DE3507302C2

DE3507302C2 -

Info

Publication number: DE3507302C2
Application number: DE3507302A
Authority: DE
Inventors: Helfried Ardagger Markt At Gartner
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3507302A1; ATA124784A; IT8520253A0; AT386871B; IT1184392B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung für unter Last schaltbare Wechselgetriebe, bestehend aus zwei mit Hilfe von durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben wechselweise betätigbaren Reibungskupplungen, insbesondere Lamellenkupplungen, wobei die Kolben auf die Reibkörper bzw. Lamellen über axial verschiebbare Druckscheiben einwirken und auf Bewegungsmitnahme miteinander verbunden sind.The invention relates to a coupling device for under load switchable transmission, consisting of two with the aid of pistons which can be acted upon by a pressure medium alternately actuable friction clutches, in particular Multi-plate clutches, with the pistons on the friction bodies or Act on lamellae via axially displaceable thrust washers and are connected to each other for movement.

Als Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist bereits ein derartiges Getriebe bekannt, wel ches aus einer mechanisch auskuppelbaren Hauptkupplung und einer hydraulisch betätigbaren Doppelkupplung besteht (DE-OS 22 58 003). Es war hierbei das Problem zu lösen, ein Ge triebe zu schaffen, welches sich ohne nennenswerten Aufwand betätigen läßt, um trotz häufiger Betätigung Ermüdungser scheinungen bei den Bedienungspersonen zu vermeiden. Ent sprechend diesem Problem stehen die Doppelkupplung und die Hauptkupplung über einen Verstellmechanismus miteinander in Verbindung, welche eine hydraulische Betätigung der Doppel kupplung erst dann gestattet, wenn die Hauptkupplung ausge kuppelt ist.As prior art, from which the present invention goes out, such a transmission is already known, wel ches from a mechanically disengageable main clutch and a hydraulically operated double clutch exists (DE-OS 22 58 003). The problem was to be solved, a Ge drives to create, which can be done without any significant effort can be operated in order to fatigue despite frequent operation to avoid appearances among the operators. Ent speaking of this problem are the double clutch and the Main coupling with each other via an adjustment mechanism Connection, which is a hydraulic actuation of the double clutch only allowed when the main clutch is out couples.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung folgender Aus gangspunkt zugrunde: die beiden Reibungs- bzw. Lamellenkupp lungen dienen zum Ein- und Ausschalten je eines Getriebegan ges, wobei die Kupplungsbetätigung stets den Gangwechsel zur Folge hat. Tritt nun aber in der Druckmittelversorgung eine Störung auf, so ist keine der beiden Kupplungen unter Kraft schluß, was je nach der Verwendung des Getriebes schwere Nachteile nach sich ziehen kann.In contrast, the present invention is as follows starting point: the two friction or multi-plate clutches Lungs are used to switch one gear gear on and off ges, the clutch actuation always changing gear Consequence. But now occurs in the pressure medium supply Fault, neither of the two clutches is under force conclusion, which is heavy depending on the use of the gear Disadvantages.

Als Stand der Technik zur Lösung dieses Problems ist es be reits bekannt, die eine Reibungskupplung mit einer sie in Kupplungsstellung haltenden Feder und die andere Reibungs kupplung mit einer im Sinne ihres Lösens wirkenden Feder zu versehen (AT-PS 2 89 564). Fällt in diesem Fall das Druckmit tel aus, so befindet sich zwar die eine der beiden Reibungs kupplungen in der ausgerüsteten Stellung, die andere Rei bungskupplung wird aber durch ihre Feder in Kupplungsstel lung gehalten, so daß keine Unterbrechung im Antriebszug des Wechselgetriebes erfolgen kann.As the prior art to solve this problem, it is already known who has a friction clutch with one in Clutch position holding spring and the other friction clutch with a spring acting in the sense of their release provided (AT-PS 2 89 564). In this case, the pressure also drops tel, there is one of the two friction couplings in the equipped position, the other Rei Exercise clutch is by its spring in clutch position tion held so that no interruption in the drive train of the Change gear can take place.

Diese Konstruktion hat sich in der Praxis bewährt, bringt jedoch einen Nachteil dann mit sich, wenn durch die beson dere Ausbildung des Wechselgetriebes mit einer Vielzahl von Getriebegängen die Gefahr besteht, daß beim Umschalten von einer Reibungskupplung zur anderen ein unzulässig großer Übersetzungssprung ausgeführt wird. Es könnte beispielsweise bei einem Gebrechen aus dem höchsten Fahrgang eines Kraft fahrzeuges unmittelbar in den niedrigsten Fahrgang geschal tet werden, was nicht nur zu Störungen im ganzen Triebwerk, sondern ggf. auch einen Verkehrsunfall mit sich brächte.This construction has proven itself in practice however, a disadvantage with it, if by the particular training of the change gear with a variety of Transmission gears there is a risk that when switching from one friction clutch to another an impermissibly large one Translation jump is executed. For example, it could in the event of an affliction from the highest gear of a force vehicle directly in the lowest gear which not only leads to malfunctions in the entire engine, but could also lead to a traffic accident.

Weiterer bekannter Stand der Technik ist eine Kupplung zur Steuerung eines Differentials, bei welcher Druckscheiben mit konischen Anlaufflächen Anwendung finden (US-PS 31 25 202). Diese bekannte Konstruktion dient jedoch zur Lösung einer anderen Problemstellung.Another known prior art is a clutch for Control of a differential in which thrust washers with conical thrust surfaces find application (US-PS 31 25 202). However, this known construction serves to solve one other problem.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die in Kraftschluß befindliche Reibkupplung auch bei ausbleibender Druckmittelversorgung ihre Kupplungsstellung beibehält, ohne daß die jeweils an dere Reibungskupplung eingerückt wird.In contrast, the present invention has the object based on a coupling device of the aforementioned To create the way in which the in force Friction clutch even if there is no pressure medium supply maintains their clutch position without the whose friction clutch is engaged.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckscheiben der beiden Kupplungen schräge bzw. konische Anlaufflächen besitzen, die zusammen mit Stützringen Keil spalte für Keilkörper, vorzugsweise Walzkörper, bilden und daß die Kolben den Druckscheiben zugekehrte, auf die Keil körper in Richtung in die Keilspalte einwirkende Schräg- bzw. Konusflächen aufweisen, welche in sich von den Druck scheiben mit gleichbleibendem oder zunehmendem Radialabstand von der Kupplungsachse weg erstreckende Innenmantelflächen übergehen.This object is achieved in that the Thrust washers of the two couplings inclined or conical Have thrust faces that wedge together with support rings form gaps for wedge bodies, preferably rolling bodies, and that the pistons face the thrust washers, on the wedge body in the direction of the wedge gaps or have conical surfaces, which in themselves from the pressure discs with constant or increasing radial distance inner surface areas extending away from the coupling axis pass over.

Wird der Kolben der einen Reibungs- bzw. Lamellenkupplung mit Druckmittel beaufschlagt, so wirkt seine Schräg- bzw. Konusfläche auf den Keilkörper und drückt diesen in den Keilspalt, wodurch der Stützring einerseits und die Druck scheibe andererseits auseinandergespreitzt werden. Dieses Auseinanderspreizen ergibt selbstverständlich eine Axialverschiebung der Druckscheibe und damit das Zusammen drücken der Reibkörper bzw. Lamellen, also den gewünschten Kupplungskraftschluß. Bei weiterer Beaufschlagung des Kol bens verläßt nun aber seine Schräg- bzw. Konusfläche den Keilkörper und dieser gelangt auf die Innenmantelfläche des Kolbens. Hört nun die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens aus irgendeimem Grund auf, so verbleibt der Keilkörper im Be reich der Innenmantelfläche, weil über diese keine Kraft übertragung zwischen Keilkörper und Kolben in achsparalleler Richtung erfolgt. Das Umschalten von der einen Reibungs kupplung zu der anderen ist aber bei Beaufschlagungswechsel ohne weiteres möglich, weil die beiden Kolben auf Bewegungs mitnahme verbunden sind.If the piston of a friction or multi-plate clutch pressurized, its inclined or Cone surface on the wedge body and presses it into the Wedge gap, creating the support ring on the one hand and the pressure on the other hand, the disk can be spread apart. This Spreading apart naturally results in one Axial displacement of the thrust washer and thus together press the friction body or lamella, i.e. the desired one Coupling adhesion. If the col ben now leaves its inclined or conical surface Wedge body and this reaches the inner surface of the Piston. Now hears the pressure medium applied to the piston out for any reason, the wedge body remains in the loading rich of the inner surface, because there is no force transmission between wedge body and piston in axially parallel Direction. Switching from one friction coupling to the other is when the load changes easily possible because the two pistons on motion are connected.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind an den den Druckscheiben gegenüberliegenden Seiten der Reibkörper bzw. Lamellen in Achsrichtung begrenzt federnde Anlagen vor gesehen. Diese federnden Anlagen bringen den Ausgleich bei Abnützung der Reibbeläge bzw. zu großem Spiel zwischen den Lamellen mit sich und haben den weiteren Vorteil, daß der Momentaufbau beim Einkuppeln allmählich und nicht plötzlich erfolgt.In a further embodiment of the invention are the Thrust washers opposite sides of the friction body or slats in the axial direction limited resilient systems seen. These resilient systems bring balance Wear of the friction linings or too much play between the Slats with it and have the further advantage that the Torque build-up gradually and not suddenly when engaging he follows.

Um die Kraftschlußstellung der einen oder anderen Rei bungs- bzw. Lamellenkupplung auch dann zu sichern, wenn bei Druckmittelausfall der Reibungsschluß zwischen dem Keilkörper und der betreffenden Innenmantelfläche nicht ausreicht, um eine Kolbenverschiebung zu verhindern, ist eine die Kolben der beiden Kupplungen in der Kraftschlußstellung der einen oder anderen Kupplung haltende federnde Rasteinrichtung vor gesehen.To the frictional position of one or the other Rei Secure the clutch or multi-plate clutch even when Failure of the fluid means the frictional engagement between the wedge body and the relevant inner surface area is not sufficient to Preventing piston displacement is one of the pistons of the two clutches in the non-positive position of one or other clutch-holding resilient locking device seen.

Schließlich kann es vorteilhaft sein, wenn die Spreiz ringe aus einer Anschlagstellung zu den Reibkörpern bzw. Lamellen hin axial verschiebbar gelagert sind. Es besteht dann nämlich die Möglichkeit, daß bei starkem Reibkörper verschleiß der Stützring vom beaufschlagten Kolben etwas mit genommen und dadurch der Verschleiß zur Aufrechterhaltung des vollen Kraftschlusses ausgeglichen wird.Finally, it can be beneficial if the spread rings from a stop position to the friction bodies or Slats are axially displaceable. It exists then namely the possibility that with a strong friction body wear the support ring from the loaded piston taken and thereby the wear to maintain the full adhesion is compensated.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Kupplungsvorrichtung im Axialschnitt. The drawing shows an embodiment of a he coupling device according to the invention in axial section.

Ein unter Last schaltbares Zahnräder-Wechselgetriebe weist zum Schalten zweier Getriebegänge zwei gleichachsig angeordnete Lamellenkupplungen 1, 2 auf. Die Kupplungs glocken 3, 4 dieser Lamellenkupplungen 1, 2 sind in beliebiger nicht dargestellter Weise drehfest mit den einen Rädern der den beiden Getriebegängen zugeordneten Stirnradpaare verbun den. Auf der Antriebswelle 5 sitzt der für beide Kupplun gen 1, 2 gemeinsame treibende Kupplungsteil 6. Jede Kupplung 1, 2 weist einen auf dem gemeinsamen treibenden Kupplungs teil 6 verschiebbaren Kolben 7, 8 auf, wobei die Kolben 7, 8 von einem die beiden Zylinder bildenden Mittelteil 9 um schlossen sind. Die beiden Kolben 7, 8 werden von Wellen bohrungen 10 her wechselweise mit einem Druckmittel, vorzugs weise einer Druckflüssigkeit, beaufschlagt und wirken auf die Lamellenpakete 11, 12 über axial verschiebbare Druck scheiben 13, 14 ein.A gearwheel change gearbox that can be shifted under load has two multi-disc clutches 1, 2 arranged on the same axis for shifting two transmission gears. The clutch bells 3, 4 of these multi-plate clutches 1, 2 are in any manner not shown rotatably verbun with the one wheels of the spur gear pairs assigned to the two gears. On the drive shaft 5 sits for both couplings 1, 2 common driving coupling part 6th Each clutch 1, 2 has a piston 7, 8 displaceable on the common driving clutch part 6 , the pistons 7, 8 being closed by a central part 9 forming the two cylinders. The two pistons 7, 8 are bored from shaft bores 10 alternately with a pressure medium, preferably a hydraulic fluid, and act on the disk packs 11, 12 via axially displaceable pressure disks 13, 14 .

Die Druckscheiben 13, 14 der beiden Kupplungen 1, 2 be sitzen konische Anlaufflächen 15, 16, die zusammen mit Stützringen 17, 18 Keilspalte 19, 20 bilden, in denen von Kugeln 21, 22 gebildete Keilkörper angeordnet sind. Die Kolben 7, 8 weisen den Druckscheiben 13, 14 zugekehrte Konusflächen 23, 24 auf, die auf die Keilkörper bzw. Kugeln 21, 22 im Sinne eines Eindrückens in die Keilspalte 19, 20 wirken. Die Konusflächen 23, 24 gehen in zylindrische Mantel flächen 25, 26 der Kolben 7, 8 über, d. h. diese Innenmantel flächen 25, 26 haben einen gleichbleibenden Abstand von der Kupplungsachse. Die beiden Kolben 7, 8 sind durch in Längs nuten des Mittelteils 9 gelagerten Klammerstangen 27 auf Bewegungsmitnahme verbunden. An den den Druckscheiben 13, 14 gegenüberliegenden Seiten der Lamellenpakete 11, 12 sind Tellerfedern 28, 29 vorgesehen, die auf verschiebbare, also federnde Anlagen bildende Scheiben 30, 31 einwirken.The pressure plates 13, 14 of the two clutches 1, 2 be conical contact surfaces 15, 16 , which together with support rings 17, 18 form wedge gaps 19, 20 , in which wedge bodies formed by balls 21, 22 are arranged. The pistons 7, 8 have the conical surfaces 23, 24 facing the pressure disks 13, 14 , which act on the wedge bodies or balls 21, 22 in the sense of being pressed into the wedge gaps 19, 20 . The conical surfaces 23, 24 go into cylindrical jacket surfaces 25, 26 of the pistons 7, 8 , that is, these inner jacket surfaces 25, 26 have a constant distance from the coupling axis. The two pistons 7, 8 are connected by grooves in the longitudinal grooves of the middle part 9 clamp rods 27 to take movement. On the sides of the disk packs 11, 12 opposite the pressure disks 13, 14 , disk springs 28, 29 are provided, which act on disks 30, 31 which form displaceable, that is to say resilient, systems.

In der dargestellten Stellung ist der Kolben 7 mit Druckmittel beaufschlagt und hat mittels seiner Konus fläche 23 die Kleilkörper bzw. Kugeln 21 in den Keilspalt 19 und damit die Druckscheibe 13 gegen das Lamellenpaket 11 ge preßt, so daß die Kupplung 1 Kraftschluß hat und das mit der Kupplungsglocke 3 verbundene Stirnrad angetrieben wird. Die Verschiebung des Kolbens 7 hat über die Klammerstangen 27 eine Mitnahme des Kolbens 8 bewirkt, so daß die Kupplung 2 gelöst und das mit der Kupplungsglocke 4 verbundene Stirn rad vom Antrieb getrennt wurde. In der Stellung des Kolbens 7 liegen die Kugeln nicht mehr an der Konusfläche 23, son dern an der Innenmantelfläche 25 an. Da diese zylindrisch ist, besteht, sollte das Druckmittel aus irgendeinem Grunde vom Kolben 7 abfließen, keine in achsparalleler Richtung wir kende Kraftkomponente, die eine Kolbenverschiebung und da mit ein Lösen der Kupplung 1 zur Folge hat, es sei denn, daß der Kolben 8 mit Druckmittel beaufschlagt wird und den Kolben 7 nach rechts mitnimmt.In the position shown, the piston 7 is pressurized with pressure and has by means of its cone surface 23 the small body or balls 21 in the wedge gap 19 and thus the thrust washer 13 presses against the disk set 11 so that the clutch 1 has frictional connection and with the clutch bell 3 connected spur gear is driven. The displacement of the piston 7 has caused entrainment of the piston 8 via the clamp rods 27 , so that the clutch 2 is released and the front wheel connected to the clutch bell 4 has been separated from the drive. In the position of the piston 7 , the balls are no longer on the conical surface 23 , son on the inner surface 25 . Since this is cylindrical, the pressure medium should flow away from the piston 7 for some reason, no force component in the axially parallel direction, which causes a piston displacement and therefore a release of the clutch 1 , unless the piston 8 is used Pressure medium is applied and the piston 7 takes to the right.

Im Mittelteil 9 ist wenigstens eine federbelastete Kugel 32 gelagert, die in Rasten 33 der Klemmstange 27 wechsel weise eingreift und so die Kolben 7, 8 in der betreffenden Kraftschlußstellung der einen oder anderen Kupplung 1, 2 hält. Die konischen Anlaufflächen 15, 16 und die Konus flächen 23, 24 brauchen sich nicht über den ganzen Umfang erstrecken, es können vielmehr in den zusammenwirkenden Teilen 7, 8, 13, 14 und 17, 18 auch Nuten vorhanden sein, deren Nutengrund diese konischen oder schrägen Flächen bil det und in denen die Kugeln 21, 22 oder sonstige Keilkörper gelagert sind. Bei durchlaufenden konischen Flächen und Kugeln als Keilkörper empfiehlt es sich, die Kugeln in einem Käfig zu führen bzw. durch einen Käfig im Winkel abstand zu halten.In the middle part 9 , at least one spring-loaded ball 32 is mounted, which engages alternately in detents 33 of the clamping rod 27 and thus holds the pistons 7, 8 in the relevant non-positive position of one or the other clutch 1, 2 . The conical contact surfaces 15, 16 and the cone surfaces 23, 24 do not need to extend over the entire circumference, rather there may be grooves in the interacting parts 7, 8, 13, 14 and 17, 18 , the bottom of which is this conical or inclined surfaces bil det and in which the balls 21, 22 or other wedge bodies are mounted. In the case of continuous conical surfaces and balls as wedge bodies, it is advisable to guide the balls in a cage or to keep them at an angle by a cage.

Claims

1.Coupling device for switchable gearboxes under load, consisting of two friction clutches which can be actuated alternately with the aid of a piston which can be acted upon by a pressure, in particular multi-plate clutches, where the pistons act on the friction bodies or plates via axially displaceable thrust washers and are connected to movement entrainment are characterized by
that the thrust washers ( 13, 14 ) of the two clutches ( 1, 2 ) have inclined or conical contact surfaces ( 15, 16 ) which, together with support rings ( 17, 18 ), wedge gaps ( 19, 20 ) for wedge bodies, preferably rolling elements ( 21 , 22 ), form and
that the pistons ( 7, 8 ) the thrust washers ( 13, 14 ) turned, on the wedge body ( 21, 22 ) in the direction of the wedge gaps ( 19, 20 ) acting inclined or conical surfaces ( 23, 24 ), which in the thrust washers ( 13, 14 ) with constant or increasing radial distance from the coupling axis extending inner surface surfaces ( 25, 26 ) pass.

2. Device according to claim 1, characterized in that on the pressure disks ( 13, 14 ) opposite sides of the friction body or plates ( 11, 12 ) in the axial direction limited resilient systems ( 30, 31 ) are provided.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a the piston ( 7, 8 ) of the two clutches ( 1, 2 ) in the non-positive position of one or the other clutch holding resilient locking device ( 32, 33 ) is provided.

4. The device according to claim 1, characterized in that the support rings ( 17, 18 ) from an abutment position to the friction bodies or plates ( 11, 12 ) are axially slidably mounted ver.