DE1425351B2

DE1425351B2 - Synchronisationssteuerung einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung für ein Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1425351B2
Application number: DE19621425351
Authority: DE
Inventors: Jean Paris Maurice
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1961-04-10
Filing date: 1962-04-04
Publication date: 1970-02-05
Also published as: GB1006693A; US3228503A; DE1425351A1; FR1311137A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Synchronisationssteue- tigungsvorrichtung für die Drehzahlsteuerung des An-

rung einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung triebsmotors führt.

für ein Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahr- Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, insbesonzeugen, mit einem Paar direkt oder indirekt dreh- dere durch den Schieber, wird erreicht, daß sich zwei barer Druckplatten, welche über eine Antriebswelle 5 Wellen mit sehr unterschiedlichen Drehzahlen drehen von einem mit veränderbarer Drehzahl arbeitenden können. Durch die erfindungsgemäße Anordnung Motor angetrieben werden, und einer zwischen den wird infolge der Tendenz die Geschwindigkeiten der Druckplatten einpreßbaren Reibscheibe, die mit einer beiden Wellen auszugleichen, bewirkt, daß das Leerzum Wechselgetriebe führenden Abtriebswelle ver- laufdrehmoment der Kupplung in ausgerückter Stelbunden ist, wobei eine Druckmittelquelle wahlweise io lung sich nicht durch Stöße oder übermäßige Beanmit einer Kupplungseinrückkammer und einer Kupp- spruchungen auf andere Kupplungsteile, wie z. B. die lungsausrückkammer verbindbar ist. Synchronisierteile des Getriebegehäuses, überträgt.

Insbesondere kommt die Steuerung für Kupplungen Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

mit zwei Druckplatten in Frage, die drehbar ausge- Erfindung verlaufen die Leitungen im Schieber in

bildet sind und von denen eine einen Zylinder bildet, 15 Achsrichtung und die Kanäle radial,

in dem die andere verschiebbar geführt ist. Die Es ist zweckmäßig, daß der Steuerschieber elektro-

andere Druckplatte ist als Kolben ausgebildet, um magnetisch betätigbar ist.

einen Arbeitsraum zu bilden. Außerdem ist wenig- Wenn die Synchronisationsvorrichtung bei einer stens eine Reibscheibe vorgesehen, die dazu be- hydraulisch betätigten Reibungskupplung mit einem stimmt ist, zwischen den beiden Druckplatten einge- 20 hydrodynamischen Drehmomentwandler angewendet preßt zu werden. Bei den treibenden und ge- wird, kann der Steuerschieber eine umsteuerbare Vertriebenen Kupplungshälften kann es sich um sich bindungsleitung mit dem mit dem Kupplungseinrückdrehende Teile beliebiger Form handeln. Hierbei raum verbundenen Drehmomentwandler und eine muß es sich nicht unbedingt um Wellen handeln. umsteuerbare unmittelbare Verbindungsleitung mit Zum Beispiel kann bei einem wesentlichen An- 25 Kupplungsausrückraum aufweisen,
wendungsgebiet die hydraulisch betätigte Reibungs- Auch ist es möglich, daß der Steuerschieber eine kupplung einen hydrodynamischen Drehmoment- zu einem Flüssigkeitssumpf führende Leitung und wandler aufweisen, wobei die Betätigung der Kupp- eine mit einer Pumpe versehene Leitung aufweist,
lung durch das Turbinenrad des Wandlers erfolgen An den Steuerschieber kann eine weitere Leitung kann. 30 angeschlossen sein, welche zu einer die Drossel-

Im allgemeinen haben hydraulische Kupplungen klappe des Vergasers betätigenden Beschleunigungsdes obigen Typs nicht unbedeutende Vorteile wie: vorrichtung führt; zweckmäßigerweise ist dieser Lei-Leichtigkeit und Weichheit der hydraulischen Steue- tung eine Leitung abgezweigt, welche den die Zündrung, Möglichkeit, die hydraulische Betätigung mit spule des Motors speisenden Stromkreis beeinflußt, dem Arbeitsraum des Wandlers gegebenenfalls zu 35 Für die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 7 wird verbinden; Nachteile sind darin zu sehen, daß im ent- kein selbständiger Schutz beansprucht,
kuppelten Zustand ein Leerlaufdrehmoment ver- Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung bleibt, das beim Schalten zu erheblichen Schäden werden nun an Hand der Zeichnungen näher erführen kann. läutert. In diesen zeigt

Man kann auch, insbesondere bei Anwendung auf 40 F i g. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein

Kraftfahrzeuge, feststellen, daß Geräusche, Stöße so- Kraftfahrzeug mit einer hydraulisch betätigten Rei-

wie Handhabungsschwierigkeiten auftreten. Um die bungskupplung nach der Erfindung,

Schaltvorgänge leichter zu gestalten und rascher F i g. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch eine

durchführen zu können, hat man bereits versucht, den Ausführungsform der Erfindung,

Durchmesser der Kupplung zu vermindern; solche 45 Fig. 3 ein Schema der Synchronisationssteuerung

Vorkehrungen führen jedoch dazu, daß die Anzahl in Einrückstellung der Kupplung,

der Reibungsscheiben erhöht und hierdurch auch F i g. 4 ein gleiches Schema wie in F i g. 3 in Aus-

nicht das Leerlaufdrehmoment der Kupplung ver- rückstellung der Kupplung,

mindert wird. F i g. 5 ein Detail der ^Synchronisationssteuerung

Darüber hinaus sind Getriebesteuereinrichtungen 50 nach F i g. 3 und F i g. 4 im Längsschnitt nach Linie

bekanntgeworden, die eine mit einem Schieber ver- V-V der F i g. 6,

sehene Steuerung aus zwei Elementen aufweisen, F i g. 6 einen Querschnitt durch das Detail nach

welche sich notwendigerweise mit der gleichen Dreh- F i g. 5,

zahl drehen. Diese Vorkehrungen sind bei solchen F i g. 7 denselben Querschnitt durch das Detail

Wellen nicht möglich, die sich mit unterschiedlichen 55 nach F i g. 5 in einer anderen Stellung und

Drehzahlen drehen. F i g. 8 eine weitere Ausführungsform im schema-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tischen Teilschnitt mit einer Zusatzeinrichtung.

Synchronisationssteuerung einer hydraulisch betätigten Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung

Reibungskupplung für ein Wechselgetriebe zu schaf- besteht aus folgenden Hauptteilen: Einer treibenden

fen, bei der die Synchronisationssteuerung beim 60 Welle 10 (F i g. 2), die aus einer Kurbelwelle eines

Gangschalten selbsttätig eine Drehzahlanpassung des VerbrennungsmotorsE (Fig. 1) besteht, bei dem A

Antriebsmotors bewirkt. das Beschleunigungspedal und V der Vergaser zu

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß erkennen ist, einer hydraulisch betätigten Reibungsein von der Richtung des Kupplungsschlupfes stel- kupplung C, die zwischen dem Turbinenrad T und lungsabhängiger Schieber vorgesehen ist, der über je 65 einer getriebenen Welle 11 angeordnet ist, und einem einen Kanal die Kupplungseinrückkammer oder die Getriebe G.

Kupplungsausrückkammer mit einer Leitung verbin- Das Gehäuse H des hydrodynamischen Drehmo-

det, welche über einen Steuerschieber zu einer Beta- mentwandlers und der Kupplung (F i g. 2) weist eine

Wandung 13 auf, welche durch die treibende Welle 10 über eine Scheibe 14 angetrieben und die fest mit einem Pumpenrad P verbunden ist. Das Turbinenrad T und das Reaktionsrad R umschließen mit dem Pumpenrad P einen hydraulischen Arbeitsraum W des Gehäuses H. Über einen Freilauf 15 ist das Reaktionsrad R mit einer rohrförmigen Welle 16 verbunden, welche die getriebene Welle 11 umschließt. Das Turbinenrad T ist fest mit einer Druckplatte 17 der Kupplung C verbunden.

Die Kupplung C besitzt außerdem eine Druckplatte 18, die nach Art eines Kolbens in einem zylindrischen Abschnitt 19 der Druckplatte 17 verschiebbar ist. In einem Kupplungsausrückraum zwischen den Druckplatten 17 und 18 ist eine Reibscheibe 20 eingesetzt, welche mit Durchlässen 21 versehen ist, um die Teile des Raumes M, die durch die Scheibe getrennt sind, dauernd miteinander in Verbindung zu halten. Die Scheibe 20 ist über eine Nabe 22 durch Verzahnungen 23 mit einem Zahnrad 24 mit der getriebenen Welle 11 fest verbunden.

Die Druckplatte 18 ist mit der Druckplatte 17 durch eine Scheibe 25 drehfest verbunden, welche mit Kerben an ihren beiden Rändern versehen ist. Die äußeren Kerben 26 greifen in Nuten 28 der Druckplatte 17, während die inneren Kerben 27 in Nuten 29 der Druckplatte 18 eingreifen. Die Scheibe 25 ist als Tellerfeder ausgebildet. Sie stützt sich gegen einen Teil 28 α des zylindrischen Abschnitts 19 und drückt die Druckplatte 18 gegen die Druckplatte 17, um die Reibscheibe 20 zwischen sich einzupressen und damit die Kupplung C einzurücken.

Die Druckplatte 18 hat eine oder mehrere Bohrungen 30, um eine Verbindung des Kupplungseinrückraumes F mit dem Kupplungsausrückraum M herzustellen. Jede Bohrung 30 ist mit einer Rückschlagklappe 31 versehen, die nur einen Strömungsverlauf vom Kupplungseinrückraum F zum -ausrückraum M unter großem Strömungsverlust gestattet.

Die Kupplung C ist eingerückt, wenn unter der Wirkung einer Förderpumpe 32 sich ein Strömungsverlauf in Richtung F-M einstellt. Die Kupplung C ist dagegen ausgerückt, wenn der Raum M durch den Druck der Förderpumpe 32 über einen Steuerschieber 35 beaufschlagt wird, wodurch die Klappen 31 geschlossen werden und die Druckplatte 18 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 25 und des Flüssigkeitsdruckes im Raum F zurückgedrückt wird.

Der Arbeitsraum W des Wandlers H und die Räume F und M zur Betätigung der Kupplung C werden von der Förderpumpe 32 beaufschlagt, welche Öl aus einem Behälter 33 saugt. Die Förderpumpe 32 kann die Schmierpumpe des Motors E sein und der Behälter 33 die Ölwanne des Motors; indessen können aber auch besondere Teile hierfür vorgesehen werden.

Eine Leitung 34, die von der Förderpumpe 32 ausgeht, speist den Steuerschieber 35, dessen Kolben 36 durch eine Spule 37 so gesteuert wird, daß die Einrückstellung der Kupplung (F i g. 3) beim öffnen eines Unterbrechers 38 und die Ausrückstellung (F i g. 4) beim Schließen des Unterbrechers 38 erfolgt. Der Unterbrecher 38 ist im Stromkreis 39 angeordnet, welcher durch eine Batterie 40 des Fahrzeuges gespeist wird und der die Spule 37 (Fig. 1 und 3) enthält. Er spricht auf einen Ganghebel L (Fig. 1) an und ist offen, wenn der Fahrer den Hebel losläßt, und geschlossen, wenn der Fahrer den Hebel erfaßt, um den Gang zu wechseln. Die Gesamtheit der Konstruktion des Hebels L und des Unterbrechers 38 kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgeführt sein, so z. B. wie es in der französischen Patentschrift 1 075 404 beschrieben ist.

Mit dem elektromagnetisch betätigten Steuerschieber 35 sind verbunden: Eine Hauptleitung 41, die zum Behälter 33 zurückführt, eine Leitung 42 zum

ίο Anschluß des Arbeitskreises W, eine Leitung 43 zum Anschluß des Raumes M, eine Leitung 44 zum wahlweisen Anschluß der Räume M oder F sowie eine Leitung 45 zum Anschluß an eine Einrichtung 46 zur automatischen Beschleunigung des Motors E

»5 (Fig. 4).

Die Leitung 42 mündet in den Arbeitskreis W und umströmt die rohrförmige Welle 16; sie tritt in den Spalt 47 zwischen dem Reaktionsrad R und dem Pumpenrad P des Wandlers H (F i g. 2 und 3) ein.

ao Der Arbeitskreis W steht mit dem Raum F über einen Spalt 48 zwischen dem Pumpenrad P und dem Turbinenrad T in Verbindung.

Die Leitung 43 mündet in den Raum M und kommt vom im Querschnitt ringförmigen Raum zwischen der Welle 11 und der rohrförmigen Welle 16 (Fig. 2 und 3).

Die Leitung 44 wird zum Teil durch die zentrische Bohrung der Welle 11 gebildet und wirkt mit dem Schieber 49 (F i g. 2, 3 sowie 5 bis 7) zusammen, der beweglich zwischen einer Verbindungsstellung der Leitung 44 mit dem Raum F (F i g. 5 und 6) und einer Verbindungsstellung der Leitung 44 mit dem Raum M (F i g. 7) angeordnet ist.

Der Schieber 49 (F i g. 2, 5 und 6) besteht aus einem Ring 50 der um die Welle 11 läuft und der von einem Lager 51 umschlossen ist, welches die Druckplatte 18 aufnimmt. Zwischen dem Lager 51 und dem Ring 50 ist eine in Ringform ausgebildete wellenförmige Blattfeder 52 vorgesehen; letztere treibt durch Reibung den Ring 50 mit der Drehgeschwindigkeit der Druckplatte 18 bzw. mit dem Turbinenrad T an. Der Ring 50 weist eine sich teilweise über seinen Umfang erstreckende Aussparung 53 auf, in welche ein stiftförmiger Vorsprung 54 des Zahnrades 24 eingreift. Der stiftförmige Vorsprung 54 kann in der Aussparung 53 zwei Stellungen gemäß der Relativgeschwindigkeit des Turbinenrades T und der Welle 11 einnehmen: entweder die Geschwindigkeit nach F i g. 6, bei der der Ring 50 sich schneller zu drehen sucht als die Welle 11 und bei der ein Kanal 55 des Ringes, der mit dem Raum F in Verbindung steht, eine Verbindung mit der Leitung 44 durch eine radiale Bohrung 56 in der Welle 11 herstellt, oder die Stellung nach F i g. 7, bei der der Ring 50 sich langsamer als die Welle 11 zu drehen sucht und bei der ein Kanal 57 des Ringes 50, der an den Raum M angeschlossen ist, eine Verbindung mit der Leitung 44 herstellt,, und zwar über eine andere radiale Bohrung 58 der Welle 11.

Die Leitung 45 weist in der Nähe der Beschleunigungsvorrichtung 46 eine Drosselstelle 59 zur Verzögerung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit auf und mündet unter einem Kolben 60, der in einem Zylinder 61 der Vorrichtung 46 verschiebbar geführt ist.

Der Kolben 60, der durch eine Feder 62 in eine Ruhestellung gebracht wird, besteht aus einem Schaft 63, welcher durch ein Gestänge 64 mit der Drosselklappe 65.des Vergasers V derart verbunden ist, daß

eine stärkere Öffnung der Drosselklappe 65 hervorgerufen wird, wenn die Leitung 45 unter Druck kommt.

Sobald der Fahrer den Ganghebel L losläßt, ist der Unterbrecher 38 offen, und der elektromagnetisch betätigte Steuerschieber 35, 36 nimmt die Stellung nach F i g. 3 ein. Das öl aus der Förderpumpe 32 geht durch die Leitung 34 zur Leitung 42 und gelangt durch den Spalt 47 in den Arbeitskreis W, aus dem es durch den Spalt 48 in den Raum F austritt. Alsdann gelangt es durch die Bohrungen 30 in den Raum M, der über die Leitungen 43 und 41 mit dem Behälter 33 verbunden ist, derart, daß die Kupplung C eingerückt ist. Die Leitung 44 ist durch den Steuerschieberkolben 36 verschlossen, und die Stellung des Schiebers 49 hat daher keinen Einfluß mehr auf die Wirkungsweise der Kupplung. Die Leitung 45 steht in Verbindung mit dem Behälter 33, wodurch die Beschleunigungsvorrichtung 46 außer Betrieb ist.

Betätigt der Fahrer den Hebel L, um die Geschwindigkeit zu ändern, so schließt sich der Unterbrecher 38 und bringt den elektromagnetisch betätigten Steuerschieber 35, 36 in die Stellung gemäß Fig. 4. Das Öl kommt von der Förderpumpe 32, tritt durch die Leitung 34 zur Leitung 43 und gelangt in den Raum M und .schafft in diesem einen Überdruck, während der Raum F mit dem Behälter 33 über den Arbeitskreis W und die Leitungen 42 und 41 in Verbindung steht. Die Klappen 31 schließen sich, die Kupplung C ist ausgerückt und gestattet die Gangschaltung. Hierbei läßt der Fahrer im allgemeinen das Gaspedal A los, so daß die Drehgeschwindigkeit des Motors unter diejenige der Welle 11 abfällt und der Schieber 49 die Stellung nach F i g. 7 einnimmt, bei der der Raum M mit den Bohrungen 57 und 58 und der Leitung 44 in Verbindung steht. Letztere steht über den Steuerschieber 36 mit der Leitung 45 in Verbindung, derart, daß der Kolben 60 der Beschleunigungsvorrichtung 46 angehoben ist und eine Beschleunigung der Motordrehzahl hervorruft, wodurch es möglich wird, daß die Druckplatten 17 und 18 die Drehzahl der Reibscheibe 20 heraufsetzen. Alsdann nimmt der Schieber 49 die Stellung nach F i g. 5 und 6 ein und bringt die Leitungen 45 und 44 über F-V/ 42, 41 mit dem Behälter 33 in Verbindung, so daß die selbsttätige Beschleunigung aufhört. In der Zwischenzeit ist der neue Gang in Eingriff gebracht und der Hebel L losgelassen, so daß die.Kupplung wieder einrückt.

Das Ausmaß, in welchem die verschiedenen Wirkungsphasen eintreten, hängt vor allem davon ab, nämlich wie der Fahrer vorgeht, und zwar von der Schnelligkeit des Gangschaltens, von der Art, wie er mehr oder weniger den toten Punkt verzögert, von der mehr oder weniger lebhaften Nachlaßbewesung des Gaspedals, von dem Aufwärts- oder Abwärtsschalten, von dem Zustand der Straße, von Hindernissen, Steigungen und Neigungen. Die Versuche haben jedenfalls gezeigt, daß die Anordnung gemäß F i g. 3 es ermöglicht, die Betätigung leichter auszuführen und stets sehr weich, d. h. ohne Stöße oder Geräusche.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 ist der Gesamtaufbau gleich demjenigen, wie er in bezug auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben wurde; es ist hier jedoch zusätzlich eine Einrichtung vorgesehen, um eine beabsichtigte Verzögerung des Motors unter Umständen zu erzielen, wenn es für die beabsichtigte Wirkung günstig ist.

Von der Verbindungsleitung 43 ist an der Stelle 66 eine Leitung 67 abgezweigt, die in ein Gehäuse 68 mündet, von wo aus ein Unterbrecherschalter 69 betätigt wird. In gleicher Weise ist von der Leitung 45 an der Steile 70 eine Leitung 71 abgezweigt, welche in ein Gehäuse 72 mündet, von wo aus ein Unterbrecherschalter 73 betätigt wird.

Der Unterbrecher 69 ist offen, wenn die Leitungen 43 und 67 unter Druck stehen, und geschlossen, wenn sie drucklos sind. Der Schalter 73 ist geschlossen, wenn die Leitungen 45 und 71 unter Druck stehen, und offen, wenn sie drucklos sind. Ein dritter Unterbrecherschalter 74 wird von einem Fliehkraftregler 75 betätigt, welcher mit der Geschwindigkeit oder proportional zu derjenigen der Ausgangswelle 12 (Fig. 1 und 8) angetrieben wird und geöffnet ist, wenn das Fahrzeug oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit rollt, z. B. 15 km/h, und der im anderen Fall geschlossen ist. Die drei Schalter 69, 73 und 74 sind in dem durch die Batterie 40 (Fig. 1 und 8) gespeisten Stromkreis 76 der Zündspule 77 des «: Motors E parallel geschaltet.

Die Schalter 68 und 74 sind Unterbrecherschalter, die sich einer Abschaltung der Zündung widersetzen, wenn die Beschleunigungsvorrichtung 46 in Betrieb oder wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges langsam ist. Der vom Gehäuse 68 aus betätigte Unterbrecher 69 ist so eingestellt, daß die Öffnung des Stromkreises nicht eintreten kann, bevor die Kupplung nicht wirksam gelöst ist. Der Schalter 74 wirkt der Abschaltung der Zündung unterhalb von z. B. 15 km/h entgegen. Der Schalter 73, der auf den Druck in der Leitung 45 anspricht, erzeugt eine Abschaltung der Zündung, wenn die Unterbrecherschalter 69 und 74 dem nicht entgegenwirken. Diese Anordnung ermöglicht es, den für die Wirkungsweise günstigen Synchronismus schneller zu erreichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronisationssteuerung einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung für ein Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem Paar direkt oder indirekt drehbarer Druckplatten, welche über eine Antriebswelle von einem mit veränderbarer Drehzahl arbeitenden Motor angetrieben werden und einer zwischen den Druckplatten einpreßbaren Reibscheibe, die mit einer zum Wechselgetriebe führenden Abtriebswelle verbunden ist, wobei eine Druckmittelquelle wahlweise mit einer Kupplungseinrückkammer und einer Kupplungsausrückkammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Richtung des Kupplungsschlupfes stellungsabhängiger Schieber (49) vorgesehen ist, der über je einen Kanal (55, 57) die Kupplungseinrückkammer (F) oder die Kupplungsausrückkammer (M) mit einer Leitung (44) verbindet, welche über einen Steuerschieber (35, 36) zu einer Betätigungsvorrichtung für die Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors (E) führt.

2. Synchronisationssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (44) im Schieber (49) in Achsrichtung und die Kanäle (55, 57) radial verlaufen.

3. Synchronisationssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (35, 36) elektromagnetisch betätigbar ist.

4. Synchronisationssteuerung nach Anspruch 1 oder folgende mit einem hydraulischen Drehmomentwandler, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (36, 35) eine umsteuerbare Verbindungsleitung (42) mit dem mit dem Kupplungseinrückraum (F) verbundenen Drehmomentwandler und eine umsteuerbare unmittelbare Verbindungsleitung (43) mit dem Kupplungsausrückraum (M) aufweist.

5. Synchronisationssteuerung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der

Steuerschieber (35, 36) eine zu einem Flüssigkeitssumpf (33) führende Leitung (41) und eine mit einer Pumpe (32) versehene Leitung (34) aufweist.

6. Synchronisationssteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerschieber (36) eine weitere Leitung (45) angeschlossen ist, welche zu einer die Drosselklappe (65) des Vergasers (F) betätigenden Beschleunigungsvorrichtung (46) führt.

7. Synchronisationssteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leitung (45) eine Leitung (71) abgezweigt ist, welche den die Zündspule (77) des Motors (E) speisenden Stromkreis (76) beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909586/14