DE3925854A1 - Kraftuebertragung mit hydraulischem kupplungsorgan mit verriegelungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragung mit hydraulischem Kopplungsorgan gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftübertragung ist im Dokument FR-A- 24 53 335 (US-A-43 53 444) beschrieben.

Gemäß einer Variante dieses Dokuments enthält die Kupplung einen auf einer Nabe gleitenden Kolben und eine an der genannten Nabe befestigte Abdeckung, wobei in der genannten Abdeckung Laschen oder Lamellen ausgeschnitten sind, um die drehbeweg­ liche Verbindung zwischen Kolben und Nabe zu bewerk­ stelligen.

Dieses System bewältigt Druckänderungen besser als eine Anbringung mit Riffelungen. Außerdem ist, im Gegensatz zu der im Patent US-A-42 74 519 beschrie­ benen Anordnung, kein Drehschwingungsdämpfer vorhan­ den.

Aus diesem Grunde kann man eine Steuerung der Rutschbewegung der Kupplung vorsehen, um die Vibra­ tionen besser zu filtrieren, indem man den Druck in den Kammern verändert, die durch den Kolben auf bei­ den Seiten begrenzt werden, z.B. durch Druckumkehr.

Ein Problem entsteht dann, wenn die Abdeckung aus einem Stück mit den Laschen besteht. Die von den La­ schen auf den Kolben ausgeübte Belastung kann nicht so gleichmäßig sein wie gewünscht. Außerdem sind Planheitsfehler an der Abdeckung zu befürchten.

Um eine gleichmäßige Belastung sicherzustellen, kann man die Laschen einzeln an der Abdeckung anbringen, aber dadurch erhöht sich die Anzahl der Teile.

Die Erfindung schlägt eine neue Art von Verriege­ lungskupplung vor, die einfacher im Aufbau und so ausgelegt ist, daß eine gleichmäßige Hubbewegung und eine schnellere Reaktionszeit erzielt und gleich­ zeitig jede vorübergehende Verklemmung vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des vorangestellten Anspruchs 1.

Dank dieser Anordnung ist die Abdeckung flexibel, so daß eine schnelle Bewegung des Kolbens möglich wird. Außerdem bildet die genannte Abdeckung dank der Schlitze keine Abschirmung.

Die Erfindung wird besser verständlich im Licht der nachfolgenden Beschreibung einer Kraftübertragung, die dem Prinzip dieser Erfindung entspricht und die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist ein Teilschnitt einer hydrokinetischen Kraftübertragung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ist eine teilweise Darstellung der Verrie­ gelungskupplung, betrachtet entsprechend dem Pfeil II aus Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist darin eine Kraftübertragung 11 mit hydraulischem Kopplungsorgan dargestellt, die in einem rotierenden Gehäuse 12, welches ein Antriebselement der genannten Kraftüber­ tragung bildet, insbesondere ein Antriebsrad 13 ent­ hält, welches hier drehbeweglich mit der Antriebs­ welle verbunden ist, sowie ein Turbinenrad 15 und eine Verriegelungskupplung 17. Der hydraulische Kopplungsteil ist herkömmlicher Art und entspricht beispielsweise den Angaben im Patent US-A-43 53 444 und wird daher nicht näher beschrieben. Man wird nur bemerken, daß er im wesentlichen aus einer Kombina­ tion des Turbinenrades 15 besteht, welches mit einer Nabe 18 verbunden ist, die ein Abtriebselement der genannten Kraftübertragung und des Antriebsrades 13 bildet, welches direkt an der Innenwand des Gehäuses 12 befestigt ist. Die Nabe 18 enthält Riffelungen für die Ankopplung einer Abtriebswelle, z.B. der Eingangswelle eines Getriebekastens. Die Kupplung 17 enthält im wesentlichen einen Kolben 20, einen Reib­ belag 21 und eine hier in axialer Richtung elastisch verformbare Abdeckung 22, die an der Nabe 18, und zwar an einem Flansch derselben, durch Niete 25 be­ festigt sind und an den genannten Kolben angrenzen. Der ringförmige Reibbelag 21 liegt zwischen dem Kol­ ben und einer flachen, ringförmigen Zone der Innen­ wand des rotierenden Gehäuses; er kann entweder an dieser Wand oder am Kolben selbst angebracht sein. Die Abdeckung 22 besteht aus tiefgezogenem Fein­ blech, sie enthält radiale Schlitze 23, die der Ela­ stizität zugute kommen. Der Kolben 20, der die all­ gemeine Form einer dicken und starren Scheibe hat, besitzt innen und in radialer Richtung eine zylin­ drische Fläche 24, die gleitfähig an einer entspre­ chenden zylindrischen Oberfläche der Nabe 18, hier an der Außenperipherie des Flanschs, gleitend ange­ bracht ist, was einer Reduzierung der axialen Abmes­ sung zugute kommt. Ein Dichtring 26 ruht in einer ringförmigen Rille dieser Nabe und steht mit der zylindrischen Fläche 24 des Kolbens in Kontakt.

Man wird bemerken, daß der Kolben durch Druckumkehr bewegt werden kann, insbesondere in der Kammer, die durch den Kolben 20 und die Gehäusewand 12 gegenüber dem genannten Kolben 20 begrenzt wird. Dazu ist die (nicht dargestellte) Abtriebswelle, die mit der Nabe 18 verbunden ist, hohl ausgeführt, und beim Aus­ rücken kann unter Druck stehendes Öl mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Pumpe in den Raum eindringen, der zwischen dem Gehäuse 12 und dem Kolben 20 gebil­ det wird, so daß sich der genannte Kolben vom Gehäu­ se entfernt. Nach Zirkulation durch das hydraulische Kopplungsorgan erreicht das Öl durch eine Öffnung, die zwischen der Nabe des Reaktionsrades und der Muffe des Gehäuses 12 angebracht ist, ein Rücklauf­ volumen (der Weg des Öls ist in Fig. 1 durch Pfeile bezeichnet).

Beim Wiedereinrücken wird die Ölzirkulation umge­ kehrt und der Kolben 20 gewährleistet eine feste Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der An­ triebswelle, wobei das Turbinenrad fest mit der An­ triebswelle und das Antriebsrad fest mit der Ab­ triebswelle verbunden ist.

Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung bestehen zwischen dem Kolben 20 und der Abdeckung 22 form­ schlüssige Verbindungen 28, um diese beiden Elemente drehbeweglich miteinander zu verbinden, jedoch mit der Möglichkeit einer begrenzten axialen Transla­ tionsbewegung des genannten Kolbens durch Gleiten auf der Nabe 18. Die vorgenannten formschlüssigen Verbindungen sind in regelmäßigen Abständen rund­ herum angeordnet und bestehen aus Vorsprüngen 30, die nach dem Tiefziehverfahren im Kolben realisiert wurden, und aus Schlitzen 32, die in der Abdeckung 22 vorgesehen und radial verlängert sind. Jeder Vor­ sprung 30 greift in einen entsprechenden Schlitz ein. Die Breite eines Vorsprungs entspricht der Breite eines Schlitzes, so daß im wesentlichen das gesamte Umfangsspiel zwischen Kolben und Abdeckung beseitigt wird. Die Vorsprünge 30 reichen hier über den mittleren Bereich des Rades 15 hinaus, um die axiale Abmessung zu reduzieren und den verfügbaren Raum besser zu nutzen. Man wird verstehen, daß die Abdeckung 22 durch die Schlitze 32 an Elastizität gewinnt.

Im übrigen besitzt die Abdeckung 22 Auflagevorsprün­ ge 34, die in regelmäßigen Abständen vorzugsweise in Nähe des Außenumfangs angebracht sind. Man wird be­ merken, daß die radiale Positionierung der Vorsprün­ ge 34 eine Einstellung der axialen Steifigkeit der Abdeckung 22 zuläßt. Diese Auflagevorsprünge sind mit einem festgelegten Spiel e zwischen jedem Vor­ sprung und dem Bereich des Kolbens, woran er zur Anlage kommen soll, zum Kolben hin ausgerichtet. Das kontrollierte Spiel e erlaubt eine schnelle, gering­ fügige Hubbewegung des Kolbens beim Kupplungsvor­ gang. Dieses Spiel kann durch axiale Befestigungs­ mittel 36 kontrolliert werden, die zwischen der Ab­ deckung und dem Kolben angebracht sind. Tatsächlich kann der Abstand zwischen den Vorsprüngen 34 und der Abdeckung in Anbetracht der Abnutzung des Belages 21 dank dieser Mittel konstant bleiben. Bei dem darge­ stellten Beispiel bestehen diese Befestigungsmittel aus Tellern 38 mit konisch aufgeweiteten Rändern. Jeder Teller ist am Kolben 20 mit seinem mittleren Teil befestigt und greift in eine entsprechende Öff­ nung 39 der Abdeckung ein. Ein Kragen 38 a des Tel­ lers, der größer ist als die Öffnung 39, bildet so­ mit einen Anschlag, der der Abdeckung gegenüber­ liegt. Diese Anordnung wie auch die Kontrolle des Spiels e ermöglicht ebenfalls die Halterung des Kol­ bens und der Abdeckung, die miteinander gekoppelt sind, wodurch die Montage erleichtert und die Länge der Vorsprünge 30 verringert wird.

Man wird bemerken, daß die Schalen eine Verwindung des Feinblechs der Abdeckung unter Einwirkung des Kräftemoments begrenzen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegen die Auflagevor­ sprünge 34 in Nähe der genannten formschlüssigen Verbindungen 28. Insbesondere tritt jede formschlüs­ sige Verbindung in die Abdeckung ein, und der Kolben ist mit zwei Auflagevorsprüngen 34 verbunden, die am Umfang beiderseits der genannten formschlüssigen Verbindung versetzt angeordnet sind. Außerdem ist die Abdeckung so ausgebildet, daß sie am Außenumfang einen zylindrischen Teil 40 aufweist, wodurch Ver­ formungen durch Verwindung minimiert werden. Die An­ ordnung der verschiedenen Auflagevorsprünge auf der Abdeckung gewährleistet eine bessere Hubbewegung des Kolbens, und da dieser stets parallel angeordnet bleibt, wird eine sehr gute Gleitbewegung des Kol­ bens bewirkt. Außerdem dient die zylindrische Fläche 24 als axialer Anschlag, der mit dem Unterteil der Abdeckung zusammenwirkt. Auf diese Weise verhindert man jede Beschädigung des Turbinenrades. Am Ende der Hubbewegung ist die Abdeckung vorgespannt und dabei gleichzeitig elastisch verformt, was eine schnelle Selbsteinrückung des Kolbens bei der anschließenden Kupplungsoperation erleichtert und wodurch die Bean­ spruchung ausgeglichen wird, die auf die Einspannung des Dichtrings 26 zurückzuführen ist. Die Teller liegen ebenfalls in unmittelbarer Nähe der form­ schlüssigen Verbindungen, die die Übertragung des Moments zwischen Abdeckung und Kolben gewährleisten, und sie sind im Verhältnis zu den Auflagevorsprüngen 34 radial nach innen angeordnet.

In dem dargestellten Beispiel sind sechs formschlüs­ sige Verbindungen und sechs Teller vorgesehen, die am Umfang in gleichmäßigen Abständen verteilt sind.

Dank der Erfindung wird es möglich, die Gleitbewe­ gung der Kupplung schnell zu kontrollieren und den begrenzten Druck in den Kammern beiderseits des Kol­ bens zu verändern, z.B. mit Hilfe eines elektroni­ schen Rechners, der die Ölzuführpumpe überwacht.

Man wird bemerken, daß sich die Beläge 21 auf einen Umfang von großem Durchmesser erstrecken können.

Claims (9)

1. Kraftübertragung mit hydraulischem Kopplungsor­ gan, angebracht zwischen einem Antriebselement (12) und einem Abtriebselement (18), von der Art, die eine Verriegelungskupplung (17) enthält, welche dazu bestimmt ist, eine direkte mechanische Kopplung zwi­ schen dem genannten Antriebselement und dem genann­ ten Abtriebselement herzustellen, wobei die genannte Kupplung einen Kolben (20) enthält, der mit einer zylindrischen Fläche versehen ist, mit der er gleit­ beweglich an einer Nabe (18) und einer an dieser Nabe befestigten Abdeckung (22) montiert ist, wäh­ rend der genannte Kolben geeignet ist, an einem Teil der genannten Kraftübertragung mit Hilfe wenigstens eines Reibbelages (21) anzuliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem genannten Kolben und der genannten Abdeckung form­ schlüssige Verbindungen (28) bestehen, um eine dreh­ bewegliche Anbringung zu gewährleisten, jedoch mit der Möglichkeit einer begrenzten axialen Transla­ tionsbewegung des genannten Kolbens, wobei die ge­ nannten formschlüssigen Verbindungen aus Vorsprüngen (30) bestehen, die im genannten Kolben eingearbeitet sind, sowie aus radial verlängerten Schlitzen (32), die in der genannten Abdeckung angebracht sind, wo­ bei jeder Vorsprung in einen entsprechenden Schlitz eingreift, und daß die genannte Abdeckung (22) in axialer Richtung elastisch verformbar ist.

2. Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ab­ deckung Auflagevorsprünge (34) enthält, die in re­ gelmäßigen Abständen angebracht sind, und daß diese Vorsprünge dem genannten Kolben zugewandt sind.

3. Kraftübertragung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch ein gleiches festge­ legtes Spiel (e) zwischen jedem Auflagevorsprung (34) und dem Bereich des genannten Kolbens, woran die Anlage erfolgt.

4. Kraftübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch axiale Befestigungsmittel (36), die zwischen der genannten Abdeckung und dem genannten Kolben angebracht sind.

5. Kraftübertragung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten axialen Befestigungsmittel aus Tellern (38) mit konisch erweiterten Rändern bestehen, wobei jeder Teller mit seinem Mittelteil am genannten Kolben befestigt ist und in eine entsprechende Öffnung (39) der genannten Abdeckung eingreift, während ein Kra­ gen am genannten Teller, der größer ist als die genannte Öffnung, einen festen Anschlag gegenüber der genannten Abdeckung bildet.

6. Kraftübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ab­ deckung angebrachten Auflagevorsprünge (34) in Nähe der genannten formschlüssigen Verbindungen liegen.

7. Kraftübertragung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede formschlüs­ sige Verbindung (28) zwischen der genannten Ab­ deckung und dem genannten Kolben mit zwei Auflage­ vorsprüngen (34) einhergeht, die am Umfang beider­ seits der genannten formschlüssigen Verbindung ver­ setzt angeordnet sind.

8. Kraftübertragung nach dem gesamten Inhalt der An­ sprüche 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teller (38) in Nähe der genannten formschlüssigen Verbindungen radial inner­ halb der Auflagevorsprünge (34) angeordnet sind, die in Nähe des Außenumfangs der Abdeckung (22) liegen.

9. Kraftübertragung nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die genannte Abdeckung (22) sich mit einem zylindrischen Abschnitt (40) am äußeren Umfang deckt.