DE3725492A1

DE3725492A1 - Kraftrad mit einer mehrscheibenkupplung

Info

Publication number: DE3725492A1
Application number: DE3725492A
Authority: DE
Inventors: Josef Seidl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1989-02-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftrad, dessen Hauptkupplung als Mehrscheiben kupplung ausgebildet ist und mittels einer Betätigungsvorrichtung auskuppelbar ist.

Als Hauptkupplung für Kraftfahrzeuge sind mechanisch betätigte Mehrscheiben- Ölbadkupplungen, mechanisch betätigte Trockenkupplungen und elektromagne tisch, pneumatich oder hydraulisch betätigte Reibkupplungen bekannt. Bei me chanisch betätigten Kupplungen ist die zur Überwindung der Anpreßkraft der Kupplungsscheiben erforderliche Ausrückkraft vom Kraftfahrer aufzubringen. Bekannte Ölbadkupplungen trennen nicht immer exakt, das Schleppmoment ist hoch und die Reibscheiben können aneinander kleben. Trockenkupplungen berei ten durch ihre Anfälligkeit gegen Passungsrost Probleme und die Geräuschent wicklung kann größer sein als bei Ölbadkupplungen. Bekannte elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Kupplungen hingegen erfordern aufwen dige Steuerungen.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die Hauptkupplung eines Kraftrades so auszubilden, daß ihre Betätigung bei nur geringem Steueraufwand hydraulisch erfolgt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kupplungsscheiben mittels eines Kolbens aneinanderdrückbar sind, von dem ein Hydraulik-Druckraum begrenzt ist, dessen Druck über einen hohlen Steuerschieber gesteuert ist, an dessen einem Ende die Betätigungsvorrichtung angreift, daß der Druckraum in der Einkuppelstellung des Steuerschiebers über eine erste Steueröffnung des selben mit einem in dem Steuerschieber ausgebildeten Hydraulik-Zuführraum verbunden ist und über eine zweite Steueröffnung des Steuerschiebers mit einem in demselben ausgebildeten, von dem Zuführraum getrennten Austrittsraum ver bunden ist, der an dem der Betätigungsvorrichtung abgewandten Ende des Steuerschiebers eine Stirnöffnung aufweist, die gegen einen Hydraulik-Ablauf raum von einem Schließkörper absperrbar ist, welcher an seiner der Betäti gungsvorrichtung abgewandten Seite an einer Schließ-Druckfeder abgestützt ist, und daß der Druckraum in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers, in welcher dieser und der Schließkörper zu der Betätigungsvorrichtung hin verschoben sind, von dem Zuführraum getrennt ist und entweder über die zweite Steueröffnung mit dem Austrittsraum oder unter Umgehung des Schließkörpers unmittelbar mit dem Ablaufraum verbunden ist.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kupplung braucht die Kraft zum Ausrücken der Kupplung nicht vom Kraftradfahrer aufgebracht zu werden und kann die Baugröße der Kupplung bei gleichbleibendem Übertragungsmoment klein sein, weil höhere Anpreßkräfte vorgesehen sein können. Diese Anpreß kräfte werden außerdem durch den Druckaufbau infolge der auf das Öl im Druckraum einwirkenden Fliehkraft verstärkt, wodurch das Übertragungsmoment zu zunehmender Motordrehzahl ansteigt. Ferner ist keine Kupplungsfeder für das Gegeneinanderpressen der Kupplungsscheiben erforderlich, wodurch deren langer Verschleißweg zulässig ist, da nicht auf die Kennlinie einer Kupplungs feder Rücksicht genommen zu werden braucht. Motorschäden durch ein Abfallen des Öldruckes werden verhindert, weil vorher die Kupplung rutscht, und das Übertragungsmoment kann über den Öldruck an die Drehmomentenkurve des Motors angepaßt werden.

Der Höchstdruck im Hydraulik-Druckraum wird in der eingekuppelten Stellung des Steuerschiebers von der Stärke der an dem Schließkörper angreifenden Schließ-Druckfeder bestimmt. Da sich der Schließkörper mit dem Steuerschieber beim Ausrücken der Kupplung verlagert, verringert sich dabei die Kraft der Druckfeder entsprechend des Verschiebeweges des Steuerschiebers, wodurch sich der Druck im Druckraum und somit die Anpreßkraft der Kupplungsscheiben und das Übertragungsmoment entsprechend abbauen können. Über die Federkennlinie der Druckfeder in Anpassung an den Verschiebeweg des Steuerschiebers kann daher die Auskuppelcharakteristik gewählt werden. Falls der Druckraum entsprechend der ersten Alternative der Erfindung in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers mit dem Austrittsraum verbunden ist, so ist die Druckfeder in dieser Stellung des Steuerschiebers wenigstens annähernd vollständig entspannt, damit der Druckraum vollständig entlüftet wird. Wenn hingegen der Druckraum entsprechend der zweiten Alternative der Erfindung in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers unter Umgehung des Schließkörpers unmittelbar mit dem Ablaufraum verbunden ist, kann die Druckfeder in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers noch eine gewisse Restspannung aufweisen.

Von der Kennlinie der Druckfeder wird auch die Einkuppelcharakteristik der Kupplung bestimmt, da beim Einkuppeln der Kupplung sich die Druckerhöhung im Druckraum nach der Zunahme der Federkraft der Druckfeder bei dem Zurückschieben des Steuerschiebers in dessen Einkuppelstellung bestimmt.

Vorzugsweise laufen die Kupplungsscheiben der erfindungsgemäßen Mehrschei benkupplung im Ölbad. Wenn hierbei in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers der Zuführraum über die erste Steueröffnung mit dem die Kupplungsscheiben aufnehmenden Raum ver bunden ist, baut sich zwischen den Kupplungsscheiben ein Ölfilm auf, von welchem die Kupplungsscheiben getrennt werden, so daß kein Drehmoment über tragen wird.

Zur Kompensation der Druckerhöhung im Druckraum infolge der Fliehkraft kann an dem Kolben eine Ausrückfeder angreifen, damit - falls erforderlich - auch bei hohen Drehzahlen ein vollständiges Trennen der Kupplung sichergestellt ist.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung wenigstens schematisch ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt durch die Hauptkupplung,

Fig. 2 bis 4 unterschiedliche Steuerstellungen des Steuerschiebers der Kupp lung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt durch die Kupplung und

Fig. 6 eine abgeänderte Einzelheit der Kupplung aus Fig. 5.

Nach Fig. 1 ist die Hauptkupplung eines Kraftrades als Mehrscheiben-Ölbad kupplung ausgebildet, deren Kupplungsscheiben 2 in der eingekuppelten Stellung von einem Kolben 3 zusammengedrückt werden, welcher im Kupplungsgehäuse 29 einen Druckraum 4 begrenzt und daher von dem Druck im Druckraum 4 be aufschlagt wird. Zur Steuerung des Druckes im Druckraum 4 ist in der Ab triebswelle 16 der Kupplung ein zylindrischer Steuerschieber 5 verschiebbar ge führt. An dem aus der Abtriebswelle 16 herausragenden Ende des Steuerschie bers 5 greift eine Betätigungsvorrichtung 1 in Form eines mittels eines Bowden zuges 17 bzw. einer Rückstellfeder 18 verschiebbaren Kulissenbügels an. Am anderen Ende des Steuerschiebers 5 im Inneren der Abtriebswelle 16 ist dieser über einen Schließkörper 12 an einer axialen Druckfeder 13 abgestützt, die an einer Innenschulter der Abtriebswelle 16 gegengestützt ist. Von der Druckfeder 13 wird daher der Steuerschieber 5 in Richtung auf den Betätigungsbügel 1 ge drückt, der so gebogen verläuft, daß er durch seine von dem Bowdenzug 17 an getriebene Verschiebung den Steuerschieber 5 freigibt, so daß dieser von der Druckfeder 13 in Fig. 1 nach links in seine Auskuppelstellung verschoben wird. Wenn der Betätigungsbügel hingegen von der Rückstellfeder 18 in seine gezeich nete Ausgangsstellung zurückgeschoben wird, so wird dadurch der Steuerschieber 5 wieder in seine gezeichnete Einkuppelstellung zurückgeschoben, die von einem Ringbund 19 bestimmt ist.

Der Innenraum des Steuerschiebers 5 wird axial von einer Trennwand 20 in einen Hydraulik-Zuführraum 7 am betätigungsseitigen Ende des Steuerschiebers 5, und einen Austrittsraum 9 am anderen Ende des Steuerschiebers 5 unterteilt. Der Zuführraum 7 des Steuerschiebers 5 ist über eine Druckleitung 21 an eine Ölpumpe (nicht gezeigt) angeschlossen und mündet nahe der Trennwand 20 in eine erste Steueröffnung 6. Der Austrittsraum 9 mündet nahe der Trennwand 20 in eine zweite Steueröffnung 8 und ist am Ende des Steuerschiebers 5 mit einer Stirnöffnung 10 versehen, die gegen einen in der Abtriebswelle 16 ausgebildeten Ablaufraum 11 mittels des Schließkörpers 12 absperrbar ist, an dem die Druck feder 13 angreift.

Die erste Steueröffnung 6 und die zweite Steueröffnung 8 des Steuerschiebers 5 stehen in dessen Einkuppelstellung mit jeweils einer Verbindungsbohrung 22, 23 in der Abtriebswelle 16 in offener Verbindung. Die der ersten Steueröffnung zugeordnete Verbindungsbohrung ist mit der zweiten Verbindungsbohrung 23 über eine Drosselnut 24 verbunden und die zweite Verbindungsbohrung 23 mündet in den Druckraum 4. Gegen die erste Verbindungsbohrung 22 zu dem Betätigungs ende des Steuerschiebers 5 hin versetzt ist rings desselben ein axialer Drossel spalt 25 ausgebildet, mit dem die erste Steueröffnung 6 in der Auskuppel stellung des Steuerschiebers 5 in Verbindung gelangt und der über eine dritte Verbindungsbohrung 26 mit dem die Kupplungsscheiben 2 aufnehmenden Raum 14 verbunden ist.

Im Kolben 3 ist ein Druckentlastungsventil 27 gemäß dem Stand der Technik ausgebildet. Bei hoher Drehzahl wird der sich durch Fliehkraft aufbauende Druck im Druckraum durch Öffnen des Ventils 27 reduziert.

Die Betriebsweise der Kupplung wird anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert. In der aus Fig. 4 ersichtlichen Einkuppelstellung des Steuerschiebers 5 sind dessen erste Steueröffnung 6 auf die erste Verbindungsbohrung 22, und die zweite Steueröffnung 8 auf die zweite Verbindungsbohrung 23 ausgerichtet, wohingegen der Zuführraum 7 gegen den Drosselspalt 25 und die dritte Verbindungsbohrung 26 abgesperrt ist. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit 7 setzt sich daher durch die erste Steueröffnung 6 und die Drosselnut 24 in den Druckraum 4 fort, so daß der Kolben 3 für das Zusammendrücken der Kupplungsscheiben 2 druckbe aufschlagt ist. Der Maximaldruck wird durch die in dieser Stellung des Steuer schiebers 5 zusammengedrückte Druckfeder 13 bestimmt, so daß der Schließ körper 12 in dieser Steuerstellung als Überdruckventil wirkt.

Für das Auskuppeln der Kupplung wird der Steuerschieber 5 aus der in Fig. 4 dargestellten Position nach links in der Figur verschoben, wodurch die Druckfeder 13 zunehmend entspannt wird und die Steueröffnungen 6 und 8 gegen die Verbindungsbohrungen 22 bzw. 23 zunehmend gesperrt werden. Die Zwischenstellung des Steuerschiebers 5 ist in Fig. 3 gezeigt. Der Druck im Zuführraum 7 kann sich aufgrund des Vorhandenseins der Drosselnut 24 nicht mehr rasch genug in den Druckraum 4 fortsetzen, wohingegen sich der Druck in dem Druckraum 4 aufgrund der verringerten Schließkraft der Druckfeder 13 durch die Stirnöffnung 10 des Steuerschiebers 5 zwischen diesem und dem Schließkörper 12 hindurch abbauen kann. Entsprechend sinkt die Anpreßkraft auf die Kupplungsscheiben, so daß auch das von diesen übertragbare Drehmo ment absinkt.

In der Auskuppelstellung des Steuerschiebers 5, die aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die zweite Steueröffnung 8 des Steuerschiebers 5 auf die erste Verbindungs bohrung 22 ausgerichtet. Dies hat jedoch für die Druckverhältnisse im Druck raum keine Bedeutung, weil die zweite Verbindungsbohrung 23 nun unter Umgehung des Schließkörpers 12 unmittelbar mit dem Ablaufraum 11 verbunden ist. Der Druckraum 4 ist somit drucklos. Der Zuführraum 7 hingegen ist über die erste Steueröffnung 6 und den Drosselspalt 25 mit der Verbindungsbohrung 26 und damit mit dem die Kupplungsscheiben 2 enthaltenden Raum 14 verbunden. Daher strömt das Öl nun durch die Verbindungsbohrung 26 zwischen die Kupplungsscheiben 2. Der sich dabei aufbauende Ölfilm trennt die Kupplungsscheiben, so daß kein Moment mehr übertragen wird.

Beim erneuten Einkuppeln der Kupplung gelangt die erste Steueröffnung 6 entsprechend den Fig. 3 und 4 wieder in Verbindung mit der ersten Verbin dungsbohrung 22, so daß sich der Druck im Druckraum in Abhängigkeit von dem Spannen der Druckfeder 13 wieder aufbauen kann und das Anfahrmoment ge steuert wird.

Die Ausführungsform aus Fig. 5 entspricht prinzipiell der aus Fig. 1. Jedoch wird nach Fig. 5 der Steuerschieber 5 in dessen Auskuppelstellung nicht von der Druckfeder 13 gedrückt, sondern von der als Kulisse, die mit einem Mit nehmer 30 am Steuerschieber 5 zusammenwirkt, ausgebideten Betätigungsvor richtung 1 gezogen. Das Zurückschieben des Steuerschiebers 5 in dessen aus Fig. 5 ersichtliche Einkuppelstellung erfolgt mittels einer Rückstellfeder 28. Die Verbindungsbohrung 22 mündet direkt in den Druckraum 4 und ist als Drossel bohrung ausgebildet. Die Verbindungsbohrung 23 steht in der Auskuppelstellung des Steuerschiebers 5 weiterhin mit dem Austrittsraum 9 in Verbindung und in dieser Auskuppelstellung des Steuerschiebers 5 ist die Druckfeder 13 vollständig entspannt, so daß die vollständige Entlüftung des Druckraumes 4 in den Ablaufraum 11 durch den Spalt zwischen dem Steuerschieber 5 und dem Schließ körper 12 erfolgt.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß eine Rückstellfeder 18 zwischen dem Kupplungs gehäuse 29 und dem Kolben 3 eingespannt sein kann, falls dies erforderlich ist, um auch bei hohen Drehzahlen und der damit infolge der Fliehkraft einher gehenden Druckerhöhung im Druckraum 4 das vollständige Trennen der Kupp lungsscheiben 2 sicherzustellen.

Claims

1. Kraftrad, dessen Hauptkupplung als Mehrscheibenkupplung ausgebildet ist und mittels einer Betätigungsvorrichtung auskuppelbar ist, dadurch gekennzeich net, daß die Kupplungsscheiben (2) mittels eines Kolbens (3) gegeneinander drückbar sind, von dem ein Hydraulik-Druckraum (4) begrenzt ist, dessen Druck über einen hohlen Steuerschieber (5) gesteuert ist, an dessen einem Ende die Betätigungsvorrichtung (1) angreift, daß der Druckraum (4) in der Einkuppelstellung des Steuerschiebers (5) über eine erste Steueröffnung (6) desselben mit einem in dem Steuerschieber (5) ausgebildeten Hydraulik-Zu führraum (7) verbunden ist und über eine zweite Steueröffnung (8) des Steuerschiebers (5) mit einem in demselben ausgebildeten, von dem Zuführ raum (7) getrennten Austrittsraum (9) verbunden ist, der an dem der Betäti gungsvorrichtung (1) abgewandten Ende des Steuerschiebers (5) eine Stirn öffnung (10) aufweist, die gegen einen Hydraulik-Ablaufraum (11) von einem Schließkörper (12) absperrbar ist, welcher an seiner der Betätigungsvorrich tung (1) abgewandten Seite an einer Schließ-Druckfeder (13) abgestützt ist, und daß der Druckraum (4) in der auskuppelstellung des Steuerschiebers (5), in welcher dieser und der Schließkörper (12) zu der Betätigungsvorrichtung (1) hin verschoben sind, von dem Zuführraum (7) getrennt ist und entweder über die zweite Steueröffnung (8) mit dem Austrittsraum (9) oder unter Umgehung des Schließkörpers (12) unmittelbar mit dem Ablaufraum (11) verbunden ist.

2. Kraftrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auskuppelstel lung des Steuerschiebers (5) der Zuführraum (7) über die erste Steueröffnung (6) mit dem die Kupplungsscheiben (2) aufnehmenden Raum (14) verbunden ist.

3. Kraftrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (3) eine Ausrückfeder (15) angreift.