DE2316571B2 - Zwillingskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwillingskupplung mit finer Antriebswelle und zwei getriebenen Teilen zuieordneten Lamellenkupplungen, deren treibende cheibenpaketc unverdrehbar. jedoch axial verschiebbar mit der Antriebswelle verbunden sind und deren getriebene Scheibenpakete unverdrehbar. jedoch axial Verschiebbar mit becherförmig ausgebi deten, die Echeibenpakete übergreifenden angetriebenen Teilen Verbunden sind, bei der zwischen den beiden Lamellenkupplungen eine hydraulische Betätigungseinrichtung angeordnet ist, welche durch eine fest angeordnete ^Trennwand und ein die letztere übergreifendes, axial Verschiebbares Stellglied gebildet wird, durch welches (tu jeder Seite der Trennwand eine druckbeaufschlag- fcare ringförmige Kammer mit veränderlicher axialer Abmessung begrenzt wird, wobei die ringförmigen Kammern über in der Antriebswelle ausgebildete Kafiäle mit in axialer Richtung und radialer Richtung verlaufenden Abschnitten mit Druck beaufschlagt werden.

Kine derartige Zwillingskupplung ist in der belgischen Patentschrift 6 99 466 beschrieben. Dort ist /um progressiven Einrücken der Kupplung eine komplizier- ^⁰ te Stcuerventilanordnung für das der hydraulischen Be tätigungseinrichtung /ugeführte Strömungsmittel vorgesehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist dagegen darin /u sehen, das progressive Einrücken uvr ^&5 Kupplung ohne Vorsehen einer gesonderten Steuerventilanordnung zu bewerkstelligen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Druckmittelzufuhr zu den ringförmigen Kammern veränderliehe Drosseln vorgesehen sind. welche durch in der Antriebswelle vorgesehene Nuten und'benachbarte Kanten des Stellgliedes gebildet werden wobei die in radialer Richtung verlaufenden Abschnitte der Kanäle und die mit ihnen in Verbindung stehenden Nuten zusammen mit den benachbarten Kanten des Stellgliedes eine beim Einrücken der Kupplung abnehmende Drosselung des Strömungsmittels bewirken.

Damit bilden die an der Antriebswelle anliegenden Kanten des Stellgliedes, welche mit diesem zusammen in axialer Richtung verschoben werden, zusammen mit den eine Verbindung von der Druckmittelquelle /u den ringförmigen Kammern herstellenden Nuten eine variable Drosselstelle. Durch die Bewegung des Stellgliedes beim Einrücken wird somit unmittelbar die positive Rückkopplung erhalten: ]e weiter das Stellglied aus seiner Ruhelage entfernt wird, um so weniger wird das Strömungsmittel entspannt. Die Kupplung rückt soiiiu zuerst sanft und dann unter Anwendung immer starke ren Si; .mungsmitteldruckes ein. Dabei hat die Kupplung einen überaus einfachen Aufbau. Ventilsitze, bewegte Ventilteile und Ventilfedern sind nicht vorhanden. Damit bleibt die Einrückcharaktcrisfk auch n.uh langem Gebrauch unverändert erhalten. Die Montage der erfindungsgemäßen Kupplung erfordert keinerlei Schwierigkeiten, da sämtliche Teile einfach aul eine Welle aufgeschoben werden können. Die Teile der erfindungsgemäßen Kupplung sind auch selbst einfach herstellbar, da sie im wesentlichen alle rotationssuiimeirische Form haben. In der DT-AS 12 16b23 ist /war ebenfalls eine Drossel beschrieben, die von dem Stell glied der dort offenbarten Ereilaufkupplung und einem fest auf die Kupplungswelle aufgesetzten Teil nut einem radial verlaufenden Strömungskanal begrenz; wird. Dort befindet sich die Drossel jedoch am Ausgang eines Hohlraums variablen Volumens, aus dem Hydraulikflüssigkeit unter der Wiikung der Zentrifugalkräfte austreten kann, um die Scheibenpakete, /wischen sie eintretend, bei Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl voneinander zu trennen. Eine abnehmende Drosselung von Strömungsmittel, welches einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zugeführt und. ist jedoch nicht vorgesehen. In der DT-PS 9 24 727 is; ferner ein Steuerventil für eine Lenkhilfc beschrieben, bei dem Bunde mit schräg zur Achse des Ventilschiebers verlaufenden Steuerkanten variable Drosselstellen bilden. Das Ausmaß der Drosselung hängt jedoch ausschließlich von der von außen vorgegebenen Stellung des Ventilschiebers ab.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sollen nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden. Es /eigt

E i g. 1 einen Längsschnitt einer Aiisführiingsform der Kupplung gemäß der Erfindung.

F-" i g. 2 eine Endansicht der Kupplung von rechts in F i g. 1 gesehen.

Kig 3 einen vergrößerten Teilschnitt des oberen rechten Abschnitts der Kupplung nach !■■' ig.].

Fig. 4 cmc perspektivische Ansicht einer bei der Kupplung nach F" i g. 1 verwendeten Feder,

F i g. 5 einen Teilabschnitt einer Kuppiungsscheiben- und h.olbenanordnung einer abgeänderten Ausluhrungsform der Kupplung und

F i g. 6 eine perspektivische \nsicht einer bei der Ausführungsform nach F i g. 5 verwendeten Feder, um die Kupplungsscheiben voneinander zu trennen.

Es wird zunächst auf die in den F" i g. 1 bis 4 gezeigte Ausfühningsform Bezug genommen. Die Kuppiung^ist im ganzen mit 10 bezeichnet und weist eine Weile 12 juf. die in einer nicht dargestellten Abstützung an

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ren Ende mittels des Wellenabschnitts 16. der in einem nicht dargestellten Lager aufgenommen ist, gelagert ist. Pie Welle 12 wird von einer Kraftquelle mitte., eines Zahnrades 18 angetrieben, das fest auf der Welle neben dem Wellcnabschniu 16 angeordnet ist.

Koaxial auf der Welle 12 ist eine Kolbenanordnung JO vorgesehen, die sich axial sowohl nach rechts wie auch nach links, in F i g. I gesehen, bewegen kann, um das eine oder das andere Kupplungsscheibenpakel 22, 24 zusammenzudrücken. Ein Zusammendrücken der Kupplungsscheibenpakete bewirkt einen gegenseitigen Eingriff der Kupplungsscheiben, die sich dann als Einheit bewegen, um das eine oder das anJere napi'torniige Element 26. 28 zu drehen. Jedes der Elemente 26, 28 ist an einem benachbarten Zahnrad 30, 32 befestigt, die Jeweils drehbar auf der Welle 12 gelagert sind. Die Naben der Zahnräder sind durch Schweißungen 38. 40 mit den Elementen 26, 28 verbunden. Dabei wird ein Incriüchwcißverfahren verwendet, um eine Form einer starken Verschweißung zu bilden, die notwendig ist. um die (bei der Kupplung auftretenden Drehmomente aufnehmen zu können. Ein zusätzliches Ausg.ingszahnrad 31 kann, falls erwünscht, /wischen dem Zahnrad 32 und ■dem Lager 14 angeordnet sein. Ein solches /usatz.lii.hcs Zahnrad könnte beispielsweise verwendet werden, um eine zweite Kupplung anzutreiben.

Jedes der Kupplungsscheibenpakete 22. 24 besteht aus abwechselnd angeordneten treibenden Scheiben 42 und getriebenen Reibscheiben 44. Die treibenden Scheiben 42 bestehen nur aus Meiall. Die Scheiben 42 sind im vorliegenden Fall die treibenden Scheiben, obwohl es auch umgekehrt die getriebenen sein konnten, jede Scheibe 42 hat eine mittlere Öffnung, deren Umfang gezahnt ist. Die Welle 12 hat entsprechende, gezahnte Abschnitte 46. 48, auf denen die Scheiben 42 in Triebeingriff angeordnet sind, sich jedoch frei axial bewegen können. Stützseheiben 43, 45 und llalieringe 47. 49 sind vorgesehen, um die Axialbewegung der Scheiben zu begrenzen.

Die ringförmigen Reibscheiben 44 haben verhältnismäßig große mittlere Öffnungen 50. |ede Reibscheibe 44 besteht aus einer mittleren Metallscheibe 52, auf tieren beide Stirnflächen ein Reibmatenalring 54, 56 aufgeklebt ist. Das Reibmaterial kann /. I). aus einer behandelten papierähnlichen Substanz besiehen Andere Reibringe, wie /.. B. Kuiiststoffreibrmge, können jedoch ebenso wie Reibringe mit Metalleinlagen verwendet werden. Die Reibung des Materials bewirkt einen Reibungseingriff mit den treibenden Sciieiben beim Zusammendrücken des Scheibenpakets, so dall sich die ⁵-^s Scheiben zusammen als Einheit mn sehr geringem Schlupf bei verhältnismäßig großen Drehmomenten drehen.

Die Metallschciben 52 haben mit Umlangsabstand angeordnete Nasen 58, die in entsprechenden Längsschlitzen 60. 62 der Seitenwände tier schalenlonnigen Teile 26. 28 aufgenommen sind. Aul diese Weise weiden die schalenförmigen feile 26, 28 und die damit verbundenen Zahnräder 30, 32 beim Drehen der Reib scheiben 44 in Drehung versetzt. Wie zuvor ei wähnt. ^<lS werden die Kupplungsscheibenpakete durch die mittlere Kolbenanordnung 20 zusammengedrückt. Die KnI hcnanordnung 20 weist zwei Kolben 64. 66 aiii, die glei tend auf der Welle 12 angeordnet sind. Die Kolben sind ringförmig und jeder weist eine Stirnwand auf. von der sich langsgerichtete äußere und innere Umfangswände erstrecken, die zusammen eine im Querschnitt U-Iörmiye Hüssigkeits-Ringkammer 74, 75 bcgien/en. Die Ku! ben sind auf der Welle 12 so ausgerichtet, daß die Öffnungen der Kammern sich diametral gegenüberstehen. Die Kolben sind in einem Zylinder 76 aufgenommen, leder Kolben hat einen Umfangsflansch 78. der sich in eine Aufbohrung der inneren Umfangsfläche des Z\linders 76 erstreckt. Federringe 82, 84 sind in der inneren Umfangsfläche des Zylinders 76 außerhalb der Flansche vorgesehen, um so die Kolben innerhalb des Z\ linders 76 zu halten. O-Dichtungsringe 86. 88, 90. 92 sind vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Beziehung /w 1-schen den Kolben 64, 66 der Welle 12 und dem Zylinder 76 herzustellen.

Eine kreisförmige Trennwand 94 ist auf der Welle 12 zwischen den Kolben 64, 66 vorgesehen. Die Trennwand 94 hat eine mittlere Öffnung 96 zur Aufnahme au! der Welle. Ein Federring 98. 100 ist auf jeder Seite der 1 rennwand 94 vorgesehen, um sie in fester Stellung zu halten. Zwei ringförmige, gewellte .Scheibenledern 102. 104 sinJ auf der Welle aufgenommen, die jeweils zwischen einem der Kolben 64. 66 und der Trennwand 44 .ingeordnet sind. Wie aus F 1 g. 4 ersichtlich, besteht jede Scheibenfeder aus einem äußeren Ring 106 und einem inneren Ring 108. die durch Stege 110. 112. 114. 116 miteinander verbunden sind. Die Ringe haben, wie aus Fig. 4 ersichtlich, eine Wellenform, wobei einige Abschnitte 118 in einer Richtung vorstehen, während benachbarte Abschnitte 120 in der entgegengesetzten Richtung vorstehen. Infolgedessen üben die Federn, wenn sie bei einer Axialbewegung der Kolben 64. 66 zusammengedrückt werden, einen Druck aus. der die Kolben in die mittlere, in den F i g. 1 und i gezeigte Stellung zurückzubewegen sucht.

In dieser Stellung wird, wie am besten aus I 1 g. 3 ersichtlich, kein Druck auf die Kupplungsseheibenpakete von keinem der Kolben ausgeübt. Die Scheibenpakete können so eine Stellung einnehmen, in der die benachbarten Scheiben durch kleine Zwischenräume voneinander getrennt sind. Die Kupplungsscheiben neigen inlolge des gegenseitigen Abstoßens und auch infolge einer Ölschichl. die zwischen ihnen vorhanden ist. dazu, sich voneinander zu trennen. Die zwischen ihnen befindliche Ölschicht besteht aus Kühlöl. das über einen mittleren axialen Kanal 124 in der Welle 12 und radiale, davon abgezweigte Kanäle 126. 128 in die schalenförmigen Teile 26, 28 eingeführt wird. Dieses Öl wird in die Kupplungsscheibenpakete zum Kühlen eingeführt, hat aber auch die Wirkung, daß es die Scheiben zu trennen sucht, wenn kein Druck durch die Kolben ausgeübt wird. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist auch etwas Spiel /wischen dem Kolben 66 und der benachbarten Scheibe 42 vorgesehen, wenn kein Druck durch den Kolben ausgeübt wird. Die Verwendung zweier, gleiche Kraft aufweisender Federn 102. tO4, die an der festen Trennwand 94 abgestutzt sind, stellen sicher, daß die Kolbenanordnungen in die mittlere oder neutrale Stellung zunickkehren, wenn kein Flüssigkeitsdruck im Inneren derselben herrscht.

I lussigkeitsdruck wird dem einen oder dem anderen der Kolben 64. 66 über axiale Kanäle 132. 134 (F i g. 1) in der Welle 12 und radiale Kanäle 136. 138. die eine Verbindung zwischen den axialen Kanälen I 32. 134 und den Kolbenholilräumen herstellen, zugeführt. Die Enden der Kanäle 132, 134 sind durch Stoplen 140. 142

verschlossen. Druckflüssigkeit wird über radiale Kanäle 144.145 zugeführt.

Hydraulische, unter Druck stehende flüssigkeit wird von einer außerhalb angeordneten Pumpe 146 und einem Ventil 148 zugeführt, was schematisch dargestellt ist. Die Pumpe 146 saugt hydraulische Flüssigkeit aus einem Sumpf 158 und pumpt sie unter Druck über eine Leitung 150 zum Ventil 148. Das Ventil ist ein Mehrwegeventil. Zwei Leitungen 152. 154 erstrecken sich vom Ventil zu den entsprechenden radialen Kanälen 144 und 145. Entsprechend der Einstellung des Ventils 148 wird Druckflüssigkeit durch die eine oder die andere Leitung 152. 154 gepumpt. Durch die Leitung 152 gepumpte Flüssigkeit strömt durch die Kanäle 144. 132, 138 in die Ringkammer 74. Dies bewirkt einen Druckaufbau in der Ringkammer 74, die infolge der Reaktion der festen Trennwand 94 eine Bewegung der Kolbenanordnung 20 nach rechts, in Γ i g. 1 gesehen, bewirkt. Dies hat ein Zusammendrücken des Kupplungsscheibenpaketes 24 und folglich eine Kraftdrehung des Zahnrades 32 zur Folge. Die Rechtsbewegung der Kolbenanordnung bewirkt ein Flachdrücken der Feder 102, während der Druck gegen die andere Feder 104 aufgehoben ist.

Wenn es erwünscht ist zu entkuppeln, wird das Ventil 148 eingestellt, um die Leitung 150 zur Pumpe zu schließen, so daß der auf die Kolbenanordnung ausgeübte Druck entlastet wird. Gleichzeitig wird eine Entlastungsleitung 156 vom Ventil 148 geöffnet, so daß hydraulische Flüssigkeit in den Sumpf 158 abfließen kann. Die Feder 102, die zusammengedrückt worden war. drückt dann die Kolbenanordnung nach links, in F i g. 1 gesehen, in die neutrale Stellung der Kolbenanordnung und damit auch die Kupplung 10. Das andere Kupplungsscheibenpaket 22 kann in Eingriff gcbr.,:ht werden, indem Flüssigkeit durch die Leitung 154 gepumpt wird.

Flüssigkeitsdruck kann in den Ringkammern 74. ständig aufrechterhalten sein, was ein schnelleres Ansprechen der Kupplung und besondere Modulationseigenschalien zur Folge hat. Das Flüssigkeitsvolumen, das während des Kuppeins und des Auskuppeins benötigt wird, ist tatsächlich sehr gering. Die Kolbenbewcgung zum Einkuppeln erfolgt durch Zuführung eines höheren Druckes in eine der Ringkammern 74, 75 als in der anderen herrscht. Dieses Druckdifferential bewirkt die Bewegung. Im ausgekuppelten Zustand können in beiden Ringkammern 74, 75 gleiche Drücke, z. B. 2,8 kg/cm^: herrschen.

Wie zuvor erwähnt, wird hydraulische Flüssigkeit auch in die Kupplungsscheibenpakete 22. 24 über die Leitung 151 von der Pumpe 146 gepumpt, wobei die Leitung 151 zum axialen Kanal 124 und dann durch die radialen Kanäle 126. 128 in den von den Kupplungsscheiben eingenommenen Raum führt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Kupplung in einem Kupplungsgehäuse eingeschlossen ist, das normalerweise den Sumpf 158 aufweist. Die hydraulische Flüssigkeit leckt von den Kupplungsscheibenpaketen in den Sumpf 158. um wieder der Pumpe 146 zugeführt zu werden. Radiale KanäIe können auch vorgesehen sein, die sich vom Kanal 124 erstrecken, wie z. B. der radiale Kanal 162. um die Lager für die Zahnräder 30, 32 zu schmieren.

Eine abgeänderte Ausführungsform der Kupplung ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt. Die Kupplung 164 ent spricht zum größten Teil der zuvor beschriebenen Kupplung 10. Die Kupplung 164 weist zwei Kupplungsscheibenpakete 166 auf, die, wie zuvor beschrieben, auf einer Welle 168 angeordnet sind. Eine Kolbenanordnung 170 der zuvor beschriebenen Art ist ebenfalls vorgesehen. Die Federn 102, 104 sind jedoch durch gewellte Scheibenfedern 172 ersetzt, die einzeln zwischen jede benachbarte treibende Kupplungsscheibe 174 und /wischen der äußersten Scheibe und der Stützscheibe 173 angeordnet sind.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich, sind die Scheibenfedern 172 im Durchmesser kleiner als die zuvor verwendeten Federn. Die Scheibenfedern 172 weisen einen Ring aus Fcdermetall auf, der gewellt ist und Abschnitte 178 und benachbarte Abschnitte 180 dazu aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, .-.o daß ein Abflachen der Scheibenfedern 172 eine Druckkraft erzeugt, die dazu neigt, in die dargestellte Form zurückzukehren. Die Feder hat eine mittlere Öffnung 182. deren Durchmesser im wesentlichen der Welle 168 entspricht. Der Außendurchmesscr der Feder ist beträchtlich kleiner als der Innendurchmesser der Rcibkupplungsscheiben 176. so daß die Federn diese Scheiben nicht berühren. Alle Federn 172 haben rm wesentlichen dieselbe Federkraft. Nachdem die Federn durch die Kolbenanordnung 170 abgeflacht oder zusammengedrückt sind, neigen sie dazu, in ihre ursprüngliche l-orm zurückzukehren. Die Zusammenwirkung zwischen den Federn stellt ein Gleichgewicht her, bei dem die treibenden Kupplungsscheiben um gleiche Maße auseinandergedrückt sind und sich in der Mitte zwischen den Reibscheiben befinden, ohne diese zu berühren, so daß auf diese Weise die Kupplungsscheiben eine neutrale Stellung einnehmen. Infolge der zwangläufigen Einstellung der treibenden Kupplungsscheiben bei der Ausführungsform nach Fig.5 entsteht etwas weniger Schleifen zwischen den Scheiben als bei der Ausführungsform nach F i g. 1.

Die Ausführungsform nach F i g. 5 ist gegenüber dei nach F i g. 1 auch dahingehend abgeändert, daß der radiale Kanal 184. der in den Kolbenringraum 186 führt nicht unmittelbar mit dem Ringraum in Verbindung steht. Eine kurze, sich axial erstreckende, flache Nu 188 erstreckt sich vom Kanal 184 in den Ringraum t86 Infolgedessen wird die hydraulische Flüssigkeit gedros sei;, so daß sie mit geringerer Geschwindigkeit in dei Ringraum 186 strömt, als es bei der Ausführungsforn nach F i g. 1 der Fall ist. Dies bewirkt ein langsamere Ansprechen der Kupplung. Durch Zuführung de 55 Druckflüssigkeit mit geringerer Geschwindigkeit in dei Ringraum tritt eine geringere Stoßwirkung auf. D11 Kupplung kommt allmählich zum Eingriff und nimm die Belastung allmählich auf. wodurch die Abnutztin. der verschiedenen beteiligten Teile einschließlich de 60 Zahnräder und der Kupplungsscheiben reduziert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zwillingskupplung mit einer Antriebswelle und zwei getriebenen Teilen zugeordneten Lamellenkupplungen, deren treibende Scheibenpaketc unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar mit der Antriebswelle verbunden sind und deren getriebene Scheibenpakete unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar mit becherförmig ausgebilde'en. die Scheibenpakete übergreifenden angetriebenen Teilen verbunden sind, bei der zwischen den beiden Lamellenkupplungen eine hydraulische Betätigungseinrichtung angeordnet ist, welche durch eine fest angeordnete Trennwand und ein ^H.ie letztere übergreifendes axial verschiebbares Stellglied gebildet wird, durch welches zu jeder Seite der Trennwand eine Druck beaufschlagbare ringförmige Kammer mit veränderlicher axialer Abmessung begrenzt wird, wobei die ringförmigen Kammern über in der *° Antriebswelle ausgebildete Kanäle mit in axialer und radialer Richtung verlaufenden Abschnitten mit Druck beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druckmittelzufuhr zu den ringförmigen Kammern (186) veränderliche Drossein vorgesehen sind, welche durch in der Antriebswelle (16) vorgesehene Nuten (188) und benachbarte Kanten des Stellgliedes (20) gebildet werden, wobei die in radialer Richtung verlaufenden Abschnitte der Kanäle (184) und die mit ihnen in Verbindung stehenden Nuten zusammen mi; den benachbarten Kanten des Stellgliedes eine beim Einrücken der Kupplung abnehmende Drosselung des .Strömungsmittels bewirken.

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