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Mechanische Kraftübertragung, insbesondere für Fahrzeuge.
Gegenstand der Erfindung ist eine mechanische Kraftübertragung, insbesondere für Verbrennungskraftmaschine oder andere ähnliche Antriebsmaschinen, die den Antrieb von Maschinen besorgen, die häufig anfahren und anhalten müssen und die ein relativ hohes Drehmoment zum Anfahren erfordern, wie z. B. Strassenfahrzeuge, Lokomotiven, Traktoren, Tanks, Krane, Bagger, Winden od. dgl. Ein hydraulisches Getriebe, z. B. nach Föttinger, bei dem die Kraftübertragung grösstenteils durch die kinetische Energie der in dem Getriebe enthaltenen Flüssigkeit erfolgt, ist für den Antrieb von Maschinen verschiedener Art bereits bekannt. Derartige Getriebe werden bereits für den Antrieb von Schiffen und Lokomotiven, die mittels einer Übersetzung von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, verwendet.
In allen diesen Fällen wird das hydraulische Getriebe gleichzeitig zur Herstellung der Verbindung oder Trennung der Energiequelle mit bzw. von der angetriebenen Maschinenwelle, also als Kupplung benutzt. Dies geschieht derart, dass man das Getriebe im gewünschten Masse mit Flüssigkeit füllt bzw. zum Zweck der Entkupplung entleert.
Findet ein Föttinger-Getriebe, wie bereits vorgeschlagen wurde, zum Antrieb von Motorwagen oder anderen Fahrzeuge-mit Geschwindigkeitswechselgetriebe Verwendung, so macht der Gangwechsel schnelles Entkuppeln und Wiederkuppeln nötig, wie es bei Fahrzeugen ohne hydraulisches Getriebe durch eine mittels Fusspedal bediente Reibungskupplung bewerkstelligt wird. Das erforderliche rasche Entleeren und Wiederfüllen des hydraulischen Getriebes gelingt aber nicht ohne weiteres mit genügender Raschheit und Sicherheit für die Geschwindigkeitsschaltung, besonders wenn das sogenannte"doppelte Entkuppeln"erforderlieh ist.
Ausserdem machen die anzubringenden Füll- und Ablassbehälter, Ein- und Auslassventile, Füllpumpe und Rohre, die alle zum Zwecke einer raschen und häufigen Bedienung notwendigerweise grosses Fassungsvermögen haben müssen, die Ausstattung schwer, ungefüge und im allgemeinen untauglich zum Einbauen in ein Motorfahrzeug.
Gemäss vorliegender Erfindung besteht die mechanische Kraftübertragung eines Motorwagens aus einer dauernd gefüllten hydraulischen Kupplung nach Art des Föttinger-Getriebes und einer mechanischen Kupplung, die beide zwischen der Energiequelle (z. B. Verbrennungskraftmaschine) und dem anzutreibenden Maschinenteil angeordnet sind. Die hydraulische Kupplung nach Art des Föttinger-Getriebes wirkt derart, dass die Kraft von einer Kupplungshälfte zur anderen hauptsächlich mittels der in der Kupplungsflüssigkeit enthaltenen Energie übertragen wird. Hilfsarmaturen, wie Behälter, Pumpen, Ventile u. dgl., die erforderlich wären, wenn die hydraulische Kupplung zum Ein-und Entkuppeln von Antriebsmaschine und Welle gefüllt und wieder entleert werden müsste, werden bei der vorliegenden Verwendungsweise erspart.
Die Kupplung kann ganz oder zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt sein ; die sich bei einer solchen Kupplung ergebenden Zusammenhänge zwischen Schlupf und Geschwindigkeit sind allein für die Antriebserfordernisse massgebend. Die derart angeordnete Flüssigkeitskupplung liegt zwischen der Maschine und dem angetriebenen Maschinenteil, vorzugsweise z. B. auf der raschlaufenden Welle zwischen Maschine und mechanischer Kupplung oder zwischen der mechanischen Kupplung und dem Getriebekasten oder auch zwischen dem Getriebekasten und der Hinterachse oder einer anderen angetriebenen Welle. Die mechanische Kupplung ist vorzugsweise als Reibungskupplung ausgebildet und arbeitet in üblicher Weise.
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Auf Grund der bekannten Wirkungsweise der Föttinger-Kuppel ergibt sich, dass die mechanische Kraftübertragung nach der vorliegenden Erfindung infolge der verschiedenen Zusammenhänge zwischen Schlupf und Geschwindigkeit bei der hydraulischen Kupplung mit besonderem Vorteil insofern angewendet werden kann, als der Lauf der Fahrzeuge verbessert wird, gleichviel, ob die Reibungskupplung vollkommen befriedigt oder rauhen Eingriff hat, weil der Antrieb beim Anfahren, Langsamfahren, Schnellauf und beim Geschwindigkeitswechsel sehr nachgiebig ist, während er praktisch zwangsschlüssig wird und sehr hohen Wirkungsgrad besitzt, sobald bei mässiger oder hoher Geschwindigkeit normale Fahrt eintritt.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematiseh dargestellt, u. zw. zeigt : Fig. 1 eine Draufsicht des Übertragungsgetriebes für die Triebräder eines Motorfahrzeuges, Fig. 2 einen Schnitt durch die hydraulische und mechanische Kupplung, Fig. 3 und 4 Ansichten von gegenüber der Fig. 1 zum Teil abgeänderten Anordnungen, Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine geänderte Ausführung einer hydraulischen und mechanischen Kupplung. In Fig. 6 ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform, bei der eine Hilfs-Klauenlmpplung angewendet ist, im Vertikalschnitt dargestellt.
In Fig. 1 bedeuten A eine Verbrennungskraftmaschine, B eine hydraulische Kupplung nach
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E die Treibachse des Motorfahrzeuges.
In Fig. 2 ist 2 der antreibende Teil der hydraulischen Kupplung, der auf der Kurbelwelle 1 der Maschine verkeilt ist. Der angetriebene Teil 3 der hydraulischen Kupplung ist starr mit dem Gehäuse 4 verbunden, in das die Maschinenwelle 1 mittels einer Stopfbüchse eingeführt ist. Zwischen der Nabe 6 des antreibenden Kupplungsteiles 2 und dem Flansch 7 des Gehäuses 4 sitzt ein Druckring. 8, der entweder wie gezeichnet, als flacher Ring ausgebildet, oder auch durch ein Kugel-oder Rollendrucklager ersetzt sein kann. Zweck dieses Ringes ist die Aufnahme des Flüssigkeitsdrucks, der die beiden Kupplungshälften bei ihrer Rotationsbewegung in axialer Richtung von einander zu entfernen strebt ; weiters soll der Ring 8 die Abnutzung aufnehmen, die infolge der Relativbewegung zwischen den Teilen 2 und 4 aufzutreten pflegt.
Der Dichtungsring 5 bewirkt die Abdichtung am Ende der Nabe 7. Eine Mutter 9 fixiert die treibende Kupplungshälfte 2 in ihrer Lage auf der Welle 1. Zwischen den beiden Kupplungsteilen 2 und 3 ist ein Zapfenlager ausgebildet, in dem ein Ring 10'des antreibenden Kupplungsteiles 2 in eine Aussparung. 11 der Nabe des angetriebenen Teiles li 3 dicht eingepasst ist.
Rechts von der Kupplung befindet sich ein bewegliches Kuppelglied 12, das auf bekannte Art in das Kupplungsglied 13 eingreift, das in dem dargestellten Beispiel aus einem Stück mit dem angetriebenen Kupplungsglied 3 besteht ; das Kupplungsglied 12 treibt mittels Federkeilen od. dgl. die zum Getriebekasten führende Welle 14 an.
Eine zentrale Bohrung 15 durch die Maschinenwelle 1 verbindet das Innere der Flüssigkeitskupplung mit der Druckschmierung der Maschine, so dass der Eintritt von Luft vermieden und entwichenes Öl, das die Arbeitsflüssigkeit der Kupplung ist, ersetzt wird. Ein Zapfen 16 hat den Zweck, die erste Füllung der Kupplung zu bewerkstelligen.
In Fig. 3 sind die Flüssigkeitskupplung B und die mechanische Kupplung G als vollkommen getrennte Einheiten dargestellt, wobei im vorliegenden Falle die Kupplung G zwischen der Flüssigkeitkupplung B und dem Motor A sitzt.
In Fig. 4 ist die Kupplung B wiederum getrennt von der Kupplung a dargestellt, doch sitzt in diesem Fall die Kupplung B zwischen dem Getriebekasten D und der Hinterachse E.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für den Zusammenbau einer hydraulischen und mechanischen Kupplung. Das Gehäuse 4 ist mit dem Flansch 1a der Maschinenwelle 1 verschraubt und ausserdem mit dem antreibenden Glied 2 der hydraulischen Kupplung fest verbunden. Die angetriebene Kupplungshälfte 3 ist im Gehäuse 4 eingeschlossen und durch Bolzen 3b, die durch die Nabe- hindurchgehen, mit einer Scheibe Ho ; verbunden. Diese Scheibe 13a trägt den unbeweglichen Teil j ! 5 der mechanischen Kupplung, die mit der verschiebbaren Kupplungshälfte 12 in üblicher Weise zusammenarbeitet. Die Kupplungsteile 12 und 13 sind mur schematisch dargestellt und alle nicht zum Erfindungsgegenstande gehörenden Teile, wie Kupplungsantrieb od. dgl., sind weggelassen.
Zwischen dem antreibenden Kupplungsteil 2 und der Scheibe 13a der Reibungskupplung ist ein Ring 30 angeordnet.
Die Scheibe 13a wird mittels des Ringes 13e von der Nabe 3a der bewegten Kupplungshälfte 3 distanziert.
Zwischen der Nabe des angetriebenen Kupplungsteiles 3 und dem WellenfIansch 1a sind um die Welle 1 im Gehäuse 4 Druckringe 8 angeordnet. Die Bohrung 15 stellt die Verbindung des Innern der hydraulischen Kupplung mit der Druckschmierung der Maschine her. Das Öl gelangt an das offene Ende der Welle 1 und hierauf in den von Welle 1 und Scheibennabe 13d gebildeten Zwischenraum, in den sich das Öl infolge Rotation der Welle längs ihrer Umfläche verteilt. Die Scheibennabe M ist an ihrem Ende durch einen Deckel 13e abgeschlossen.
In Fig. 6 ist eine weitere abgeänderte Bauform der Flüssigkeitskupplung dargestellt. Die Kupplungshälfte 2 ist auf der Maschinenwelle 1 wie in Fig. 2 verkeilt, jedoch am Umfange starr mit dem Gehäuse 4 vereinigt, das bei dieser Bauform wie in Fig. 5 das angetriebene Glied 3 umgibt. Die ange-
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triebene Kupplungshälfte 3 ist hier fest auf einer die Nabe des Gehäuses 4 durchsetzenden Welle 17 verkeilt ; bei dieser Anordnung sind ebenso wie bei Fig. 2 eine Stopfbüchse 5 und ein Druckring 8 vorgesehen. Das andere Ende der Welle 17 trägt das fixe Glied 13 der Kupplung, in welches der verschiebbare Kupplungsteil auf bekannte Wei p eingreift.
Die Welle 17 trägt zwischen der Kupplung 12, 13 und dem Flüssigkeitsgetriebe eine Klauenkupplung, die aus einem gleitenden Teil 18 mit Klauen zum Eingriff in entsprechende Ansätze der Nabe des Gehäuses 4 besteht, wobei der Teil 18 auf der Welle 17 mit Federleisten 19 gleitet. Diese Klauenkupplung hat den Zweck, die Welle und den angetriebenen Teil 3 mit dem Gehäuse 4 und somit mit dem antreibenden Teil 2 und der Masehinenwelle 1 unmittelbar zu verkuppeln, was z. B. für den Fall, dass zufällig das Öl aus der Kupplung ausströmt und die hydraulische Kupplung versagt, von Vorteil ist.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen sind derjenigen gemäss Fig. 2 bei Bedarf einer grossen Schwungradwirkung vorzuziehen, da die Sehwungradwirkung der starr mit der Kurbelwelle 1 verbundenen Teile 2 und 4 grösser als diejenige des antreibenden Teiles 2 in Fig. 2 ist ; ferner kann man am Umfange der Teile 2 und 4 Zähne zum Eingriff mit dem Ritzel oder einem sonstigen Treibgliede eines Selbstanlassermotors anbringen, der dann mit der Maschinenwelle unmittelbar gekuppelt ist, statt mittelbar gemäss Fig. 2 über das Flüssigkeitsgetriebe.
Die vorgeschlagene Verwendungsart von dauernd gefüllten Flüssigkeitskupplungen mit Reibungskupplungen erspart grosse Auslass-und Füllbehälter sowie Hilfsarmaturen, wie man sie bisher nötig hatte, wenn die Flüssigkeitskupplung selbst zum Ein- und Entkuppeln eingeriehtet ist. Die Flüssigkeitkupplung mit ihrer wertvollen Fähigkeit, die Drehschwingungen zu dämpfen, die die Hauptursache von Lärm und ähnlichen Störungen sind, kann leicht und bequem in dem beschränkten Raum eines Motor-
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