DE4221990C2 - Druckmittelbetätigte Reibungskupplung, die durch Aufweiten eines hohlen Ringelementes einrückbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine bekannte Reibungskupplung dieser Art (DE-PS 37 43 474) ist zum Zuschalten einer Flüssigkeitsreibungskupplung verwendet, deren Gehäuse koaxial zu seiner axialen Erstreckung von einer im Verhältnis zu seiner radialen Wandstärke dünnwandig ausge­ bildeten Hülse umgeben ist, welche an beiden Enden dicht mit dem Gehäuse verbunden ist und in ihrem Zwischenbereich mit ei­ nem Spalt zur Gehäuseaußenfläche angeordnet ist. Die Hülse ist mit ihrer zylindrischen Außenumfangsfläche in einer zylindri­ schen Bohrung eines Kupplungsringes aufgenommen und mit dieser über eine Druckbeaufschlagung des Spaltraumes mit einem Druck­ mittel in Reibschluß bringbar. Zu diesem Zweck ist der Spalt­ raum über einen radialen Gehäusekanal in einer stirnseitigen Abschlußwand des Gehäuses der Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer koaxial zur Kupplungsachse in einer Nabe der Abschlußwand angeordneten Arbeitskammer eines Verdrängerkolbens verbunden, welcher durch eine Feder in seiner ausgefahrenen Hubendstellung gehalten und durch einen zu ihm koaxial und bewegungsfest ange­ ordneten Stößel in Richtung seiner eingefahrenen Hubendstellung betätigbar ist. Mit dem schnellen Zu- und Abschalten der Flüs­ sigkeitsreibungskupplung, welche ihrerseits mit einer an sich nicht angetriebenen Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeuges verbun­ den ist und bei auftretendem Schlupf an den angetriebenen Rä­ dern Antriebsmoment auf die angeschlossene Fahrzeugachse über­ mitteln soll, wird denjenigen Fahrzuständen wie Abbremsungen des Fahrzeuges etc. Rechnung getragen, in denen die zugeschal­ tete Fahrzeugachse gefährliche Fahrzustände heraufbeschwören könnte.

Bei einer weiteren bekannten druckmittelbetätigten Reibungs­ kupplung (DE-OS 24 52 474), die durch Aufweiten eines schlauch­ artigen Ringelementes einrückbar ist, wird der Druck im Ring­ element in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf geregelt, um Über­ hitzungserscheinungen infolge erhöhter Reibungswärme zu vermei­ den.

Schließlich ist noch ein Kupplungsaggregat für Schiffsantriebe bekannt (DE-PS 9 61 241), bei dem im Kraftfluß zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle in Reihe eine druckmit­ telbetätigte Reibungskupplung, die durch Aufweiten wenigstens eines schlauchartigen Ringelementes einrückbar ist, und eine hydrostatische Kupplung angeordnet sind. Die Ringelemente der Reibungskupplung sind unmittelbar an ein vorgesteuertes 4/2- Wege-Steuerventil angeschlossen, welches durch ein von Hand betätigtes 5/3-Wege-Drehschieberventil mit einem Druckmittel- Vorratsbehälter und einer aus dem Vorratsbehälter ansaugenden ersten Druckmittelpumpe verbunden ist. Der Steuerschieber des 4/2-Wege-Steuerventiles ist noch mit dem Steuerschieber eines 2/2-Wege-Steuerventiles für die Druckmittelzuführung von einer zweiten aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter ansaugenden Druck­ mittelpumpe zur hydrostatischen Kupplung verbunden. Das Steue­ rungsprinzip für den Betrieb der beiden Kupplungen ist so ge­ halten, daß die Kupplungen durch Handbetätigung des Drehschieberventiles eingerückt werden und durch eine Selbst­ halte-Schaltung des Steuerventiles für die hydrostatische Kupplung im eingerückten bzw. drehmomentübertragenden Zustand verbleiben. Die Rückführung der gekoppelten Steuerschieber in ihre die Kupplungen in den drehmomentlosen Zustand überführende Abschaltstellung ist nur dann möglich, wenn das handbetätigte Drehschieberventil in eine den Steuerdruck abschaltende Stellung gebracht und der für den Selbsthalte-Effekt verwendete Druck in der Pumpenzulaufleitung der hydrostatischen Kupplung beispielsweise wegen überlasteter Ausgangswelle abgesunken ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, eine durch Aufweiten eines hohlen Ringelementes unter Erhöhung des Druckes einrückbare Reibungskupplung zu schaffen, zu deren Betätigung ein Verdrängerkolben verwendet und deren übertragbares Moment zwar an sich durch den Verdrän­ gerkolben bestimmt ist, wobei jedoch eine feinfühlige Steuerung eines relativ kleinen Momentes beim Beginn der Einrückphase angestrebt wird.

Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Reibungskupplung nach der Erfindung ist durch das Steu­ erventil eine feinfühlige Steuerung der den Füllvorgang beim Anlegen und vor dem Aufweiten des Ringelementes enthaltenden Einrückphase ermöglicht, so daß ein ruckartiges Greifen der Kupplung vermieden und ein allmähliches weiches Einrücken bis zum Synchronverlauf der Kupplungshälften ermöglicht ist.

Bei der Reibungskupplung nach der Erfindung ist durch die Maß­ nahme nach Patentanspruch 2 eine selbsttätige Kupplungssteue­ rung ermöglicht.

Bei der Reibungskupplung nach der Erfindung ist durch die An­ ordnung nach Patentanspruch 3 erreicht, daß der Arbeitsdruck zur Betätigung des in der Kupplung liegenden Verdrängerkolbens niedrig sein kann, so daß die Abdichtungen der Druckkanäle beim Übergang zwischen drehenden und feststehenden Kupplungsteilen erleichtert ist.

Bei der Reibungskupplung nach der Erfindung ist durch die Aus­ gestaltung nach Patentanspruch 4 eine baulich vorteilhafte In­ tegrierung des Steuerventiles in den Differentialkolben er­ reicht.

Die weiteren Unteransprüche sind auf die Verwendung der Rei­ bungskupplung nach der Erfindung zum Ankuppeln eines Zahnrades an seine Welle bei Zahnräderwechselgetrieben insbesondere von Kraftfahrzeugen abgestellt.

Bei einem Zahnräderwechselgetriebe ergeben sich durch Verwen­ dung von Reibungskupplungen nach der Erfindung anstelle be­ kannter Synchronisierkupplungen, welche mit einer reibschlüs­ sigen Konuskupplung und einer parallelen Klauenkupplung im Kraftfluß zwischen Zahnrad und Welle arbeiten, folgende Vor­ teile, bezogen auf das Gesamtgetriebe:

Die Kosten verringern sich um ca. 15%, die Baulänge wird ca. 25% kürzer, das Gewicht nimmt um ca. 12% ab und das Verdreh­ spiel wird um ca. 70% geringer. Weiterhin ergibt sich bei den Laufverzahnungen ein besseres Tragbild, weil ein Kippen der schraubverzahnten Räder wie bei konventionellen Nadellagerungen nicht auftritt und die Wellendurchbiegungen wegen der kürzeren Baulänge geringer sind. Bei dem Zahnräderwechselgetriebe ist ferner die Luftschallabstrahlung wegen der wesentlich kleineren Gehäuseoberfläche weniger intensiv. Weitere Vorteile der Erfin­ dung sind in der einfachen Montage, in dem Fehlen von härtever­ zugsempfindlichen Steckverzahnungen sowie in der Vereinfachung der Bearbeitungsvorgänge zu sehen, da die schraubverzahnten Räder durch einfaches Honen und die Wellen nur durch zylindri­ sches Schleifen fertig bearbeitet werden können.

Bei Quereinbau des Motoraggregates erweist sich die geringere Baulänge des Zahnräderwechselgetriebes als Vorteil, während beim Längseinbau sich der geringere Tunnelquerschnitt günstig auswirkt, da keine Schaltstangen im Getriebetunnel aufgenommen werden müssen. Ebenso treten im Getriebe keine Schwingungen auf, welche bei manuell geschalteten Getrieben sonst auf den Handschalthebel übertragen werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von mehreren in der Zeichnung schematisch darge­ stellten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 ein Steuerungsschema für eine Reibungskupplung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Zahnräderwechselge­ triebe eines Kraftfahrzeuges, bei dem eine Mehr­ zahl von Reibungskupplungen nach der Erfindung zum Ankuppeln eines jeweiligen Zahnrades mit sei­ ner Welle verwendet sind,

Fig. 3 eine Variante 7d der Reibungskupplung 7c nach der Erfindung, die bei dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 2 zur Bildung des direkten Ganges ver­ wendet ist,

Fig. 4 eine weitere Variante 7e der Reibungskupplung 7c nach der Erfindung gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine Variante 7b der Reibungskupplung 7a nach der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2, und

Fig. 6 den als Verdrängerkolben verwendeten engen Kol­ benteil eines Differentialkolbens der Variante 7b von Fig. 5 als Einzelheit in vergrößertem Maß­ stab.

Unter Bezugnahme auf das Steuerungsschema der Fig. 1 ist eine Reibungskupplung 7 nach der Erfindung generell durch Betätigen eines Verdrängerkolbens 12 einrückbar, dessen Arbeitskammer 11 über eine Druckmittelverbindung 39 mit dem Hohlraum 10 eines Ringelementes 9 verbunden ist, das durch seine Aufweitung das eigentlichen Einrücken der Reibungskupplung 7 bewirkt, wie dies weiter unten für die Ausführungsformen 7a bis 7e beschrieben ist.

Der Verdrängerkolben 12 wird durch ein Druckmittel-Kupplungs­ stellglied 18 der Axialkolben-Bauart betätigt, welches über Arbeitsdruckleitungen 40 und 41 mit einer Kupplungssteuervor­ richtung 8 verbunden ist.

Um ein feinfühliges Steuern der Einrück- und Füllphase der Rei­ bungskupplung zu ermöglichen, ist der Hohlraum 10 des Ringele­ mentes 9 durch ein 2/2-Wege-Steuerventil 15 mit der Kupplungs­ steuervorrichtung 8 verbunden. Das von der Arbeitskammer 11 und dem Hohlraum 10 des Ringelementes 9 sowie der Druckmittelver­ bindung 39 gebildete Leitungssystem ist mit einem Druckmittel gefüllt, dessen Menge so auf das Volumen des Leitungssystemes abgestimmt ist, daß sich das Ringelement 9 im nicht aufgewei­ teten und somit die Reibungskupplung im ausgerückten Zustand befinden, wenn der Verdrängerkolben 12 in seiner ausgefahrenen Hubendstellung 13 steht, während das Ringelement 9 aufgeweitet und somit die Reibungskupplung eingerückt wird, wenn der Ver­ drängerkolben 12 in Richtung seiner eingefahrenen Hubendstel­ lung 14 betätigt wird.

Der Verdrängerkolben 12 ist mit dem doppeltwirkenden Axialkol­ ben 19 des Stellgliedes 18 bewegungsfest und koaxial ausgebil­ det, wobei die Wirkfläche des Verdrängerkolbens 12 kleiner als die in Richtung der eingefahrenen Hubendstellung 14 wirkende Kolbenfläche 23 des Axialkolbens 19 ist, so daß der solcherart gebildete Differentialkolben 12, 19 als Druckwandler arbeitet, bei dem der Arbeitsdruck der Arbeitsdruckkammer 21 zur Beauf­ schlagung der Kolbenfläche 23 wesentlich niedriger ist als der Druck in der Arbeitskammer 11 des Verdrängerkolbens 12.

Das Steuerventil 15 weist einen im Differenzialkolben 12, 19 gebildeten Ventildurchgang 20 auf, welcher die Arbeitskammer 11 des Verdrängerkolbens 12 mit der Arbeitskammer 21 der Kolben­ fläche 23 verbindet. An seinem der Arbeitskammer 11 zugewandten Ende weist der Ventildurchgang 20 einen Ventilsitz für ein in Richtung Arbeitskammer 11 öffnendes Ventilschließglied 25 auf, das mit einem den Ventildurchgang mit Spiel durchsetzenden Stö­ ßel 26 zusammenarbeitet. Der Stößel 26 kann an einem Anschlag 27 in der Arbeitskammer 21 in Anlage gelangen, so daß das Ven­ tilschließglied 25 aus seiner Sperrstellung 17, in welcher es auf dem Ventilsitz aufliegt und die Arbeitskammern 11 und 21 gegenseitig absperrt, in seine Durchlaßstellung 16 betätigt wird, wenn der Verdrängerkolben 12 in oder in Nähe seiner aus­ gefahrenen Hubendstellung 13 gelangt, wodurch die Arbeitskam­ mern 11 und 21 miteinander verbunden sind.

Das Steuerventil 15 läßt sich nun durch Steuerung der Drücke in den Arbeitsdruckleitungen 40 und 41 von der Kupplungssteuervor­ richtung 8 so feinfühlig steuern, daß das Ringelement 9 mit dem niedrigeren Druck der an die Arbeitskammer 21 angeschlossenen Arbeitsdruckleitung 40 gefüllt und die Reibflächen zunächst nur unter der relativ schwachen Wirkung des gesteuerten niedrigen Druckes der Arbeitsdruckleitung 40 stehen, ehe die Druckwand­ lung durch den Differentialkolben 12, 19 durch Steuerung der Drücke in den Arbeitsdruckleitungen 40, 41 zum Einsatz gebracht wird, wobei die letztgenannte Arbeitsdruckleitung 41 an die die andere Kolbenfläche 24 des Axialkolbens 19 enthaltende Arbeits­ kammer 22 des Stellgliedes 18 angeschlossen ist.

Bei der Betätigung bzw. Steuerung der Reibungskupplung 7 können drei Phasen unterschieden werden.

In einer ersten Phase wird der Druck p₄₁ der Arbeitsdrucklei­ tung 41 so weit gegenüber dem Druck p₄₀ der Arbeitsdruckleitung 40 erhöht, daß der Differentialkolben 12, 19 in seine gezeich­ nete Stellung in Nähe der ausgefahrenen Hubendstellung 13 ge­ langt bzw. in dieser Stellung steht und das Steuerventil 15 in seine Durchlaßstellung 16 betätigt ist, so daß Druckmittel von der Steuervorrichtung 8, welche durch eine Druckmittelpumpe 42 gespeist wird, über die Arbeitskammer 21 zur Arbeitskammer 11 und somit weiter zum Hohlraum 10 des jeweiligen Ringelementes 9 strömt und letzteres durch Erhöhung seines Innendruckes aufge­ weitet wird. In dieser Phase wird demnach das Ringelement 9 gefüllt und nur ein niedriges Kupplungsmoment eingesteuert.

In einer zweiten Kupplungsphase wird der Arbeitsdruck p₄₁ in der Arbeitsdruckleitung 41 soweit niedriger als der Arbeits­ druck p₄₀ in der Arbeitsdruckleitung 40 eingesteuert, daß der Differentialkolben 12, 19 in Richtung der eingefahrenen Hub­ endstellung 14 des Verdrängerkolbens 12 bewegt wird, so daß das Steuerventil 15 in seine Sperrstellung 17 gelangt und der Dif­ ferentialkolben 12, 19 als Druckwandler arbeitet, wodurch der Druck in der Arbeitskammer 11 und somit im Ringelement 9 ent­ sprechend dem Verhältnis der Kolbenfläche 23 des Axialkolbens 19 zur Kolbenfläche 43 des Verdrängerkolbens 12 erhöht wird. Auf diese Weise kann die Reibungskupplung 7 ein höheres Moment, bspw. das Motornennmoment eines Antriebsmotores eines Kraft­ fahrzeuges, übertragen.

Schließlich werden in einer dritten Phase beide Arbeitsdruck­ leitungen 40 und 41 entlastet, so daß der Differentialkolben 12, 19 wieder in Nähe der ausgefahrenen Hubendstellung 13 be­ tätigt und das Steuerventil in seine Durchlaßstellung 16 umge­ steuert werden und Druckmittel vom Ringelement 9 zur Steuer­ vorrichtung 8 strömt und somit die Reibungskupplung 7 ausge­ rückt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 sind in einem Getriebegehäuse 44 eines Zahnräderwechselgetriebes 28 koaxial zu einer Getriebe­ hauptachse (Drehachse 30b-30b) eine Getriebeausgangswelle 30, eine als Hohlwelle ausgebildete Getriebezwischenwelle 31, eine als Hohlwelle ausgebildete und konzentrisch außen zur Getrie­ bezwischenwelle 31 angeordnete Getriebezwischenwelle 32 sowie eine Getriebeeingangswelle 33 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Die von einer Brennkraftmaschine her antreibbare Ein­ gangswelle 33 ist durch je eine Antriebskupplung in Form einer Lamellenkupplung 45 und 46 mit den Getriebezwischenwellen 31 und 32 kuppelbar. Die Getriebezwischenwelle 32 steht über eine Zahnradstufe 47 (Getriebekonstante) mit einer im Getriebege­ häuse 44 drehbar und axial unverschiebbar sowie mit ihrer Dreh­ achse 29b-29b parallel zur Drehachse 30b-30b gelagerten Vorge­ legewelle 29 in ständiger Antriebsverbindung. An ihrem zur Zahnradstufe 47 entgegengesetzten Ende weist die Vorgelegewelle 29 ein zu ihr einteiliges Zahnrad 29c auf, welches mit einem auf einer Nabe 30e der Ausgangswelle 30 drehbar angeordneten Zahnrad 30a (Losrad) kämmt, das durch eine Reibungskupplung 7a gemäß der Erfindung mit der Nabe 30e und somit mit der Aus­ gangswelle 30 kuppelbar ist. Auf dem axialen mittleren Bereich der Vorgelegewelle 29 sind drei Losräder 29a unterschiedlicher Zähnezahl drehbar gelagert und durch je eine weitere Reibungs­ kupplung 7a gemäß der Erfindung mit der Vorgelegewelle 29 kup­ pelbar.

Die Nabe 30e der Ausgangswelle 30 ist mit einem axial neben ihr angeordneten Ringzahnrad 30d fest verbunden, welches mit dem hinteren der drei Losräder 29a der Vorgelegewelle 29 kämmt. Axial neben dem Festrad 30d der Ausgangswelle 30 - und zwar in Richtung der Eingangswelle 33 versetzt - liegt ein weiteres Losrad 30a der Ausgangswelle 30, welches mit seiner Nabe kon­ zentrisch zwischen Festrad 30d und Ausgangswelle 30 liegt und durch eine weitere Reibungskupplung 7a gemäß der Erfindung mit der Ausgangswelle 30 kuppelbar ist. Dieses axial vor dem Fest­ rad 30d liegende Losrad 30a kämmt mit dem kleineren von zwei Zahnkränzen des mittleren Losrades 29a der Vorgelegewelle 29.

Die Ausgangswelle 30 weist einen sich mit dem hinteren Wellen­ ende 31c der Getriebezwischenwelle 31 axial überdeckenden Wel­ lenabschnitt 30c auf, welcher zur Bildung des direkten Ganges durch eine weitere Reibungskupplung 7c gemäß der Erfindung mit dem Wellenende 31c kuppelbar ist.

Die Getriebezwischenwelle 31 ist mit einer breiten Verzahnung 48 einteilig ausgebildet, mit welcher sowohl der größere Zahn­ kranz des mittleren Losrades 29a der Vorgelegewelle 29 als auch ein nicht mehr dargestelltes, gleichzeitig mit dem vorderen Losrad 29a der Vorgelegewelle 29 kämmendes Zwischenzahnrad zur Bildung des Rückwärtsganges kämmen.

Die Reibungskupplungen 7a sind wie folgt aufgebaut:
Ein hohles Ringelement 9 in Form eines flachen elastischen Schlauchkörpers ist konzentrisch zwischen jeweiligem Losrad 29a bzw. 30a und seiner Welle 29 bzw. 30 angeordnet. Der Hohlraum 10 des Ringelementes 9 kommuniziert mit der Arbeitskammer 11 des als Verdrängerkolben verwendeten engen Kolbenteiles 12 ei­ nes Differentialkolbens 12, 19, welcher in einer radialen Zy­ linderbohrung eines Einsatzes 35 verschiebbar aufgenommen ist, der in eine zentrale Ausnehmung 34 der betreffenden Welle 29 bzw. 30 eingesetzt ist. Jeder Einsatz 35 weist eine zentrale Öffnung 36 auf, in die ein Leitungsrohr 37 bzw. 38 eingesetzt ist. Die Leitungsrohre 37 und 38 sind in ihrem lichtem Quer­ schnitt durch radiale Zwischenwände in Einzelleitungen 49 un­ terteilt, welche durch radiale Öffnungen 50 in den zylindri­ schen Rohrwandungen mit den zugeordneten einzelnen Zylinder­ bohrungen für die Differentialkolben 12, 19 in den Einsätzen 35 in Verbindung stehen. Während das Leitungsrohr 37 der Vorgele­ gewelle 29 mit seinem einen Ende in einer Wand des Getriebege­ häuses 44 feststehend gehaltert ist, ist das Leitungsrohr 38 der Ausgangswelle 30 mit seinem vorderen Ende in eine zentrale axiale Bohrung der Eingangswelle 33 eingesetzt. Die Leitungs­ rohre 37 und 38 stellen die Verbindung zwischen den Arbeits­ kammern der Differentialkolben 12, 19 mit der im Getriebege­ häuse 44 angeordneten Kupplungsvorrichtung 8 (Fig. 1) her.

Bei der Variante 7d der Reibungskupplung nach der Erfindung gemäß Fig. 3 ist der Differentialkolben 12, 19 radial zur Drehachse 30b-30b der Ausgangswelle 30 im Einsatz 35 sowie axial gegenüber dem Ringelement 9 nach "hinten" - also entge­ gengesetzt zur Eingangswelle 33 - versetzt angeordnet.

Gegenüber der Reibungskupplung 7d von Fig. 3 unterscheidet sich die Variante 7e der Reibungskupplung nach der Erfindung gemäß Fig. 4 im wesentlichen nur dadurch, daß der Differentialkolben 12, 19 koaxial zur Drehachse 30b-30b in dem Einsatz 35 angeord­ net ist, und zwar an einer Stelle zwischen dem Ringelement 9 und dem Leitungsrohr 38.

Bei der gegenüber der Darstellung von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab gezeichneten Variante 7b der Reibungskupplung nach der Erfindung gemäß den Fig. 5 und 6 sind in der betreffenden Zy­ linderbohrung des Einsatzes 35 der Ausgangswelle zwei sich diametral gegenüberliegende Differentialkolben 12, 19 und 12a, 19a beiderseits des Leitungsrohres 38 angeordnet, bei denen der Stößel 26 des Steuerventiles 15 mit dem als Anschlag in der Arbeitskammer 21a für die Kolbenfläche 23 bzw. 23a verwendeten Außenmantel des Leitungsrohres 38 zusammenarbeitet. Die Arbeits­ kammern 11, 11a der beiden als Verdrängerkolben verwendeten engen Kolbenteile 12, 12a kommunizieren mit dem Hohlraum des­ selben Ringelementes 9.

Bei dem Zahnräderwechselgetriebe 28 handelt es sich im übrigen um ein sogenanntes 2-Wege-Getriebe, bei dem der Kraftfluß von der Eingangswelle 33 fakultativ über eine der Antriebskupplun­ gen 45 oder 46 und die zugehörige Getriebezwischenwelle 31 oder 32 zur Ausgangswelle 30 - also auf einem von zwei möglichen Wegen - verläuft. Eine im jeweils nicht leistungsübertragenen Weg liegende Zahnradstufe für einen bevorstehenden Gangwechsel wird von der Kupplungssteuervorrichtung 8 quasi vorsynchroni­ siert, indem die zugehörige Reibungskupplung 7 durch das Steu­ erventil 15 gemäß der oben beschriebenen ersten Phase zum Füllen des Ringelementes 9 und Übertragen eines zunächst nie­ drigen Drehmomentes (zum Synchronisieren des Losrades gegen­ über seiner Welle) gesteuert wird, bevor beim Schalten des neuen Ganges durch die Kupplungssteuervorrichtung 8 in die zweite Phase übergeleitet wird, in welcher unter Druckwandlung durch den betreffenden Differentialkolben 12, 19 ein größe­ res Moment übertragen wird.

Die Funktion der Varianten 7a bis 7e der Reibungskupplung nach der Erfindung stimmt demnach mit der anhand der Fig. 1 beschrie­ benen Wirkungsweise für die Reibungskupplung 7 mit dem Steuer­ ventil 15 überein.

Claims (11)

1. Druckmittelbetätigte Reibungskupplung, die durch Aufweiten eines zur Kupplungsachse konzentrischen hohlen Ringelementes einrück­ bar und bei der der Hohlraum des Ringelementes mit einer volu­ menveränderlichen Arbeitskammer eines Druckmittel-Zylinders ver­ bunden sowie in dem Zylinder ein die Arbeitskammer begrenzender Verdrängerkolben aufgenommen ist, und bei der der Hohlraum des Ringelementes und die Arbeitskammer des Zylinders sowie die Ver­ bindungen zwischen Ringelement und Zylinder mit einem Druckmit­ tel gefüllt sind und sich das Ringelement im nicht aufgeweiteten Zustand und somit die Reibungskupplung im ausgerückten Zustand befinden, wenn der Verdrängerkolben in seiner ausgefahrenen Hubendstellung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (10) des Ringelementes (9) durch ein 2/2 -Wege­ Steuerventil (15) mit einer den Druckmitteldruck steuernden Kupplungssteuervorrichtung (8) verbunden, das Steuerventil (15) mit dem Verdrängerkolben zusammenwirkt und in Abhängigkeit von dessen Stellung zwischen einer Durchlaßstellung (16) und einer Sperrstellung (17) umsteuerbar ist, und daß das Steuerventil (15) nur dann in seine die Verbindung zwischen Hohlraum (10) und Kupplungssteuervorrichtung (8) freigebende Durchlaßstellung (16) gelangt, wenn der Verdrängerkolben (12) in oder in Nähe der aus­ gefahrenen Hubendstellung (13) steht.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (12) durch ein von der Kupplungssteu­ ervorrichtung (8) gesteuertes Druckmittel-Kupplungsstellglied (18) der Axialkolbenbauart betätigbar ist.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppeltwirkender Axialkolben (19 oder 19a) des Kupp­ lungsstellgliedes (18) und der Verdrängerkolben (12 oder 12a) zu einem Differentialkolben baulich vereinigt sind, dessen en­ ger Kolbenteil (12 oder 12a) als Verdrängerkolben verwendet ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Steuerventil (15) ein mechanisch aufsteuerbares Rückschlagventil verwendet ist, daß der Differentialkolben (12, 19 oder 12a, 19a) einen Ventildurchgang (20) aufweist, welcher die Arbeitskammer (11 oder 11a) des als Verdrängerkolben ver­ wendeten engen Kolbenteiles (12 oder 12a) mit derjenigen Ar­ beitskammer (21 oder 21a) des Kupplungsstellgliedes (18) ver­ bindet, in welcher die im Sinne einer Betätigung des Verdrän­ gerkolbens (12 oder 12a) in Richtung seiner eingefahrenen Hub­ endstellung (14) wirkende Kolbenfläche (23 oder 23a) des als doppeltwirkender Axialkolben verwendeten weiten Kolbenteiles (19 oder 19a) des Differentialkolbens (12, 19 oder 12a, 19a) liegt, daß der Ventildurchgang (20) an seinem der Arbeitskammer (11 oder 11a) des als Verdrängerkolben arbeitenden engen Kol­ benteiles (12 oder 12a) zugehörigen Ende einen Ventilsitz für das Ventilschließglied (25) des Rückschlagventiles aufweist, und daß das Ventilschließglied (25) durch einen den Ventil­ durchgang (20) mit Spiel durchsetzenden Stößel (26) betätigbar ist, welcher an einem Anschlag (27) der Arbeitskammer (21 oder 21a) des weiten Kolbenteiles (19 oder 19a) in Anlage bringbar ist.

5. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Zahnräderwechselgetriebe (28) der Vor­ gelegebauart zum Ankuppeln eines Zahnrades (29a oder 30a) an seine Welle (29 oder 30), bei der das Ringelement (9) konzen­ trisch zwischen Zahnrad und Welle angeordnet ist.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem kuppelbaren Zahnrad (29a oder 30a) ein in der Welle (29 oder 30) verschiebbar angeordneter Differentialkolben (12, 19 oder 12a, 19a) zugeordnet ist.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (12, 19 oder 12a, 19a in Fig. 2 oder 3 oder 5) radial zur Wellenachse (30b-30b) angeordnet ist.

8. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (29 oder 30) eine zentrale Ausnehmung (34) mit einem ringförmigen Einsatz (35) aufweist, der wenigstens eine radiale Kolben-Zylinder-Anordnung (11, 12, 19 oder 11a, 12a, 19a) für ein jeweiliges Ringelement (9) enthält, und daß in die Zentralöffnung (36) des Einsatzes (35) eine zur Wellenachse (29b-29b oder 30b-30b) koaxiale Rohrleitung (37 oder 38) ein­ gesetzt ist.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der Rohrleitung (37 oder 38) durch radiale Zwischenwände in mehrere als Einzelleitungen verwendete Kammern (49) unterteilt ist.

10. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben-Zylinder-Anordnung (Fig. 5) zwei diametral zu­ einander angeordnete Differentialkolben (12, 19 und 12a, 19a) aufweist, daß die Arbeitskammern (11 und 11a) der beiden radial außen liegenden, als Verdrängerkolben verwendeten engen Kolben­ teile (12 und 12a) mit dem Hohlraum desselben Ringelementes (9) verbunden sind, und daß die einander benachbarten Kolbenflächen (23 und 23a) der beiden als doppeltwirkende Axialkolben ver­ wendeten weiten Kolbenteile (19 und 19a) in einer gemeinsamen Arbeitskammer (21a) liegen.

11. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Zahnräderwechselgetriebe (28) der Vorgelegebauart zum Kuppeln von zwei koaxialen Wellen (30 und 32), bei der das Ringelement (9) konzentrisch zwischen den benachbarten Wellenenden liegt und der Differentialkolben (12, 19 in Fig. 4) koaxial zur Wellenachse (30b-30b) angeordnet ist.