DE3149880A1

DE3149880A1 - Nasse lamellenkupplung

Info

Publication number: DE3149880A1
Application number: DE19813149880
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Yokohama Eguchi; Kazuyoshi Tokyo Fujioka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE3149880C2; JPS57105431U

Description

Nasse Lamellenkupplung
Die Erfindung betrifft eine nasse Lamellen- oder Mehrscheibenkupplung, insbesondere zur Anwendung in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeuges.
Bei einer nassen Lamellenkupplung wird Schmieröl zu den Reibflächen der Kupplungslamellen oder -scheiben durch Zentrifugalkraft gespritzt. Es ist wichtig, die Bauteile der Kupplung, insbesondere die Kupplungsnabe, so zu gestalten, daß das U1 wirksam und direkt auf die Reibfläche verspritzt wird. Es ist jedoch schwierig, eine Kupplungsnabe, die durch Pressen aus einer Stahl platte gebildet ist, mit dieser Eigenschaft zu versehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine nasse Lamellenkupplung der beschriebenen Art mit einer als Preßteil ausgebildeten Kupplungsnabe so auszubilden, daß Schmieröl wirkungsvoll zur Schmierung ausgenützt wird, ohne daß das U1 nutzlos verspritzt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt eine nasse Lamellenkupplung gemäß der Erfindung eine Kupplungsglocke und eine Kupplungsnabe in Gestalt eines Hohl zylinders, der durch Pressen geformt ist und ein in die Kupplungsglocke ragendes, mindestens einen Ausschnitt aufweisendes inneres Ende hat. In der Kupplungsglocke sind mehrere erste und zweite Lamellen abwechselnd drehbar an der Kupplungsnabe und der Kupplungsglocke unterstützt. Die ersten Lamellen sind an ihrem äußeren Umfang drehfest mit der Kupplungsglocke angeordnet, so daß sie mit dieser gemeinsam rotieren. Die zweiten Lamellen haben mindestens einen nach innen weisenden Vorsprung, mit dem sie in die ausgeschnittenen Abschnitte der Kupplungsnabe hineinragen, so daß die zweiten Lamellen und die Kupplungsnabe gemeinsam rotieren. Um die ersten Lamellen und die zweiten Lamellen in Eingriff zu bringen oder voneinander zu trennen und dadurch eine Drehmomentübertragung zwischen Kupplungsglocke und Kupplungsnabe zu bewirken oder zu unterbrechen, sind ferner Betätigungsmittel mit einem Kolben vorgesehen, der in der Kupplungsglocke zum Zusammenpressen der ersten und zweiten Lamellen vorgesehen ist. Die Kupplungsnabe der Kupplung hat ferner ein nach innen weisendes ringförmiges Abschirmglied, das in den Innenumfang der Kupplungsnabe nahe deren innerem Ende eingebaut ist, um verspritztes Schmieröl zu sammeln und den Reibflächen an den ersten und zweiten Lamellen über den Ausschnitt der Kupplungshabe zuzuführen; Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine übliche nasse Lamellenkupplung, Fig. 2 einen Schnitt durch eine übliche hintere Kupplungsglocke; Fig. 3 einen Schnitt durch ein automatisches Getriebe mit einer Lamellenkupplung gemäß der Erfindung; Fig. 4 einen Schnitt durch eine erste Ausführung einer Lamellenkupplung gemäß der Erfindung; Fig. 5 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung einer Lamellenkupplung gemäß der Erfindung; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer bei der Lamellenkupplung nach Fig. 5 verwendeten Kupplungsnabe; Fig. 7 eine Frontansicht eines Drahtringes, der bei der Lamellenkupplung nach Fig. 5 verwendet ist; Fig. 8 einen Schnitt durch eine Lamellenkupplung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung; Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Bauteils, das bei der Lamellenkupplung nach Fig. 8 verwendet ist; Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Streifens zum Her- stellen eines zylindri-schen Bauteils; Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen, aus dem Streifen nach Fig. 10 geformten Bauteils; Fig. 12 einen Schnitt einer Lamellenkupplung gemäß einer vierten Ausführung nach der Erfindung und Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Bauteils, das bei der Lamellenkupplung nach Fig. 12 verwendet ist.
Um der Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird im folgenden zunächst kurz ein konventionelles Beispiel für eine nasse Lamellenkupplung anhand der Fig. 1 beschrieben. In einer drehbaren Kupplungsglocke 1 sind ein Kolben 2, Rückstellfedern 3, getriebene Lamellen 4, treibende Lamellen 5, eine Rückhalteplatte 6 und ein Sprengring 7 aufgenommen. In den getriebenen Lamellen 4 sind Aussenkeilnuten 4a aufsehen, die mit Keilnuten la an der Kupplungsglocke 1 zusammenwirken, wobei diese Keilverzahnung ein gemeinsames Rotieren der getriebenen Lamellen 4 und der Kupplungsglocke 1 bewirkt. An den treibenden Lamellen 5 sind Innenkeilnuten 5a vorgesehen, die mit Keilnuten 8b in der Kupplungsnabe 8a eines drehenden Teiles 8 zusammenwirken, sp daß die treibenden Lamellen 5 und das drehende Teil 8 zusammen rotieren.
Bei dieser Anordnung werden bei Aufbringen eines Uldrucks auf den Kolben 2 die treibenden und getriebenen Lamellen 5,4 zusammengepreßt und übertragen aufgrund der Reibung zwischen ihren Reibflächen ein Drehmoment zwischen der Kupplungsglocke 1 und dem drehenden Teil 8.
Wenn der Uldruck weggenommen wird, werden die Kupplungsglocke 1 und die Kupplungsnabe 8a voneinander getrennt. Somit werden die getriebenen Lamellen 4 und die treibenden Lamellen 5 miteinander in Eingriff gebracht oder voneinander getrennt, wobei eine oder beide rotieren. Die Spalte zwischen den treibenden Lamellen 5 und den getriebenen Lamellen 4 sind selbst in getrenntem Zustand sehr eng, und zwischen ihnen herrscht ein großer Drehzahlunterschied. Daher müssen die Reibflächen der Lamellen 4, 5 ausreichend mit U1 geschmiert werden, um die große entstehende Wärmemenge abzuführen und ein"Ausbrennen" und Verschleiß zu verhindern. Bei der Kupplungsnabe 8a-gemäß Fig. 1 sind ein Ansatz 8c und mehrere Durchgangslöcher 8d vorgesehen, die radial durch die Wand der Kupplungsnabe 8a hindurchagehen und sich nach außen zu den Gründen der Keilnuten 8b öffnen. Bei dieser Anordnung wird zugeführtes Schmieröl durch den Ansatz 8c an einem axialen Wegschleudern gehindert und durch die Löcher 8d auf die Reibflächen der treibenden Lamellen 5 und der getriebenen Lamellen 4 unter Wirkung der Zentrifugalkraft verteilt.
Es ist nicht schwierig, eine Kupplungsnabe der Bauart nach Fig. 1 herzustellen, wenn sie durch Gießen oder durch Gießen und anschließendes Bearbeiten gefertigt wird. Es wurde jedoch 5n jüngerer Zeit als vorteilhaft befunden, Kupplungsnaben aus Stahl platten durch Pressen zu formen, um die Produktionseffizienz zu verbessern und das Fahrzeuggewicht zu verringern. Fig. 2 zeigt als Beispiel ein drehendes Bauteil 9 mit einer Kupplungsnabe 9a, die durch Pressen hergestellt ist. In diesem Fall hat die Kupplungsnabe 9a mehrere Ausschnitte 9b, während die treibenden Lamellen an ihrem inneren Umfang mehrere radial nach einwärts ragende Vorsprünge haben, die so gestaltet sind, daß sie mit den Ausschnitten 9b der Kupplungsnabe 9a zusammenwirken können. Diese Kupplungsnabe hat jedoch keine Abschirmung zum Behindern des Passierensvon U1 entsprechend dem Ansatz 8c nach Fig. 1, weil es sehr schwierig ist, einen solchen Ansatz bei einer durch Pressen hergestellten Kupplungsnabe auszubilden. Demgemäß läuft Schmieröl sehr leicht axial längs der Innenfläche der Kupplungsnabe weg,ohne zur Schmierung dienen zu können. Dies hat mangels Schmierung ein Ausbrennen und Verschleiß der getriebenen und treibenden Lamellen zur Folge, was die Lebensdauer der nassen Lamellenkupplung mit einer Kupplungsnabe durch Pressformen wesentlich verkürzt.
Unter Berücksichtigung des Vorangegangenen werden nun anhand der Fig. 3 bis 13 verschiedene Ausführungsformen der Erfindungen beschrieben.
Eine erste Ausführung ist in Fig. 3 und 4 beschrieben. Die Fig. 3 zeigt die obere Hälfte eines Achsschnittes durch ein automatisches Getriebe für frontgetriebene Kraftfahrzeuge, bei denen eine Lamellenkupplung gemäß der Erfindung als Frontkupplung eingebaut ist. Selbstverständlich ist die Erfindung auch anwendbar für eine rückwärtige Kupplung. In Fig. 3 ist ein Drehmomentwandler 11 in einem Wandlergehäuse 10 dargestellt. In einem Getriebekasten 12, der an dem Wandlergehäuse 10 angeflanscht ist, sind eine Ulpumpe 13, eine Frontkupplung 14, eine rückwärtige Kupplung 15, ein erster Planetensatz 16, ein zweiter Planetensatz 17, eine Bandbremse 18, eine Bremse lo für Langsam- und Rückwärtsfahrt, eine Einweg-Kupplung 20 usw. untergebracht.
Eine Antriebswelle 21 treibt die Ulpumpe 13, und eine Eingangswelle 22 verbindet den Drehmomentwandler 11 und die rückwärtige Kupplung 15.
Ein Abtriebs zahnrad 23 ist am Ende des Getriebes angeordnet und überträgt die abgegebene Leistung auf ein Getriebeausgangsrad. Durch Antreiben bzw. Festhalten verschiedener Getriebeglieder können drei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang auf das Abtriebszahnrad 23 wirken.
Die Frontkupplung 14 hat eine drehbare Kupplungsglocke 24, in der ein Kolben 25, getriebene Lamellen 26, treibende Lamellen 27, eine Rückhalteplatte 28 und ein Sprengring 29 gemäß Fig. 3 und 4 untergebracht sind. Jede getriebene Lamelle 26 hat nach außen ragende Vorsprünge 26a an ihrem äußeren Umfang, wodurch die getriebene-Lamelle 26 mit einer Innentrommel 24a in Eingriff stehen-, die mit der Kupplungsglocke 24 zur gemeinsamen Drehung verbunden ist. Jede treibende Lamelle 27 hat an ihrem inneren Umfang nach innen ragende Vorsprünge 27a. Eine Kupplungsnabe 30a ist einstückig mit einer rückwartigen Kupplungsglocke 30 geformt, welche dem drehenden Bauteil 8 gemäß Fig. 1 entspricht. Die Kupplungsnabe 30a hat mehrere Ausschnitte 30b. Die nach innen ragenden Vorsprünge 27a der treibenden Lamellen 27 greifen in die Ausschnitte 30b der Kupplungsnabe 30a ein, so daß sie gemeinsam mit dieser rotieren. Die rückwärtige Kupplungsglocke 30 ist durch Verschweißen zweier Bauteile, nämlich eines äußeren Bauteils 30c und eines inneren Bauteils 30d gefertigt, wobei diese Bauteile durch das Formen einer Stahlplatte hergestellt sind. Im hinteren Endbereich der Kupplungsnabe 30a ist eine Ringnut 30e eingeformt, und ein Spreng- ring 31 ist passend in diese Ringnut 30e eingesetzt.
Bei dieser Lamellenkupplung wirkt das Schmieröl in folgender Weise.
Von der Ulpumpe 13 wird Schmieröl über Auslässe 13a zugeführt und spritzt durch die Zentrifugalkraft getrieben auf die inneren Oberflächen der Kupplungsnabe 30a und verteilt sich darauf. Der U1-fluß über die inneren Oberflächen der Kupplungsnabe ist jedoch durch den Sprengring 31 am rückwärtigen Ende und durch das innere Bauteil 30d am vorderen Ende begrenzt. Folglich findet das U1 einen Ablauf in den Ausschnitten 30b und sprudelt über die Ausschnitte auf die Reibflächen der getriebenen und treibenden Lamellen 26 und 27.
Bei der Gestaltung gemäß Fig. 4 ragen die Vorsprünge 27a der treibenden Lamellen 27 einwärts über die Innenflächen der Kupplungsnabe 30a hinaus. Diese Gestaltung der treibenden Lamellen ist nicht immer notwendig, jedoch vorteilhaft für die Schmierung, weil das U1 von den nach innen ragenden Vorsprüngen 27a aufgefangen wird und dann an ihnen entlangströmt.
Eine zweite Ausführung der Erfindung ist in den Fig. 5 bis 7 gezeigt, bei welcher ein Drahtring statt des Sprengringes 31 nach der ersten Ausführung verwendet ist. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Kupplungsnabe 40a der rückwärtigen Kupplungsglocke 40, welche als Pressteil ausgebildet ist, mit einem Langloch 40b im hinteren Endbereich und einem Paar Löcher 40c nahe der diagonal gegenüberliegenden Stelle bezüglich der Achse der Kupplung versehen. Ein Drahtring 41 ist mit einer U-förmigen Auskragung 41a versehen, und beide Enden 41b sind gemäß Fig. 7 nach auswarts gebogen. Dieser Drahtring 41 ist am Innenumfang der Kupplungsnabe 40a durch Einführen der U-förmigen Auskragung in das Langloch 40b und der Enden 41b in die Löcher 40c gemäß Fig. 5 gehalten. Der so angeordnete Drahtring 41 dient als Abschirmglied oder Barriere gegen das U1 in gleicher Weise wie der Sprengring 31 bei der ersten Ausführung.
Eine dritte Ausführung ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Bei dieser Ausführung ist ein zylindrisches Bauteil 51 gemäß Fig. 9 verwendet, um eine Abschirmung bzw. eine Barriere gegen Ulfluß zu bilden. Das zylindrische Bauteil 51 ist mit einem Zylinderabschnitt 51a, der in die Bohrung der Kupplungsnabe paßt, und einem nach innen weisenden Flansch 51b an einem Ende versehen. Um Passieren von U1 zu ermöglichen, sind mehrere Löcher 51c im zylindrischen Abschnitt 51a an Stellen angeordnet, so daß sich diese Löcher zu den Ausschnitten der Kupplungsnabe hin öffnen. Das zylindrische Bauteil 51 ist ion die Kupplungsnabe 50a in einer zweckmäßigen Drehstellung eingesetzt und durch Punktschweissen damit verbunden.
Bei dieser Ausführung wird verspritztes U1 sehr wirkungsvoll durch den zylindrischen Abschnitt 51a des zylindrischen Bauteils 51 aufgefangen und zwischen dem nach innen weisenden Flansch 51b des zylindrischen Bauteils 51 und dem inneren Bauteil 50c der rückwärtigen Kupplungstrommel 50 eingegrenzt gehalten, so daß das U1 durch die Zentrifugalkraft wirksam über die Löcher 51c zu den Reibflächen der treibenden und getriebenen Lamellen 27, 26 gefördert wird Obwohl Fig. 9 das zylindrische Bauteil als Pressteil darstellt, kann das zylindrische Bauteil auch von einem Streifen gemäß den Fig. 10 und 11 gefertigt werden. Der Streifen 52 gemäß Fig. 10 hat mehrere kleine Löcher an geeigneten Stellen und ist an einer Seite senkrecht abgebogen und weist dort mehrere Ausnehmungen 52b auf. Somit wird das zylindrische Bauteil 53 durch Wölben des Streifens 52 in zylindrische Gestalt gemäß Fig. 11 gebracht.
Eine vierte Ausführung der Erfindung ist in den Fig. 12 und 13 gezeigt, wobei ein zylindrisches Bauteil ähnlich demjenigen nach der dritten Ausführung mit der Kupplungsnabe ohne Punktschweissen verbunden ist. Ein zylindrisches Bauteil 60 dieser Ausführung hat einen nach innen weisenden Flansch 60a und einen zylindrischen'Abschnitt 60c mit mehreren kleinen Löchern 60b wie das zylindrische Bauteil bei der dritten Ausführung. Das zylindrische Bauteil 60 bei dieser Aus- führung hat jedoch ferner Ansätze 60d, von denen jeder so angeordnet ist, daß er in einen Ausschnitt 50b der Kupplungsnabe 50a eingreift.
Dieses zylindrische Bauteil 60 wird in die Bohrung der Kupplungsnabe durch Einpassen der Ansätze 60d in die Ausschnitte 50b der Kupplungsnabe 50a montiert. Das Zusammenwirken der Ansätze 60d und der Ausschnitte 50b verhindert eine relative Drehung zwischen der Kupplungsnabe 50a und dem zylindrischen Bauteil 60. Die Ansätze 60d des zylindrischen Bauteils 60 dienen ferner zur Verhinderung einer Axialbewegung und eines Herausziehens des zylindrischen Bauteils 60, weil die Ansätze von den Vorsprüngen 27a der treibenden Lamelle 27 zurückgehalten werden. Obgleich dieses zylindrische Bauteil 60 hinsichtlich der Montage unterschiedlich gegenüber dem zylindrischen Bauteil nach der dritten Ausführung ist, ist die Funktionsweise gleich.
Wie oben beschrieben sind die nassen Lamellenkupplungen gemäß der Erfindung so aufgebaut, daß sie ein Zerstreuen von Schmieröl ohne Schmierwirkung verhindern sondern das Schmieröl vielmehr sammeln und auf die Reibflächen der treibenden und getriebenen Lamellen leiten.
Daher kann durch die Erfindung eine wirksame Schmierung ohne Ausbrennen und Verschleiß der treibenden und getriebenen Lamellen sichergestellt und dadurch die Lebensdauer der Lamellenkupplung verlängert werden.
Leerseite

Claims

Nasse Lamellenkupplung Patentansprüche Nasse Lamellenkupplung g e k e n n z e i c h n e t durch eine Kupplungsglocke (24), eine Kupplungsnabe (30a,40a,50a), die als durch Pressen geformter Hohlylinder ausgebildet ist und ein in die Kupplungsglocke ragendes, mindestens einen Ausschnitt (30b,50b) aufweisendes inneres Ende hat, erste Lamellen (26) und zweite Lamellen (27), die drehbar an der Kupplungsnabe und der Kupplungsglocke unterstützt sind, wobei die ersten Lamellen an ihrem äußeren Umfang drehfest mit der Kupplungsglocke angeordnet sind und wobei die zweiten Lamellen mindestens einen nach innen weisenden Vorsprung (27a) aufweisen, mit dem sie in den Ausschnitt der Kupplungsnabe hineinragen, so daß die zweiten Lamellen mit der Kupplungsnabe drehfest sind, Betätigungsmittel mit einem Kolben (2), der in der Kupplungsglocke zum InEingriff-bringen undTrennenderersten Lamellen und der zweiten Lamellen und dadurch-zum Herstellen oder Unterbrechen einer Drehmomentübertragung zwischen Kupplungsglocke und Kupplungsnabe angeordnet ist, und ein nach innen weisendes ringförmiges Abschirmglied (31,41,51,53, 60)9 das in den inneren Umfang der Kupplungsnabe nahe deren innerem Ende eingebaut ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch e k e.n n z e i c h n e t, daß die Kupplungsnabe mit einer Ringnut (30e) am inneren Umfang nahe dem inneren Ende versehen ist und daß das Abschirmglied ein Sprengring (31) ist, der in die Nut paßt.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kupplungsnabe mit mehreren Rückhalte -Ausnehmungen (40b, 40c) am inneren Umfang nahe ihrem inneren Ende versehen ist und daß das Abschirmglied ein Drahtring (41) mit mehreren nach außen weisenden Auskragungen (41a,41b)ist, die in die Rückhalte -Ausnehmungen passen.
4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß de nach innen weisendenVorsprünge(27a) der zweiten Lamellen über den inneren Umfang der Kupplungsnabe hinaus radial nach innen ragen.
5. Kupplungsnabe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß das Abschirmglied ein zylindrisches Bauteil (51,53) ist, das in die Kupplungsnabe eingepasst ist und einen radial nach innen weisenden Flansch (51b) nahe dem inneren Ende der Kupplungsnabe sowie mehrere Durchgangslöcher (51c) aufweist, die sich zum ausgeschnittenen Abschnitt der Kupplungsnabe hin öffnen.
6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das zylindrische Bauteil mit der Kupplungsnabe verschweißt ist.
7. Kupplungsnabe nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß das zylindrische Bauteil auf seinem Außenumfang mindestens einen Ansatz (60d) aufweist, der mit dem ausgeschnittenen Abschnitt der Kupplungsnabe zur Verhinderung einer relativen Drehung zusammenwirkt und eine solche Höhe hat, daß der Ansatz an den nach innen weisenden Vorsprüngen der zweiten Lamellen anläuft, wenn das zylindrische Bauteil axial bewegt wird.
8. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Kupplungsnabe einen radial nach innen gerichteten Flansch (30d,50c) aufweist und daß die ersten und zweiten Lamellen (26,27) zwischen einer das Abschirmglied enthaltenden Ebene und einer den Flansch der Kupplungsnabe enthaltenden Ebene angeordnet sind.