DE679506C

DE679506C - Kupplungsvorrichtung fuer selbsttaetig duch Druckfluessigkeit gesteuerte Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE679506C
Application number: DEK139226D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-09-08
Filing date: 1935-09-08
Publication date: 1939-08-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für selbsttätig durch Druckflüssigkeit gesteuerte Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit von umlaufenden biegsamen Antriebskuppelscheiben durch Druck mitgenommenen Kuppelscheiben und Steuerventilen für die Zulassung der Druckflüssigkeit zu jeder Kupplungsstufe. Die Erfindung besteht darin, daß die

to federbelasteten Verteilerventile eine solche Masse besitzen, daß ein Ausgleich der Wirkung der Schleuderkraft der Flüssigkeitssäule stattfindet, welche sie steuert, wobei die Federn der Ventile außerdem für den eigenen Flüssigkeitsdruck geeicht sind zwecks Inwirkungtretens mit anwachsender Kraft im Sinne der wachsenden Geschwindigkeiten. Gegenüber den bisher bekannten Kupplungsvorrichtungen, welche die Wirkung der auftretenden Schleuderkraft auf die einzelnen Glieder nur wenig oder gar nicht berücksichtigen, erweist sich die Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung bedeutend empfindlicher und zuverlässiger.

Die Zeichnungen zeigen beispielsweise die Ausführung des Erfindungsgegenstandes in der Anwendung auf Kraftfahrzeuge, und zwar zeigen:

Fig. ι teils in Ansicht und teils im Längsschnitt eine Kupplungsvorrichtung für vier Getriebestufen zur Übertragung einer größeren Maschinenleistung,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie D-E der Fig. 1 und teilweise Ansicht der gleichen Vorrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt in größerem Maßstabe mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuerung,

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie F-G der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie H-I der Fig. 3>

Fig. 6 einen Schnitt entsprechend der Fig. 5, jedoch mit tangential angeordnetem Verteilerventil.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 trägt die Maschinenwelle 22 ein Schwungrad 23 in Form einer Trommel. Im Innern der Trommel sind befestigt und zentriert die festen Antriebskuppelscheiben 24, 25, 26 und 27, wobei letztere ,als Verteilungsscheibe wirkt. Zu diesem Zweck besitzt der mittlere Teil, welcher eine Ringmuffe bildet (Fig. 1), eine dichte Verbindung mit einer Ringnut 29, die in der Wand 30 des Gehäuses vorgesehen ist. Die Druckflüssigkeit wird durch das Rohr 31 und den Kanal 32 zugeführt, um mittels der Ringnut 29 in die Kanäle 33, hier in 6facher Zahl und von dort in einen ringförmigen Sammelraum 34 zu gelangen, der am Umfang der Scheibe 27 vorgesehen ist.

Diese Ausführung des umlaufenden Verteilers kann aber auch anders ausgestaltet sein, und die Anzahl der Kanäle 33 kann ver-

mehrt oder vermindert werden, entsprechend der Wahl ihres Querschnitts,

Zwischen jeder Kupplungsstufe sind zwei Biegehäute eingeschaltet, von denen eine, 35 (Fig. ι und 3), zwei ringförmige Wellungen besitzt und die andere, 36, eben ausgestaltet ist, um sich gegen eine Seite der benachbarten festen Antriebskuppelscheibe 24, 25, 26 und gegen die Innenfläche des Schwungrades 23 abzustützen. Die beiden Biegehäute 35 und 36 (Fig. 3) jeder Kupplungsgruppe sind durch Abstandsringe 2,7 am inneren Durchmesser (Fig. 3 und 4) und 38 am äußeren Durchmesser auseinandergehalten. Auf diese Weise wird zwischen den beiden Biegehäuten eine ringförmige Ausdehnungskammer von gewissem Fassungsraum gebildet.

Die Abstandsringe 37 sind mit den beiden Biegehäuten 35 und 36 durch Nieten oder andere Mittel verbunden, welche eine genügende Dichtheit gewährleisten. Die Ringe 38 werden zwischen den Biegehäuten 35 und 36 durch Bolzen oder Verbindungsstangen 39 zusammengehalten, welche gleichzeitig die festen Scheiben 24, 25, 26 und 27 an dem Schwungrad 23 festlegen. Der ebene Teil der Biegehaut 35, welcher sich zwischen den Wellenringen befindet, liegt an einer beweglichen Antriebskuppelscheibe 40, 41, 42 und 43, welche zentriert und mitgenommen wird durch Nuten oder Rippen 44 (Fig. 2 und 3), welche am Innenrand der festen Scheiben

24, 25, 26 und 27 sowie am äußeren Umfang dieser Scheiben vorgesehen sind.

Federn 45 (Fig. 2 und 3) drücken die Scheiben 40, 41, 42 und 43 gegen die Biegehaut 3 5 und erzeugen auf diese Weise eine Verminderung des Fassungsraumes der Druckkammer.

Die Biegehaut 36 kann gegebenenfalls auch Wellungen -besitzen. In diesen Fällen erhält die entsprechende feste Mitnehmerscheibe auf ihrer anliegenden Seite ein gleichartiges Profil.

Jede der festen Antriebskuppelscheiben 24,

25, 26 und 27 ist am Umfang mit mehreren Verteilungsventilen 46 versehen, deren Rolle sehr wichtig ist. Die Verteilerventile stehen unter der Wirkung der Schleuderkraft, ebenso wie die Flüssigkeitssäule in jedem zugehörigen Kanal 33. Ihr Gewicht ist so bestimmt, daß die Wirkung der Schleuderkraft auf die Flüssigkeitssäule ausgeglichen wird.

Die Verteilerventile 46 verschließen die Einlaßöffnungen 47 für die Druckflüssigkeit (Fig. 3 und 5), welche in beständiger Verbindung durch die Leitungen 48 (Fig. 1 und 3) parallel zur Achse des Kupplungsgetriebes mit dem ringförmigen Sammelkanal 34 (Fig. 1) stehen. Jedes Kolbenventil wird auf seinen Sitz durch eine Feder 49 gedrückt (Fig. 3 und 5). Alle Ventile einer gleichen Scheibe sind durch Federn 49 von gleicher Federkraft belastet. Die Federkraft ändert ßich von einer Kupplungsscheibe zur anderen und vermehrt sich im Sinne der wachsenden Übersetzungsstufen.

Ein Kanal 50 (Fig. i, 3 und 4), welcher unterhalb des Sitzes jedes Verteilungsventils liegt, mündet in die Hohlräume 51 (Fig. 3 und 4) in den umfänglichen Abstandsringen 38. Diese Hohlräume 51 stehen in Verbindung mit der durch die Biegehaut 3 5 und 36 begrenzten Druckkammer.

J edes Verteilerventil 46 besitzt eine Einschnürung, welche mit der Wand seiner Kammer einen Ringraum 52 (Fig. 3 und 5) bildet, der einerseits mit dem Außenraum durch einen Kanal 53- (Fig. 5) verbunden ist und andererseits, sobald das Verteilerventil auf seinem Sitz gehalten wird, mit dem Hohlraum51 durch den Kanal 50 in Verbindung steht. . . . .

Das Verteilerventil 46 ist hierdurch so ausgebildet, daß es beim Öffnen die Kanäle 47 und ,50 (Fig. 3 und 5) für die Flüssigkeitseinströmung in Verbindung bringt und gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Kanal 50 und der Ausströmleitung 53 unterbricht.

Die angetriebenen Kupplungsscheiben 54, 55' 56, 57 sind verschiebbar auf der Mittelwelle 58 und auf den Hohlwellen 59, 60 und 61 gelagert. Diese Scheiben sind zwischen den entsprechenden angetriebenen Scheibenpaaren gelagert.

Bei der beschriebenen Vorrichtung nimmt jede der vier Wellen einen verschiedenen Satz Zahnräder mit, um die gewünschten Übersetzungsstufen zu erlangen.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Es sei zuerst angenommen, daß alle Kupplungsgruppen gelöst sind. Die Federn 45 halten die beweglichen Antriebskuppelscheiben in einem geeigneten Abstand von den zugehörigen angetriebenen Kuppelscheiben. Die Federn 49 andererseits drücken alle Verteilerventüe 46 auf ihren Sitz und schließen hierdurch die Öffnungen 47.

Wenn die Maschinengeschwindigkeit sich vergrößert und der von der Pumpe erzeugte Öldruck steigt, übt das Öl, welches den beschriebenen Weg verfolgt, auf alle Verteilerventile 46 einen Druck aus, da das Öl gleichzeitig durch alle Leitungen 48 zu den verschiedenen Kupplungsstufen strömt, weil diese Leitungen mit dem Sammelraum 34 in Verbindung stehen. Die am geringsten federbelasteten Verteilerventüe (die der Gruppe der ersten Getriebestufe 24, 40, 54) öffnen sich, wenn der Öldruck eine bestimmte Größe erreicht, .und lassen in die zugehörige Druckkammer das Öl einströmen vermittels der

Claims

Kanäle 50 und der Hohlräume 51, welche mit der Kammer in Verbindung stehen. Unter der Wirkung des Öldrucks erweitert sich die Kammer axial, und die zugehörige bewegliche Antriebskuppelscheibe verschiebt sich gegen die feste gegenüberliegende Antriebskuppelscheibe. Die ,angetriebene Kuppelscheibe der gleichen Gruppe befindet sich dann zwischen den beiden ersten Scheiben eingepreßt und

ίο wird durch Reibung mitgenommen.

Wenn der Öldruck infolge der Beschleunigung der Maschine sich weiter vergrößert, wiederholen sich die gleichen Wirkungen für die folgenden Kupplungsstufen usf., bis die Kupplung der vierten Getriebestufe 27, 43, 57 erfolgt ist.

Wenn der Öldruck absinkt, werden die Verteilerventile der mit den stärksten Federn versehenen Gruppen 27, 43, 57 zuerst erneut auf ihren Sitz gedrückt und schneiden hierdurch den weiteren Zutritt des Drucköls ab. Gleichzeitig stellen sie aber die Verbindung des Innenraumes der zugehörigen Druckkammer mit dem Außenraum durch den Kanal 50, den Ringraum 52 und die Leitung S3 her. Die Schleuderkraft, unterstützt durch die eigene Biegsamkeit der Biegehäute und die Wirkung der Federn 45, bewirkt eine schnelle Leerung der Kammer vom Drucköl, so daß die zugehörige Kupplung gelöst wird. Bei weiterem Absinken des Öldrucks werden auch nacheinander die anderen Kupplungsstufen in gleicher Weise ausgeschaltet.

Aus baulichen Gründen könnte ein Interesse bestehen, die Verteilerventile in derselben festen Antriebskuppelscheibe zu lagern, welche alsdann die Rolle einer Verteilerscheibe spielt. Für diesen Fall sind alle öleintrittskanäle 48 von gleicher Länge, und die Kanäle 50, welche die Druckkammern mit ihren zugehörigen Verteilerventilen verbinden, erstrecken sich axial durch die verschiedenen festen Antriebskuppelscheiben hindurch. Diese Anordnung trägt dem gleichen Erfindungsgedanken Rechnung.

Bei dieser Ausführungsform werden die Biegehäute vom Übertragungsdrehmoment entlastet, sobald die beweglichen Kuppelscheiben, mit welchen sie verbunden sind, in der Drehung mitgenommen werden durch die Nuten oder Rippen 44. Die Biegehäute haben daher nur die Kraft der Andrückung der Kuppelscheiben aufzunehmen.

Die Zahl der Anordnung ähnlicher Kupplungsstufen kann natürlich eine beliebige sein, um eine beliebige Wechselzahl von Getriebestufen zu erhalten.

Auch hinsichtlich der Einzelteile lassen sich die Ausführungen beliebig ändern. Beispielsweise können die Ventile 46 durch Kugeln ersetzt werden, während die Schraubenfedern 35 als Blattfedern ausgeführt werden können. Die Biegehäute 35 und 36 können ebenfalls ohne Wellungen ausgeführt werden, wenn ihre Biegsamkeit durch andere Mittel ,erreicht wird.

Anstatt auf Kraftfahrzeuge läßt sich das beschriebene Wechselgetriebe auch für andere Verwendungszwecke einrichten. Die Verteilerventile können anstatt in radialer Richtung auch in tangentialer Richtung gelagert werden.

Im Falle eines tangential gerichteten Verteilerventils (Fig. 6) findet die Einströmung der Flüssigkeit vom Sammelraum durch den Kanal 62 statt. Eine andere Leitung 63, welche geringen Durchmesser haben kann, führt die Flüssigkeit ohne Druck auf die der Zuströmung entgegengesetzte Seite. Die Leitung 63 erhält die Flüssigkeit durch einen sehr kleinen Kanal 64. Der untere Teil der Leitung 63 mündet in den Außenraum durch eine Öffnung 65.

Beim praktischen Betrieb erhält die Leitung 63 die Flüssigkeit durch irgendeinen Abfluß, sei es aus einem Lager, aus dem Sammler, aus, der Pumpe usw. Es ist zu beachten, daß der Kanal 63 keinen Auslaß besitzt und daß er infolgedessen, wenn er einmal voll ist, allein die eventuellen Abflüsse des Ventils 46 ausgleichen muß, welche Abflüsse aber sehr gering sind.

Diese tangentiale Anordnung des Ventils ergibt einen Ausgleich der Schleuderkraft in der Eintrittssäule des Öls ohne Einwirkung des Ventilgewichtes, da die beiden Ventilflächen den gleichen Schleuderkräften einer Flüssigkeitssäule von ungefähr gleichem Halbmesser unterworfen sind.

IΆ T Ιί N 'J' ANSI" R Ü CII E :

ι. Kupplungsvorrichtung für selbsttätig durch Druckflüssigkeit gesteuerte Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit von umlaufenden biegsamen Antriebskuppelscheiben durch Druck mitgenommenen Kuppelscheiben und Steuerventilen für die Zulassung der Druckflüssigkeit zu jeder Kupplungsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die federbelasteten Verteilerventile (46) eine solche Masse besitzen, daß ein Ausgleich der Wirkung der Schleuderkraft der Flüssigkeitssäule stattfindet, welche sie steuert, wobei die Federn (49) der Ventile außerdem für den eigenen Flüssigkeitsdruck geeicht sind zwecks Inwirkungtretens mit anwachsender Kraft im Sinne der wachsenden Geschwindigkeiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler-

ventile (46) in einer ihrer äußeren Stellungen die Zuströmleitung (33}"für die Druckflüssigkeit in die dehnbaren Druckkammern (zwischen Biegehäuten. 35, 3-6) abschließen und gleichzeitig einen Durchgang (50) von den genannten Kammern nach einem Außenraum (53) freigeben, um ihre Leerung 'unter der Wirkung der Schleuderkraft zu erreichen, wobei die Auslaßöffnungen (53) durch die Ventile (46) abgeschlossen werden, sobald der Flüssigkeitsdruck unter Überwindung der Massenwirkung und des Federdrucks das Ventil zurückbewegt in seine andere äußere Stellung (Stellung für den Einlaß der Druckflüssigkeit).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, . dadurch gekennzeichnet, daß alle Ventile (46) auf einer einzigen festen Antriebskuppelscheibe gelagert sind, welche als Verteilerscheibe dient und durch Kanäle in Verbindung mit den einzelnen Druckkammern steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ventile in der Nähe des Umfangs der Antriebskuppelscheiben angeordnet und tangential gerichtet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen