DE7016398U

DE7016398U - Hydraulische kupplung bzw. hydraulischer drehmomentwandler.

Info

Publication number: DE7016398U
Application number: DE19707016398
Authority: DE
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1969-05-02
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1970-09-03
Also published as: ES379214A1; FR2041614A5; GB1243616A; DE2021334A1

Description

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				Case A 665

SOGIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris, Frankreich

Hydraulische Kupplung bzw. hydraulischer Drehmomentwanr¹'

Priorität: 2. Mai 1969 Frankreich

Die Neuerung bezieht sich auf eine hydraulische Kupplung bzw. einen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge (im folgenden wird der Einfachheit halber nur von "hydraulischer Kupplung" gesprochen). Diese hydraulische Kupplung umfaßt einen hydraulischen drehfest mit einer Motorwelle verbundenen Arbeitsraum, der ein Impulsrad definiert, während ein Turbinenrad in dieser Arbeitskammer oder diesem Gehäuse vorgesehen ist und hydraulisch mit dem Impulsrad zusammenwirkt, wobei das Turbinenrad mit einer angetriebenen Welle über eine Verbindungseinrichtung verbunden ist, die einen Ring aufweist, der mittels Verschraubung mit dem Turbinenrad zusammenwirkt und der klauenartig in die angetriebene Welle eingreift.

Im allgemeinen ist bei bekannten Anordnungen dieser Art der in einer Richtung wirkende Verbindungsring in einem Getriebegehäuse untergebracht, welches sich an die Kupplung anschließt

"und Steuereinrichtungen für dieses Getriebe zugeordnet ist.

Gegenstand der Neuerung ist eine hydraulische Kupplung der oben genannten Bauart, bei der die Verbindung im Innern der Kupplung vorgesehen ist, was es ermöglicht, ein beliebiges Getriebe an die Kupplung anzuschließen, während Einrichtungen vorgesehen sind, um die Motorbremswirkung, insbesondere nach Geschwindigkeitsrückstufungen aufrechtzuerhalten.

Eine hydraulische Kupplung nach der Neuerung zeichnet sich dadurch aus, daß dieser Ring mitten in der hydraulischen Kupplung angeordnet ist und daß ein Steuerkolben ebenfalls mitten in der Kupplung vorgesehen und drehfest mit dem Turbinenrad verbunden und so ausgebildet ist, daß er unter Klauenwirkung mit diesem Ring zusammenwirkt. Die Kolbenbetätigung kann so erfolgen, daß sie für den Benutzer, beispielsweise mittels eines Handzuges am Armaturenbrett betätigt wird. Vorzugsweise ist diese Steuerung oder Betätigung dem Betätigungshebel für das Getriebe derart zugeordnet, daß die Betätigung oder Steuerung dieses Kolbens einer Greifbedingung dieses Hebels zur Gangänderung zugeordnet ist.

Diese Ausbildung ermöglicht es einerseits, die angetriebene Welle der Motorwelle während Geschwindigkeitsänderungen zu lösen und andererseits selbsttätig die Motorbremse anschließend an Geschwindigkeitsänderungen beizubehalten, insbesondere bei Geschwindigkeitsrückstufungen.

Im übrigen weist die sich drehende hydraulische Arbeitskammer nach der Neuerung Ventile auf, die zentrifugalkraftbetätigt und einer gegenläufigen elastischen Wirkung derart ausgesetzt sind, daß die Kammer gefüllt gehalten wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle größer als ein vorbestimmter Wert wird, wobei die Arbeitskammer entleert wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle kleiner als dieser vorbestimmte Wert wird.

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Aufgrund dieser Anordnung erhält man selbsttätig eine Unterbrechung in der Transmission, wenn der Motor im Lang s ami auf, insbesondere Leerlauf, dreht.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Neuerung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Jig. 1 eine Teilansicht einer hydraulischen Kupplung nach der Neuerung zeigt, wobei Bing und Kolben beide eine linke Stellung einnehmen}

Fig. 2 ist eine Teildarstellung analog Fig. 1, hierbei ist jedoch der Kolben nach rechts geführt}

Fig. 3 ist eine Darstellung analog Fig. 2, in der der Ring sich ebenfalls in rechter Lage befindet }

Fig. 4 ist eine Darstellung analog Fig. 3> wobei der Kolben eine linke Stellung einnimmt}

Fig. 5 zeigt eine Ausfuhrungsform für ein Zentrif ugalkraf tventil }

Fig. 6 ist eine schematische allgemeine Darstellung einer Kraftfahrzeugtransmission mit einer hydraulischen Kupplung nach der Neuerung;

Fig. 7 ist eine Darstellung analog Fig. 1, betrifft jedoch eine abgeänderte Ausführung3fοrm nnd

Fig. 8 eine Teildarstellung im Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Es soli zunächst auf Pig. 6 Bezug genommen werden. Eine Kraftfahrz eugtransmis sion umfaßt eine hydraulische Kupplung (Drehmomentwandler) 10, die durch die Kurbelwelle 11 eines Motors angetrieben ist; anschließend a; ■.· ..e hydraulische Kupplung 10 ist ein Getriebe 15 mit einem EeL.^j. 14 für den Geschwindigkeit«- wechsel vorgesehen. Die Ausgangswelle 15 des Getriebes 13 treibt die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges.

Die hydraulische Kupplung 10 umfaßt (Fig. 1 und 6) eine hydraulische Arbeitskammer 16, deren Impulsrad 17 drehfest mit der Antriebswelle 11 ist. Eine Antriebsturbine 18 ist im Innern der ( Kammer 16 angeordnet und wirkt hydraulisch mit dem Impulsrad zusammen. Das Turbinenrad 18 ist über eine Einrichtung 19 mit einer angetriebenen Welle 20 verbunden, welche das Getriebe 13 treibt. Die Vorrichtung 19 wird im folgenden beschrieben.

Das Turbinenrad 18 (Fig. 1) ist durch Schrauben 21 gegen eine Nabe 22 befestigt, die durch ein Lager 23 gegenüber der Kammer 16 zentriert ist und in der die angetriebene Welle 20 mittels Eingen 24 zentriert ist.

Die Nabe 22 weist einen vorstehenden Teil 25 in Form eines Kranzes oder dergleichen auf, der mitten in der Kupplung angeordnet ist und der unter Abstand die Welle 20 umgibt. Ein ebenfalls mitten in der Kupplung angeordneter Hing 26 umgibt den Kranz 25 und wirkt mit ihm unter Verschraubung mittels schraubenförmiger Kannelierungen 27 des Hinges 26 zusammen, welche in Eingriff mit schraubenförmigen Kannelierungen des Kranzes kommen. Der Hing 26 nimmt über Schrauben 29 ein fest angesetztes Teil 30 auf. Dieses wirkt durch klauenartigen Eingriff mit der angetriebenen Welle 20, und zwar mittels einer Verzahnung 31 des Teiles 30 zusammen, der mit einer Verzahnung 32 der angetriebenen Welle 20 kämmt. Bei 33 erkennt man Synchronisationseinrichtungen, die den klauenartigen Eingriff der Verzahnungen 31 und 32 erleichtern sollen.

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Versucht die Turbine 18 schneller als die Welle 20 zu laufen, so neigt der Ring 26 dazu, aufgrund der Schraubenausbildung in die linke Stellung (Fig. 1 oder 2) zurückgedrängt zu werden, wo die Verzahnungen 31 und 32 in Eingriff miteinander sind und, neigt die Turbine 18 dazu, langsamer als die Welle 20 zu laufen, so wird der Ring 26 leicht aufgrund des entgegengesetzten Schraubensinnes in die rechte Stellung (Fig, 3 oder 4) zurückgedrückt, wo die Verzahnungen 31 und 32 voneinander gelost sind,

Die Verbindungsvorrichtung 19 umfaßt im übrigen einen hydraulischen Ringsteuerkolben 34·· Dieser umgibt die Welle 20 und ist selbst vom Kranz 25 umgeben. Die angetriebene Welle 20 umfaßt zwei aufeinanderfolgende zylindrische Lagerflächen 35 und 36 unterschiedlichen Durchmessers, während der Kolben 34- zwei Bohrungen 37 und 38 entsprechenden Durchmessers aufweist, die über die Lagerflächen 35 und 36 greifen, derart, daß eine hydraulische Arbeitskammer 39 zwischen zwei Dichtungen 40 und 41 definiert wird.

Der Kolben 34· weist auf seinem Außenumfang in Längsrichtung verlaufende Kännelierungen 42 auf, die axial verschiebbar in Kannelierungen 43 eingreifen, die innen im Kranz 25 vorgesehen sind. Die Kannelierungen 42 wirken infolge Klauenwirkung mit Kannelierungen 44 des Teiles 30 des Ringes 26 zusammen.

Eine Feder 45 wirkt zwischen Nabe 22 und Kolben 34 und versucht, den Kolben 34 in die rechte Stellung (Fig. 2 und 3) zu drängen.

Wird die Betätigungskammer 39 unter Druck gesetzt, so versucht sie, gegen die Wirkung der Feder 45, den Kolben 34 in die linke Stellung (Fig. 1 und 4) zu führen.

Der Ring 26 und der Kolben 34 können so insgesamt sowohl der eine wie der andere die vier jeweils in den Fig. 1 bis 4 dar-

gestel"; .--.- boellungen einnehmen. Die Verzeihungen ⁷1 und 32 kämme-i? -is.cb ien Fig. 1 und 2 miteinander und sind nach den Fig. 5 und ¹T ?ζ- °inander getrennt. Di3 Verzahnungen 42 und 44 kämmen erst ir. . ig. 2 und sind in den Fig. 1, 3 und 4 gelöst voneinander=

Die Arbeitskammer 39 ist begrenzt durch einen Kanal 46, der in der angetriebenen Welle 2G (Fig. 1) ausgespart ist und der (Fig. 6) über eine sich drehende Dichtung 4-7 mit einem Steuerverteiler 4-8 verbunden ist

Der Verteiler 4-8 ist einer Druckleitung 4-9 und einer zu einem Speicher 51 gehenden Eückführleitung 50 zugeordnet. Die Leitung 4-9 wird über eine Pumpe 52 gespeist, die in den Speicher 51 fördert und die mit einem Auslaßventil 53 versehen ist. Der Schieber des Verteilers 46 ist zwischen zv;ei Stellungen beweglich gelagert. In einer dieser Stellungen wird der Kanal 48 der Kammer 49 in Verbindung mit der Druckleitung 49 gesetzt, während in der anderen Stellung der Kanal 45 in Verbindung mit der Rückführleitung 50 gesetzt wird.

Der Schieber des Verteilers 48 wird durch einen Elektromagneten 54- betätigt, der über eine Stromquelle 55 über einen Unterbrecher 56 gespeist wird. Dieser wirkt mit dem Geschwindigkeitswechsel- oder Gangschalthebel 14 zusammen und ist einem Zustand zugeordnet, wo der Hebel 14 für die Gang- oder Geschwindigkeitswechsel erfaßt wird.

Die hydraulische sich drehende Arbeitskammer 16 umfaßt Ventile 57 (Fig. 5 und 6), die der Zentrifugalkraft und einer Gegenfeder 58 derart ausgesetzt sind, daß sie gegen ihre außen angeordneten Sitze gedrückt werden, um die Kammer gefüllt zu halten, wenn die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle über einem bestimmten Wert liegt, beispielsweise einem Wert, der geringfügig größer als die Langsamlaufgeschwindigkeit des Motors 12 ist, während die Ventile 57 "von ihren Sitzen durch die Federn

58 entfernt sind (Fall der Fig. 5) und- die die Eaimner 16 leeren können, wenn die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 11 kleiner als die,3er vorbestimmte Wert wird.

Dreht der Motor ^^m IisngssLnilsiif ₅ ^-.j wipd die KuTDplune 16 entleert und der Benutzer kann einen Gang einlegen, um ohne Gefahr von Stößen anfahren zu können. Beschleunigt der Fehrer, so schließen die Ventile 57 uncL übliche Mittel zum Speisen der Kupplung 10 mit öl füllen diesen. Dae Fahrzeug fährt an.

Sobald der Hebel 14 freigegeben wird, wird die Kammer 39 Verbindung mit dem Speicher 51 gesetzt und die Federn 45 drücken den Kolben 34 nach rechts (Fig. 2 oder 3)- Zieht der Motor 12 das Fahrzeug, so nimmt der Hing 26 seine linke Stellung an und die Klauen y\ und 32 greifen ineinander und man befindet eich in der Stellung der Fig. 2, wo ein Eingriff der Verzahnungen sowohl bei %2, 43 wie bei y\, 32 erfolgt. Die Vorrichtung wirkt dann wie eine bidirekt:·.^r¹ eile Verbindungsvorrichtung und, gibt der Benutzer das Besciileunigerpedal frei, so hindert der Eingriff bei 42, 43 den Ring 26 daran, sich zu verschieben, was die Ausnützung des Motorbremsmomentes möglich macht.

Ändert der Fahrer die Geschwindigkeit, so wird der Unterbrecher 56 betätigt und stellt den Verteiler 48 in eine ß-hellun^ der die Kammer 39 in Verbindung mit der Druckleitung .. ff jetzt ist; der Kolben 34- nimmt die linke Stellung (Fig. 1 ciPx 4) ein, in der die Kannelierungen 42 von der Verz / -^cuig 44 freikommen .

Da bei Beginn des Geschwindigkeitsänderungsvorganges der Benutzer intuitiv das Gaspedal freigibt, so wird der Hing 26 veranlaßt, sich in die Stellung der Fig. 4 zu verschieben oder kann sich in diese Stellung verschieben, was zu einer Unterbrechung zwischen Motorwelle 11 und angetriebener Velle 20 führt, wodurch wiederum der Gangwechsel eben möglich wird. So-

bald der neue Gang eingelegt ist, "betätigt die Freigabe des Hebels 14 in entgegengesetzter Richtung den Unterbrecher 56 und dieser gibt den Verteiler 48 in der Richtung frei, in der die KqTnTTIt=J-P 39 in Verbindung mit der Rückführleitung 50 gesetzt ist; der Kolben 34 kehrt in seine rechte Stellung (Fig. 2 oder 2 ^ Γ7·π ·7τπί πλτ- ΗλΉπΊ Λ rln-n TinV» -»-»ö-r* τ.γτ ωλΙοτ* "hnonhl onrci rr-f- τ-ι -i τητη +■ HHo

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Vorrichtung ihre Stellung nach Fig. 2 wieder ein und behält sie, wie vorher angedeutet, und wirkt wie eine bidirektionelle Verbindungseinrichtung.

Die Ausbildung nach der Neuerung ermöglicht es, mit einer ί sehr einfachen selbst im Innern der Kupplung 10 vorgesehenen Konstruktion mit einem beliebigen Getriebe Geschwindigkeitsänderung in Abwesenheit eines Auskupplungspedals vorzunehmen.

Das gerade Gesagte bezieht sich auf ein übliches Kraftfahrzeug. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise bei Müllfahrzeugen, kann es notwendig sein, das Fahrzeug im entkuppelten Zustand zu halten, wobei jede Freiheit bezüglich der Drehgeschwindigkeit des Motors beibehalten wird, der zu diesem Augenblick beliebig HilfsSteuerungen entweder direkt oder hydraulisch auslösen können muß. Diese Möglichkeit wird leicht neuerungsgemäß dadurch erhalten, daß das federtarierte Ventil durch ein gesteuertes Ventil ersetzt wird, welches sich nach v. Wunsch des Benutzers öffnet oder schließt, und zwar urvcer Zwischenschaltung einer beliebigen geeigneten, beispielsweise hydraulischen, pneumatischen, elektromagnetischen oder dergleichen Steuerung, die im übrigen an sich bekannt ist.

Insbesondere umfaßt der Betrieb der Müllfahrzeuge im allgemeinen zwei Stufen:
1.) Straßenlage entsprechend dem Normalbetrieb eines Fahrzeuges, die für Fahrten langer Dauer notwendig ist.

2.) Aufnehmerstellung oder -lage, wo die Motorgeschwindigkeit auf einen beschleunigten Langsamlauf geregelt ist, der beispielsweise 1200 Umdrehungen pro Minute erreichen kann,

damit die hydraulische Pumpe die verschiedenen Hilfsfunk tionen ausführen kann. Die Steuerung der Hilfsfunktionen kann entweder bei Stillstand des Fahrzeuges oder bei reduziertem Fahrzeugverhalten erfolgen, wobei die Motorgeschwindigkeit 12C0 Umdrehungen pro Minute beispielsweise nicht iibs

Um diesen Forderungen zu entsprechen, ist die hydraulische Kupplung mit Schnellentleerungsventilen versehen, deren Schliessen durch das Speiseöl der Kupplung und das öffnen durch Unterbrechung der Speisung gesteuert wird.

während der Ladeperiode steht das Getriebe auf einer niedrigen Stufe im Eingriff.

Der Stillstand des Fahrzeuges wird durch öffnen der Ventile (Unterbrechung der Speisung) und Entleerung der Kupplung unabhängig von der Motorgeschwindigkeit erreicht.

Die Hilfsaggregate können bei der gewünschten Motorgeschwindigkeit gesteuert werden.

Soll das Fahrzeug sich bei verminderter Geschwindigkeit vorwärtsbewegen, so wird die Speisung der Kupplung von neuem (beispielsweise über Elektroventil) sichergestellt, die Ventile schließen und die Kupplung füllt sich, Mitnahme oder Antrieb des Fahrzeuges sind sichergestellt.

Nach Fig. 5 besteht die Unterbrechereinrichtung, die in den aktiven Zustand versetzt worden ist, wenn die Motorwelle 11 im Langsamlauf dreht, aus einer gesteigerten Entleerung der Arbeitskammer 16 aufgrund der Ventile 57·

Es so11 nun auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen werden, wo die Unterbrechereinrichtung im Langsemi auf darin besteht, daß die Klauen bei 31-332--des Hinges 26, 30 und der angetriebenen Welle

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20 verstärkt auseinandergetrieben werden. Dieses Entkuppeln oder Auseinandergehen der Klauen wird vorzugsweise über einen Kolben 60 ermöglicht, der zwischen dem Ring und dem Turbinenrad 18 zur Wirkung kommt.

In den Fig. 7 und S erkennt man bei 55 die die Synchronisationseinrichtungen bildenden Klinken, die zwischen dem Ring 26 und der angetriebenen Welle 20 wirken und die hier nicht durch die angetriebene Welle 20 wie bei Fig. 1, sondern durch den Ring getragen sind.

Der Kolben 60 kann gleichzeitig mit dem Kolben 34-, jedoch vorzugsweise kurze Zeit später betätigt oder gesteuert werden.

Ansprüche:

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Claims

- 11 Ansprüche

1. Hyd- . .-.Ische Kupplung bzw. hydraulischer Drehmomentwandler, inL ,ondere für Kraftfahrzeuge, mit einer hydraulischen Arbeitskammer, deren Impulsrad drehfest mit einer Motorwelle verbunden ist, ./ährend ein Turbinenrad in dieser Kammer angeordnet ist und hydraulisch mit diesem Impulsrad zusammenwirkt, v.^robei das Turbinenrad mit einer angetriebenen Welle durch eine Verbindungseinrichtung mit einem Ring verbunden ist, der unter Schrauben mit dem Turbinenrp - zusammenwirkt und im Klauene^jagriff mit der angetriebenen Welle steht, dadurch gekennzexohnet, daß dieser Ring (26) mitten in der Kupplung (10) angeordnet und daß ein Steuerkolben ebenfalls mitten in der Kupplung vorgesehen und drehfest mit dem Turbinenrad (18) ausgebildet ist und in Klaueneingriff mit dem Ring (26) steht.

2. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kolben (3^0 als Ringkolben ausgebildet ist und die angetriebene Welle (20) umgibt und hydraulisch angetrieben wird.

3· Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (26) durch Verschrauben mit einem kranzförmigen vorspringenden Teil (25) einer Nabe (22) zusammenwirkt, an der das Turbinenrad (18) fest sitzt, welche gegenüber dem sich drehenden Gehäuse zentriert ist und die angetriebene Welle trägt.

4-. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Welle (20) zwei aufeinanderfolgende zylindrische Auflager oder Lagerflächen (35» 36) unterschiedlichen Durchmessers trägt, während der Kolben zwei Bohrungen entsprechenden Durchmessers aufweist, die auf die Lagerflächen greifen, derart, daß eine hydraulische Arbeitskammer (16) gebildet wird.

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Hydraulische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekenn*

daÄ elastisch« RucksteliAlnrlehtuneen (45) zwischen getriebene Welle (20) und Kolben (34) zwischengeschaltet sind.

6. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Arbeitskammer (36) gespeist wird über einea Kanal (46), der in der getriebenen Welle (20) vorgesehen und über eine sich drehende Dichtung alt einea Steuerschieber (48) verbunden ist.

7. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 5, wobei die angetriebene Welle einem Getriebe zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber dem Greiferzustand eines Betätigungshebels dieser Gangschaltung zugeordnet ist.

8. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen Motor^elle und angetriebene Welle (20) zwischengeschaltete Unterbrechereinrichtung.

9. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterbrechereinrichtung Ventile zur gesteigerten Entleerung der hydraulischen sich drehender Ar j«1¹;: kammer vorgesehen sind.

10. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 8, get>anzeichnet durch einen zwischen Ring (26) und Turbinenrad (18) angeordneten Kolben zum verstärkten Auseinandergehen oder Entkuppeln der Klauenausbildung dieses Ringes (26) und der angetriebenen Welle (20).

11. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Synchronisationseinrichtungen wie Klinken zwischen Ring

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-13-(26; 30) und angetriebener Welle.

12. Hydraulische Kupplung nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Synchronisationseinrichtungen von der angetriebenen Welle (20) getragen sind.

13. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Synchronisationseinrichtungen vom Ring (26; 30) getragen sind.

PATENTANWÄLTE

DR..IN& H. FINCKe DIPL-ING. H.ΒΟΗ« DIPL-ING £ STAEGEB