DE19604248A1 - Kupplungseinrichtung für Mehrscheibenkupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsein­ richtung für eine im Kraftübertragungssystem eines Automobils verwendete Mehrscheibenkupplung.

Mehrscheibenkupplungen werden im Kraftübertragungssystem von Motorfahrzeugen wie Automobilen in großem Umfang verwendet. Beispiele solcher konventioneller Mehrscheibenkupplungen werden in den japanischen Patentoffenlegungsschriften 63-246544 und 2-3706 erläutert.

Gemäß der beiliegenden Fig. 4 ist die Mehrscheibenkupplung ge­ mäß JP-A-63-24655 mit einer ersten Kupplungseinrichtung a und einer zweiten Kupplungseinrichtung b ausgestattet, die parallel und koaxial zueinander angeordnet sind, derart, daß die erste Kupplungseinrichtung a radial außerhalb der zweiten Kupplungs­ einrichtung b liegt. Die erste Kupplungseinrichtung weist eine Trommel C1, Kupplungsscheiben D1 in der Trommel C1, einen er­ sten Kolben e1 zum Ineingriffbringen der Kupplungsscheiben D1 und eine Rückstellfeder F1 auf, die dazu dient, den ersten Kol­ ben e1 nach rückwärts zu beaufschlagen, d. h. von den Kupplungs­ scheiben d1 weg gerichtet. Ähnlich weist die zweite Kupplungs­ einrichtung d eine Trommel c2, Kupplungsscheiben d2, einen zweiten Kolben e2 und eine Rückstellfeder f2 auf. In der ersten und der zweiten Kupplungseinrichtung a, b werden Schraubenfe­ dern als Rückstellfedern f1, f2 verwendet.

Die in der bei liegenden Fig. 3 dargestellte Mehrscheibenkupp­ lung gemäß JP-A-2-3706 weist eine erste Kupplungseinrichtung h und eine zweite Kupplungseinrichtung i auf, die parallel zuein­ ander und koaxial angeordnet sind, derart, daß die erste Kupp­ lungseinrichtung h außerhalb der zweiten Kupplungseinrichtung i liegt. Der zweite Kolben j2 besitzt einen kleineren wirksamen Durchmesser als der erste Kolben j1 und ist in einer Gleitflä­ che zwischen den ersten und zweiten Kolben j1, j2 aufgenommen, um den axialen Abstand zwischen den ersten und zweiten Kolben j1, j2 zu reduzieren. Eine vorgesehene Rückstellfeder k dient zum Beaufschlagen des ersten Kolbens j1 nach rückwärts. Der zweite Kolben J2 dient dazu, eine Reaktionskraft von der Rück­ stellfeder k aufzunehmen oder dieser zu widerstehen.

Die Verwendung von Schraubenfedern als Rückstellfedern f1, f2 in der Mehrscheibenkupplung gemäß JP-A-63-246544 für die erste und die zweite Kupplungseinrichtung a, b vergrößert die axialen Abmessungen der Kupplungseinrichtungen a, b, so daß sich ein unerwünscht großes Gesamtbaumaß für die Kupplung ergibt.

In der Mehrscheibenkupplung gemäß JP-A-2-3706 enthält eine Öl­ kammer m den zweiten Kolben J2, um zentrifugalen Öldruck zu be­ seitigen, der den ersten Kolben vorwärts vorspannt. Diese Öl­ kammer hat ein relativ großes Volumen. Es braucht relativ lange Zeit, um die Kammer m mit Öl zu füllen. In konsequenter Weise wird der zentrifugale Öldruck in der Ölkammer m nicht ausrei­ chend auf den zweiten Kolben j2 aufgebracht, so daß die Funkti­ on der Beseitigung des zentrifugalen Öldrucks nicht zufrieden­ stellend eintritt.

Ferner sind der zweite Kolben j2 und die Rückstellfeder k, die aus einer Schraubenfeder besteht, zwischen dem ersten Kolben j1 zum Beaufschlagen der Kupplungsscheiben n und einer Nabensei­ tenwand p eingeordnet, die die Kupplungsscheiben n abstützt. Bei dieser Anordnung hat die Kupplungseinrichtung, eine relativ große axiale Länge oder Dimension, aus der unzweckmäßig große Gesamtabmessungen der Kupplung resultieren.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsein­ richtung für eine Mehrscheibenkupplung zu schaffen, bei welcher Kupplungseinrichtung sich relativ kleine axiale Abmessungen er­ zielen lassen, so daß die gesamte Mehrscheibenkupplung kompakt ausfällt.

Das vorerwähnte Ziel läßt sich erreichen gemäß einem Aspekt der Erfindung, der eine Kupplungseinrichtung für eine Mehrscheiben­ kupplung betrifft, die aufweist: Eine erste Kupplungseinrich­ tung und eine zweite Kupplungseinrichtung, die zueinander par­ allel und koaxial angeordnet sind, derart, daß die erste Kupp­ lungseinrichtung radial außerhalb der zweiten Kupplungseinrich­ tung liegt, wobei die zweite Kupplungseinrichtung eine zweite Trommel und einen in der zweiten Trommel verschiebbar geführ­ ten, zweiten Kolben umfaßt, der teilweise eine Ölkammer zum Be­ seitigen eines zentrifugalen Öldrucks in einer zweiten Ölkammer begrenzt, die zwischen der zweiten Trommel und dem zweiten Kol­ ben geformt ist, einen in der Ölkammer zum Beseitigen des zen­ trifugalen Öldrucks in der zweiten Ölkammer angeordneten Besei­ tigungskolben, und eine zweite Rückstellfeder, die eine zwi­ schen dem zweiten Kolben und dem Beseitigungskolben angeordnete Wellenfeder umfaßt.

Es ist dabei zweckmäßig, daß die zweite Rückstellfeder an ihrem einen Ende durch einen Schulterabschnitt abgestützt ist, der in einem radial innenliegenden Teil des zweiten Kolbens gebildet ist. Das andere Ende der Feder wird an einem Schulterabschnitt gehalten, der in einem radial inneren Teil des Beseitigungskol­ bens geformt ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das vorgenannte Ziel auch erreicht werden mit einer Kupplungseinrichtung für eine Mehrscheibenkupplung, wobei die Kupplungseinrichtung auf weist: Erste und zweite, zueinander parallele und koaxial ange­ ordnete Kupplungseinrichtungen, bei denen die erste Kupplungs­ einrichtung radial außerhalb der zweiten Kupplungseinrichtung angeordnet ist und die zweite Kupplungseinrichtung eine zweite Trommel, einen zweiten Kolben, treibende Kupplungsscheiben und eine die treibenden Kupplungsscheiben abstützende zweite Kupp­ lungsnabe umfaßt, die einen sich radial erstreckenden Naben­ wandabschnitt an einer axial gegenüberliegend zum zweiten Kol­ ben angeordneten Seite der Kupplungseinrichtung besitzt, einen Aufhebungskolben, der zwischen dem Nabenwandabschnitt und dem zweiten Kolben zum Beseitigen eines zentrifugalen Öldrucks in einer zweiten Ölkammer vorgesehen ist, die zwischen der zweiten Trommel und dem zweiten Kolben geformt ist, und eine Rückstell­ feder, die zum Zurückstellen des zweiten Kolbens als Wellenfeder ausgebildet ist.

Die derart ausgebildeten Kupplungseinrichtungen besitzen eine relativ geringe axiale Länge oder Abmessung im Vergleich zu Kupplungseinrichtungen, bei denen als zweite Rückstellfeder Schraubenfedern benutzt werden. Dadurch läßt sich die Gesamtab­ messung der Mehrscheibenkupplung kleinhalten.

Die Verwendung der Wellenfeder als zweite Rückstellfeder führt ferner zu einem kleineren Volumen der Ölkammer zum Beseitigen des zentrifugalen Öldrucks. Dadurch ist die Zeit kürzer, die zum Füllen dieser Kammer mit Öl benötigt wird, wodurch die wirksame Beseitigung des zentrifugalen Öldrucks sichergestellt ist, der den zweiten Kolben beaufschlagt.

Bei der Kupplungseinrichtung gemäß dem weiteren Aspekt der Er­ findung ist der die treibenden Kupplungsscheiben der zweiten Kupplungseinrichtung abstützende, sich radial erstreckende Na­ benwandsabschnitt der zweiten Kupplungsnabe axial gegenüberlie­ gend zum zweiten Kolben an der Seite der Kupplungseinrichtung abgestützt. Weiterhin ist der Kolben zum Beseitigen des zentri­ fugalen Öldrucks zwischen dem Nabenwandabschnitt und dem zwei­ ten Kolben eingesetzt. Bei dieser Anordnung reduziert die Ver­ wendung der Wellenfeder als Rückstellfeder für den zweiten Kol­ ben die axiale Länge der Kupplungseinrichtung, was kompakte Ab­ messungen der Kupplung ermöglicht.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfindungs­ gegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt von Kupplungseinrichtungen einer Mehr­ scheibenkupplung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles der Kupp­ lungseinrichtungen der Mehrscheibenkupplung von Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Mehrscheibenkupplung gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 4 einen Längsschnitt einer anderen Mehrscheibenkupplung des Standes der Technik.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung ei­ ner Mehrscheibenkupplung wird anhand des Längsschnittes der Fig. 1 und der vergrößeren Teilschnittansicht gemäß Fig. 2 er­ läutert.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Eingangswelle 2, eine erste Kupp­ lungseinrichtung 4 und eine zweite Kupplungseinrichtung 5 ge­ zeigt. Die Kupplungseinrichtungen 4, 5 sind parallel zueinander und umgeben die Eingangswelle 2 derart, daß sich die erste Kupplungseinrichtung 4 radial außerhalb der zweiten Kupplungs­ einrichtung 5 befindet.

In der ersten Kupplungseinrichtung 4 ist eine erste Trommel 4a drehbar von der Eingangswelle getragen. Ein erster Kolben 4b ist in der ersten Trommel 4a aufgenommen, derart, daß sich der erste Kolben 4b in axialer Richtung der Eingangswelle 2 ver­ schieben läßt.

Die erste Trommel 4a ist in ihrer inneren Umfangsfläche mit ei­ ner ersten Längskeilung 4c ausgestattet. Eine zweite Trommel 5a der zweiten Kupplungseinrichtung 5, die in der ersten Trommel 4a aufgenommen wird, ist an ihrem Außenumfang mit einer zweiten Längskeilung 5c versehen. Eine Mehrzahl erster Kupplungsschei­ ben (treibende Kupplungsscheiben und getriebene Kupplungsschei­ ben) 4d ist zum abwechselnden Eingriff mit den ersten und zwei­ ten Längskeilungen 4c, 5c vorgesehen.

Die zweite Trommel 5a ist an der Eingangswelle 2 befestigt und so ausgebildet, daß sie die Drehbewegung der Eingangswelle 2 auf die erste Trommel 4a überträgt, und zwar über die ersten Kupplungsscheiben 4d. Die auf die erste Trommel 4a übertragene Drehbewegung wird dann auf ein erstes Sonnenrad eines Planeten­ getriebes (nicht gezeigt) über einen Gehäuseverbinder 4e über­ tragen, der so angeordnet ist, daß er eine Öffnung der ersten Trommel 4a abdeckt.

Eine erste Rückstellfeder 4f, die aus wenigstens einer Schrau­ benfeder besteht, ist in Fig. 1 so angeordnet, daß sie den er­ sten Kolben 4b nach rückwärts belastet, d. h. in einer Richtung von den ersten Kupplungsscheiben 4d weg.

Weiterhin ist die zweite Kupplungseinrichtung 5 mit einer er­ sten Ölkammer 51 ausgestattet, die innerhalb der zweiten, an der Eingangswelle 2 befestigten Trommel 5a einen Ölbetätigungs­ druck erzeugt. Der zweite Kolben 5b ist verschiebbar in dieser ersten Ölkammer 51 aufgenommen.

Zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Kolbens 5b und der Außenumfangsfläche der Eingangswelle 2 ist ein Dichtungsring 6 angeordnet, der eine Leckage des Öls verhindert, das der ersten Ölkammer 51 durch eine Ölpassage 2b in der Eingangswelle 3 zu­ geführt wird.

Die zweite Trommel 5a ist an ihrer Innenumfangsfläche mit einer dritten Längskeilung 5c-l ausgestattet. Eine zweite Kupplungs­ nabe 5e wird von der Eingangswelle 2 drehbar abgestützt und ist an ihrer Außenumfangsfläche mit einer vierten Längskeilung 5g versehen. Eine Mehrzahl zweiter Kupplungsscheiben (treibende Kupplungsscheiben und getriebene Kupplungsscheiben) 5d ist in diesem Bereich vorgesehen, wobei die Kupplungsscheiben abwech­ selnd mit den dritten und vierten Längskeilungen 5c-l und 5g in Eingriff stehen. Eine von der zweiten Trommel 5a auf die zweite Kupplungsnabe 5e über die zweiten Kupplungsscheiben 5d übertra­ gene Drehbewegung wird auf ein zweites Sonnenrad (nicht ge­ zeigt) des Planetengetriebes übertragen.

Eine zweite Ölkammer 52 ist in dem zweiten Kolben 5b geformt. Diese zweite Ölkammer 52 ist vorgesehen zum Beseitigen eines zentrifugalen Öldrucks, wie dies später erläutert werden wird. In der Ölkammer 52 ist zum Beseitigen des zentrifugalen Öl­ drucks ein dritter Kolben 5h aufgenommen. Zwischen dem dritten Kolben 5h und dem zweiten Kolben 5b ist eine Rückstellfeder 5f eingesetzt.

Die zweite Rückstellfeder 5f besteht aus wenigstens einer Wel­ lenfeder und ist an ihrem einen Ende an einem Schulterabschnitt 5i abgestützt, der durch einen radial innenliegenden Teil des zweiten Kolbens 5b gebildet ist. Das andere Ende der Rückstell­ feder wird an einem Schulterabschnitt 5j abgestützt, der in ei­ nem radial innenliegenden Teil des dritten Kolbens 5h gebildet ist.

Die Mehrscheibenkupplung wird in der vorbeschriebenen Ausfüh­ rung auf folgende Weise betrieben. Zunächst wird die Abtriebs­ leistung eines Motors (nicht gezeigt) auf die Eingangswelle 2 übertragen und von dieser auf die zweite Trommel 5a der zweiten Kupplungseinrichtung 5 geleitet.

Um die erste Kupplungseinrichtung 4 einzurücken, wird einer Öl­ kammer 41 Öldruck zugeführt. Diese Ölkammer 41 ist zwischen der ersten Trommel 4a und dem ersten Kolben 4b gebildet. Die Ölzu­ fuhr erfolgt durch eine Ölpassage 2a in der Eingangswelle 2, derart, daß der erste Kolben 4b nach rechts verschoben wird, d. h. in Richtung zur zweiten Trommel 5a. Die zwischen der er­ sten und zweiten Trommel 4a, 5a angeordneten ersten Kupplungs­ scheiben 4d werden gegeneinandergedrückt und gelangen miteinan­ der in Eingriff. Auf diese Weise gibt die zweite Trommel 5a die auf sie übertragene Leistung an das erste Sonnenrad des Plane­ tengetriebes über die erste Trommel 4a und den Gehäuseverbinder 4e ab.

Um die zweite Kupplungseinrichtung 5 einzurücken, wird der er­ sten Ölkammer 51 in der zweiten Trommel 5a über die Ölpassage 2b in der Eingangswelle 2 Öldruck zugeführt, so daß der zweite Kolben 5b nach rechts geschoben wird. Die treibenden und ge­ triebenen Kupplungsscheiben 5d werden gegeneinandergepreßt und gelangen miteinander in Eingriff. Es wird die auf die zweite Trommel übertragene Drehkraft auf die zweite Kupplungsnabe 5e durch die zweiten Kupplungsscheiben 5d übertragen, und dann von der zweiten Kupplungsnabe 5e auf das zweite Sonnenrad des Pla­ netengetriebes.

Während des Betriebs der Mehrscheibenkupplung wird in der zwei­ ten Ölkammer 52, die zum Teil begrenzt ist durch den dritten Kolben 5h, zentrifugaler Öldruck erzeugt, der den zweiten Kol­ ben 5b nach links verlagert, und zwar mit einer Kraft, die mit dem zentrifugalen Öldruck korrespondiert, der in der ersten Öl­ kammer 51 herrscht. Auf diese Weise wird der zentrifugale Öl­ druck in der Kammer 51 beseitigt oder aufgehoben. Dies ermög­ licht es, den in nicht erwünschter Weise in der ersten Ölkammer 51 bei gelöster Kupplung verbleibenden zentrifugalen Öldruck zu beseitigen oder zu eliminieren. Sobald der Öldruck in der Öl­ kammer 51 entlastet ist, geht der zweite Kolben 5b aufgrund der Vorspannkraft der Rückstellfeder 5f sofort in die Ausgangsposi­ tion zurück.

Wie bereits erläutert wurde, ermöglicht die Verwendung einer Wellenfeder als Rückstellfeder für den zweiten Kolben der zwei­ ten Kupplungseinrichtung, die axiale Länge der Mehrscheiben­ kupplung zu reduzieren, und zwar im Vergleich mit der Mehr­ scheibenkupplung gemäß dem Stand der Technik, die Schraubenfe­ dern als die Rückstellfeder für den zweiten Kolben benutzt. Da­ durch läßt sich die Kupplung relativ kleinformatig oder kompakt ausbilden.

Die Verwendung der Wellenfeder führt ferner zu einem reduzier­ ten Volumen der Ölkammer, die zum Beseitigen des zentrifugalen Öldrucks vorgesehen ist, wodurch die Zeit kurz wird, die zum Füllen dieser Kammer mit Öl nötig ist. Dadurch ist die Beseiti­ gung des auf den zweiten Kolben einwirkenden zentrifugalen Öl­ drucks sichergestellt.

In der Mehrscheibenkupplung der dargestellten Ausführungsform hat die zweite Kupplungsnabe, die die treibenden Kupplungs­ scheiben der zweiten Kupplungseinrichtung abstützt, einen ra­ dialen Wandabschnitt, der an der Seite der Kupplung abgestützt wird, die dem zweiten Kolben axial gegenüberliegt. Der dritte Kolben zum Beseitigen des zentrifugalen Öldrucks ist zwischen den Nabenwandabschnitt und dem zweiten Kolben eingeordnet. Die Verwendung der Wellenfeder als Rückstellfeder, die am dritten Kolben abgestützt ist, um den zweiten Kolben zu belasten, kann die axiale Länge der Kupplungseinrichtung verringern, was eben­ falls zu einer Verringerung der Gesamtabmessungen der Kupplung beiträgt.

Claims (3)

1. Kupplungseinrichtung für eine Mehrscheibenkupplung, gekenn­ zeichnet durch
eine erste Kupplungseinrichtung (4) und eine zweite Kupplungs­ einrichtung (5), die parallel zueinander und koaxial derart an­ geordnet sind, daß die erste Kupplungseinrichtung (4) radial außerhalb der zweiten Kupplungseinrichtung (5) liegt, wobei die zweite Kupplungseinrichtung (5) eine zweite Trommel (5a) und einen in der zweiten Trommel (5a) verschiebbar aufgenommenen Kolben (5b) aufweist, der zum Teil eine Beseitigungsölkammer (52) zum Beseitigen zentrifugalen Öldrucks in einer zweiten Öl­ kammer (52) begrenzt, die zwischen der zweiten Trommel (5a) und dem zweiten Kolben (5b) geformt ist,
einen Beseitigungskolben (5h) in der Beseitigungsölkammer (52) zum Beseitigen des zentrifugalen Öldrucks in der zweiten Ölkam­ mer (52), und
eine zweite Rückstellfeder (5f), die aus wenigstens einer Wel­ lenfeder besteht und zwischen den zweiten Kolben (5b) und den Beseitigungskolben (5h) eingeordnet ist.

2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweite Kolben (5b) einen Schulterteil (5i) auf­ weist, der in einem radial inneren Teil des zweiten Kolbens (5b) geformt ist, daß der Beseitigungskolben (5e) einen in sei­ nem inneren Teil geformten Schulterteil (5j) aufweist, und daß die Rückstellfeder (5f) mit einem Ende an dem Schulterteil (5i) des zweiten Kolbens (5b) und an ihrem anderen Ende an dem Schulterteil (5j) des Beseitigungskolbens (5h) abgestützt ist.

3. Kupplungseinrichtung für eine Mehrscheibenkupplung, gekenn­ zeichnet durch
eine erste Kupplungseinrichtung (4) und eine zweite Kupplungs­ einrichtung (5), wobei sich die erste Kupplungseinrichtung (4) radial außerhalb der zweiten Kupplungseinrichtung (5) befindet,
und die zweite Kupplungseinrichtung (5) eine zweite Trommel (5a), einen zweiten Kolben (5b), treibende Kupplungsscheiben (5d) und eine zweite Kupplungsnabe (5e) zum Abstützen der trei­ benden Kupplungsscheiben (5d) und die zweite Kupplungsnabe (5e) einen sich radial erstreckenden Nabenwandabschnitt an einer Seite der zweiten Kupplungseinrichtung (5) aufweist, die dem zweiten Kolben (5b) axial abgewandt ist,
einen zwischen dem Nabenwandabschnitt und dem zweiten Kolben (5b) angeordneten Beseitigungskolben (5h) zum Beseitigen zen­ trifugalen Öldrucks in einer zweiten Ölkammer (52), die zwi­ schen der zweiten Trommel (5a) und dem zweiten Kolben (5b) ge­ formt ist, und
eine Rückstellfeder (5f) aus wenigstens einer Wellenfeder zum Rückstellen des zweiten Kolbens (5b).