hat. Auf diese Weise wird der Sekundräteil oder Turbinenteil 3 von der Abriebswelle 4 getrennt.

Bei einer abgewandelten Ausfiihrungsform des Freilaufrades5 wird ein Rollenkäfig 10 (Fig. 6 und 7) durch die innen gelegene, zylindrische Lauffläche 14 eines AuLknkörpers 12 zentriert. In Lücher 22 des Käfigs 10 sind Finger 21 mit Druck eingesetzt. Der auf seiner Außenfläche mit Auflauframpen 17 ausgestattete Innenkörper 15 weist eine Anzahl von Bohrungen 23 auf, von denen eine dargestellt ist. Der Durchmesser dieser Bohrungen ist so groß, daß ^i: Finger 21 ein Spiel haben, das es crmogVcht. daß der Rollenkäfig 10 durch die Einwirkung des Kolbens 24 auf den Finger 21 in die Entriegelungslage gedreht wird. Die Kolben 24 gleiten in Bohrungen 25. deren eines Ende durch einen flüssigkeitsdichten Stopfen 26 geschlossen ist, der einen Anschlag 27 für den sodann in Ruhe befindlichen Kolben 24 aufweist.

Die Bohrungen 25 münden in die Bohrung 23 und setzen sich im Innenkörper 15 auf der anderen Seite der Bohrung 23 fort. In dieser Fortsetzung ist eine Rückholfeder 28 untergebracht, die mit ihrem einen Ende an einem Anschlagknopf 29 anliegt, der durch einen Zapfen 30 in seiner Lage festgehalten wird. Mit ihrem anderen Ende drückt die Rückholfeder 28 gegen einen Stößel 32, der unter Vermittlung des Fingers 24 bestrebt ist, den Rollenkäfig 10 in die wirksame Lage des FreilaufradcsS zu verdrehen. Von der zwischen dem Kolben 24 und dem Stopfen 126 in der Bohrung 25 gelegenen Kammer 33 geht ein im Innenkörper 15 gelegener Kanal 34 aus, der mit der Ausbohrung 46 der Abtriebswelle 4 durch Löcher 78 und 79 in Verbindung steht. Diese beiden Löcher sind durch eine ringförmige Auskehlung 80 miteinander verbunden, die mit Abdichtungssegmcnlen 81 ausgestattet ist. die Flüssigkeitsverluste zwischen der Abtriebswelle 4 und dem Innenkörper 15 verhindern.

Die Fig. 8.9, 10 und 11 zeigen andere Ausführungsformen des Freilaufrades 5 bei denen der Rollenkäfig 10 gleichfalls durch die innen gelegene, zylindrische Lauffläche 14 des Außenkörpers 12 zentriert wird. Hebel 82 von denen einer dargestellt ist, sind auf Zapfen 83 schwingbar gelagert, die am Innenkörper 15 befestigt sind. Diese Hebel 82 bestehen je mit einem Finger 84 aus einem Stück der in ein Loch 85 des Rollcnkäfigs 10 hineinragt, um diesen in eine Lage zu drehen in der er das Freilaufrad 5 entriegelt.

Die l'inger 484 werden von den Hebeln 82 durch Kolben 86 verschwenkt, die in Bohrungen 87 des Innenkörpers 15 gleiten. Auf die Hebel 83 wirken Rückholfedern 88 ein, die versuchen, den Rollenkäfig 10 in die wirksame Lage des Freilaufrades 5 zu drehen. Die im Innern der Kolben 86 vorhandenen Kammern 33 stehen über Löcher 79 mit der Ausbohrung 46 der Ablricbswelle 4 in Verbindung. Eine zwischengeschaltetc ringförmige Auskehlung 80 ist mit Abdichtungssegnicnten 81 ausgestattet, die Flü?- sigkeitsverluste zwischen dem Innenkörper und der Abtriebswelle 4 verhindern.

Die F i g. 3 zeigt eine zweite Ausfiihrungsform des Drehmomentbegrenzers 6. Diese Au«führungsform enthält eine axial bewegliche Platte 52, die durch Kerben 53 eines glockenförmigen Körpers 89. der mit den mit dem Turbinenteil 3 verbundenen Platten 51 und 35 verbunden ist. in Umdrehung gehalten wird. In einer Aushöhlung 90 des glockenförmigen Körpers 89 befindet sich eine elastische Ringplattc 55. die an der axial beweglichen Platte 52 anliegt, die die durch Nuten 48 mit der umlaufenden Nabe 49 verbundene Reibscheibe 47 gegen die axial unbewegliche Platte 51 drückt. Die Nabe 49 selbst ist durch Nuten 59 mit der Ausgangswelle 4 verbunden.

Wenn der Gangschalthebel 71 betätigt wird oder wenn er im Geschwindigkeitsgetriebe den Totpunkt einnimmt, wird das Solenoid 67 erregt. Der Steuerschieber 77 der Verteilervorrichtung wird nach rechts verschoben, so daß nunmehr die Pumpe 62 in die ständig mit der Ausbohrung 64 der Abtriebswelle 4 verbundene Leitung 75 fördert. Durch die mm eintretende Unterdrucksetzung der Kammern 36 (F i g. 2 und 3) und 33 (F i g. 4.5) durch die Durchlässe 45 und 79 erfolgt die Ausrückung des Drehzahlbcgrenzers 6 und die Entriegelung des Freilaufrades 5. Dies bewirkt die Abschaltung des Sekundärteils oder Turbinentcils 3 von der Abtriebswelle 4.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kupplungskombination, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Motorwelle, die den Primärteil einer Hauptkupplung antreibt, deren auf den Sekundärteil übertragenes Drehmoment von der Drehzahl des Primärteiles abhängig ist, und einer zwischen den Sekundärteil und die Antriebswelle eingeschalteten Hilfskupplung, die aus eine im direkten Drehsinn verriegelten Freilaufrad und einem zu diesem parallelg?schalteten, vom Schalthebel gesteuerten Drehmomentbegrenzer besteht, der mindestens beim Betätigen des Schalthebels freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das direkt mit dem Sekundärteil (3) der Hauptknpplung verbundene Freilaufrad (5) und der dazu parallelgeschaltete Drehmomentbegrenzer (6) ausrückbar ausgebildet sind, um die Abtriebswelle (4) vom Sekundärteil zu trennen und die Trägheit der Kupplung und das von ihr während der Gangschaltung übertragene Drehmoment herabzusetzen.

2. Kupplungskombination nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkäfig (10) des ausrückbaren Freilaufrades (5) mindestens einen nach außen bzw. innen vorstehenden Finger (21) aufweist, der in eine entsprechende Bohrung(23) des Außen- bzw. Innenkörpers (12; 15) hineinragt, deren Durchmesser größer als der des Fingers ist, so daß der Rollenkäfig durch Verschieben des Fingers in Querrichtung der Bohrung in die Lage gebracht werden kann, in der das Freilaufrad ausgerückt ist (F i g. 4 und 5 bzw. 6 und 7).

3. Kupplungskombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkäfig (10) des Freilaufrades (5) zum Ausrücken des Freilaufrades mindestens einen Hebel (82) aufweist, der an dem Innenkörper (S5) schwenkbar *o befestigt ist und der einen in ein Loch (85) des Rollenkäfigs hineinragenden Finger (84) betätiet (Fig. 8,9, 10 und 11).

4. Kupplungskombination nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Finger (21) entgegen der Kraft einer Rückholfeder (28, 88) durch einen Kolben (24, 86) verschiebbar ist, der in einer Bohrung (25, 87) des Außen- bzw. Innenkörpers (12; 15) durch eine Druckflüssigkeit zum Gleiten gebracht werden kann. 5c