DE2902290A1 - Rueckschlagventil-einrichtung in einer oeldruckbetaetigten kupplung - Google Patents

Description

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WpI.-Ing. H. MITSCHERLfCH Dipl.-lng. K. GUKSCHMANM Dr. rer. nat. W. KÖRBER

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA 8MOnSeN H itetaL'rMbf ω

27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya~ku Tokio / Japan

Rückschlagventil-Einrichtung in einer öldruckbetätigten Kupplung.

Die Erfindung betrifft eine Rückschlagventil-Einrichtung in einer öldruckbetätigten Kupplung, die mit einer Öldruckkammer, einer Antriebs- und einer Abtriebswelle, die miteinander ge- bz'.i. entkuppelt werden und mit einem Blattfederventil versehen ist.

Sie betrifft insbesondere eine Rückschlagventil-Einrichtung, die eine zuverlässige Funktion der Kupplung garantiert.

Ganz allgemein weist die öldruckbetätigte Kupplung eine Oldrucklcammer auf und ist so konstruiert, daß das Ein- bzw. Ausrücken der Kupplung durch Zufuhr bzw. Ableitung des Drucköls zur bzw. aus der Druckölkammer erreicht wird. Bei einer solchen Kupplung, bei der die Ölzufuhr zur Öldruckkamräer zentral in radialer Richtung in die Kammer erfolgt, wird dem Drucköl in der Druckölkammer eine Zentrifugalkraft mitgeteilt, da die Kupplung rotiert. Infolgedessen verbleibt bei Entleerung der Öldruckkammer stets ein Rest an Drucköl in der Kammer. Dieser Druckölrest wirkt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft auf einen Kolben der Kupplung, sodaß die Entkupplung verzögert wird oder unvollständig bleibt. Dies tritt besonders dann verstärkt ein, wenn die Öldruckkammer einen großen Durchmesser hat und die Kupplung mit hoher Drehzahl umläuft.

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Zur Entfernung solchen Restöls tmrde bisher ein Blattfederventil als liückschlagventil r-erv-iitzt „ Dieses Blattfederventil benötigt jedoch eine Blattfeder mit hoher Federkraft, damit das Ventil selbst bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen sicher geöffnet wird, um die Zentrifugalkraft des Restöls in der Öldruckkammer selbst dann zu überwinden, wenn der Öldruck in der Oldruckkammer beim Axickuppeln gleich null wird. !

j In einem solchen Fall bleibt jedoch das Ventil bei Einführung j

des Drucköls in die Druckölkamrner solange offen, bis der Öldruck in der Kammer genügend groß ist, um das ßlabtfederventil zu schließen. Infolgedessen wird die Zeit für die Bewegung der Kupplung verlängert, wodurch die Abnutzung der Reibeflächen der Kupplung erhöht wird. Zusätzlich leckt das j Drucköl während dieser Zeit durch das Rückschlagventil ! solange hindurch bis das Ventil endgültig' geschlossen ist, ! was zu einem Absinken des Öldrucks im System führt. Wenn, um diese Kachteile zu vermeiden, die Kapazität der Ölditckpumpe erhöht wird, ergeben sich folgende Nachteile: nach dem Einkuppeln verzehrt diese große Pumpe eine nicht nutzbare Energiemenge, d.h. der Gesamtwirkungsgrad der Kupplung wird verschlechtert; zum Einkuppeln wird eine große Ölmenge schlagartig in die Öldruckkammer eingepumpt, um das Blattfederventil zu schließen, wodurch ein Schock aixf das System ausgeübt wird. Diese Unannehmlichkeiten sind insbesondere bei niedriger Drehzahl, bei der die Auswirkung der Zentrifugalkraft an sich klein ist, nachteilig.

j Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rück-

j schlagventil-Einrichtung der eingangs genannten Art zu

schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet und zuver-

^; lässig öffnet bzw. schließt und bei der der Schock infolge

, des Geschwindigkeitswechsels in automatischen Fahrzeuggetrieben

ganz vermieden oder zumindest wesentlich verringert wird. !

ι Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ] blattfeder mit einer Z-iasse verseilen ist, die unter der ;/irk;ing ; der Schwerkraft auf die Blattfeder eine Kraft in Öffnungs- : richtung· des Ventils ausübt.

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ι Einzelheiten der- Erfindung werden:· nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

j Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel ! der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen ßlattfederventils nach Fig. 1;

Fig.. 3 eine weitere Ausführung des 31attfederventils

nach Fig. 1; Fig. k eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 eine Teilansicht eines wesentlichen Teiles der Fig. 5;

Fig. 7a eine Draufsicht eines abgewandelten Beispiels der Blattfeder nach Fig. 5;

Fig. 7b einen Schnitt durch die Blattfeder nach Fig. in anderer Ausführung;

Fig. 8 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 eine Frontansicht eines wesentlichen Teiles der Fig«8;

Fig. 10 eine Schnittansicht durch das Rückschlagventil

nach Fig. 9; Fig. 11 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführung der Masse in. Fig. 8;

Fig. 12 einen Schnitt mit einer abgewandelten Ausführung

der Lecköffnung nach Fig. 8; Fig. 13 eine Ansicht einer anderen Ausführung eines wesentlichen Bauteils aus der Fig. 8;

Fig. lh einen Schnitt durch daa Bauteil nach Fig.

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In den Fig- 1 und 4 sind die Antriebswelle 1, die Akbriebs- j welle 2 und die öldruckbetätigte Kupplung 3 gezeigt. Die j Kupplung 3 besitzt einen Kupplungszylinder 4, der mit der Antriebswelle 1, eine Kupplungsnabe 5, die mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist, Reibscheiben 6, die abwechselnd aus antreibenden Scheiben 6a und angetriebenen Scheiben 6b

bestehen und zwischen dem Zylinder 4 und der Nabe 5 angeordnet !
sind, einen Kupplungskolben 7 und eine 01druckkammer 9·

Der Kupplungskolben 7 ist im Zylinder 4 so angeordnet, daß

er an den Reibscheiben 6 zur Anlage gebracht werden kann. Die Öldruckkammer 9 wird durch den Kupplungszylinder 4 und den Kupplungskolben 7 gebildet und ist an eine Öldruckleitung in der Antriebswelle 1 angeschlossen. Der Kupplungskolben wird durch eine Rückführfeder 10 in seine Ausgangslage zurückgeführt. In der öldruckhammer 9 befindliches Restöl wird durch ein Rückschlagventil 11 abgeführt. Dieses Ventil ist als Blattfederventil ausgebildet und besitzt eine Lecköffnung 12 in der Wand der Öldruckkammer 9 und eine Blattfeder 13, die der Öffnung 12 gegenüberliegt und den Vgntildurchgang durch ihre Federkraft öffnet.

Die Lecköffnung 12ist in radialer Richtung innerhalb eines ausgewölbten, ringförmigen T_eiles 7a angeordnet, der vom Kupplungskolben 7 vorspringt und der an den Reibscheiben 6 zur Anlage kommen kann. Die Blattfeder 13 ist radial in der Öldruckkammer 9 angeordnet. Sie ist mit ihrem radial-inneren Ende mittels eines Niets 14 am Kupplungskolben 7 befestigt. Ihr radial-äußeres Ende reicht über die Lecköffnung 12 hinaus und liegt einer Ausnehmung 7t» in der Auswölbung 7a in der Kupplungskolbenplatte 7 gegenüber. An diesem Ende der Feder ist eine Masse 15 befestigt, die infolge der Zentrifugalkraft die öffungskraft des Blattfederventils 11 unterstützt.

Dem Öffnungsbestreben unter der Zentrifugalkraf-tjwirkt ein Anschlag 16 entgegen. Die Masse 15 wird entweder gesondert hergestellt xitid dann an der ülattfeder 13 befestigt, wie dies in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, oder die Blattfeder wird an

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ihrem Ende zusammengefaltet, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Jede Form der Mcisse 15 kann entweder in die durch die Auswölbung 7a gebildete Ausnehmung 7b des Kolbens 7 hineinragen (s. Fig. 1 und 2) oder aber außerhalb dieser Ausnehmung 7b angeordnet sein (Fig. 3).Außerdem kann der Anschlag l6 statt am Kolben 7 nach Fig. 1 auch gegenüber an der Wand des Zylinders k angeordnet sein. Das V_entil 11 kann auch an der Zylinderwand gegenüber der Kolbenwand der gezeigten Ausführungen angeordnet sein.

In den Ausführungen nach den Fig. 5 und 6 ist die Blattfeder 13 im rechten Winkel zur Radialrichtung in der Öldruckkammer angeordnet. Infolgedessen wikt hier die Zentrifugalkraft der Masse 15 in der gleichen Richtung x?ie die Federkraft in Öffnungsrichtung des Ventils 11. Infolgedessen kann bei dieser Anordnung die Masse 15 kleiner sein und trotzdem wird ein weiches, gleichmäßiges und schnelles Öffnen bzw. Schließen des Ventils erreicht. Die Druckölkammer 9 weist eine Auflagefläche 17 auf, die sich im rechten Winkel zur Radialrichtung der Kammer erstreckt und innerhalb der Ausnehmung 7b, die durch die ringförmige Auswölbung 7a gebildet wird, angeordnet ist. Die Lecköffnung 12 durchdringt die innere Wand der Auswölbung und erstreckt sich in radialer Richtung nach Innen. Die Blattfeder I3 gegenüber der Lecköffnung 12 ist mit einem Ende so an der Innenfläche, der Ausnehmung 7b befestigt, daß sie sich quer zur Radialrichtung erstreckt und die Masse 15 ist am freien, beweglichen Ende der Blattfeder 13 befestigt. Bei den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungen ist die Masse I5 ein Gewicht, das getrennt von der Blattfeder 13 hergestellt ist. Es kann jedoch auch in Form einer Verbreiterung des freien Endes der Feder 13 (s.Fig. 7a) oder dadurch hergestellt werden, daß dies freie Ende gemäß Fig. 7^umgebogen wird. Der Anschlag l6 ist, wie gezeigt, als aus der Wand hervorragender Stehbolzen ausgeführt, alternativ könnte ei" auch von einem Wandteil, das sich radial von der Innenseitejder Druckölkammer 9 erstreckt, gebildet werden.

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Das Rückschlagventil 11 ist, wie gezeigt, auf der Kolbenseite angeordnet, es kann jedoch auch auf der Seite des Zylinders vorgesehen sein«

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 bis 10 ist die Masse 15 getrennt von der Blattfeder 13 angeordnet, sodaß die Ventilöffmmgslcraft der Feder 13 verringert werden kann und die Wahl der Eigenschaften der Feder 13/der Masse 15 'und vereinfacht wird. Mit dieser Ausführung wird trotzdem ein weiches, gleichmäßiges und schnelles Offnen bzw. Schließen des Ventils 11 erreicht. Die illattfeder 13 ist hier in radialer Richtung in der 0!druckkammer 9 angeordnet und sie ist durch das Niet Ik mit ihrem inneren Ende am Kolben 7 befestigt. Die Ausnehmung 18, der das äußere, freie Ende der Blattfeder 13 gegenüberliegt, ist kegelstumpfartig ausgebildet und ihre schrägen Oberflächen divergieren in Richtung auf die Blattfeder 13· Die Masse 15 wird von einer Kugel, einer liolle oder dergl. gebildet, die in der Ausnehmung 18 beweglich ist. In diesem Fall wird der Anschlag von einer Platte gebildet, die am Kupplungskolben 7, wie in Fig. 9 gezeigt, befestigt ist. iv_enn die Masse 15 volumenmäßig nur verhältnismäßig klein ist, werden vorzugsweise zwei Massekörper vorgesehen, die auf einer Kreislinie des Kolbens 7 angeordnet werden, um das gewünschte Gewicht zu erhalten. Die Lecköffnung 12 kann wahlweise auch außerhalb der Ausnehmung l8, und zwar radial außerhalb von ihr, angeordnet sein (s.Fig. 12). Weiterhin kann die Blattfeder 13 auch, wie in Fig. I3 gezeigt, schräg zur Radialrichtung der Öldruckkammer 9 angeordnet werden (s.Fig. I3).

Das Rückschlagventil 11 der .Erfindung trird bei Rotation der Kupplung 3 mit einer Öffnungskraft F , die durch die Federspannung der !Blattfeder 13 und einer üffnungskraft F₀ beaufschlagt, die durch die Zentrifugalkraft der Masse 15 aur.^eljiraclit vird. ..'cui dcuia iii der i^i'uckölkainiuoi- 9 ein Öldruck P₁ ei-zeugt vrii-d, wirkt dieser Druck, der durch die Zentrifu^alliraft erhöht wird, mit einer !Craft iV auf dcis Rückschlagventil in Schließrichtung. "_snn in vorliegendem Fall

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die Einrichtung so abgestimmt ist, daß die Öffungskraft F₀, die durch die Zentrifugalkraft der Masse 15 aufgebracht wird und die Schließkraft F_, die durch die auf das Drucköl wirkende Zentrifugalkraft aufgebracht wird, im wesentlichen gleich sind, d.h. F = F„. und dann eine Kraft F· dadurch auftritt, daß der Öldruck P₁ in der Öldruckkammer 9 größer wird als die Öffnungskraft F., die von der Federkraft der Blattfeder 13 herrührt, so wird das Ventil 11 unmittelbar geschlossen. Infolgedessen ist es durch geeignete Wahl der Federkraft der Blattfeder 13 möglich, eine schnelle Funktion des Kupplungskolbens 7 zu erreichen, selbst dann wenn der Öldruck in der Öldruckkammer 9 verhältnismäßig niedrig ist. Wenn der Öldruck in der Druckölleitung gleich null wird, d.h. P = 0, dann werden die auf die Blattfeder 13 einwirkenden Offnungskräfte F. + F₀ größer als die Schließkräfte, d.h. größer als F , sodaß die Lecköffnung sofort freigegeben wird.

Nach der Erfindung ist also ein Blattfederventil in einer Ö!druckkammer einer öldruckbetätigten Kupplung vorgesehen. Die Blattfeder ist mit einer Masse versehen, die der Zentrifugalkraft unterliegt und unter dem Einfluß dieser Kraft die der Blattfeder eigene Öffnungskraft unterstützt. So wird die auf das Restöl in der Ö!druckkammer wirkende Zentrifugalkraft durch die auf die Masse wirkende Zentrifugalkraft aufgehoben. Infolgedessen kann die Federkraft der Blattfeder zur Öffnung des Ventils kleiner gehalten werden, sodaß eine zuverlässige Funktion der Kupplung auch bei niedrigsten Drehzahlen und bei niedrigem Öldruck gesichert ist. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, eine Ölpumpe großer Kapazität vorzusehen und weiterhin ergeben sich keine nachteiligen Folgen, wenn der Öldruck durch Leckagen absinken sollte. Der Öldruck in der üldrucltkammer kann in einem vorbestimmten Maß des Druckanstiegs von einen niedrigem Druck aus erhöht τ,-erden, ohne daß ein Druckstoß auftritt. Außerdem wird eine schleppende Funktion der Kupplung ausgeschaltet,

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sodaii die Lebensdauer der Kupplung erhöht wird. Durch die

j Anordnung eines Anschlages zur Begrenzung der Federbewegung

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j in Offnungsrichtung wird erreicht, daß der Abstand zwischen j Blattfeder und Öffnung der Lecköffnung klein gehalten werden kann, sodaß ein an der Lecköffnung durch die Strömung des D-r-ucköls verursachter Unterdruck sich als Schließkraft für ; das Ventil auswirkt. Dadurch wird der Verschluß des Ventils zu Beginn eines Kupplungsvorgangs erleichtert. Durch die Anordnung der Masse in der Ausnehmung im Kupplungskolben wird verhindert, daß die Unterbringung der Masse einen zusätzlichen Raum erfordert und zur Volumenvergrößerung der Kupplung führt. Die erfindungsgemäße Kupplung baut daher sehr kompakt. Wenn weiterhin die Blattfeder rechtwinklig zur Radialrichtung der Druckölkamtner angeordnet wird, fällt die Richtung der Offnungskraft der Blattfeder mit der Richtung der Zentrifugalkraft zusammen, sodaß die Wirkung der Masse voll genutzt werden kann, sodaß nur ein kleineres Gewicht benötigt wird. Wenn die Feder und die Masse getrennt von einander angeordnet werden, kann die Federkraft zur Öffnung des Ventils selbst verringert werden, sodaß die Feder klein sein und die Masse sehr genau kalibriert werden kann, sodaß sehr exakte Öffnungs- bzw. Schließvorgänge des Ventils erreicht werden.

Der Patentanwalt

Claims (1)

1. ANSPRÜCHE

   Ruclcschlagven.tilein.rxch.tung in einer öldruckbetätigten Kupplung, die mit einer Öldruckkammer, einer Antriebsund einer Abtriebswelle, die miteinander ge- oder entkuppelt werden und mit einem Blattfederventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (15)
   mit einer I-iasse (lp) versehen ist, die unter der Wirkung der Schwerkraft auf die Blattfeder (13) eine Kraft in
   Öffnungsrichtung des Ventils (ll) ausübt.

   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Blattfeder (13) in radialer Richtung in der
   Oldruckkammer (9) angeordnet ist und mit ihrem isadialinneren Ende an einer Gehäusewand der üldruckkammer (9), und die Masse (15) am radial-äusseren Ende der Blattfeder (13) befestigt ist.

   Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öldruckkammer (9) mit einem Anschlag (l6) ausgerüstet ist, der die Bewegung der Blattfeder (I5)
   in Offnungsrichtung infolge einer Zentrifugalkraft
   begrenzt.

   Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die blattfeder (I3) auf der zu einem Uldruckkolben (7) gerichteten Seite der Öldruckkammer (9) angeordnet ist und im Kolben (7) ein zur Üldruckkammer (9) offener ilecess (7b) zur Aufnahme der Masse (Ip) vorgesehen ist.

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   5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) im rechten Winkel zur Radialrichtung der üldruckkammer (9) angeordnet und mit einem Ende an einer Wand der Oldruckkaramer (9) und die Masse (15) an der Aussenfläche des beweglichen Endes der Blattfeder (13) befestigt sind und eine Lecköffnung (12) des Rückschlagventils (ll), die der Innenfläche des beweglichen 'Endes der 31attfeder (I3) gegenüberliegt

   und von einem Ventilsitz umgeben ist, der sich recht- j winklig zur Radialrichtung der Öldruckkammer (9) I

   erstreckt, vorgesehen ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß in der Öldruckkammer (9) ein Anschlag (l6) angeordnet ist, um die Bewegung der Blattfeder (13) infolge der Zentrifugalkraft in Öffnungsrichtung zu begrenzen.

   7. Rückschlagventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand, in der eine Lecköffnung·(12) des Rückschlagventils (11) angeordnet ist, außer der Lecköffnung (12) mit einer Ausnehmung (7b) versehen ist, in der eine Masse (I5) angeordnet ist, die infolge der Zentrifugalkraft eine Öffnungskraft für die Blattfeder (13) erzeugt.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7b) Oberflächen aufweist, die zur Blattfeder (13) hin divergieren und die Masse (15) als Kugel oder Rolle ausgebildet ist.

   9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (I3) in radialer Richtung in der ι Ö!druckkammer (9) angeordnet ist und mit ihrem radialinneren Ende an der Kammerwand befestigt ist,und die ! Masse (15) radial innerhalb der Lecköffnung (12) in c;oi" uiüj-ucA.,a;;:i:cr (9) angeordnet ist.

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   ■ 10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, |

   daß die Blattfeder (13) in radialer .Richtung in der

   Öldruckkammer (9) angeordnet ist und mit ihrem !

   radial-inneren Teil an der Kammerwand befestigt ist [

   • und die Masse (15) radial-außerhalb von der Lecköffnung [

   ; (12) in der Öldruckkammer (9) angeordnet ist. j

   ', j

   11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ■

   j daß die Blattfeder (13) quer zur Radialrichtung der i

   Öldruckkammer (9) angeordnet ist.

   12. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,
   daß in der Öldruckkammer '9) ein Anschlag (l6) vorgesehen ist, um die Bewegung der Blattfeder (13) in
   Offnungsrichtung unter dem Einfluß der Schwerkraft
   zu begrenzen.

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