DE1575863B2 - Betätigungsvorrichtung für eine Reibscheibenkupplung oder -bremse, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Druckmittel beaufschlagbare, aus einem Zylinder und einem Kolben bestehende Betätigungsvorrichtung für eine Reibscheibenkupplung oder -bremse, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, wobei der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist und zwei über eine Drosselöffnung verbundene, konzentrisch zur Kolbenachse radial innen und außen liegende Druckkammern bildet, von denen die eine Druckkammer an die Druckmittelzuleitung angeschlossen ist.

Eine Betätigungsvorrichtung der vorgenannten Art ist aus der DE-AS 12 00 080 in einer Ausbildung für eine Reibscheibenkupplung bekannt, die zwischen einer treibenden Welle und einer angetriebenen Welle angeordnet ist. Der Zylinder der Betätigungsvorrichtung ist zweiteilig ausgebildet, wobei der eine Zylinderteil mit der angetriebenen Welle drehfest verbunden ist und im Zusammenwirken mit dem Stufenkolben die beiden Druckkammern begrenzt. Der andere Zylinderteil ist für einen Obergriff des einen Zylinderteils angeordnet und begrenzt an dessen den beiden Druckkammern axial gegenüberliegender Seite eine so bemessene weitere Druckkammer, daß bei der Zuleitung des Druckmittels in die dafür vorgesehene radial innere Druckkammer zum Einrücken der Reibscheibenkupplung die bezüglich der radial äußeren Druckkammer unterschiedlichen Zentrifugalkräfte ausgeglichen werden. Zur Ermöglichung dieses Ausgleichs derart verschiedener Zentrifugalkräfte in den beiden maßgeblichen Druckkammern der Betätigungsvorrichtung, der dabei zur Ermöglichung eines schnellen und jede Dämpfungswirkung weitgehend vermeidenden Einrückvorganges der Reibscheibenkupplung verfolgt wird, ist im übrigen noch eine besonders gesteuerte Druckmittelzuleitung vorgesehen, indem das Druckmittel unter geringem Druck auch dieser Druckausgleichs-

kammer zugeleitet wird, die über in dem einen Zylinderteil angeordnete Rückschlagventile mit der Radial äußeren Druckkammer verbunden und von jeglicher Druckmittelzuleitung dann abgesperrt ist, wenn zum Einrücken der Reibscheibenkupplung das Druckmittel dann für seine Zuleitung allein in die radial innere Druckkammer auf den maßgeblichen Betätigungsdruck erhöht wird. -

Aus der GB-PS 8 58 735 ist eine ähnliche Betätigungsvorrichtung in einer Ausbildung für eine Reibscheibenkupplung für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei der Zylinder umlaufend angeordnet ist und mit dem Kolben nur eine Druckkammer begrenzt. Diese Druckkammer hat über ein an dem Kolben achsnahe angeordnetes Belüftungsventil eine Verbindung nach außen so lange die Reibscheibenkupplung ausgerückt ist, so daß die Druckkammer dann mit Luft gefüllt bleibt zur Verdrängung aller restlicher Druckflüssigkeit über eine in dem Kolben an einer achsfernen Stelle ausgebildete Drosselöffnung und somit gewollter Verhinderung eines unbeabsichtigten Einrückens der Reibscheibenkupplung auf Grund einer in der Druckkammer sonst evtl. verbleibenden Restmenge des Druckmittels. Wenn zum Einrücken der Reibscheibenkupplung das Druckmittel in die Druckkammer zugeleitet wird, dann wird dabei zuerst die eingefangene Luft über das noch offene Belüftungsventil verdrängt und somit der Einrückvorgang so lange verzögert, bis das Belüftungsventil vollständig geschlossen ist. Das Verdrängen der Restluft aus der Druckkammer wird dabei andererseits auch durch die Drosselöffnung verzögert, indem diese eine Schließung durch die vorderste Reibscheibe erfährt, so daß für diese Art von Betätigungsvorrichtungen eine entsprechende Verzögerung des Einrückvorganges der Reibscheibenkupplung auftritt, die erst nachfolgend mit der Erhöhung des Betätigungsdruckes dann im erwünschten Maße schnell abläuft, wenn das Belüftungsventil geschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibscheibenkupplung oder -bremse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der maßgebliche Einrückvorgang anfänglich schneller abläuft als zum Ende hin, wo er dann gedämpft werden soll, um die erst in dieser letzten Phase erfolgende volle Drehmomentaufnahme entsprechend weich zu überbrücken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art die Druckmittelzuleitung an die radial äußere Druckkammer angeschlossen ist und die radial innere Druckkammer über ein durch das von der äußeren in die innere Druckkammer übertretende Druckmittel schließbares Belüftungsventil eine Verbindung nach außen aufweist.

Es wird damit eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibscheibenkupplung oder -bremse erhalten, bei der mit der Zuleitung des Druckmittels in die radial äußere Druckkammer zunächst erreicht wird, daß der Kolben anfänglich sehr schnell gegen die Reibscheiben angedrückt wird, so daß während dieser ersten Phase des Einrückvorgangs bereits eine maßgebliche Drehmomentaufnahme durch die Reibscheibenkupplung oder -bremse stattfindet. Die Schnelligkeit ist dabei umso größer, je kleiner das Volumen der radial äußeren Druckkammer ist bzw. je weniger rasch das Druckmittel über die Drosselöffnung in die radial innere Druckkammer übertreten kann, die andererseits während dieser

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ersten Phase über das Belüftungsventil eine Füllung mit Luft erfährt Diese in der radial inneren Druckkammer eingefangene Luft erfährt nachfolgend wieder eine teilweise Verdrängung über das Belüftungsventil in dem Ausmaß, wie das Druckmittel über die Drosselöffnung aus der radial äußeren Druckkammer übertritt, wobei durch diesen Übertritt dann das Belüftungsventil geschlossen wird und folglich erst dann der Füllvorgang auch der radial inneren Druckkammer mit dem Druckmittel zur weiteren Unterstützung des Einrückvorgangs mit der weiteren Erhöhung des Betätigungsdruckes stattfindet Die mit dem Übertritt des Druckmittels in die radial innere Druckkammer beginnende zweite Phase des Einrückvorgangs läuft folglich vergleichsweise langsamer ab und ist in Abhängigkeit von der restlichen Luftmenge, die nach dem Schließen des Belüftungsventils in der radial inneren Druckkammer noch eingefangen ist, so weitreichend gedämpft, daß die erst zum Ende des Einrückvorgangs erreichte volle Drehmomentaufnahme entsprechend weich überbrückt wird. Der gesamte Einrückvorgang, der mit der Zuleitung des Druckmittels in die radial äußere Druckkammer der Betätigungsvorrichtung eingeleitet wird, hat damit einen optimal weichen Ablauf. . :

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Druckkammern noch über ein bei der Druckentlastung der radial äußeren Kammer bezüglich der Drosselöffnung wirksames Bypass-Ventil verbunden sind. Damit ist erreichbar, daß der maßgebliche Ausrückvorgang der Reibscheibenkupplung oder -bremse, die mit der Betätigungsvorrichtung betätigt wird, insgesamt schneller abläuft als dann, wenn das bei der Druckentlastung der äußeren Druckkammer mit dem Zurückdrücken des Kolbens aus der radial inneren Druckkammer zu verdrängende Druckmittel allein über die Drosselöffnung in die radial äußere Druckkammer überführt werden müßte. Das Bypass-Ventil beschleunigt folglich die Entleerung der radial inneren Druckkammer bei der Druckentlastung der radial äußeren Druckkammer und ist dabei gleichzeitig so angeordnet, daß es andererseits im Einrückvorgang keinen Übertritt des Druckmittels in der umgekehrten Richtung erlaubt, so daß die Schnelligkeit von dessen erster Phase gewahrt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich eines Zahnräderwechselgetriebes für Kraftfahrzeuge, das für eine Schaltung des ersten Ganges und des Rückwärtsganges eine mittels einer Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung betätigbare Reibscheibenkupplung aufweist, und

F i g. 2 einen Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1, wobei jedoch für den Kolben der Betätigungsvorrichtung für die Reibscheibenkupplung eine andere Schnittebene gewählt ist

Der in der Zeichnung gezeigte Teilbereich eines Zahnräderwechselgetriebes für Kraftfahrzeuge umfaßt in einer Anordnung innerhalb eines Gehäuses 1 einen Planetenradsatz Z der aus einem Hohlrad 3, damit im Zahneingriff stehenden und jeweils auf einer Welle 4 eines gemeinsamen Planetenräderträgers 5 über ein Nadellager 6 gelagerten Planetenrädern 7 sowie einem mit diesen im Zahneingriff stehenden Sonnenrad 8 besteht. Das Sonnenrad 8 ist auf einer angetriebenen Welle 9 gelagert, die über ein übliches Ausgleichsgetriebe mit den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden ist und über das Zahnräderwechselgetriebe eine Verbindung mit dessen Brennkraftmaschine reps, der Kurbelwelle derselben hat, die so ausgestaltet ist, '. daß mittels des Planetenrädersatzes 2 und einer zugeordneten Reibscheibenkupplung 10 die Übersetzung zu der angetriebenen Welle 9 wahlweise für einen ersten Gang oder einen Rückwärtsgang auswählbar ist. Der Planetenräderträger 5, an welchem die Planetenräder 7 über Druckscheiben 11 axial abgestützt sind, ist über eine Druckscheibe 12 an einem Reaktionsring 13 axial abgestützt, der über eine Keilverzahnung 14 mit der angetriebenen Welle 9 drehfest verbunden ist Der Reaktionsring 13 greift außen in die Verzahnung des

i> Hohlrades 3 ein und ist seinerseits über eine weitere Druckscheibe 15 an dem Innenring 16 einer Überholbremse 17 abgestützt, die noch einen Außenring 18 sowie zwischen diesem und dem Innenring 16 angeordnete Bremsrollen 19 umfaßt, welch letztere durch einen Käfig 20 gehalten sind. Der Außenring 18 der Überholbremse 17 ist mittels Stiften 21 mit einer Trommel 22 verstiftet und somit drehfest verbunden, während ihr Innenring 16 mittels Bolzen 23 mit einer Zwischenwand 24 des Gehäuses 1 verschraubt ist, in der auch die angetriebene Welle 9 gelagert ist und die eine Anschlagschulter für diesen Innenring 16 der Überholbremse 17 darbietet.

Die Trommel 22 weist eine Außenverzahnung auf, in welche die einen Reibescheiben 25 der Reibscheibenkupplung 10 einfassen, deren abwechselnd angeordnete andere Reibscheiben 26 in eine entsprechende Innenverzahnung 27 des Gehäuses 1 einfassen. Die Reibscheiben 25 und 26 sind an einem ebenfalls in die Innenverzahnung 27 des Gehäuses 1 eingreifenden

J5 Reaktionsring 28 abgestützt, der durch einen Haltering 29 gegen axiales Verschieben gesichert ist und gegen den die Reibscheiben 25 und 26 mittels eines Kolbens 30 einer mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Betätigungsvorrichtung für den Einrückvorgang dieses Reibscheibenkupplung 10 andrückbar sind.

Der Kolben 30 der Betätigungsvorrichtung für die Reibscheibenkupplung 10 ist als Stufenkolben ausgebildet und in seine für deren ausgerückten Zustand maßgebliche Ruhestellung durch Rückstellfedern 31

4) vorgespannt, die an einem an der Zwischenwand 24 befestigten Federblech 32 abgestützt sind. Die im Durchmesser größere Teillänge des Kolbens 30 ist mittels einer Dichtung 33 gegen die umgebende Wand des Gehäuses 1 abgedichtet, das den dem Kolben 30

so zugehörigen Zylinder der Betätigungsvorrichtung bildet und gegen dessen Innenwand folglich auch die im Durchmesser kleinere Teillänge des Kolbens 30 über eine weitere Dichtung 34 abgedichtet ist, so daß zwischen diesen beiden Dichtungen 33 und 34 eine bezüglich der Kolbenachse radial außen gelegene Druckkammer 35 ausgebildet ist. Die im Durchmesser kleinere Teillänge des Kolbens 30 ist weiterhin über eine Dichtung 36 gegen die Außenwand 37 eines an der Zwischenwand 24 einstückig ausgebildeten Führungszybo linders für den Kolben 30 abgedichtet, womit durch dessen Boden 37 sowie die gegenüberliegende Stirnfläche 38 der Zwischenwand 24 des Gehäuses 1 eine weitere Druckkammer 39 begrenzt ist, die durch die beiden Dichtungen 34 und 36 abgedichtet wird und die ω in bezug auf die Kolbenachse radial innerhalb der Druckkammer 35 ausgebildet ist. Die beiden Druckkammern 35 und 39 sind über eine Drosselöffnung verbunden, die aus einer axialen Bohrung 40 im Boden

37 des Kolbens 30 sowie einer radialen Verbindungsbohrung 41 zusammengesetzt ist. Außerdem ist in den Boden 37 des Kolbens 30 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Belüftungsventil eingesetzt, über das die radial innere Druckkammer 39 eine Verbindung nach außen hat und das eine in eine axial Bohrung 42 eingefügte Ventilkugel 43 umfaßt, für die im Übergang zu einer Teillänge 44 kleineren Durchmessers der axialen Bohrung 42 ein Ventilsitz ausgebildet ist. An ihrem gegenüberliegenden Ende ist die Bohrung 42 mit einer nach dem Einsetzen der Ventilkugel 43 angebrachten Verengung 45 versehen, die folglich ein Herauslösen der Ventilkugel 43 aus der Bohrung 42 verhindert. Die beiden Druckkammern 35 und 39 sind schließlich noch über ein ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildetes Bypass-Ventil 46 verbunden, das eine Ventilkugel 47 umfaßt, die ähnlich wie die Ventilkugel 43 in eine in die radial äußere Druckkammer 35 mündende radiale Bohrung 48 eingefügt ist, welche über eine axiale Verbindungsbohrung 49 an die radial innere Druckkammer 39 angeschlossen ist und im Übergang einen Ventilsitz für die Ventilkugel 47 bildet. An die radial äußere Druckkammer 35 ist noch eine Druckmittelzuleitung 50 angeschlossen, die Verbindung hat mit einem in eine hydraulische Steuervorrichtung zum Schalten der verschiedenen Gänge des Zahnräderwechselgetriebes integrierten Druckregler 51, der auf der angetriebenen Welle 9 angeordnet und seinerseits an eine durch die Brennkraftmaschine angetriebene Förderpumpe für das Druckmittel angeschlossen ist.

Wenn zum Einrücken der Reibscheibenkupplung 10 über die Druckmittelzuleitung 50 Druckmittel in die radial äußere Druckkammer 35 zugeleitet wird, dann wird dadurch der Kolben 30 anfänglich ziemlich schnell nach links verschoben, so daß die an dem Reaktionsring 28 abgestützten Reibscheiben 25 und 26 für eine entsprechende anfängliche Drehmomentaufnahme aneinander angedrückt werden. Durch die schnelle Verschiebung des Kolbens 30, die weiter dadurch begünstigt wird, daß die radial äußere Druckkammer 35 ein vergleichsweise kleines Volumen hat, wird die Ventilkugel 43 des Belüftungsventils anfänglich von ihrem Ventilsitz abgehoben, so daß in die radial innere Druckkammer 39 Luft über die axiale Bohrung 42 einströmen kann. Wenn dann nachfolgend Druckmittel über die aus der radialen Bohrung 41 und der axialen Bohrung 40 zusammengesetzte Drosselöffnung in die radial innere Druckkammer 39 übertritt,. dann wird

ίο durch dieses übertretende Druckmittel die Ventilkugel 43 des Belüftungsventils gegen ihren Ventilsitz angedrückt, so daß von da an keine Luft mehr in die radial innere Druckkammer 39 einströmen kann. Von diesem Augenblick an verzögert sich dann die weitere

Verschiebung des Kolbens 30 und es tritt infolge der in der radial inneren Druckkammer 39 noch eingefangenen Luftmenge eine gewisse Dämpfung in der letzten Phase des Einrückvorganges der Reibscheibenkupplung | 10 auf, so daß folglich die volle Drehmomentaufnahme zum Ende des Einrückvorganges hin entsprechend weich überbrückt wird. Soll die Reibscheibenkupplung 10 andererseits wieder ausgerückt werden, dann muß dafür nur die radial äußere Druckkammer 35 druckentlastet werden, indem dann also die Druckmittelzuleitung

2-5 50 an eine drucklose Ablaßleitung des Druckreglers 51 angeschlossen wird. Bei dieser Druckentlastung der radial äußeren Druckkammer 35 wird der Kolben 30 durch die Rückstellfedern 31 in seine Ausgangslage zurückgestellt, wobei dann alles in der radial inneren

Jf! Druckkammer 39 eingefangene Druckmittel außer über die Drosselöffnung noch über das Bypass-Ventil 46 in die radial äußere Druckkammer 35 und von dieser hin zu der drucklosen Ablaßleitung des Druckreglers 51 verdrängt wird. Das Bypass-Ventil 46 erlaubt folglich

v> eine entsprechend schnelle Entleerung der radial inneren Druckkammer 39 und stellt somit sicher, daß der Ausrückvorgang der Reibscheibenkupplung 10 hinreichend schnell stattfindet. ;

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mit einem Druckmittel beaufschlagbare, aus einem Zylinder und einem Kolben bestehende Betätigungsvorrichtung für eine Reibscheibenkupplung oder -bremse, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, wobei der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist und zwei über eine Drosselöffnung verbundene, konzentrisch zur Kolbenachse radial innen und außen liegende Druckkammern bildet, von denen die eine Druckkammer an die Druckmittelzuleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Druckmittelzuleitung (50) an die radial äußere Druckkammer (35) angeschlossen ist und

b) die radial innere Druckkammer (39) über ein durch das von der äußeren in die innere Druckkammer übertretende Druckmittel schließbares Belüftungsventil (42, 43, 44) eine

^ Verbindung nach außen aufweist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckkammern (35,39) über ein bei der Druckentlastung der radial äußeren Druckkammer (35) bezüglich der Drosselöffnung (40, 41) wirksames Bypass-Ventil (46) verbunden sind.