DE2854361C2 - Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupplung mit einer druckmittelbeaufschlagten Kolben-Zylinderanordnung, wobei der mit der Kraft einer an einem Druckring angreifenden Tellerfeder beaufschlagte Kolben beide Kupplungshälften in Reibeingriff hält, in einer der beiden Kupplungsendstellungen mechanisch verriegelbar, hydraulisch entriegelbar und unter der Wirkung der Tellerfeder in seine andere Kupplungsendsteliung rückführbar ist.

Eine solche Betätigungsvorrichtung ist aus der DE-AS 22 22 184 bekannt. Hierbei wird zum Einrücken der Kupplung Druckflüssigkeit über ein im Zylinder verlaufendes Kanalsystem gegen den Kolben und gleichzeitig gegen einen Spannring eingeleitet. Der Spannring verkeilt eine mit dem Kolben verbundene Stange am Zylinder, wodurch auch nach Abschalten des ίο Steuerdrucks der Kolben in seiner eingerückten Stellung und damit die Kupplung in Eingriff gehalten bleibt. Zum Lösen der Kupplung wird Druckflüssigkeit gleichen Steuerdrucks über ein anderes im Zylinder verlaufendes Kanalsystem gegen einen Lösekolben eingeleitet, der durch axiales Verschieben den Spannring aus seiner Klemmlage löst, wodurch der Kolben unter der Wirkung der Tellerfeder in seine ausgerückte Kupplungsendsteliung zurückgeführt wird.

Diese bekannte Betätigungsvorrichtung erfordert ein kompliziert ausgebildetes Kanalsystem für die Beaufschlagung des Kolbens und des Spannringes mit Druckflüssigkeit, sowie den zusätzlichen Lösekolben zum Entkeilen des Spannringes. Es muß außerdem das Kupplungsgehäuse mit zwei Druckmittelanschlüssen 2ϊ versehen sein, die über zwei Druckmittelleitungen mit einem Steuerventil verbunden sind. Hierbei muß durch das Steuergestänge der Weg zwischen dem meist in der Fahrerkabine angeordneter. Schalthebel für das Steuerventil und der in der Nähe der zu kuppelnden Teile sitze.iden Kupplung überbrückt werden. Dies bedingt nicht nur eine konstruktiv aufwendige Bauweise, sondern bringt auch Schwierigkeiten bei Wartung und Reparatur mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die J5 bekannte Betätigungsvorrichtung dadurch zu verbessern, daß man mit einer Druckmittelleitung und einem Druckmittelanschluß am Kupplungsgehäuse auskommt und sich die Kupplung durch kurze Schaitimpulse betätigen läßt, so daß es hierzu lediglich einer w verhältnismäßig kleinen Ölpumpe bedarf.

Dies; Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben aus seiner durch Einfallen eines an ihm vorgesehenen Sperrfingers in eine an der Zylinderbohrung angeordnete Riegelfalle verriegelten ausgerückten Stellung durch kurzzeitiges Einleiten von Druckflüssigkeit eines gegenüber dem zum Ausrücken in die verriegelte Stellung benötigten höheren Steuerdruckes entriegelbar ist.

Eine derart ausgebildete Betätigungsvorrichtung läßt sich auch bei Fahrzeug-Parkbremsen, insbesondere bei Handbremsen, verwenden, da auch bei derartigen Bremsen diese aus einer gelösten Stellung in eine angezogene Stellung und umgekehrt betätigt werden müssen.

Für die hydraulische Betätigung des Kolbens genügt eine verhältnismäßig kleine Ölpumpe, da nur kurze Schaltimpulse notwendig sind, um den Kolben in seine arretierte Stellung zu bringen oder ihn aus dieser heraus in seine die zu kuppelnden Teile eingerückte Stellung zurückzuführen. Hierzu genügt ein einfaches in der Fahrerkabine angeordnetes Dreiwegeventil in Verbindung mit einem zwei verschiedene Steuerdrücke durchlassenden Mengenteiler.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Sperrfinger an dem dem Druckring entgegengesetzten Ende des Kolbens in einer Ringnut radial verschiebbar.

Er wird unter der Wirkung eines in der Ringnut eingelegten Federringes in der eingerückten Kupp-

lungsstellung gegen eine erste Zylinderbohrung vergrößerten Innendurchmessers in Anlage gehalten und greift nach hydraulischem Verstellen des Kolbens um einen dem Ausrückweg entsprechenden Verschiebeweg in die ausgerückte Kupplungsstellung hinter -;ine von einer weiteren Zylinderbohrung vergrößerten Innendurchmessers gebildeten Schulter.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ai:sführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 in einem Schnitt Zylinder und Kolben der Kolben-Zylinderanordnung in eingerückter Stellung der Kupplung;

Fig. 2 in einem Schnitt den Kolben in der verriegelten Stellung;

F i g. 3 den Kolben in einer die Verriegelung freigebenden Stellung unmittelbar vor dem Zurückführen in seine Ausgangsstellung nach Fig. !.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Betätigungsvorrichtung für den Achsantrieb eines allradangetriebenen Fahrzeugs einen Kolben 1 einer Kolben-Zylinderanordnung innerhalb eines in seinem Innendurchmesser dreifach 2=> abgesetzten Zylinders 2 auf. Während der Zylinder 2 fest mit einem Gehäusedeckel 3 verbunden ist, ist der Kolben 1 auf einer die das anzutreibende Rad aufnehmenden Abtriebswelle 4 aufnehmenden Buchse 5 begrenzt axial verschiebbar angeordnet.

An dem in F i g. 1 rechten Ende des Kolbens 1 ist auf diesem ein Druckring 6 aufgeschoben, der an seinem rechten Ende durch einen in einer Ringnut des Kolbens 1 eingelassenen Sprengring 7 axial gesichert ist. Unter der Wirkung einer Tellerfeder 8, die sich mit ihrem js äußeren Umfangsrand außerhalb einer Bohrung 9 des Gehäusedeckels 3 und mit ihrem inneren Umfangsrand über einen Ring 10 an der linken Seite des Druckringes 6 abstützt, wird der Druckring 6 mit seiner rechten Fläche unter Mitnahme des Kolbens 1 gegen ein Axiallager 11 gepreßt, wodurch eine Druckplatte 12 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Lamellenkupplung mit einer antreibenden Druckplatte in Antriebsverbindung gelangt und der Antrieb dieser Allradachse hergestellt ist. In dieser Stellung des Kolbens 1 besteht zwischen dem linken Ende des Druckringes 6 und dem rechten Ende des Zylinders 2 ein axialer Abstand a von 4 mm.

In Höhe der Ringkammer 13 zwischen Kolben 1 und Zylinder 2 mündet eine den Zylinder 2 und den Gehäusedeckel 3 durchsetzende Druckleitung 14, deren Einlaßstutzen 15 außen am Gehäusedeckel 3 angeordnet ist. Die Ringkammer 13 wird hierbei von einer Zylinderbohrung 16 vergrößerten Innendurchmessers und einer Kolbenstufe des Kolbens 1 gebildet.

Am linken Ende des Kupplungskolbens 1 ist dieser abgesetzt und trägt dort eine Ringnut 17. In dieser Ringnut ist ein Federring 18 eingelassen, dessen Federkraft radial nach außen wirkt. In die Ringnut 17 ist weiter ein Sperrfinger 19 eingelassen, der seitlich in Richtung des linken abgesetzten Endes des Kolbens 1 in einen mit einer schrägen Auflauffläche 20 versehenen hakenförmigen Ansatz 21 ausläuft. Dieser Sperrfinger 19 hat eine solche radiale Erstreckung, daß er bei in der Ringnut 17 zusammengedrückten Federring 18 innerhalb der Zylinderbohrung 16 des Zylinders 2 gehalten wird.

Um das Maß, mit dem der Kolben 1 axial nach links verschoben werden muß, um den Antrieb der Allradachse zu trennen, ist von einer radial verlaufenden Riegelfläche 22 des hakenförmigen Ansatzes 21 ausgehend nach links versetzt der Zylinder 2 in seinem Innendurchmesser zu einer dritten erweiterten Bohrung 23 abgesetzt. Im Ausführungr.beispiel beträgt dieses Maß b in axialer Richtung etwa 2 mm. Wird also der Kolben 1 zum Ausrücken der Antriebskupplung entgegen der Wirkung der Tellerfeder 8 um dieses Maß nach links verschoben, greift der hakenförmige Ansatz 21 des Sperrfingers 17 mit seiner Riegeifläche 22 durch die radial wirkende Federkraft des Federringes 18 herausgeschnellt hinter die von der Zylinderbohrung 16 und der hierzu erweiterten Zylinderbohrung 23 gebildeten Schulter 24 und verrastet den Kolben 1 in dessen antriebsmäßig ausgekuppelter Stellung. In dieser Stellung beträgt auch der Abstand a zwischen dem Druckring 6 und dem rechten Rand des Kupplungszylinders 2 etwa 2 mm.

Zum Entriegeln des Sperrfingers 19 dient ein endseitig in der größten Zylinderbohrung 23 des Zylinders 2 gegen einen in einer Ringnut eingelassenen Sprengring 25 geschobener Ring 26 von L-förrnigem Querschnitt. Wird der Kolben 1 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 8 weiter nach links verschoben, so kommt eine im Außendurchmesser der vergrößerten Kolbenstufe des Kolbens 1 liegende Kante des Ringes 26 an der schrägen Auflauffläche 20 des Sperrfingers 19 zur Anlage und drängt während dieser Verschiebebewegung des Kolbens 1 den Sperrfinger 19 entgegen der Wirkung des Federringes 18 wieder in seine Ausgangslage in der Ringnut 17 zurück.

Betätigungs- und Arbeitsweise der Betätigungsvorrichtung ergeben sich anhand der F i g. 1 bis 3 wie folgt:

Wenn an der Druckleitung 14 kein Druck anliegt, befindet sich der Kolben 1 unter der alleinigen Wirkung der Tellerfeder 8 in seiner in Fig. 1 dargestellten, am weitesten nach rechts verschobenen Stellung, in der eine Antriebsverbindung zu der Allradwelle hergestellt ist. Die Ringkkammer 13 nimmt hierbei den kleinsten Raum ein, und der Sperrfinger 19 befindet sich im Bereich der Zylinderbohrung 16 des Zylinders 2.

Wird die Ringkammer 13 über die Druckleitung 14 kurzzeitig mit einem Druck von ungefähr 60 bar beaufschlagt, so wird der Kolben 1 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 8 relativ zum feststehenden Zylinder 2 so weit nach links gedrückt, bis der hakenförmige Ansatz 21 des Sperrfingers 19 mit seiner Riegelfläche 22 unter der Wirkung des Federringes 18 hinter die Schulter 24 fällt, wie dies F i g. 2 veranschaulicht. Die Antriebskupplung für den Antrieb der Allradachse ist dann ausgerückt.

Zum Einrücken der Antriebskupplung muß der Kolben 1 wieder entriegelt werden. Hierzu wird die Ringkammer 13 mit einem Druck von 80 bar beaufschlagt. Hierdurch wird der Kolben 1 zusammen mit dem Sperrfinger 19 aus seiner mechanisch verriegelten Stellung (F i g. 2) so weit nach links verschoben, bis der Sperrfinger 19 über seine schräge Aufiauffläche 20 durch die dieser zugewandten Kante des Ringes 26 entgegen der Wirkung des Federringes 18 so weit radial in die Ringnut 17 zurückgedrängt worden ist, daß die Riegelfläche 22 von der Schulter 24 freikommt und die Außenkante des Sperrfingers 19 an der inneren Ringfläche des Ringes 26 klemmend gehalten wird. Die Ringfläche des Ringes 26 hat genau die gleiche Größe wie der Durchmesser der Zylinderbohrung 16. Wird nun der Druck am Einlaßstutzen 15 abgeschaltet, tritt die Wirkung der Tellerfeder 8 ein, mit der Folge, daß durch

die Klemmwirkung zwischen dem durch den Federring 18 radial nach außen beaufschlagten Sperrfinger 19 und dem Ring 26 dieser zusammen mit dem Kolben I nach rechts bewegt wird, und zwar so weit, bis der Ring 26 mit seiner auf der rechten Seite liegenden Stirnseite an der Schulter 24 des Zylinders 2 anschlägt, wie dies Fig. 3 veranschaulicht. Der Kolben I setzt seine Rechtsbewegung weiter fort und demzufolge wird der Sperrfinger 19 mitgenommen, so daß er schließlich wieder innerhalb der Zylinderbohrung 16 liegt, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. In dieser Stellung ist die Antriebskupplung für die Achse wieder eingerückt.

In abgewandelter Ausführungsform können mehrere Sperrfinger 19 verwendet werden, die über den Umfang des Kolbens 1 verteilt angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupplung mit einer druckmittelbeaufschlagten Kolben-Zylinderanordnung, wobei der mit der Kraft einer an einem Druckring angreifenden Tellerfeder beaufschlagte Kolben beide Kupplungshälften in Reibeingriff hält, in einer der beiden Kupplungsendstellungen mechanisch verriegclbar, hydraulisch entriegelbar und unter der Wirkung der Tellerfeder ih seine andere Kupplungsendstellung rückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) aus seiner durch Einfallen eines an ihm vorgesehenen Sperrfingers (19) in eine an der Zylinderbohrung (23) angeordnete Riegelfalle verriegelten ausgerückten Stellung durch kurzzeitiges Einleiten von Drückflüssigkeit eines gegenüber dem zum Ausrükken in die verriegelte Stellung benötigten höheren Steuerdrucks entriegelbar ist

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrfinger (19) an dem dem Druckring (6) entgegengesetzten Ende des Kolbens (1) in einer Ringnut (17) radial verschiebbar und unter der Wirkung eines in der Ringnut (17) eingelegten Federringes (18) in der eingerückten Kupplungsstellung gegen eine erste Zylinderbohrung (16) vergrößerten Innendurchmessers in Anlage gehalten wird und nach hydraulischem Verstellen des Kolbens (1) um einen dem Ausrückweg entsprechenden Verschiebeweg in die ausgerückte Kupplungsstellung hinter eine von einer weiteren Zylinderbohrung (23) vergrößerten Innendurchmessers gebildeten Schulter (24) eingreift.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrfinger (19) am radial äußeren Ende in einen hakenförmigen Ansatz

(21) mit einer sich radial erstreckenden Riegelfläche

(22) ausläuft, die beim Verriegeln hinter die Schulter (24) einfällt.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrfinger (19) an der der Riegelfläche (22) gegenüberliegenden Seite mit einer schrägen Auflauffläche (20) versehen ist, mittels der der Sperrfinger (19) bei Beaufschlagung des Kolbens (1) mit Druckflüssigkeit höheren Steuerdrucks durch Auflaufen an der Kante eines auf axialem Abstand zur Schulter (24) innerhalb der weiteren Zylinderbohrung (23) vergrößerten Durchmessers angeordneten Ringes (26) in die Ringnut (17) einrückbar ist und dann unter der Wirkung der Tellerfeder (8) steht.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (26) L-förmigen Querschnitt aufweist und gegen einen in einer Ringnut des Zylinders eingelassenen Sprengring (25) anliegt.