DE2731720C2

DE2731720C2 - Hydraulisch betätigbare Reibungskupplung

Info

Publication number: DE2731720C2
Application number: DE2731720A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Ome Tokyo Hiraiwa; Kotei Tokyo Takahashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1976-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1984-01-19
Also published as: US4257509A; FR2358587B1; JPS5311439U; FR2358587A1; GB1565289A; DE2731720A1; JPS5542018Y2

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptsnspruchs.

Eine Reibungskupplung der gattungsgemäßen Art Ist aus der JP-PA 12 442/69 bekannt. Diese herkömmliche Reibungskupplung Ist eine hydraulische Doppelkolben-Kupplung, deren beide Kolben eine Feder einschließen, so daß sich aufgrund der FederwLrkung ein welcher Kupplungseingriff ergibt. Eine derartige Doppelkolben-Kupplung ist daher in bezug auf einen welchen und sicheren Kupplungseingriff einer Kupplung mit einem einzelnen Kolben überlegen.

Der Erfindung liegt d's Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute, funktionssichere Kupplung der gattungsgemäQen Art mit verringerten axialen Abmessungen zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind In den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß sind die Kolben von der der Kupplungsscheibe zugewandten Seite her mit Djjckfluid beaufschlagbar, so daß das Lösen der Kupplung auf hydraulischem Wege erfolgt. Der erste Kolben ist als flache, planparallele Platte ausgebildet und weist eine verhältnismäßig große, dem Druckfluid ausgesetzte Wirkflä-

i* ehe auf, so daß die beim Auskuppeln auf den ersten Kolben ausgeübte hydraulische Kraft die Kraft der zwischen den beiden Kolben wirkenden Feder überwindet. Durch den Wegfall einer Rückholfeder und durch die Ausbildung des zweiten Koibens ais pianparaiiele Pla'tt ergibt sich eine erhebliche Verringerung der axialen Länge der Kupplung. Der erste Kolben tritt beim Einkuppeln verhältnismäßig weit aus der Aussparung des zweiten Kolbens heraus, so daß trotz der flachen Ausbildung des ersten Kolbens ein ausreichender Federweg und damit ein weicher Kupplungseingriff gewährleistet Ist. Zur axialen Führung des ersten Koibens ist ein Führungsstift vorgesehen, der beide Kolben in axialer Richtung durchläuft.
Der Führungsstift bildet zugleich eine Drehsicherung für die beiden Kolben, die daher In einfacher Weise als rotationssymmetrische Bauteile hergestellt werden können.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnlt durch einen Teilbereich eines Hydraulik-Getriebes mit einer erfindungsgemäßen, hydraulischen Doppelkolben-Kupplung. Die Zeichnung veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf eine hydraulische Kraftübertragung eines Kraftfahrzeugs. Ein Drehmomentwandler i0 umfaßt ein Pumpenrad 12, ein Leitrad 14, ein Turbinenrad 16 und ein Gehäuse 18, mit dem das Pumpenrad 12 starr verbunden 1st. Das Leitrad 14 ist mit einem Außenring 20a

4H. AlnAC HrQlInItTe ΎΠ liarknflflan Aar i/arklnrlari Antt Aac " VIII(AJ ■ IWIIUUIJ atXt fl.ll/UIIUVII, UU rVIIIIIIUVIt, \*UU* «4CM Leitrad entgegengesetzt zu der Drehung der nicht gezeigten Maschine des Kraftfahrzeuges gedreht wird.

Das Gehäuse 18 Ist am Inneren Umfang mit einem Zwischengehäuse 24 verschweißt, das seinerseits dicht

so mit einer Glocke 26 verbunden Ist. Zwischen dem Zwischengehäuse 24 und der Glocke 26 liegt eine Dichtung 28. Auf die Verbindi ng zwischen beiden Teilen soll später eingegangen werden.
Das Zwischengehäuse 24 ist mit einem radialen Flansch 30 verschweißt, der mit einem Zahnkranz 32 mit

erfolg», das Lösen des Kupplungseingriffs mit Hilfe einer Rückholfeder, die an dem mit der Kupplungsscheibe in Eingriff tretenden ersten Kolben angreift und beide Kolben in Richtung auf die gelöste Stellung vorspannt. Der erste Kolben Ist In einer Aussparung des zweiten Koibens verschiebbar und weist eine verhältnismäßig große axiale Länge auf, damit ein ausreichender Federweg des ersten Kolbens relativ zu dem zweiten Kolben bei ausreichender Führung des ersten Kolbens gewährleistet Ist. Aufgrund dieser baulichen Gegebenheiten weist die herkömmliche Kupplung verhältnismäßig große Abmessungen In AxIaN richtung auf.

Die Glocke 26 weist eine umlaufende Schulter 36 auf, die das Innere Ende des Zahnkranzes 32 auf der Glocke abstützt und den Flansch 30 trägt, so daß eine Relatlvbewegung zwischen dem Zwischengehäuse 24 und der Glocke 26 In auseinanderlaufender Richtung verhindert wird.

Die Glocke 26 Ist Im Mitteibereich mit einem Führungsstück 38 verschweißt, das einerseits In eine entsprechende Aussparung 40 in dem angrenzenden Ende der Ausgangswelle der Maschine oder einer Eingangswelle 42 des Drehmomentwandlers 10 eintritt. Die Eingangswelle 42 Ist über eine starre Platte 44 mit Hilfe von Schrauben

46 mit einer flexiblen Platte 48 verbunden, die an dem Zahnkranz 32 mit Hilfe von Schrauben 50 befestigt Ist, so daß die Eingangswelle 42 mit dem Pumpenrad 12 des Drehmomentwandlers 10 in Antriebsverbindung steht.

Eine erfindungsgemäße hydraulische Doppelkolben-Kupplung 60 umfaßt eine zweite Glocke 62, die einen hydraulischen Zylinder bildet. Die Glocke 62 ist um eine Achse drehbar, und zwar im dargestellten Falle auf einer feststehenden Hülse 22 Ober ein geeignetes Lager 64, und sie ist mit dem Turbinenrad 16 des Drehmomentwandlers 10 mit Hilfe von Nieten 66 verbunden.

In der Glocke 62 als Zylinder sind zwei Kolben 76 und 78 angebracht, die axial entlang der Achse der Eingangswelle 42 Innerhalb der Glocke 62 verschiebbar sind. Der Kolben 76 soll im folgenden als erster Kolbe und der Kolben 78 als zweiter Kolben bezeichnet werd"

Wie In der Zeichnung gezeigt Ist, cifaßt der Holben 78 dichtend und gleitend mit seinem Umfang die zylindrische innere Umfangsfläche der G!ot :«2. Der Kolben 78 weist eine Mittelbohrung auf, ,"¹Ie uichtend und beweglich einen Adapterring 80 eriab. ^er auf dem Führungsstück 38 angeordnet ist, so daß eine fluiddichte Kupplungskammer 82 veränderlichen Volumens entsteht, die ein Arbeitsfluß wie etwa Öl enthält.

Innerhalb der Kupplungskammer 82 ist eine Kupplungsscheibe 74 so angeordnet, daß sie axial entlang der Drehachse der Glocke 62 verschiebbar ist und zwischen dem ersten und zweiten Kolben 76, 78 und einer Stirnfläche 62a der Glocke 62 liegt und bei Verschiebung der Kolben in Richtung der Stirnfläche 62a zwischen beiden erfaßt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die Kupplungsscheibe 74 auf eine Kupplungsnabe 70 aufgekeilt, und sie umfaßt eine ringförmige Platte 74a mit Reibbelägen 74ö auf beiden Seiten der Platte. Die Kupplungsnabe 70 ist durch Axiallager 68 und 68' zwischen der Glocke 62 und dem Führungsstück 38 in Axialrichtung festgelegt und auf eine Ausgangswelle 72 des Drehmomentwandlers 10 aufgekellt und mit dieser drehbar.

Erfindungsgemäß ist der erste Kolben 76 mit als ringförmige Platte ausgebildet, die genau parallele und flache Oberflächen aufweist und auf einer SeRe mit der entsprechenden Oberfläche der Kupplungsscheibe 74 in Eingriff treten kann, wenn der erste Kolben 76 in Richtung der Stirnfläche 62a verschoben wird. Der zweite Kniben 78 weist eine ringförmige Aussparung 84 auf, die einen Zylinder bildet und in der Form der ringförmigen, mit parallelen Oberflächen versehenen Platte des Kolbens 76 auf der Seite des ersten Kolbens 76 entspricht. Der erste Kolben 76 liegt daher als Kolben Innerhalb des durch die ringförmige Aussparung 84 gebildeten Zylinders. Zur Herstellung einer Kolben-Zylinder-Beziehung zwischen dem ersten und dem zweite.! Kolben 76, 78 sind die inneren und äußeren Umfangsflächen des ersten Kolbens 76 fluiddicht gegenüber den entsprechenden Oberflächen der ringförmigen Aussparung 84 mit Hilfe von Dichtungen 78a und 786 abgedichtet. Der erste Kolben 76 Hegt daher (licht, aüci ucwcgni-ii iiiiici!ia!u lies iwciicil riuibens 78 und arbeitet mit der Stirnfläche 62a der Glocke 62 zum Erfassen oder Lösen der Kupplungsscheibe 74 zusammen.

Die ringförmige Aussparung 84 steht in Verbindung mit dem Drehmomentwandler 10 über eine Durchgangsbohrung 86 in den zweiten Kolben 78 parallel zu dessen Achse, so daß kein unerwünschter Druck zwischen den Kolben 76, 78 entsteht, der diese verschieben könnte.

Vorzugsweise Ist die Tiefe der ringförmigen Aussparung 84 etwa gleich der Dicke des ersten Kolbens 76, wie es In der Zeichnung gezeigt Ist.

Die Axialverschiebung des zweiten Kolbens 78 nach links In der Zeichnung Ist begrenzt durch einen Sprengring 88, der auf der zylindrischen inneren Umfangsfläche der Glocke 62 befestigt ist. Vorzugsweise ist der erste Kolben 76 mit einer ringförmigen Aussparung 90 auf der dem Kolben 7S zugewandten Seite versehen, und in der Aussparung 90 ist eine Feder, wie etwa eine Tellerfeder 92 angeordnet, die den ersten Kolben von dem zweiten Kolben wegdrückt. Eine derartige ringförmige Aussparung 90 ist vorteilhaft im Interesse einer kompakten Axiallänge der hydraulischen Kupplung 60.

Die beiden Kolben 76 und 78 liegen In Drehrichtung in bezug auf die antreibende Glocke 62 fest, so daß das Antriebsdrehmoment der Glocke optimal auf die Kupplungsscheibe 74 übertragen wird. Zu diesem Zweck ist ein Führungsstift 94 vorgesehen, der mit einem Ende in der Glocke 62 befestigt ist und sich mit dem anderen Ende in entsprechende Öffnungen in dem ersten und zweiten Kolben erstreckt, so daß eine relative Bewegung zwischen den Kolben und der Glocke unterbunden, eine Axialbewegung dagegen ermöglicht wird. Die Position des Führungsstiftes 94 liegt so nah wie möglich an dem Umfang der Glocke 62, so daß die Kuj._Kiungsscheibe 74 und damit derer Reibbeläge möglichst grobe Arbeitsflächen aufweisen und die Drehmomentübertragung der hydraulischen Kupplung gesteigert wird.

Erfindungsgemäß umfaßt die hydraulische Kupplung weiterhin einrichtungen zum Verbinden des Umfangsberelches 82a der Kupplungskammer 82 und des Mlttelbereiches 826 der Kupplungskammer, so daß diese Bereiche nicht voneinander getrennt werden, wenn die Kupplungsscheibe 74 zwischen den Kolben einerseits und der Stirnfläche 62a der Glocke 62 andererseits erfaßt wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, umfassen diese Einrichtungen wenigstens eine Radial nut 100 in der Stirnfläche 62a in der Glocke 62, deren eines Ende In den Umfangsberelch 82a der Kupplungskammer und deren anderes Ende in den Mittelbereich 826 mündet. Eine ringförmige flache Platte 96 ist auf der Stirnfläche 62a mit Hilfe von Schrauben 98 befestigt, so daß die Radialnut 100 abgedeckt wird und ein optimaler Reibungselngrif^r zwischen der Glocke und der Kupplungsscheibe 74 beim Eingriff der Kupplung ermöglicht wird. Eine derartige Radialnut 100 ist vorteilhaft für einen

■»' glatten Eingriff der hydraulischen Kupplunp, da sie Gegenkräfte verhindert, die die Bewegung der Kolben 76, 78 in Richtung des Eingriffs der Kupplung behindern könnten. Ohne die Radialnut 100 würde das Arbeltsfluid In dem Umfangsbereich 82a der Kupplungskammer 82

'" beim Eingriff der Kupplung gefangen und eine Gegenkraft erzeugt. Erfindungsgemäß steht jedoch der UmfangsbereUh 82o der Kuppiungskamrner 82 über die Radialnut 100 mit dem Mittelbereich 826 in Verbindung, und dieser Ist seinerseits über einen ringförmigen Kanal

'"· 102 beim Eingreifen der Kupplung mit einem herkömmlichen hydraulichep Steuersystem verbunden, das In der

Obwohl die Tellerfeder 92 zwischen den Kolben In der Zeichnung gezeigt Ist und diese In entgegengesetzte

°° Richtungen auselnLiiderdrückt, kann anstelle der Tellerfeder wenigstens eine Schraubenfeder verwendet werden. Bei Verwendung einer Schraubenfeder anstelle der Tellerfeder 92 muß jedoch die Form der Aussparung 90 ent' sprechend gewählt sein.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, 1st die Aussparung W in dem ersten Kolben 76 für die erfindungsgemäße hydraulische Kupplung nicht notwendig, da ohne die Aussparung dieselbe Wirkung erzielt

werden kann. Die Aussparung 90 Ist jedoch Im Interesse einer kompakten Abmessung der Kupplung vorzuziehen, wie bereits erwähnt wurde,

Anschließend soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Kupplung erläutert werden.

Beim Eingreifen der Kupplung wird ein vorherrschender Druck In dem Zwischenraum 104 gebildet, der die hydraulische Kupplung umgibt. Dies geschieht selektiv durch ein hydraulisches Steuersystem bekannter Art, und zugleich wird der Druck des Arbeitsfluss In der kupplungskammer 82 In Richtung des herkömmlichen hydraulischen Steuersystems abgelassen. Folglich überwiegt die Federkraft der Tellerfeder 92 diejenige Kraft, die auf den ersten Kolben 76 durch das Arbeitsfluß In der Kupplungskammer 82 ausgeübt wird, so daß der erste is Kolben In Richtung seines größten Abstandes zu dem zweiten Kolben 78 verschoben wird. Sudann bewegen sich der erste und der zweite Kolben axial nach rechts In der Zeichnung, d. h. In Richtung eines Eingriffes der Kupplung aufgrund der Kraft, die durch die Druckdlfferenz zwischen dem Zwischenraum 104 und der Kupplungskammer 82 besteht. Der erste Kolben 76 erreicht als erster die Position, In der er gegen die Stirnfläche 62a der Glocke 62 über die Kupplungsscheibe 74 anschlagt und festgehalten wird. Abschließend wird der zweite Kolben 78 axial welter nach rechts verschoben, während er die Tellerfeder 92 zusammendruckt. Durch das Zusammendrücken der Telierfeder 92 nimmt die Eingriffskraft zwischen dem ersten Kolben 96 und der Glocke 62 nach und nach zu, so daß nach und nach und gleichmäßig ein Eingriff der Kupplung, herbeigeführt wird.

Der Kupplungseingriff wird beendet, wenn der zweite Kolben 78 den ersten Kolben 76 berührt und die Teilerfeder 92 vollständig zusamendrückt, so daß eine Überwle- gende Kraft auf den zweiten Kolben In Richtung eines Kupplungseingriffs und damit auf die Kupplungsscheibe 74 direkt über den ersten Kolben übertragen wird und die Kupplungseingriffskraft Ihren maximalen Wert erreich¹.. Beim Lösen der Kupplung wird andererseits ein überwiegender Druck in der Kupplungskammer 82 In bekannter Welse mit Hilfe eines nicht gezeigten, herkömmlichen hydraulischen Steuersystems erzeugt, und der Druck In dem Zwischenraum 104, der den ersten und zweiten Kolben und die Glocke umgibt, wird abgelassen. Aufgrund dieser gesteuerten Änderung der Druckdifferenz des Arbellsflulds zwischen dem Zwischenraum 104 und der Kupplungskammer 82 werden der erste und zweite Kolben 76, 78 In Richtung Ihrer In der Zeichnung gezeigten Position verschoben, wobei die Kupplung umgekehrt zu dem beschriebenen Eingriffsvorgang gelöst wird. Der Lösungsvorgang der Kupplung wird beendet, wenn der zweite Koiben 78 gegen den Sprengring 88 anschlagt und eine weitere Axialverschiebung des zweiten Kolbens verhindert wird. Folglich schlägt der erste Kolben 76 gegen den zweiten Kolben 78 an, wobei die Tellerfeder 92 zwischen beiden vollständig zusammengedrückt wird, wie die Zeichnung zeigt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße hydraulische Doppelkolben-Kupplung In besonders günstiger Welse die Möglichkeit schafft, den ersten Kolben 76 In sehr einfacher und kompakter Welse als Platte mit parallelen Oberflächen herzustellen, so daß die Herstellungskosten Insbesondere verringert v?rden können, während die Genauigkeit erhöht wird, da die Form des ersten Kolbens einfach und kompakt Ist, so daß beispielsweise eine Anzahl von Kolben gleichzeitig auf einer einzigen Schleifmaschine geschliffen werden kann.

Im übrigen ergibt sich eine optimale Arbeitsweise der Kupplung, da beispielsweise eine Verbindung zwischen dem Mittelbereich und dem Umfangsberelch dsr Kupplungskammer hergestellt Ist und die ringförmige Platte 96 eine optimale Reibfläche für die Glocke bietet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

27 31 7Γ Patentansprüche:

1. Hydraulisch betätigbare Reibungskupplung, die eine Glocke mit einer zylindrischen Innenfläche aufweist, in der ein erster und ein zweiter ringförmiger Kolben axial verschiebbar und durch einen hydraulischen Druck in einer durch den zweiten Kolben und die Glocke gebildeten Kupplungskammer mit vorauslaufendem ersten Kolben gegen eine Kupplungsscheibe andrückbar sind, bei der der erste Kolben in einer Aussparung des zweiten Kolbens gegen den zweiten Kolben verschiebbar und durch eine Feder In Trennrichtung vorgespannt Ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Kolben (76) als ringförmige planparallele Platte ausgebildet und beim Lösen der Kupplung hydraulisch gegen die Kraft der Feder (92) in Richtung auf den zweiten Kolben (78) verschiebbar Ist und daß wenigstens ein Führungsstift (94) die Glocke (62), den ersten Kolben (76) und den zweiten Kolben (78) i. axialer Richtung durchläuft.

2. ReibungsKupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (92) in der ringförmigen Aussparung (84) des zweiten Kolbens (78) angeordnet lsi und zwischen dem ersten Kolben (76) und dem Boden der Aussparung liegt.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (76) auf der dem zweiten Kolben (78) zugewandten Oberfläche eine Aussparung (90) zur Aufnahme der Feder (92) aufweis'.

4. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der ringförmigen Aussparung (8*) In der.i zweiten Kolben (78) Im wesentlichen der Dicke de ersten Kolbens (76) entspricht.

5. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (92) eine Tellerfeder Ist.