DE10102300A1

DE10102300A1 - Zentrale Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10102300A1
Application number: DE10102300A
Authority: DE
Inventors: Josef Bader
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-25
Also published as: WO2002057647A1

Abstract

Eine Betätigungsvorrichtung für eine zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe (4) in einem Fahrzeug angeordnete Reibungskupplung (6), die wenigstens eine Kupplungsscheibe (8) und eine Federeinrichtung (14) umfaßt und die durch ein Betätigungsmittel verstellbar ist, rotiert die Betätigungsvorrichtung mit der Kupplungsscheibe (8) und der Federeinrichtung (14) und das Betätigungsmittel wird von einem nicht rotierenden Teil (40) am Getriebe (4) der rotierenden Betätigungsvorrichtung zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe ange ordnete Reibungskupplung in einem Fahrzeug nach dem Oberbe griff von Anspruch 1.

Zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe eines Fahrzeugs sind zur Unterbrechung der Drehmomentübertragung zwischen diesen Bauteilen lösbare Kupplungen vorgesehen, überwiegend Reibungskupplungen, die als Einscheiben- oder Mehrscheibenreibungskupplung ausgeführt sind. Zum Öffnen der Kupplung und zur damit erzielten Unterbrechung der Drehmomentübertragung ist es bekannt, entweder über einen Hebel von außerhalb der Kupplung ein Ausrücklager gegen eine Membranfeder zu drücken, die die unter Vorspannung der Membranfeder an der Reibscheibe der Kupplung anliegende Druckplatte von der Reibscheibe freigibt und damit den Reibschluß löst, oder durch eine zentral auf der Eingangs welle angeordnete Vorrichtung auf das Ausrücklager einzu wirken und damit in gleicher Weise den Reibschluß zu lösen.

Derartige Kupplungen sind beispielgebend aus der DE 198 260 68 A1 bekannt geworden. Dabei ist die Betäti gungsvorrichtung für das Ausrücklager stationär am Getriebe befestigt, so daß sich die Betätigungsvorrichtung nicht mit der Kupplungsscheibe dreht. Als Betätigungsvorrichtung sind hier die Bauteile zu verstehen, die, ausgelöst von einem pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsfluid, das Aus rücklager gegen die Membranfeder drücken. Durch die statio näre Anordnung der Betätigungseinrichtung ist es erforder lich, daß ein Lager in Form des Ausrücklagers zwischen der Betätigungsvorrichtung und der rotierenden Kupplungsscheibe vorgesehen ist. Die von der Betätigungsvorrichtung ausgeüb ten axialen Kräfte wirken einerseits auf das Getriebegehäu se und andererseits auf die Kurbelwelle des Motors ein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kupplungsvorrichtung weiter zu optimieren und Auswir kungen der Kräfte zu verringern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Betätigungsvorrich tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird eine Betätigungsvorrichtung für eine zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe in einem Fahrzeug angeordnete Reibungskupplung vorgeschlagen, bei der die Reibungskupplung wenigstens eine Kupplungs scheibe und eine Federeinrichtung umfaßt, mit der die Kupp lungsscheibe an ein Schwungrad angepresst wird. Die Rei bungskupplung ist durch ein Betätigungsmittel verstellbar. Die Betätigungsvorrichtung ist so an der Reibungskupplung angeordnet, daß sie mit der Kupplungsscheibe und der Feder einrichtung um die Eingangswelle des Getriebes rotiert und das Betätigungsmittel von einem nicht rotierenden Teil am Getriebe der rotierenden Betätigungsvorrichtung zugeführt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung reicht eine Hül se, die das Betätigungsmittel führt, von der rotierenden Betätigungsvorrichtung bis in einen feststehenden Bereich am Getriebegehäuse hinein. Zwischen der Hülse und dem fest stehenden Bereich sind Dichtungsmittel vorgesehen, die den Übergang des Betätigungsmittels vom feststehenden Bereich auf die rotierende Hülse gestatten. Eine Ausgestaltung zeigt die Hülse als einen Teil der Zylinderwand. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Federeinrich tung von einem Kolben verstellbar, der in einem an der ro tierenden Kupplung ausgebildeten Zylinder axial verschieb bar angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird der Kolben in dem Zylinder nach einer Verschiebung von einer Hilfsfeder unterstützt in einer stabilen Ruheposition gehalten. Die Hilfsfeder wirkt dabei mit der Federeinrichtung an der Kupplung so zusammen, daß der Kolben von den beiden Federn in jeweils entgegengesetzte Richtungen gedrückt nach der Betätigung wieder seine Ruheposition einnimmt. In einer Ausführungsform stehen axial verschiebbare Teile der Betä tigungsvorrichtung mit einer Wegmeßeinrichtung in Wirkver bindung, so daß der zurückgelegte Öffnungsweg oder Schließ weg der Kupplung erfaßbar ist. Vorteilhafte Ausführungen zeigen die Reibungskupplung als gedrückte oder als gezogene Kupplung. Ausführungen zeigen als Betätigungsmittel pneuma tische Medien, insbesondere Luft, oder hydraulische Medien, insbesondere Öl. Vorzugsweise kommt die Betätigungsvorrich tung an einer automatisierten Kupplung zu Einsatz.

Durch den Einsatz der Betätigungsvorrichtung auf dem rotierenden Teil der Kupplung, gestattet diese Anordnung, die bei der Betätigung der Kupplung auftretenden Kräfte in dem Bereich der Betätigungsvorrichtung zu binden. Die Reak tionskräfte während der Betätigung werden nicht mehr auf das Getriebegehäuse bzw. an die Kurbelwelle des Motors ab gegeben, sondern bleiben in der Kupplung gefesselt. Der Kolben der Betätigungsvorrichtung gleitet lediglich auf der Hülse, die das Betätigungsmedium zuführt, so daß die Kräfte im Kupplungsgehäuse abgestützt werden. Ein Ausrücklager, das zwischen der rotierenden Kupplung und den nicht rotie renden Betätigungsvorrichtungen bisher üblicher Reibungs kupplungen notwendig war, kann kostensparend entfallen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläu tert:

Es zeigen:

Fig. 1 die Betätigungsvorrichtung für eine gezogene Kupplung und

Fig. 2 die Betätigungsvorrichtung für eine gedrück te Kupplung.

Nach Fig. 1 ist in einer Kupplungsglocke 2 eines Fahr zeuggetriebes 4 eine Reibungskupplung 6 angeordnet. Von der Reibungskupplung 6 sind hier die Kupplungsscheibe 8 mit einer Schraubenfeder 10 als Dämpfungselement und die Druck platte 12 gezeigt. Die Kupplungsscheibe 8 ist mit der Ein gangswelle 16 des Getriebes 4 drehfest verbunden. Die Druckplatte 12 wird von einer Membranfeder 14 unter einer ständigen Vorspannung gehalten und drückt dadurch die Kupp lungsscheibe 8 gegen das hier nicht gezeigte Schwungrad, das permanent mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Dabei stützt sich die Membranfeder 14 am Gehäuse 18 der Reibungs kupplung 6 ab. Ein Teil des Gehäuses 18 wird von einem Zy linder 20 gebildet, dessen Zylinderwandungen parallel zur Eingangswelle 16 ausgebildet sind. Innerhalb des Zylin ders 20 ist ein Kolben 22 dichtend angeordnet, der axial entlang der Rotationsachse 24 der Kupplung verschoben wer den kann. Die axiale Bewegungsfreiheit des Kolbens 22 wird einerseits von dem Zylinderboden 26 und andererseits von einem Anschlagring 28 begrenzt. Mit dem Kolben 22 sind Stangen 30 verbunden, von denen hier nur eine gezeigt ist, von denen sich aber mehrere über den Umfang der Reibungs kupplung 6 verteilen. Die Stange 30 ist im Gehäuse 18 dich tend und entlang der Achse 24 axial beweglich gelagert. Die Stange 30 und der Kolben 22 sind über einen Anschlagring 32 derart miteinander verbunden, daß Kolben 22 und Stange 30 sich gegenseitig in ihrer axialen Bewegung mitnehmen. Das dem Kolben 22 gegenüberliegende Ende der Stange 30 wirkt mit der Membranfeder 14 zusammen. Dazu ist die Kontur des Stangenendes so geformt, daß die lineare Bewegung der Stan ge 30 und die auf einem Kreisbogen ablaufenden Bewegung der Membranfeder 14 aufeinander angepaßt sind. Zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinderboden 26 ist eine Spiralfeder 34 angeordnet, die den Kolben 22 vom Zylinderboden 26 weg drückt und in seine Ruheposition im nicht betätigten Zu stand zwingt. Eine Zylinderwand 36 des Zylinders 20 weist einen Durchlaß 38 auf, dessen eines Ende in den Raum zwi schen Zylinderboden 26 und Kolben 22 mündet. Das andere Ende des Durchlasses 38 in der Zylinderwand 36 reicht bis zu einem Gehäusevorsprung 40 des Getriebes 4. Dort mündet das Ende des Durchlasses 38 zwischen zwei Dichtungen 42 und 44 in eine Verbindungsleitung 46 im Gehäuse des Getrie bes 4. Durch diese Verbindungsleitung 46 wird das Betäti gungsmittel der Betätigungsvorrichtung von einem Vorratsbe hälter 52 aus zugeführt. Mit dem Kolben 22 steht weiter ein Gleitschuh 48 einer Wegmeßeinrichtung 50 in Kontakt, der stationär und gehäusefest montiert ist und an dem Kolben 22 entlanggleitet.

Bei einer Betätigung der Reibungskupplung 6 wird nun von einer hier nicht gezeigten Kupplungssteuereinrichtung veranlaßt über Ventile Betätigungsmittel aus einem Vorrats behälter 52 durch die Verbindungsleitung 46 in den Raum zwischen Zylinderboden 26 und Kolben 22 gebracht. Dadurch wird der Kolben 22 in der Zeichnungsebene nach rechts be wegt und zieht über die Stange 30 die Membranfeder 14 eben falls nach rechts, wodurch die Reibungskupplung 6 geöffnet wird. Zum Schließen der Kupplung wird der Druck des Betäti gungsmittels reduziert und die Membranfeder 14 drängt wie der in ihre Ausgangslage zurück. Dadurch wird über die Stange 30 der Kolben 22 wieder nach links geführt. Durch die Wirkung der Spiralfeder 34 in Richtung nach rechts kann der Kolben 22 und die Stange 30 sich auch nicht weiter nach links bewegen, als sie durch die Membranfeder 14 gedrückt werden, somit behalten beide die Ruheposition der Membren feder 14.

Die Fig. 2 zeigt eine Reibungskupplung 6 in einer ge drückten Ausführung. Gleiche Elemente wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Reibungskupplung 6 ist in einer Kupplungsglocke 2 des Fahrzeuggetriebes 4 an geordnet. Von der Reibungskupplung 6 sind hier die Kupp lungsscheibe 8 mit einer Schraubenfeder 10 als Dämpfungs element und die Druckplatte 12 gezeigt. Die Kupplungsschei be 8 ist mit der Eingangswelle 16 des Getriebes 4 drehfest verbunden. Die Druckplatte 12 wird von einer Membranfe der 14 unter einer ständigen Vorspannung gehalten und drückt dadurch die Kupplungsscheibe 8 gegen das hier nicht gezeigte Schwungrad, das permanent mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Dabei stützt sich die Membranfeder 14 am Ge häuse 18 der Reibungskupplung 6 ab. Ein Teil des Gehäu ses 18 wird von einem Zylinder 20 gebildet, dessen Zylin derwand parallel zur Eingangswelle 16 ausgebildet sind. Innerhalb des Zylinders 20 ist ein Kolben 22 dichtend ange ordnet, der axial entlang der Rotationsachse 24 der Kupp lung verschoben werden kann. Die axiale Bewegungsfreiheit des Kolbens 22 wird einerseits von dem Zylinderboden 26 und andererseits von einem Anschlagring 28 begrenzt. Ein Vor sprung 54 am Kolben 22 wirkt mit der Membranfeder 14 zusam men. Dazu ist die Kontur des Vorsprunges 54 so geformt, daß die lineare Bewegung des Vorsprunges 54 und die auf einem Kreisbogen ablaufenden Bewegung der Membranfeder 14 aufein ander angepaßt sind. Zwischen dem Kolben 22 und dem Zylin derboden 26 ist eine Spiralfeder 34 angeordnet, die den Kolben 22 vom Zylinderboden 26 wegdrückt und in seine Ruhe position im nicht betätigten Zustand zwingt. Eine Zylinder wand 36 des Zylinders 20 weist einen Durchlaß 38 auf, des sen eines Ende in den Raum zwischen Zylinderboden 26 und Kolben 22 mündet. Das andere Ende des Durchlasses 38 in der Zylinderwand 36 reicht bis zu einem Gehäusevorsprung 40 des Getriebes 4. Dort mündet das Ende des Durchlaß 38 zwischen zwei Dichtungen 42 und 44 in eine Verbindungsleitung 46 im Gehäuse des Getriebes 4. Durch diese Verbindungsleitung 46 wird das Betätigungsmittel der Betätigungsvorrichtung von einem Vorratsbehälter 52 aus zugeführt. Mit dem Kolben 22 sind Stangen 56 verbunden, von denen hier nur eine gezeigt ist, von denen sich aber mehrere über den Umfang der Rei bungskupplung 6 verteilen und gemeinsamen einen Schleif ring 60 tragen. Die Stange 56 ist im Gehäuse 18 dichtend und entlang der Achse 24 axial beweglich gelagert. Die Stange 56 und der Kolben 22 sind über einen Anschlagring 58 derart miteinander verbunden, daß Kolben 22 und Stange 56 sich gegenseitig in ihrer axialen Bewegung mitnehmen. Mit der Stange 56 und damit indirekt mit dem Kolben 22 steht ein Gleitschuh 48 einer Wegmeßeinrichtung 50 in Kontakt, der stationär und gehäusefest montiert ist und an dem Schleifring 60 entlanggleitet.

Bei einer Betätigung der Reibungskupplung 6 nach Fig. 2 wird nun von einer hier nicht gezeigten Kupplungs steuereinrichtung, die auch in die Getriebesteuereinrich tung integriert sein kann, veranlaßt, über Ventile Betäti gungsmittel aus einem Vorratsbehälter 52 durch die Verbindungsleitung 46 in den Raum zwischen Zylinderboden 26 und Kolben 22 gebracht. Dadurch wird der Kolben 22 in der Zeichnungsebene nach links bewegt und drückt über den Vor sprung 54 die Membranfeder 14 ebenfalls nach links, wodurch die Reibungskupplung 6 geöffnet wird. Zum Schließen der Kupplung wird der Druck des Betätigungsmittels reduziert und die Membranfeder 14 drängt wieder in ihre Ausgangslage zurück. Dadurch wird über den Vorsprung 54 der Kolben 22 wieder nach rechts geführt. Durch die Wirkung der Spiralfe der 34 in Richtung nach rechts kann der Kolben 22 sich auch nicht weiter nach rechts bewegen, als er durch die Membran feder 14 gedrückt wird, und beide nehmen wieder ihre Ruhe position ein.

Bezugszeichen

2

Kupplungsglocke

4

Fahrzeuggetriebe

6

Reibungskupplung

8

Kupplungsscheibe

10

Schraubenfeder

12

Druckplatte

14

Membranfeder

16

Eingangswelle

18

Gehäuse

20

Zylinder

22

Kolben

24

Rotationsachse

26

Zylinderboden

28

Anschlagring

30

Stange

32

Anschlagring

34

Spiralfeder

36

Zylinderwand

38

Durchlaß

40

Gehäusevorsprung

42

Dichtung

44

Dichtung

46

Verbindungsleitung

48

Gleitschuh

50

Wegmeßeinrichtung

52

Vorratsbehälter

54

Vorsprung

56

Stange

58

Anschlagring

60

Schleifring

Claims

1. Betätigungsvorrichtung für eine zwischen einem An triebsmotor und einem Getriebe (4) in einem Fahrzeug ange ordnete Reibungskupplung (6), die wenigstens eine Kupp lungsscheibe (8) und eine Federeinrichtung (14) umfaßt und durch ein Betätigungsmittel verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrich tung mit der Kupplungsscheibe (8) und der Federeinrich tung (14) rotiert und das Betätigungsmittel von einem nicht rotierenden Teil (40) am Getriebe (4) der rotierenden Betä tigungsvorrichtung zugeführt wird.

2. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß von der rotierenden Betätigungsvorrichtung eine Hülse (36), die das Betätigungsmittel führt, in den nicht rotierenden Teil (40) am Getriebe (4) hineinreicht und zwischen der Hülse (36) und dem feststehenden Bereich Dichtungsmittel (42, 44) vorgeshen sind, die den Übergang des Betätigungsmittels vom feststehenden Bereich (40) auf die rotierende Hülse (36) gestatten.

3. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Federeinrichtung (14) von einem Kolben (22) verstellbar ist, der in einem am Gehäuse (18) der Reibungskupplung (6) ausgebildeten Zylinder (20) axial verschiebbar angeordnet ist.

4. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Kolben (22) in dem Zylinder (20) von ei ner Feder (34) unterstützt in eine Ruheposition verschieb bar ist.

5. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse als ein Teil einer Wand (36) des Zylinders (20) ausgebildet ist.

6. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß axial verschiebbare Teile (22, 56, 60) der Betätigungsvorrichtung mit einer Wegmeßeinrichtung (50) in Wirkverbindung stehen, so daß der zurückgelegte Öffnungsweg oder Schließweg der Reibungskupp lung (6) erfaßbar ist.

7. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupp lung (6) eine gedrückte Kupplung ist.

8. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupp lung (6) eine gezogene Kupplung ist.

9. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel ein pneumatisches Medium, insbesondere Luft ist.

10. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel ein hydraulisches Medium, insbesondere Öl ist.

11. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupp lung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrich tung Element einer automatisierten Kupplung ist.

12. Getriebe (4) für ein Kraftfahrzeug, ge kennzeichnet durch die Verwendung einer Betä tigungsvorrichtung für eine Reibungskupplung (6) nach we nigstens einem der Ansprüche 1 bis 11.