SE501140C2 - Arrangemang vid en koppling i en fordonstransmission - Google Patents

Description

501 140 10 15 20 25 30 35 Uppfinningens ändamål Åndamàlet med uppfinningen är att eliminera eller àtminstone reducera de ovan pátalade nackdelarna hos kända vätkopplingar. Uppfinningen har sàledes till ándamàl att reducera kopplingens slápförluster p g a dess rotation i oljan och att reducera den temperaturökning av oljan som är en följd av slápförlusterna.

Hàrutöver har uppfinningen till ändamål att möjliggöra en i övrigt optimal utformning av kopplingen med god möjlighet att bortföra friktionsvàrme frän lamellerna och ästadkomma gynnsamma driftsbetingelser.

Vidare ska arrangemanget vara enkelt med avseende pä tillverkning och montering, och i förekommande fall ska det vara enkelt att applicera pä redan befintliga kopplingar.

Kort beskrivning av uppfinningen I enlighet med uppfinningen ástadkommes uppfinningens ändamål genom att kopplingen utformas med de särdrag som anges i den kánnetecknande delen av patentkravet 1. I de bifogade underkraven anges fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen.

Genom att anordna en ackumulator möjliggöres att oljan i kopplingshuset kan evakueras under den tid den ej behövs, dvs under normal drift när kopplingen enbart överför drivkraft. Oljenivän i kopplingshuset kan därmed reduceras sä att kopplingen ej alls eller endast obetydligt roterar i oljan. Detta medför att slápförlusterna kan elimineras eller reduceras, liksom den därav orsakade uppvärmningen av oljan. 10 15 20 25 30 35 501 140 Ackumulatorn möjliggör vidare att under kopplingsförlopp oljan kan tilledas kopplingshuset för att pà i sig känt sätt för en vàtkoppling bortleda friktionsvàrme och förhindra lokal uppvärmning av lamellerna. Genom att kopplingshuset enbart är oljefyllt under en kort tid blir de negativa egenskaperna med en vátkoppling knappt pävisbara.

Ackumulatorn är med fördel styrd under inverkan av en pneumatisk cylinder som tilledes tryckluft i beroende av kopplingens aktivering. Ett pneumatiskt styrsystem har fördelen att det ordinarie tryckluftssystem som normalt finns pà tyngre fordon för dess bromssystem kan utnyttjas för att leverera den erforderliga tryckluften.

Genom att manga tyngre fordon redan idag har kopplingsservon som utnyttjar tryckluft frán fordonets bromssystem fordrar det uppfinningsenliga arrangemanget enbart smärre modifieringar av befintliga komponenter.

Detta gör det möjligt att med enkla medel utnyttja uppfinningen även pä befintliga fordon.

Med fördel kan i förekommande fall kopplingens aktivering detekteras med hjälp av en vid kopplingspedalen anordnad givare.

Ytterligare uppfinningen utmärkande fördelar och egenskaper framgàr av efterföljande beskrivningsexempel av en fördelaktig utföringsform.

Figurförteckning Beskrivningen göres med hänvisning till bifogade ritning, pá vilken fig 1 visar ett uppfinningsenligt arrangemang delvis schematiskt och delvis i detalj de ingàende komponenternas närmare utformning. 501 140 10 15 20 25 30 35 Beskrivning av utföringsexempel Bifogade figur 1 visar ett arrangemang vid en koppling ingáende i en transmission för ett tyngre fordon sásom en lastbil eller en buss.

Transmissionen innefattar en koppling l avsedd att överföra drivkraft frán en motor till en växellåda och avsedd att möjliggöra drivkraftavbrott vid váxlingmanövrering eller vid andra liknande behov.

Kopplingen l ár inrymd i ett kopplingshus 2 monterat till den bakre anden av motorn vid vilken motorns vevaxel 3 är förbunden med motorns svánghjul 4. I detta fall är ett antal lameller 5 vridfast förbundna med svánghjulet 4 och vilka tillsammans med svànghjulet 4 och en tryckplatta 9 bildar kopplingens 1 ena halva. Kopplingens l andra halva är förbunden med en utgående axel 8 och utgöres av en medbringarskiva 6 till vilken är anfást ett antal ytterligare lameller 7. Dessa lameller 7 är anordnade mellan var och en av de med svànghjulet 4 förbundna lamellerna 5. Pa i sig konventionellet sätt ar tryckplattan 9 anordnad att under inverkan av en kopplingsfjàder 10 pressas mot svànghjulet 4 för att därmed pressa lamellerna 5,7 mot varandra för att åstadkomma drivkraftförbindelse mellan kopplingens báda halvor.

Kopplingen 1 är avsedd att manövreras under inverkan av en kopplingspedal, vilken mekaniskt, hydrauliskt eller pà annat känt sätt pàverkar kopplingen. Dà emellertid kopplingen l i sig och de för dess manövrering erforderliga komponenterna är vál kända, avgränsas beskrivningen fràn detta i den utsträckning det ej erfordras för förståelsen av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 501 140 Kopplingshusets 2 undre del utgör en oljesump 12 som under vissa driftsfórhàllanden är avsedd att inrymma olja och i vilken kopplingens lameller 5,7 mer eller mindre är inrymda. Under dessa driftsfórhällanden är kopplingen funktionsmässigt en vàtkoppling.

En ackumulator 13 är anordnad att inrymma àtminstone en väsentlig del av denna olja vid andra driftsförhàllanden under vilka kopplingen 1 funktionsmässigt är en torrkoppling. Oljan transporteras sàledes mellan kopplingshusets oljesump 12 och ackumulatorn 13 i enlighet med vad som närmare beskrives nedan.

Ackumulatorn 13 är medelst tva konsoler 14 monterad till en av fordonets rambalkar 15 i närheten av kopplingshuset 2.

Ackumulatorn 13 bestár av en cylinder 16 med en kolv 17 som avgránsar tvá utrymmen 18,19 i cylindern 16. Vid ackumulatorns 13 ena ändvägg 20 är anordnat en anslutning 21 för ena änden av en hydraulledning 22 vars andra ände är ansluten till undersidan pà kopplingshuset 2. Det ena utrymmet 18 i cylindern 16, i figuren det högra utrymmet 18, komunicerar sàledes via hydraulledningen 22 med kopplingshusets oljesump 12. Det andra utrymmet 19 i cylindern 16 är avluftat via en ej visad kanal utsträckande sig mellan utrymmet 19 och omgivande atmosfär.

Pa ackumulatorns 13 andra ändvägg 23, i figuren den vänstra, är anordnad en fläns 24 vid vilken en luftcylinder 25 är monterad. Luftcylinder 25 innefattar en luftkolv 26 som via en kolvstàng 27 är direkt förbunden med kolven 17 i ackumulatorn 13. Luftcylindern 25 innefattar tvä anslutningar 28,29 för tillförsel av tryckluft for att förflytta luftkolven 26 till endera av 501 140 lO 15 20 25 30 35 sina bada ändlägen.

Luftcylinderns 25 bàda anslutningar 28,29 är förbundna med en magnetventil 30, som möjliggör att anslutningarna 28,29 kan förbindas med en tryckluftskälla 31. I detta fall ingár tryckluftskällan 31 i fordonets bromssystem. I figuren är tryckluftskällan àtergiven som en av bromssystemets tryckluftstankar 31 som via en tilloppsledning 32 är ansluten till en första ventilport 33 pà magnetventilen 30. En andra ventilport 34 är via en första ledning 37 direkt förbunden med luftcylinderns 25 ena anslutning 28. En tredje ventilport 35 är via en andra ledning 38 förbunden med luftcylinderns 25 andra anslutning 29. Denna andra ledning 38 innefattar tva med varandra parallella grenledningar 39,40. I den första grenledningen 39 ingar en strypning 41 som i bada flödesriktningarna stryper flödet. I den andra grenledningen 40 ingar en backventil 42 som är riktad sä att den spärrar tryckluftstillförseln till cylindern 25 frán tryckluftskällan 31 medan den medger väsentligen fri strömning i motsatt riktning. Magnetventilen 30 innefattar ytterligare en fjärde ventilport 36, vilken är helt öppen mot omgivningen och genom vilken tryckluftcylindern 25 kan avluftas. Magnetventilen 30 kan intaga endera ett viloläge 43 eller ett aktiverat läge 44. I viloläget 43 är den första porten 33 förbunden med den tredje porten 35, och den andra porten 34 är förbunden med den fjärde porten 36. I det aktiverade läget 44 är i stället den första porten 33 förbunden med den andra porten 34, och den tredje porten 35 är förbunden med den fjärde porten 36. Magnetventilen 30 manövreras till sitt aktiverade läge 44 med hjälp av en elektrisk spole 45 och àtergàr till sitt viloläge 43 under inverkan av en returfjäder 46. Magnetventilen 30 är för sin manövrering förbunden med en elektrisk styrenhet 47, med uppgift att avkänna förarens aktivering av till vilken är anslutet en kopplingspedalkontakt 48 10 15 20 25 30 35 501 140 kopplingspedalen. Kopplingspedalkontakten 48 utgöres lämpligen av en konventionell lägesgivare som gör kontakt när kopplingspedalen nertrampats till ett visst grànsläge och som avger signal sä länge pedalen är nertryckt nedanför detta gränsläge.

Funktionen av det beskrivna arrangemanget är den följande. Arrangemanget antages inledningsvis befinna sig i ett vilolàge motsvarande kontinuerlig körning där drivkraft överföres mellan motorn och växellädan via kopplingen 1. Magnetventilen 30 befinner sig i sitt viloläge 43 och tryckluft frän tryckluftskällan 31 päverkar lyftcylinderns luftkolv 26 att intaga sitt vänstra ándläge, vilket även betyder att ackumulatorkolven 17 befinner sig i sitt vänstra ändläge.

Utrymmer 18 till höger om ackumulatorkolven 17 är fyllt med olja och ackumulatorn 13 är säledes i ett oljefyllt tillstànd. Kopplingshusets oljesump 12 är däremot väsentligen tömt pä olja eller inrymer enbart en liten oljemängd. Kopplingens lameller 5,7 kan därigenom helt utan eller med reducerade släpförluster rotera i kopplingshuset 2. I och med att föraren inför en växelmanövrering trampar ner kopplingspedalen avkänner pedalkontakten 48 detta och avger till styrenheten 47 en signal som indikerar en kopplingsaktivering. Styrenheten 47 avger därvid en utsignal till magnetventilen 30 att intaga sitt aktiverade läge 44. Tryckluften frän tryckluftskällan 31 kommer nu tilledas tryckluftscylinderns 25 vänstra utrymme medan dess högra utrymme ,främst via den backventilen 42 inrymmande andra grenledningen 40, avluftas. Luftkolven 26 päverkar via kolvstängen 27 direkt kolven 17 i ackumulatorn 13 sä att väsentligen all olja i ackumulatorns högra utrymme 18 tilledes kopplingshuset 2 via hydraulledningen 22 och fyller oljesumpen 12 till en viss nivä. I figuren är denna oljenivä indikerad med en streckprickad linje 49. 501 140 10 15 20 25 30 35 Genom att trycklufttillförseln sker via den första- ledningen 37 kommer tillförseln att ske relativt snabbt.

Lämpligen är systemet dimensionerat sä att den tid det tar för föraren att trampa ner kopplingspedalen överensstämmer med den tid det tar att överföra oljan fràn ackumulatorn 13 till oljesumpen 12.

Styrenheten 47 har pä detta sätt àtminstone indirekt pàverkat ackumulatorn 13 till att intaga ett evakuerat tillstànd där ackumulatorkolven 17 befinner sig i sitt högra ändläge.

I och med att föraren trampat ner kopplingspedalen sker pà i sig konventionellt sätt även en urkoppling av kopplingen l där dess lameller 5,7 frikopplas fràn varandra och i stället tilläts att rotera relativt varandra. Den värme som vid frikopplingen genereras genom lamellernas 5,7 relativa rotation kan upptagas av oljan, vilken även förhindrar att det uppkommer nàgon lokalt hög uppvärmning. Kopplingen 1 kommer under den tid oljan befinner sig i kopplingshuset 2 att tillgodogöra sig de fördelar som följer av att kopplingen l under denna tid utgör en vätkoppling.

Efter det att föraren utfört växlingsmanövreringen och àter släppt upp kopplingspedalen kommer pedalkontakten 48 till det gränsläge där den ej längre avgiver någon signal motsvarande att pedalen är aktiverad. Magnetventilen 30 kommer därvid ej längre erhälla nagon aktiverande signal fràn styrenheten 47 och àtergár till sitt viloläge 43.

Därvid kommer utrymmet till vänster om luftkolven 26 att avluftas. Utrymmet till höger om luftkolven 26 kommer att tillföras tryckluft via den andra grenledningen 39, i vilken tillförseln sker via strypningen 41 som fördröjer trycksättningen av luftcylinderns högra utrymme.

Ackumulatorkolven 17 kommer därför att relativt sakta förflyttas till sitt vänstra ändläge under samtidig 10 15 20 25 30 35 501 140 insugning av den i kopplingshuset 2 befintliga oljan i ackumulatorn 13. Fördröjningen genom strypningen 41 är lämpligen dimensionerad sà att olja inte insuges i ackumulatorn 13 förrän kopplingsarbetet är genomfört och lamellerna 5,7 äter roterar tillsamans utan relativ glidning. Detta medför att det friktionsvärme som genereras under lamellernas 5,7 inslirningensförlopp ocksa kan upptagas av oljan.

Efter det att kopplingsarbetet är avslutat och oljan àterförd till ackumulatorn 13 kan kopplingen och dess lameller 5,7 rotera väsentligen fritt utan hinder av nàgon olja i kopplingshuset 2. Kopplingen 1 kan därmed tillgodogöra sig de fördelar som följer en torrkoppling.

Det beskrivna arrangemanget uppvisar sàledes de fördelar som följer sàväl en vàtkoppling som en torrkoppling, samtidigt som nackdelarna med respektive kopplingstyp kan undvikas.

Uppfinningen kan inom ramen av bifogade patentkrav modifieras och utformas pà andra sätt än vad som exemplifierats i beskrivningen. Det är inte nödvändigt att helt evakuera oljan fràn kopplingshuset, utan en viss mindre mängd kan utan större olägenhet alltid finnas kvar. Uppfinningen möjliggör, förutsatt att ackumulatorns 13 volym är dimensionerad härför, att man under kopplingsmanövreringen kan utnyttja en högre oljenivä i kopplingshuset 2 än vad som kan anses normalt för en konventionell vàtkoppling för att tillgodogöra sig fördelarna med stor oljemängd. Även om detta medför stora släpförluster under manöverörelsen sker denna under sá kort tid att den i praktiken är försumbar.

I beskrivningsexemplet utnyttjas en separat luftcylinder 25 som fär päverka ackumulatorkolven 17, vilket är en 10 l5 20 25 501 140 10 lösning som är lämplig att utnyttja om man inte vill göra alltför stora ingrepp i ett befintligt tryckluftssystem.

Det exemplifierade arrangemanget innefattar en av föraren päverkbar kopplingspedal, vars läge avkännes direkt för att indikera en aktivering av kopplingen. I andra utföringsformer där växlingsmanövrering och kopplingsmanövrering sker mer eller mindre automatiskt och där kopplingspedal eventuellt saknas, kan andra givare utnyttjas för att pá analogt sätt indikera en förestående kopplingsrörelse. I en dylikt modifierad utföringsform kan styrenheten 47 lämpligen vara integrerad med en styrenhet för hela transmissionen och/eller en styrenhet för motorstyrning.

I en enkel utföringsform kan styrenheten 47 helt ersättas av en ledningsförbindelse mellan givaren 48 och magnetventilen 30. Därvid anslutes exempelvis givaren till en spänningskälla som vid en kopplingsmanövrering via givaren förbinds med och direkt pàverkar magnetventilens spole 45.

I stället för att utnyttja tryckluft som arbetsmedium kan givetvis andra tryckmedier eller andra typer av arbetsutförande anordningar utnyttjas. Med tryckmedium avses även vakuum.

Claims (5)

10 15 20 25 30 501 140 ll Patentkrav
1. l. Arrangemang vid en koppling i en fordonstransmission varvid kopplingen (1) är inrymd i ett kopplingshus (2) innefattande en oljesump (12) och i vilken oljesump och varvid kopplingen (1) àtminstone delvis ar inrymd, oljesumpen (12) är ansluten till en ackumulator (13), som utgöres av en cylinder (16) inrymande en rörlig kolv (17) som i cylindern (16) avgrànsar ett utrymme (18) och kan intaga ett oljefyllt (13) utrymme (18) och som kan intaga ett evakuerat tillstànd (12), som medger att ackumulatorn (13) tillstànd i vilket ackumulatorns inrymer olja, i vilket den inrymda oljan har tilletts oljesumpen för att avkánna en (25,30,47) ar anordnade att pàverka och varvid vidare ett organ (48) kopplingsmanövrering är förbundet med organ direkt eller indirekt, ackumulatorn (13) till att intaga sitt evakuerade tillstànd under en kopplingsmanövrering och sitt olje- fyllda tillstànd efter en kopplingsmanövrering SOITI, k á n n e t e c k n a n d e a v (13) utrymme (18) oljesumpen (12) via en rörförbindning (22) (2) befintliga oljan kan insugas i att ackumulatorns är förbundet med genom vilken den i kopplingshuset ackumulatorn(l3) efter en kopplingsmanövrering och genom vilken olja kan tilledas kopplingshuset (2) vid en kopplingsmanövrering, och (13) kolv tryckmediestyrd cylinder (25), (17) att intaga sina bàda andlagen motsvarande (13) (17) är förbunden med en som kan pàverka ackumula- att ackumulatorns torns kolv ackumulatorns respektive tillstànd. 501 140 10 15 20 25 30 12 k à n n e- direkt eller
2. 2. Arrangemang enligt patentkrav 1 t e c k n a n d e a v att organen för att, att intaga sina (47), organet för att avkánna en kopplingsmanövrering utgöres (48) (47) och att den tryckmediestyrda cylindern är förbunden (30), indirekt, pàverka ackumulatorn (13) respektive tillstànd innefattar en styrenhet att som är förbunden med styrenheten (25) (31) via en magnetventil (47). av en givare med en tryckmediekàlla som är styrd av styrenheten
3. 3. Arrangemang enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e- t e c k n a n d e a v att tillförsel av tryckmedium till den tryckmediestyrda cylindern (25) sker via en ledning (39) innefattande en strypning (41) när ackumula- torn (13) ska bringas till sitt oljefyllda tillstànd.
4. 4. Arrangemang enligt patentkrav 3 k a n n e- t e c k n a n d e att bortförsel av tryckmedium fràn den tryckmediestyrda cylindern (25) ledning (40) latorn (13) och att den backventilen och den strypningen (41) anordnade parallellt med varandra i en ledning (30) a v sker via en (42) ska bringas till sitt evakuerade tillstànd, (42) innefattande ledningen (39) är (38) och den tryckmediestyrda innefattande en backventil när ackumu- innefattande ledningen (40) mellan magnetventilen cylindern (25).
5. 5. Arrangemang enligt nàgot av patentkraven 1-4 a v att den tryckmediestyr- (25) k à n n e t e c k n a n d e da cylindern utgöres av en tryckluftscylinder och att tryckmediet utgöres av tryckluft.