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Unter Flüssigkeitsdruck arbeitende Scheibenkupplung für die Wellen
von Kraftmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen -Die Erfindung
betrifft :eine roter Flüssigkeitsdruck arbeitende Scheibenkupplung für die Weilen
von Kraftmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, mit stets im Eingriff
stehenden Zahnradsätzen, bei welcher die Mitnahme der Kupplungsscheiben durch Biegehäute
erfolgt, die. eine Druckkammer abschließen.
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Bei den bekannten Kupplungen dieser Art werden die Kupplungsscheiben,
die mit den einzelnen Geschwindigkeitsstufenrädern verbunden sind, nacheinander
nach Maßgabe des auf den axial verschiebbaren Kolben gesteigert ausgeübten Flüssigkeitsdruck
mechanisch zugeschaltet.
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Demgegenüber erfolgt nach der Erfindung die Schaltung der Kupplungsscheiben
durchweg rein hydraulisch,. dadurch, daß, die Druckflüssigkeit Über einen Kolbenschieber,
der unter der Belastung :einer geeichten Feder steht, in die Druckkammer für die
Kupplung der ersten Geschwindigkeitsstufe einströmt und von dieser Kammer über einen
durch eine stärkere Feder .belasteten Kolbenschieber in die Druckkammer für die
Kupplung der zweiten Geschwindigkeitsstufe geführt wird usf. bis zur Druckkammer
für die Kupplung der letzten. Geschwindigkeitsstufe. Hierdurch wird eine Kupplung
geschaffen, deren Wirkung genauer eingestellt werden kann als die der mechanischen
und durch Reibung beeinflußten Zuschaltung.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen Abb. i in Ansicht und Längsmittelschnitt
nach der Linie E-O-F der Abb. z eine Kupplung für Getriebekästen mit drei Geschwindigkeitsstufen
für Kraftfahrzeuge, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D der Abb. i, Abb. 3 in
größerem Maßstab einen Teilschnitt nach der Linie O-Cr der Abb,. z.
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Die Abb. i bis 3 zeigen 'eine Anwendung der Kupplung bei Kraftfahrzeugen.
Um die Aufgabe der Schaffung eines selbsttätig schaltenden Getriebekastens zu lösen,
muß eine entsprechende Verteilung der Druckflüssigkeit .angewendet werden. Die Kupplungsscheiben
41, 42 und 43 (Abb. z) sind mit Keilen auf drei unabhängigen gleichachsigen Wellen
44, 45 und 46 befestigt. Das - die Kupplungen und Getriebe enthaltende Gehäuse ist
an das Motorgehäuse 48 angebaut.
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An einem Ende 49 der Kurbelwelle 5o. ist die Scheibe 51 befestigt,
welche :ein Schwungrad bildet. Die übrigen Teile der Einrichtung sind mittels Bolzen
52 :an diese Sclheibe
angeschlossen. Die innen mit Nuten
oder Zähnen versehenen Zwischenringe 53, 54 und 55 wechseln sich mit festen Platten
56, 57 und 58 ab (Abb. i und 3).
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Bewegliche Plattenpaare 59, 6o und 61 (Abb. i und 3) greifen in Nuten
oder Zähne der Zwischenringe 53, 54 und 55 ein. Sie werden durch Federn 62 in dem
für den Leerlauf erforderlichen Abstand gehalten (Abb. 3). Die Druckflüssigkeit
gelangt durch den Kanal 63 in eine Auskehlung 64, .geht dann durch die umlaufende
Nabe 65 der Scheibe 56 hindurch, welche mit ihr aus einem Stück besteht und .einen
Verteiler bildet, um in die Zuleitung 34 zu gelangen. und von dort schließlich in
die kleine Kammer 35 zu fließen, welche über dem Kolbenschieber 36 vorgesehen ist
(Abb. i und 2).
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Zur Sicherung einer durchaus selbsttätigen Wirkungsweise wird die
Flüssigkeit hier in besonderer Weise geleitet, worin ein kennzeichnendes Merkmal.
der Erfindung zu erblicken ist. Obwohl die Einrichtung nämlich mehrere Geschwindigkeitsstufen
aufweist, ist nur ein einziger Flüssigkeitseinlaß im Anschluß. an die Scheibe 56
vorhanden; dieser Einlaß wird gebildet durch den Kanal 34 (Abb. i und 2), der über
dem Kolbenschieber 36 (Abb. 2) der ersten Geschwindigkeitsstufe endet. Wenn die
Voraussetzungen für die Einschaltung es ersten Ganges erfüllt sind, geht die Flüssigkeit
von dort in den gestrichelt dargestellten Kanal 66 und durch diesen hindurch (Abb.
i). Die Flüssigkeit gelangt so zu den die beiden beweglichen Scheiben 59 steuernden
Biegehäuten, die im richtigen Augenblick die Mitnahme der auf die Welle 44 aufgekeilten
Scheibe 4. i und damit die Mitnahme des Zahnrades der ersten Geschwindigkeitsstufe
sichern.
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Die Flüssigkeit kann auf die Biegehäute des Plattenpaares 59 erst
einwirken, :nachdem sie die Gegenkraft der Feder 37 des Kolhenschiebers 36 (Abb.
2) überwunden hat, d. h. nachdem sie beispielsweise durch das schnellere Arbeiten
der von der Motorwelle getriebenen Flüssigkeitspumpe unter einen höheren Druck gekommen
ist, welcher ausreicht, um die Scheibe der ersten Geschwindigkeitsstufe mitzunehmen.
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Die Flüssigkeit tritt dann durch die Öffnung 67 (Abb. i und 2) der
die erste Geschwindigkeitsstufe steuernden Kammern aus und gelangt in die Kammer
68 (Abb. i, 2 und 3), welche durch den dem Kolhenschieber 36 der ersten Geschwindigkeitsstufe
ähnlichen Kolbenschieber 69 (Abb. 3) geschlossen gehalten wird. Wenn der Flüssigkeitsdruck
stark genug ist, um den Kolbenschieber 69 zu öffnen, dringt die Flüssigkeit durch
die Öffnung 70 (Abb. i und 3) und den Kanal 7 1 (Abb. 3) bis hinter die Biegehäute,
welche das bewegliche Scheibenpaar 6o (Abb. 3) steuern; dieses nimmt die Scheibe
42 (Abb. i und 3) der zweiten Geschwindigkeitsstufe mit.
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Im weiteren Verlauf ihres Weges geht die Flüssigkeit von 'den Biegehäuten
der zweiten Geschwindigkeitsstufe zu denen der dritten Stufe, und zwar durch die
Öffnung 72, die Kammer 73 und den Kanal 74 (Abb. 2 und 3), die durch den in der
Bohrung (Abb. 3) untergebrachten Kolbenschieber gesteuert werden. Von dort aus gelangt
die Flüssigkeit hinter die Biegehäute der beweglichen Scheiben 61, welche die Mitnahme
der Kupplungsscheibe 43 der dritten Geschwindigkeitsstufe oder des unmittelbaren
Antriebes regeln.
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Die Hohlwellen 44, 45, welche die Kupplungsscheiben 41, 42 tragen,
weisen an ihrem den Kupplungsscheiben abgewandten Ende Zahnräder auf, .die mit anderen
Zahnrädern zusammenarbeiten, welche auf einer Zwischenwelle mittels einer Freilaufkupplung
festgelegt werden können. Wird die Kupplungsscheibe 42 mitgenommen, so läuft das
mittlere Zahnrad der Zwischenwelle lose, wenn jedoch die Kupplungsscheibe 43 der
höchsten Geschwindigkeitsstufe mitgenommen wird, so laufen die beiden mit den Zahnrädern
der Wellen 44, 45 in Eingriff stehenden Zahnräder lose, so daß sämtliche Kupplungsscheiben
mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen können.
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Die drei Kolbenschieber der drei Geschwindigkeiten sind einander ähnlich,
nur die Federn 37 sind verschieden stark gespannt. Die schwächste Feder wirkt auf
den Kolbenschieber 36 der ersten Geschwindigkeitsstufe und die stärkste Feder auf
den der dritten Geschwindigkeitsstufe (in Bohrung 75).
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Die Flüssigkeit wird ,aus den drei Schieberkammern durch :eine Öffnung
76 herausgelassen (Abb.3). Diese wird selbsttätig geöffnet, sobald der Flüssigkeitsdruck
auf den Kolbenschieber geringer wird als die Spannung der Feder 37 (Abb. 3). Abb.
3 zeigt den Kolbenschieber in der Auslaßstellung bei geschlossenem Flüssigk:eitseinlaß:.
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Diese Anordnung .ermöglicht die stufenweise Veränderung der Geschwindigkeiten
unter Ausschluß aller Störungen. Die Druckflüssigkeit muß die durch die Biegehäute
abgeschlossenen Kammern der ersten Geschwindigkeitsstufe anfüllen und diese Geschwindigkeit
einschalten, bevor sie auf die Biegehäute der zweiten Geschwindigkeitsstufe einwirken
kann. Diese werden ihrerseits durch den Flüssigkeitsdruck belastet, bevor die dritte
Geschwindigkeitsstufe eingerückt werden kann. Die Geschwindigkeitsabnahme beim Sinken
des Flüssigkeitsdruckes findet
ebenfalls in der Reihenfolge statt,
da sich zuerst der Kolbenschieber der dritten Geschwindigkeitsstufe schließt mit
seiner stärksten Schließfeder, worauf der Kolbenschieber der zweiten Stufe folgt,
dessen Feder wieder stärker ist als die des Kolbenschiebers :der ersten Geschwindigkeitsstufe.
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Die Verteilerplatte 56 (Abb. i bis 3) enthält an ihrem Umfang so viele
Abflachungen, wie Kolbenschieber vorhanden sind. Diese Abflachungen liegen senkrecht
zur Kolbenachse und dienen zur Aufnahme einer in der Folge als Steg bezeichneten
Deckplatte 77 besonderer Form (Abb. i bis 3). Dieser Steg weist ein zylindrisches
Führungsstück 78
(Abb. 3) auf, welches gleichzeitig den Ventilsitz bildet.
Der Steg verschließt eine Kammer 35 bzw. 68 bzw. 73, welche die Öffnungen 34 und
66 (Abb. i und 2) für- die erste Geschwindigkeitsstufe, die Öffnungen 67 und .70
(Abb. i bis 3) für die zweite Geschwindigkeitsstufe und die Öffnungen 72 und 74
(Abb. 2) für die dritte Geschwindigkeitsstufe miteinander verbindet. Die Stege 77
werden auf der Verteilerplatte mit Hilfe von Bolzen 9 (Abb. 3) befestigt.