DE3914634A1 - Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeuge - Google Patents
Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeugeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H2045/005—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches comprising a clutch between fluid gearing and the mechanical gearing unit
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung in einem
Antrieb für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Ackerschlepper,
bei dem im Leistungfluß von einer Brennkraftmaschine zu
einem synchronisierten Schaltgetriebe eine hydrodynamische
Strömungskupplung liegt, deren Turbinenrad über eine
restmomentfrei ausrückbare, einer im Ölraum der
Strömungskupplung arbeitenden Anfahrkupplung nachgeordnete
Schaltkupplung in Lamellenbauweise mit der Ausgangswelle
der Strömungskupplung kuppelbar ist.
Bei einer solchen, nicht vorveröffentlichten
Kupplungsanordnung ist die Anfahrkupplung im Leistungsfluß
vor dem Pumpenrad der Strömungskupplung angeordnet. Das
Turbinenrad ist frei drehbar auf der Ausgangswelle der
Strömungskupplung gelagert und mit dieser über die
Schaltkupplung kuppelbar. Da sich die Schaltkupplung in
Achsnähe der Strömungskupplung befindet und im Betrieb das
Arbeitsmittel der Strömungskupplung infolge der
Fliegkraftwirkung im das Pumpen- und Turbinenrad
aufnehmenden Außenteil einen achsfernen, ringförmigen Ölraum
bildet, arbeitet die Schaltkupplung im wesentlichen trocken.
Auf diese Weise ist bei ausgerückter Schaltkupplung eine
restmomentfreie Trennung des Turbinenrades von der
Ausgangswelle der Strömungskupplung gegeben, was das
Schalten des nachgeordneten Schaltgetriebes erleichtert. Die
Anfahrkupplung, die wegen ihrer höheren Belastung unbedingt
ölgekühlt sein muß ist demgegenüber achsfern im vom
Arbeitsöl erfüllten Ölraum der Strömungskupplung
untergebracht.
Bei der Erprobung der bekannten Kupplungsanordnung werden in
bestimmten Betriebssituationen verhältnismäßig starke Stöße
bemerkt, die nicht nur den Fahrkomfort erheblich vermindern,
sondern auch die beteiligten Bauteile erheblich
beanspruchen. Verantwortlich für die Stöße ist das
Unvermögen der Schaltkupplung, die Drehzahl des
Turbinenrades innerhalb kürzester Zeit an die Drehzahl der
Eingangswelle des Schaltgetriebes anzugleichen. Bei der
bekannten Kupplungsanordnung ist das besonders schwierig,
weil zum einen das Turbinenrad nicht nur erhebliche
umlaufende Massen aufweist und von dem mit dem Außenteil
kreisenden Arbeitsöl mitgenommen wird, sondern darüberhinaus
in einem nicht vernachlässigbaren Ausmaß vom ebenfalls unter
dem Einfluß des im Außenteils kreisenden Arbeitsöls und des
Restmoments der Anfahrkupplung stehenden Pumpenrad
angetrieben ist und zum anderen sich die Auslegung der
Schaltkupplung aus Platz- und Wirtschaftlichkeitsgründen an
die Anforderungen beim Schalten des Schaltgetriebes
orientiert. Die so gegebene Überbelastung ist schon bei
normalen Anfahrvorgängen, bei denen das Turbinenrad
lediglich bis zum Stillstand abgebremst werden muß,
kritisch. Wird aber das Schaltgetriebe z. B. im Wendebetrieb
des Fahrzeuges, noch während der Fahrt auf die
entgegengesetzte Fahrtrichtung umgeschaltet, so verschärft
sich das Problem erheblich, da in diesem Fall das
Turbinenrad gegen die o.g. Antriebseinflüsse auf die
Drehzahl der nun in entgegengesetzter Drehrichtung
rotierenden Ausgangswelle der Strömungskupplung beschleunigt
werden muß. Unmittelbare Ursache für die bemerkten Stöße ist
nun das Einrücken der Anfahrkupplung, bevor die
Drehzahlangleichung des Turbinenrades abgeschlossen ist.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine
Kupplungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung so zu
verbessern, daß beim Anfahren und Schalten keine Schaltstöße
auftreten und die Schaltkupplung selbst bei geringen äußeren
Abmessungen nicht überlastet wird.
Die zur Lösung dieser Aufgabe geeigneten Maßnahmen sind im
Kennzeichen des Anspruches 1 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Anfahrkupplung bringt den
Vorteil mit sich, als nunmehr die Schaltkupplung nur noch
mit dem geringen Restmoment der Anfahrkupplung belastet
wird. Da das Restmoment bauartbedingt begrenzt ist, kann
sich die Mitnahme des Turbinenrades unter dem Einfluß des
mit dem Außenteil der Strömungskupplung rotierenden
Arbeitsöls nicht mehr auf die Schaltkupplung belastend
auswirken. Darüberhinaus verringert sich durch die Erfindung
auch die die Schaltkupplung belastende umlaufende Masse des
Turbinenrades, mit dem Ergebnis einer starken Entlastung der
Schaltkupplung.
Eine weitere, deutliche Verringerung der von der
Schaltkupplung abzubremsenden Massen ergibt sich bei
Befolgung der im Anspruch 2 vorgeschlagenen Maßnahmen.
Gemäß Anspruch 3 wird der zur Verfügung stehende Bauraum
optimal genutzt, wodurch sich eine verhältnismäßig geringe
axiale Baulänge der Kupplungsanordnung ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung, die
eine schematische Ansicht des Antriebes eines Nutzfahrzeuges
zeigt, näher erläutert.
Der in der Zeichnung dargestellte schematische Antrieb für
einen Ackerschlepper besteht aus einer Brennkraftmaschine 1,
einer im Leistungsfluß dahinter angeordneten
Strömungskupplung 2 mit einer Anfahrkupplung 3 und einer
Schaltkupplung 4, sowie einem synchronisierten
Schaltgetriebe 5.
Die Strömungskupplung 2 weist ein schalenförmiges Außenteil
6 auf, das mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 in
Antriebsverbindung steht und auf der der Brennkraftmaschine
1 abgewandten Seite in ein Pumpenrad 7 übergeht. Dieses ist
auf der Ausgangswelle 8 der Strömungskupplung 2 mittels
Wälzlager 9 drehbar gelagert. Die Ausgangswelle 8 ihrerseits
ist an der antriebsseitigen Wandung des Außenteils 6 mittels
eines Wälzlagers 10 drehbar gelagert und mit der ihrerseits
über ein Lager 11 in der Zwischenwand 12 a eines die
Strömungskupplung 2 und das Schaltgetriebe 5 aufnehmenden
Gehäuses 12 abgestützten Eingangswelle 13 des
Schaltgetriebes 5 drehfest sowie biegesteif verbunden.
Innerhalb des Außenteils 6 steht dem Pumpenrad 7 ein
Turbinenrad 14 gegenüber, das über die Außenwand 15 eines
damit fest verbundenen Gehäuses und ein Wälzlager 16 auf der
Ausgangswelle 8 drehbar gelagert ist.
Zwischen der Außenwand 15 und dem Turbinenrad 14 ist die
Anfahrkupplung 3 untergebracht. Das Gehäuse bildet dabei die
antriebsseitige Hälfte 3 a der Anfahrkupplung 3 und trägt in
seinem Innern in bekannter Weise eine Anzahl
Reibungslamellen 17. Diese bilden mit auf der
abtriebsseitigen Hälfte 3 b drehfest angeordneten Lamellen 18
ein Lamellenpaket, das beim Einrücken der Anfahrkupplung 3
unter der Kraft von nicht gezeigten Federn
drehmomentübertragend zusammengepreßt wird. Die Lamellen
17, 18 der Anfahrkupplung 3 befinden sich neben dem
Turbinenrad 14 und zwar im inneren Randbereich des
ringförmigen Ölraumes 19, den das Arbeitsöl der
Strömungskupplung 2 bei laufender Brennkraftmaschine
infolge Fliegkraftwirkung im Außenteil 6 ausbildet. Der
Durchmesser der inneren, mit 20 bezeichneten zylinderförmigen
Öloberfläche ist dabei so eingestellt, daß das Turbinen- 14
und das Pumpenrad 7 gerade noch vollständig in Arbeitsöl
laufen.
Die mit den Lamellen 17, 18 ebenfalls in Arbeitsöl laufende
abtriebsseitige Hälfte 3 b der Anfahrkupplung 3 erstreckt
sich mit einer Verlängerung in den vom Pumpenrad 7 und
Turbinenrad 14 einerseits und der Ausgangswelle 8
andererseits gebildeten Ringraum hinein, wo sie die
antriebsseitige Hälfte 4 a der Schaltkupplung 4 darstellt.
Dieser Bereich befindet sich bereits außerhalb des Ölraumes
19, so daß die in bekannter Weise von der antriebsseitigen
Hälfte 4 a getragenen Lamellen ebenso wie die von der
abtriebsseitigen Hälfte 4 b, die mit der Ausgangswelle 7
drehfest verbunden ist, getragenen Lamellen im Betrieb
praktisch trocken laufen.
Wenn im Arbeitseinsatz des Fahrzeuges ein bestimmter Gang
des Schaltgetriebes 5 eingelegt werden soll, wird
hintereinander zunächst die Anfahrkupplung 3 und dann die
Schaltkupplung 4 ausgerückt. Befindet sich dabei das
Fahrzeug in Stillstand, so bleibt mit der Eingangswelle 13
des Schaltgetriebes 5 auch die damit verbundene
Ausgangswelle 8 der Strömungskupplung 2 und die darauf
befestigte abtriebsseitige Hälfte 4 b der Schaltkupplung 4
stehen. Dagegen läuft wegen des rotierenden Außenteils 6 das
Turbinenrad 14 an, wobei über die Lamellen 17, 18 der
Anfahrkupplung 3 ein Restmoment auf die antriebsseitige
Kupplungshälfte 4 a der Schaltkupplung 4 übertragen wird, die
daraufhin ebenfalls beginnt zu rotieren.
Nachdem der gewünschte Gang des Schaltgetriebes 5 eingelegt
ist, wird zunächst die Schaltkupplung 4 eingerückt. Bei
diesem Vorgang erfolgt eine vollständige Abbremsung der
beiden einstückigen Kupplungshälften 3 b, 4 a. Da die
abgebremsten Bauteile eine nur geringe umlaufende Masse
aufweisen, welche zudem in hohem Maße achsnah angeordnet
sind, hat die Schaltkupplung 4 nur geringe Trägheitsenergien
und das Restmoment der Anfahrkupplung 3 aufzunehmen. Daher
erfolgt das Abbremsen der erwähnten Bauteile ohne
unzulässige Beanspruchung der Schaltkupplung 4 in einer sehr
kurzen Zeit, so daß anschließend praktisch ohne
Zeitverzögerung auch die Anfahrkupplung 3 eingerückt werden
kann, um das Fahrzeug danach allein durch Erhöhen der
Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 zu beschleunigen. Es ist
aber auch möglich, nach dem Einrücken der Schaltkupplung 4
zunächst die Brennkraftmaschine 1 auf Nenndrehzahl zu
bringen und anschließend das Fahrzeug während einer
Rutschphase der Anfahrkupplung 3 zu beschleunigen. Eine
solche Vorgehensweise wird immer dann sinnvoll sein, wenn
das Fahrzeug ein von einer Nebenzapfwelle, die direkt
treibend mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist,
angetriebenes Arbeitsgerät mit sich führt, das zur
Vermeidung einer Verstopfung oder dgl. vom Beginn der
Bewegung des Fahrzeuges mit optimaler Arbeitsdrehzahl
arbeiten muß.
Claims (3)
1. Kupplungsanordnung in einem Antrieb für Nutzfahrzeuge,
insbesondere für Ackerschlepper, bei dem im Leistungfluß von
einer Brennkraftmaschine (1) zu einem synchronisierten
Schaltgetriebe (5) eine hydrodynamische Strömungskupplung
(2) liegt, deren Turbinenrad (14) über eine restmomentfrei
ausrückbare, einer im Ölraum (19) der Strömungskupplung
arbeitenden Anfahrkupplung (3) nachgeordnete Schaltkupplung
(4) in Lamellenbauweise mit der Ausgangswelle
(8) der Strömungskupplung kuppelbar ist,
gekennzeichnet durch
die Anordnung der Anfahrkupplung (3) im Leistungsfluß
zwischen dem auf der Ausgangswelle (8) frei drehbar
gelagerten Turbinenrad (14) und der Schaltkupplung (4).
2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Reibungslamellen (17, 18) der Anfahrkupplung
(3) gerade noch vom Arbeitsöl der Strömungskupplung (2)
umspült im inneren Randbereich des Ölraumes (19) befinden.
3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die abtriebsseitige Hälfte (3 b) der Anfahrkupplung (3)
mit der antriebseitigen Hälfte (4 a) der Schaltkupplung (4)
einstückig ausgebildet und im wesentlichen im vom Pumpenrad
(7) und Turbinenrad (14) einerseits und der Ausgangswelle
(8) andererseits begrenzten Ringraum untergebracht ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893914634 DE3914634A1 (de) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893914634 DE3914634A1 (de) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3914634A1 true DE3914634A1 (de) | 1990-11-08 |
Family
ID=6380024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893914634 Withdrawn DE3914634A1 (de) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3914634A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7160218B2 (en) * | 2000-09-08 | 2007-01-09 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Starter unit |
DE102017128362A1 (de) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Voith Patent Gmbh | Anfahr- und Retardermodul |
-
1989
- 1989-05-03 DE DE19893914634 patent/DE3914634A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7160218B2 (en) * | 2000-09-08 | 2007-01-09 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Starter unit |
DE102017128362A1 (de) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Voith Patent Gmbh | Anfahr- und Retardermodul |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |