DE3527399A1

DE3527399A1 - Doppelschaltkupplung, insbesondere fuer kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE3527399A1
Application number: DE19853527399
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1987-02-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelschaltkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Doppelschaltkupplungen werden bei Kraftfahrzeuggetrieben verwen det, bei denen eine lastschaltbare Splittung am Getriebeeintritt vorgenommen wird; d. h. die Eingangsseite des Getriebes kann mit zwei derartig abgestuften Drehzahlen angetrieben werden, daß die Zahl der Gänge des Getriebes verdoppelt wird. Es besteht die Möglichkeit, ein Getriebe mit Doppelschaltkupplung derart aus zugestalten, daß zumindest ein Teil der Gangwechsel-Vorgänge unter Last erfolgen kann. Doppelschaltkupplungen können auch in einer oder in beiden Schaltstufen zum Anfahren verwendet werden. Es ist eine derartige Doppelschaltkupplung vorgeschlagen worden (P 34 17 472.9), bei der zwei Reiblamellen in einem am Motor schwungrad befestigten Kupplungsgehäuse umlaufen. Das Kupplungs gehäuse weist drei mit Reibflächen ausgerüstete Scheiben auf. Von diesen sind die beiden äußeren einseitig mit Reibflächen ausgerüstet und miteinander verschraubt. Die mittlere Scheibe ist beidseitig mit Reibflächen ausgerüstet und auf den äußeren Scheiben in Umfangsrichtung fest, axial dagegen beweglich gela gert. Zum Schalten wird die mittlere Scheibe axial bewegt. Die Betätigung erfolgt über Hebel, die an einer äußeren Kupplungsge häusescheibe abgestützt sind oder über eine Tellerfeder, welche mit einer stationären Betätigungsvorrichtung verbunden ist, die aus einem Doppelringzylinder mit zwei hydraulisch oder pneuma tisch beaufschlagten Kolben besteht. Derartige mechanische Über tragungsglieder, wie Hebel oder Membranen, sowie Ausrücklager und die damit in Verbindung stehenden Kolben, bilden eine Betä tigungskette, welche nicht nur aufwendig ist, sondern auch mit unvermeidbaren Lüftspielen zwischen den einzelnen Gliedern größere Hübe sowie eine verlängerte Betätigungszeit erforderlich machen.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Doppelschaltkupplung dahingehend zu verbessern, daß sie direkt durch das Druckmittel, d. h. ohne mechanische Übersetzungsglieder, betätigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Doppelkupplung vermeidet - dank der starren Verbindung der mittleren Kupplungsscheibe mit dem Betätigungskolben - bewegliche mechanische Übertragungsglie der und hat zugleich eine äußerst kleine Baulänge dank dem Merk mal, daß zumindest eine der beiden äußeren Kupplungsscheiben zur Begrenzung des Zylinderraumes für den Betätigungskolben dient.

Die speziellen Merkmale einer ersten Ausführungsform der Erfin dung sind im Anspruch 2 angegeben, weitere Ausgestaltungen hier zu in den Ansprüchen 3 bis 6. Diese erste Ausführungsform zeich net sich dadurch aus, daß beide äußere Kupplungsscheiben zur Begrenzung des Zylinderraumes dienen; d. h. jede äußere Kupp lungsscheibe bildet eine Zylinderraum-Hälfte. Somit ist der Be tätigungszylinder vollkommen in das Innere der Doppel-Schalt kupplung integriert.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 7. Weitere zweckmäßige Ausge staltungen für beide Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 8 und 9 angegeben.

Anspruch 7 besagt mit anderen Worten: In einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung ist die axial bewegliche mittlere Kupp lungsscheibe an ihrem Außenumfang über Bolzen, welche die an triebsseitig angeordnete äußere Kupplungsscheibe durchdringen, mit dem Betätigungskolben verbunden. Dieser ist in einem, an der motorseitig angeordneten äußeren Kupplungsscheibe angebrachten zylindrischen Fortsatz axial beweglich gelagert. Die Stirnseiten des Kolbens bilden also zusammen mit der genannten äußeren Kupp lungsscheibe sowie mit einer zusätzlichen, auf dem zylindrischen Fortsatz befestigten Scheibe zwei Druckräume. Der Vorzug dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Verbindung von den Reibla mellen zu den anzutreibenden Getriebeelementen (z. B. Wellen) statt über außen angeordnete Glocken, Bügel od. dgl. über innen angeordnete Naben erfolgen kann.

Die beiden Ausführungsformen der Erfindung sind in den Abbildun gen dargestellt und werden nachfolgend im einzelnen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt die Bauart mit innerhalb der Kupplungslamellen angeordnetem Betätigungszylinder.

Die Fig. 2 zeigt die Ausführung mit dem antriebsseitig angeord netem Betätigungszylinder.

In Fig. 1 ist mit 1 das Ringlamellenpaket gekennzeichnet, wel ches das Schwungrad 1 a des Motors mit dem Primär-Kupplungsteil verbindet, das die zwei äußeren Kupplungsscheiben 4 und 5 auf weist. Zwischen den Reibflächen der äußeren Kupplungsscheiben 4 und 5 und den beidseitigen Reibflächen der mittleren Kupplungs scheibe 6 sind die Reiblamellen 7 und 8 axial frei beweglich gelagert. Die eine Reiblamelle 7 steht über die Glocke 16 mit der Hohlwelle 2 in Verbindung (erstes Sekundär-Kupplungsteil). Die andere Reiblamelle 8 ist über die Glocke 17 mit einer weite ren Hohlwelle 3 verbunden (zweites Sekundär-Kupplungsteil). Die mittlere Kupplungsscheibe 6 ist durch die zwei Kolbenhälften 10 ₁ und 10 ₂ umfaßt. Kolben 10 ₁, 10 ₂ und Kupplungsscheibe 6 werden von mehreren Abstandshülsen 11 ₂ durchdrungen, von denen nur eine dargestellt ist und die sich auf den äußeren Kupplungsscheiben 4 und 5 abstützen. In der Abstandshüle 11 ₂ sitzt der Flanschhohlbolzen 11 ₁, durch den die Schraube 9 hin durchfaßt und zusammen mit der Mutter 11 ₃ und der Abstandshül se 11 ₂ die Verbindung zwischen den beiden äußeren Kupplungs scheiben herstellt. Zwischen Abstandshülse 11 ₂ und Mutter 11 ₃ ist im vorliegenden Beispiel das schon erwähnte Lamellen paket 1, das die Verbindung zum Schwungrad 1 a herstellt, einge spannt.

Die Verbindung zwischen den beiden (Dichtringe 20 und 21 tragen den) Kolbenhälften 10 ₁ und 10 ₂ stellen mehrere gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Spannbolzen 13 ₁ her, die zusam men mit der Hülse 13 ₂ auf beiden Seiten die Druckstücke 13 ₃ halten, welche die vorgespannten Druckfedern 12 tragen. Die Druckstücke 13 ₃ haben ein dem Lüftspiel der Reiblamellen ent sprechendes Spiel zu den Stirnwänden 4 ₁ und 5 ₁ der beiden Zylinderhälften 14 und 15. Bei einer Betätigung wird jeweils nur eine der beiden Druckfedern 12 gespannt, so daß jederzeit eine Federrückführung in die Nullage der mittleren Kupplungs scheibe 6 gewährleistet ist. Eindringen von Belagabrieb zwischen die Dichtflächen der Kolbenhälften 10 ₁ und 10 ₂ und die Zy linderflächen 4 ₂ und 5 ₂ verhindern Gummibälge 22 und 23 .

Die Zuführung des Druckmittels zum Druckraum 14, also zum Ein spannen der Reiblamelle 8, erfolgt durch das Rohr 18, welches den Kolben 10 ₁, 10 ₂ durchdringt. Der Druckraum 15 wird über den Ringraum 19 , den der Rohrfortsatz 5 a der äußeren Kupplungs scheibe mit dem Rohr 18 bildet, mit Druckmittel versorgt.

Der Rohrfortsatz 5 a ist mittels Nadellager auf der Hohlwelle 3 gelagert. Das Druckmittel wird der Kupplung über eine nicht mit dargestellte Druckmittelzuführung zugeführt.

Die in Fig. 2 dargestellte Doppelkupplung hat als Primär-Kupp lungsteil wiederum zwei mit 40 und 41 gekennzeichnete äußere Kupplungsscheiben und eine axial verschiebbare Mittelscheibe 51 sowie als Sekundär-Kupplungsteile zwei Reiblamellen 54, 55, die über je eine Nabe 64, 65 an je eine Hohlwelle 42 bzw. 43 eines Schaltgetriebes gekoppelt sind. Die eine äußere Kupplungsscheibe 40 ist über einen Zylinderfortsatz 40 ₁ zusammen mit der zwei ten äußeren Kupplungsscheibe 41 mit dem Schwungrad 44 der Kur belwelle 45 durch Schrauben 57 verbunden. Im vorliegenden Bei spiel stellt das Schwungrad 44 den motorseitigen Abschluß des Zylinderraums 47 ₁, 47 ₂ dar. Durch den darin axial beweglich gelagerten Kolben 46 ist der Zylinderraum in zwei Druckräume 47 ₁ und 47 ₂ aufgeteilt. Eine Schnurdichtung 48 dichtet die beiden Druckräume gegeneinander ab.

Die Druckmittelzuführung zu den beiden Druckräumen erfolgt durch zwei Rohrleitungen 49 und 50, welche in der Hohlwelle 43 des Getriebes angeordnet sind. Dabei umschließt das Rohr 50, welches den Druckraum 47 ₂ versorgt, das mit dem Druckraum 47 ₁ in Verbindung stehende Rohr 49. Die Rohre sind am Kolben 46 bzw. der äußeren Kupplungsscheibe 40 druckdicht befestigt, so daß sie mit diesen rotieren. Abweichend hiervon könnte wenigstens eines dieser beiden Rohre nicht-drehend angeordnet und mittels einer dichtenden Drehverbindung im Kolben 46 bzw. in der Kupplungs scheibe 40 ruhen. In allen Fällen kann vorgesehen werden, daß sich diese Rohre 49 und 50 durch die gesamte Länge des an schließenden Getriebes erstrecken, so daß am Ende des Getriebes die von außen kommenden Druckmittelleitungen in einfacher Weise an die Rohre angeschlossen werden können.

Die in Umfangsrichtung fest, in axialer Richtung jedoch beweg lich angeordnete Mittelscheibe 51 ist mit dem Kolben 46 über Schrauben 52 mit je einer Abstandshülse 53 verbunden. Die Ab standshülse 53 durchdringt außerhalb der Reiblamellen 54 und 55 die äußere Kupplungsscheibe 40 und ist an dieser durch eine Schnurdichtung 56 abgedichtet.

Claims

1. Doppel-Schaltkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, zum wahlweisen Verbinden eines Primär-Kupplungsteils entweder mit einem ersten Sekundär-Kupplungsteil oder mit einem zweiten Sekundär-Kupplungsteil mittels eines doppelt wirkenden Betäti gungszylinders, mit den folgenden Merkmalen:

a) der Primär-Kupplungsteil weist zwei äußere Kupplungs scheiben (4, 5; 40, 41) auf, von denen jede auf ihrer In nenseite mit einer ringförmigen Reibfläche versehen ist;
b) zwischen den äußeren, starr miteinander verbundenen Kupp lungsscheiben (4, 5; 40, 41) befindet sich eine dritte, mittlere Kupplungsscheibe (6; 51), die auf ihren beiden Außenseiten ebenfalls mit je einer ringförmigen Reib fläche versehen ist und die mit den zwei äußeren Kupp lungsscheiben umläuft, jedoch relativ zu diesen axial verschiebbar ist;
c) die beiden Sekundär-Kupplungsteile umfassen je eine Reib lamelle (7, 8; 54, 55) die zwischen der mittleren Kupp lungsscheibe (6; 51) und den äußeren Kupplungsscheiben (4, 5; 40, 41) angeordnet sind;
d) dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Kupplungsscheibe (6; 51) starr mit dem beidseitig beaufschlagbaren Kolben (10 ₁, 10 ₂; 46) des genannten Betätigungszylinders verbunden ist, wobei dessen Zylinderraum (14, 15; 47 ₁, 47 ₂) durch wenigstens eine der beiden äußeren Kupp lungsscheiben (4, 5; 40) begrenzt ist.

2. Doppel-Schaltkupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmal:

a) die starre Verbindung zwischen den zwei äußeren Kupp lungsscheiben (4, 5) ist durch Spannelemente (z. B. Schrau ben 9) hergestellt, die radial innerhalb der genannten Reibflächen angeordnet sind und sich achsparallel er strecken;
b) jede äußere Kupplungsscheibe (4, 5) umschließt radial innerhalb ihrer Reibfläche eine Hälfte (14, 15) des Zy linderraumes, so daß der Kolben (10 ₁, 10 ₂) im wesent lichen im Zentrum der Kupplung angeordnet ist und die mittlere Kupplungsscheibe (6) etwa in Form eines Mittel flansches trägt.

3. Doppel-Schaltkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die genannten Spannelemente (9) durch den Kolben (10 ₁, 10 ₂) hindurch erstrecken, so daß dieser mit den äußeren Kupplungsscheiben (4, 5) rotiert.

4. Doppel-Schaltkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der genannten Spannelemente eine Schraube (9) aufweist und eine diese umfassende Hülse (11), die sowohl den Kolben (10) als auch die mittlere Kupplungsscheibe (6) sowie die äußeren Kupplungsscheiben (4, 5) durchdringt.

5. Doppel-Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der Kolben aus zwei Kolben-Hälften (10 ₁, 10 ₂) zusammengesetzt ist, zwischen die die mittlere Kupplungsscheibe (6 ) eingespannt ist, wobei jede Kolbenhälfte einen Kolben-Dichtring (20, 21) trägt.

6. Doppel-Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragung von den Reiblamellen (7, 8) auf anschließende Getriebeelemente (2, 3) über je eine Glocke (16, 17) erfolgt.

7. Doppel-Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (47 ₁, 47 ₂) durch die Außenseite einer der beiden äußeren Kupplungsscheiben (40) und durch eine zu sätzliche Scheibe (z. B. durch ein Schwungrad 44) begrenzt ist, und daß die mittlere Kupplungsscheibe (51) mit dem Kolben (46) über Bolzen (52) verbunden ist, die sich achsparallel vom ra dial äußeren Bereich der mittleren Kupplungsscheibe durch die genannte äußere Kupplungsscheibe (40) hindurch zum Kolben er strecken.

8. Doppel-Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß zum Rückführen des Kolbens (10 ₁, 10 ₂; 46) in die mittlere Ruhelage (in der beide Kupplungen ausgerückt sind), beidseitig des Kolbens Druckfedern (12) an geordnet sind, die mittels je eines Federtopfes (13) vorge spannt sind, wobei in der Ruhelage zwischen jedem Federtopf und der benachbarten äußeren Zylinderstirnwand ein axiales Spiel vorhanden ist.

9. Doppel-Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr zur einen Zy linderraumhälfte (14; 47 ₁) durch eine im Zentrum des Kolbens (10 ₁, 10 ₂; 46) befestigte oder gelagerte Rohrleitung (18; 49) und zur anderen Zylinderraumhälfte (15; 47 ₂) durch eine weitere, an die eine äußere Kupplungsscheibe (5; 40) ange schlossene Rohrleitung (19; 50) erfolgt, durch die sich die zuerst genannte Rohrleitung (18; 49) erstreckt.

10. Doppel-Schaltkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rohrleitungen (18, 19; 49, 50) durch das zur Kupplung gehörende Getriebe hindurch bis an dessen äußeres Ende erstrecken.