DE2902290C2

DE2902290C2 - Rückschlagventileinrichtung in einer druckmittelbetätigten Reibscheibenkupplung

Info

Publication number: DE2902290C2
Application number: DE2902290A
Authority: DE
Inventors: Sadanori Omiya Saitama Nishimura; Takeyuki Kamifukuoka Saitama Shimizu; Yoji Kawagoe Saitama Yamada; Masaru Higashimatsuyama Saitama Yamashita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1983-10-06
Also published as: DE2902290A1; FR2416382A1; FR2416382B1; US4271951A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Rückschlagventileinrichtung zur Steuerung dos Druckmitteldruckes einer druckmittelbetätigten Reibscheibenkupplung, mit einem in einer Wand der Druckkammer einer Kolben-Zylindereinheit zur Betätigung der Kupplung angeordneten Rückschlagventil, dessen Verschlußglied von einer Blattfeder gebildet ist, die mit einem Ende am Ventilgehäuse befestigt ist und mit ihrem freien Ende bei eingerückter Kupplung die Ventilbohrung abdeckt.

Sie betrifft insbesondere eine Rückschlagventileinrichtung, die eine zuverlässige Funktion der Kupplung garantiert.

Ganz allgemein weist eine öldruckbetätigte Kupplung eine öldruckkammer auf und ist so konstruiert daß das Ein- bzw. Ausrücken der Kupplung durch Zufuhr bzw. Ableitung des Drucköls zur bzw. aus der Driickölkammer erreicht wird. Bei einer solchen Kupplung, bei der die ölzufuhr zur Öldruckkammer zentral in radialer Richtung in die Kammer erfolgt wird dem Drucköl in der Druckölkammer eine Zentrifugalkraft mitgeteilt da die Kupplung rotiert Infolgedessen verbleibt bei Entleerung der öldruckkammer stets ein Rest an Drucköl in der Kammer. Dieser Druckölrest wirkt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft auf einen Kolben der Kupplung, so daß die Entkupplung verzögert wird oder unvollständig bleibt Dies tritt besonders; dann verstärkt ein, wenn die öldruckkammer einen großen Durchmesser hat und die Kupplung mit hoher Drehzahl umläuft

Zur Entfernung solchen Restöls wurde bisher ein Blattfederventil als Rückschlagventil benutzt Dieses Blattfederventil benötigt jedoch eine Blattfeder mit hoher Federkraft, damit das Ventil selbst bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen sicher geöffnet wird, um die Zentrifugalkraft des Restöls in der öldruckkammer selbst dann zu überwinden, wenn der Öldruck in der Öldruckkammer beim Auskuppeln gleich null wird (US-PS 35 76 241). Durch die Auskuppelbewegung wind die Blattfeder von dem Kolben gegen den Zylinderboden gedrückt, so daß sie auf die Bohrungsöffnung gedrückt wird und die Ventilöffnung verschließt. Das Ventil öffnet jedoch bei Einführung des Drucköls in die Druckölkammer sofort, wenn der Kolben anfängt sich zu bewegen und bleibt so lange offen, bis der Öldruck in der Kammer genügend groß ist, um das Blattfederventil zu schließen. Infolgedessen wird die Zeit für die Bewegung der Kupplung verlängert, wodurch die Abnutzung der Reibeflächen der Kupplung erhöht wird. Zusätzlich leckt das Drucköl während dieser Zeit durch das Rückschlagventil so lange hindurch, bis das Ventil endgültig geschlossen ist, was zu einem Absinken des Öldrucks im System führt. Wenn, um diese Nachteile zu vermeiden, die Kapazität der Öldruckpumpe erhöht wird, ergeben sich folgende Nachteile: nach dem Einkuppeln verzehrt diese große Pumpe eine nicht nutzbare Energiemenge, d. h. der Gesamtwirkungsgrad der Kupplung wird verschlechtert; zum Einkuppeln muß eine große ölmenge schlagartig in die Öldruckkammer eingepumpt werden, um das Blattfederventil zu schließen, wodurch ein Schock auf das System ausgeübt wird. Diese Unannehmlichkeiten sind insbesondere bei niedriger Drehzahl, bei der die Auswirkung der Zentrifugalkraft an sich klein ist, nachteilig.

Statt solcher Blattfederventile werden in der Kolbenoder Zylinderwand auch Ventile zur Abführung des Restöls vorgesehen, die als Verschlußglied eine Kugel aufweisen (US-PS 35 76 241, DE-OS 2144 792). Der Ventilkanal und damit der Ventilsitz ist unter einem Winkel zur Drehachse der Kupplung angeordnet. Die Kugel wird durch den Strömungsmitteldruck auf den Sitz gedrückt. Bei hohen Drehzahlen soll sie durch die Zentrifugalkraft vom Sitz entfernt werden, so daß das öl abfließen kann. Der Strömungsdruck des ebenfalls der Zentrifugalkraft ausgesetzten Restöls kann aber die Kugel zumindest zunächst auf dem Sitz halten, so daß der Abfluß des Öls zumindest verzögert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rückschlagventileinrichtung der eingangs genannten

Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet und zuverlässig öffnet bzw. schließt und bei der der Schock infolge des Geschwindigkeitswechsels in automatischen Fahrzeuggetrieben ganz vermieden oder zumindest wesentlich verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Nach der Erfindung ist also ein B!artfederv₌ntil in einer Druckkammer einer öldruckbetätigten Kupplung ι ο vorgesehen. Die Blattfeder ist mit einer Masse versehen, die der Zentrifugalkraft unterliegt und unter dem Einfluß dieser Kraft die der Blattfeder eigene Öffnungskraft unterstützt. So wird die auf das Restöl in der Öldruckkammer wirkende Zentrifugalkraft durch die auf die Masse wirkende Zentrifugalkraft aufgehoben. Infolgedessen kann die Federkraft der Blattfeder zur öffnung des Ventils kleiner gehalten werden, so daß eine zuverlässige Funktion der Kupplung auch bei niedrigsten Drehzahlen und bei niedrigem Öldruck gesichert ist. Dementsprechend ist es n/cht erforderlich, eine ölpumpe großer Kapazität vorzusehen und weiterhin ergeben sich keine nachteiligen Folgen, wenn der Öldruck durch Leckagen absinken sollte. Der Öldruck in der Öldruckkammer kann in einem vorbestimmten Maß des Druckanstiegs von einem niedrigem Druck aus erhöht werden, ohne daß ein Druckstoß auftritt. Außerdem wird eine schleppende Funktion der Kupplung ausgeschaltet, so daß die Lebensdauer der Kupplung erhöht wird. Durch die Anordnung eines Anschlages zur Begrenzung der Federbewegung in Öffnungsrichtung wird erreicht, daß der Abstand zwischen Blattfeder und Öffnung der Durchgangsbohrung klein gehalten werden kann, so daß ein an der Durchgangsbohrung durch die Strömung des J? Drucköls verursachter Unterdruck sich als Schließkraft für das Ventil auswirkt. Dadurch wird der Verschluß des Ventils zu Beginn eines Kupplungsvorgangs erleichtert. Durch die Anordnung der Masse in der Ausnehmung im Kupplungskolben wird verhindert, daß die Unterbrin- ίο gung der Masse einen zusätzlichen Raum erfordert und zur Volumenvergrößerung der Kupplung führt. Die erfindungsgemäße Kupplung baut daher sehr kompakt. Wenn weiterhin die Blattfeder rechtwinklig zur Radialrichtung der Druckölkammer angeordnet wird, fällt die Richtung der Öffnungskraft der Blattfeder mit der Richtung der Zentrifugalkraft zusammen, so daß die Wirkung der Masse voll genutzt werden kann, so daß nur ein kleineres Gewicht benötigt wird. Wenn die Feder und die Masse getrennt voneinander angeordnet >» werden, kann die Federkraft zur öffnung des Ventils selbst verringert werden, so daß die Feder klein sein und die Masse sehr genau kalibriert werden kann, so daß sehr exakte Öffnungs- bzw. Schließvorgänge des Ventils erreicht werden.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Blattfederventils nach Fig. 1;

Fi g. 3 eine weitere Ausführung des Blattfederventils nach F i g. 1;

F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig.l;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 6 eine Teilansicht eines wesentlichen Teiles der Fig. 5;

F i g. 7a eine Draufsicht eines abgewandelten Beispiels der Blattfeder nach F i g. 5;

F i g. 7b einen Schnitt durch die Blattfeder nach F i g. 5 in anderer Ausführung;

F i g. 8 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.9 eine Frontansicht eines wesentlichen Teiles der F i g. 8;

F i g. 10 eine Schnittansicht durch das Rückschlagventil nach Fig. 9;

F i g. 11 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführung der Masse in F i g. 8;

Fig. 12 einen Schnitt mit einer abgewandelten Ausführung der Lecköffnung nach F i g. 8;

Fig. 13 eine Ansicht einer anderen Ausführung eines wesentlichen Bauteils aus der F i g. 8;

Fig. 14 einen Schnitt durch das Bauteil nach Fig. 13.

In den Fig.l und 4 sind die Antriebswelle 1, die Abtriebswelle 2 und die öldruckbetätigte Kupplung 3 gezeigt. Die Kupplung 3 besitzt einen Kupplungszylinder 4, der mit der Antriebswelle 1, eine Kupplungsnabe 5, die mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist, Reibscheiben 6, die abwechselnd aus antreibenden Scheiben 6a und angetriebenen Scheiben 6£> bestehen und zwischen dem Zylinder 4 und der Nabe 5 angeordnet sind, einen Kupplungskolben 7 und eine Druckkammer 9. Der Kolben 7 ist im Zylinder 4 so angeordnet, daß er an den Reibscheiben 6 zur Anlage gebracht werden kann. Die Öldruckkammer 9 wird durch den Kupplungszylinder 4 und den Kupplungskolben 7 gebildet und ist an eine Öldruckleitung 8 in der Antriebswelle 1 angeschlossen. Der Kupplungskolben 7 wird durch eine Rückführfeder 10 in seine Ausgangslage zurückgeführt. In der Öldruckkammer 9 befindliches Restöl wird durch ein Rückschlagventil 11 abgeführt. Dieses Ventil ist als Blattfederventil ausgebildet und besitzt als Lecköffnung eine Durchgangsbohrung 12 in der Wand der Öldruckkammer 9 und eine Blattfeder 13 die der Öffnung 12 gegenüberliegt und den Ventildurchgang durch ihre Federkraft öffnet.

Die Durchgangsbohrung 12 ist in radialer Richtung innerhalb eines ausgewölbten, ringförmigen Teiles Ta angeordnet, der vom Kolben 7 vorspringt und der an den Reibscheiben 6 zur Anlage kommen kann. Die Blattfeder 13 ist radial in der Druckkammer 9 angeordnet. Sie ist mit ihrem radial inneren Ende mittels eines Niets 14 am Kolben 7 befestigt. Ihr radial äußeres Ende reicht über die Durchgangsbohrung 12 hinaus und liegt einer Ausnehmung Tb in der Auswölbung Ta gegenüber. An diesem Ende der Feder 13 ist eine Masse 15 befestigt, die infolge der Zentrifugalkraft die Öffnungskraft des Blattfederventils 11 unterstützt.

Dem Öffnungsbestreben unter der Zentrifugalkraft wirkt ein Anschlag 16 entgegen. Die Masse 15 wird entweder gesondert hergestellt und dann an der Blattfeder 13 befestigt, wie dies in F i g. 1 und 3 gezeigt ist, oder die Blattfeder wird an ihrem Ende zusammengefaltet, wie dies aus Fi g. 2 hervorgeht. Jede Form der Masse 15 kann entweder in die durch die Auswölbung Ta gebildete Ausnehmung Tb des Kolbens 7 hineinragen (si>.Se Fig.l und 2) oder aber außerhalb dieser Ausnehmung Tb angeordnet sein (Fig. 3). Außerdem kann der Anschlag 16 statt am Kolben 7 nach Fig. 1 auch gegenüber an der Wand des Zylinders 4 angeordnet sein. Das Ventil 11 kann auch an der Zylinderwand gegenüber der Kolbenwand der

ten Ausführungen angeordnet sein.

In den Ausführungen nach den F i g. 5 und 6 ist die Blattfeder 13 im rechten Winkel zur Radialrichtung in der Öldruckkammer 9 angeordnet. Infolgedessen wirkt hier die Zentrifugalkraft der Masse 15 in der gleichen Richtung wie die Federkraft in Öffnungsrichtung des Ventils 11. Infolgedessen kann bei dieser Anordnung die Masse 15 kleiner sein und trotzdem wird ein weiches, gleichmäßiges und schnelles öffnen bzw. Schließen des Ventils erreicht. Die Druckkammer 9 weist eine Auflagefläche 17 auf, die sich im rechten Winkel zur Radialrichtung der Kammer erstreckt und innerhalb der Ausnehmung 7b, die durch die ringförmige Auswölbung 7a gebildet wird, angeordnet ist. Die Durchgangsbohrung 12 durchdringt die innere Wand der Auswölbung und erstreckt sich in radialer Richtung nach innen. Die Blattfeder 13 gegenüber der Durchgangsbohrung 12 ist mit einem Ende so an der Innenfläche der Ausnehmung 7b befestigt, daß sie sich quer zur Radialrichtung erstreckt und die Masse 15 ist am freien, beweglichen Ende der Blattfeder 13 befestigt. Bei den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungen ist die Masse 15 ein Gewicht, das getrennt von der Blattfeder 13 hergestellt ist Es kann jedoch auch in Form einer Verbreiterung des freien Endes der Feder 13 (siehe Fig. 7a) oder dadurch hergestellt werden, daß dies freie Ende gemäß F i g. 7b umgebogen wird. Der Anschlag 16 ist, wie gezeigt, als aus der Wand hervorragender Stehbolzen ausgeführt, alternativ könnte er auch von einem Wandteil, das sich radial von der Innenseite der Druckkammer 9 erstreckt, gebildet werden.

Das Rückschlagventil 11 ist, wie gezeigt, auf der Kolbenseite angeordnet, es kann jedoch auch auf der Seite des Zylinders 4 vorgesehen sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.8 bis 10 ist die Masse 15 getrennt von der Blattfeder 13 angeordnet, so daß die Ventilöffnungskraft der Feder 13 verringert werden kann, und die Wahl der Eigenschaften der Feder 13 und der Masse 15 vereinfacht wird. Mit dieser Ausführung wird trotzdem ein weiches, gleichmäßiges uns schnelles öffnen bzw. Schließen des Ventils 11 erreicht. Die Blattfeder 13 ist hier in radialer Richtung in der Druckkammer 9 angeordnet, und sie ist durch das Niei 14 mit ihrem inneren Ende am Kolben 7 befestigt. Die Ausnehmung 18, der das äußere, freie Ende der Blattfeder 13 gegenüberliegt, ist kegelstumpfartig ausgebildet und ihre schrägen Oberflächen divergieren in Richtung auf die Blattfeder 13. Die Masse 15 wird von einer Kugel, einer Rolle oder dgl. gebildet, die in der Ausnehmung 18 beweglich ist- In diesem Fall wird der Anschlag 16 von einer Platte gebildet, die am K'jpplursgskolber! 7, wie in F i g. 9 gezeigt, befestigt ist Wenn die Masse 15 volumenmäßig nur verhältnismäßig klein ist, werden vorzugsweise zwei Massekörper vorgesehen, die auf einer Kreislinie des Kolbens 7 angeordnet werden, um das gewünschte Gewicht zu erhalten. Die Durchgangsbohrung 12 kann wahlweise auch außerhalb der Ausnehmung 18, und zwar radial außerhalb von ihr, angeordnet sein (siehe Fig. 12). Weiterhin kann die Blattfeder 13 auch, wie in Fig. 13 gezeigt, schräg zur Radialrichtung der Druckkammer 9 angeordnet werden (siehe F i g. 13).

Das Rückschlagventil 11 der Erfindung wird bei Rotation der Kupplung 3 mit einer Öffnungskraft F\, die durch die Federspannung der Blattfeder 13 und einer Öffnungskraft Fi beaufschlagt, die durch die Zentrifugalkraft der Masse 15 aufgebracht wird. Wenn dann in der Druckkammer 9 ein Druck P\ erzeugt wird, wirkt dieser Druck, der durch die Zentrifugalkraft erhöht wird, mit einer Kraft F₃ auf das Rückschlagventil in Schließrichtung. Wenn in vorliegendem Fall die Einrichtung so abgestimmt ist, daß die Öffnungskraft Fi, die durch die Zentrifugalkraft der Masse 15 aufgebracht wird und die Schließkraft F₃, die durch die auf das Drucköl wirkende Zentrifugalkraft aufgebracht wird, im wesentlichen gleich sind, d. h. F₂ = F₃ und dann eine Kraft F₄ dadurch auftritt, daß der Öldruck Pi in der Druckkammer 9 größer wird als die Öffnungskraft Fi, die von der Federkraft der Blattfeder 13 herrührt, so wird das Ventil 11 unmittelbar geschlossen. Infolgedessen ist es durch geeignete Wahl der Federkraft der Blattfeder 13 möglich, eine schnelle Funktion des Kupplungskolbens 7 zu erreichen, selbst dann, wenn der Öldruck in der Druckkammer 9 verhältnismäßig niedrig ist. Wenn der Öldruck in der Druckölleitung gleich null wird, d.h. P] = 0, dann werden die auf die Blattfeder 13 einwirkenden Öffnungskräfte F] + F₂ größer als die Schließkräfte, d. h. größer als F₃, so daß die Durchgangsbohrung sofort freigegeben wird.

Wenn die Masse 15 so gewählt wird, daß ihre in die Öffnungsrichtung gerichtete Kraft infolge der Beaufschlagung durch die Zentrifugalkraft größer ist als die durch das Restöl erzeugte in Schließrichtung des Ventils wirkende Kraft, kann die Durchgangsbohrung 12 bei einer oberhalb einer vorbestimmten Umlaufzahl liegenden Drehzahl der Kupplung selbst dann nicht geschlossen werden, wenn Drucköl zur Betätigung der Kupplung gefördert wird. Infolgedessen kann in der Druckkammer 9 kein ausreichender Öldruck erreicht werden, so daß die Kupplung nur unvollständig eingerückt wird. Ein Überdrehen des Motors wird daher durch die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung sicher selbst dann verhindert wenn irrtümlicherweise direkt von einer hohen Übersetzungsstufe auf eine sehr niedrige umgeschaltet wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rückschlagver.tileinrichtung zur Steuerung des Druckmitteldruckes einer druckmittelbetätigten Reibscheibenkupplung, mit einem in einer Wand der Druckkammer einer Kolben-Zylindereinheit zur Betätigung der Kupplung angeordneten Rückschlagventil, dessen Verschlußglied von einer Blattfeder gebildet ist, die mit einem Ende am Ventilgehäuse befestigt ist und mit ihrem freien Ende bei eingerückter Kupplung die Ventilbohrung abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) mit einer Masse (15) zusammenwirkt, die unter dem Einfluß der Schwerkraft auf die Blattfeder (13) eine Kraft in Öffnungsrichtung des Ventils (Ii) ausübt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blattfeder (13) in radialer Richtung erstreckt, wobei sie mit ihrem radial inneren Ende am Kolben (7) und die Masse (15) am radial äußeren Ende der Blattfeder (13) befestigt ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Druckkammer (9) einen Anschlag (16) aufweist der die Bewegung der Blattfeder (13) in Öffnungsrichtung begrenzt

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Kolben (7) eine zur Druckkammer (9) offene Ausnehmung (7b) zur Aufnahme der Masse (15) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) im rechten Winkel zur Radialrichtung der Druckkammer (9) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (15) in einer weiteren von der Blattfeder (13) überdeckten Ausnehmung (7b) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7b) Oberflächen aufweist, die zur Blattfeder (13) hin divergieren und die Masse (15) als Kugel oder Rolle ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) in radialer Richtung in der Druckkammer (9) angeordnet und mit ihrem radial inneren Ende am Kolben (7) befestigt ist, und die Masse (15) radial innerhalb der Durchgangsbohrung (12) im Kolben (7) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) in radialer Richtung in der Druckkammer (9) angeordnet und mit ihrem radial inneren Teil an Kolben (7) befestigt ist und die Masse (15) radial außerhalb der Durchgangsbohrung (12) im Kolben (7) angeordnet ist.