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Kraftübertragungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge u. dgl.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungsanlage, die eine Flüssigkeitskupplung und zum Ausrücken des Antriebes geeignete Einrichtungen, die während der Wirkung des Drehmomentes ein Entkuppeln verhindern, wie z. B. eine Klauenkupplung, in einem Wechselgetriebe od. dgl. umfassen, und insbesondere auf solche Anlagen, bei denen die Flüssigkeitsströmungskupplung mit einer im grossen und ganzen gleichen Füllung im Flüssigkeitsumlauf arbeitet und infolgedessen die getriebene Welle der Cbertragungsanlage nicht vollständig von dem Drehmoment der Antriebsmaschine gelöst werden kann.
Wenn nun eine derartige Kraftübertragungsanlage mit einer Antriebsmaschine verbunden wird, z. B. einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher es nicht zweckmässig ist, die Antriebsmaschine anzuhalten, um das Getriebe einzudicken oder auszuschalten, ist es üblich, eine Bremse oder andere Kupplungsanhaltevorriehtung vorzusehen, um die getriebene Welle stillzusetzen, während die Antriebsmasehine weiterläuft, und dann erst den Antrieb oder das Getriebe umzuschalten.
Eine derartige Anlage ist aber nicht immer geeignet, den Antrieb nach Bedarf schnell zu entkuppeln. Bei Verwendung einer solchen Kraftübertragungsanlage zwischen der Antriebsmaschine und den Rädern eines Kraftfahrzeuges werden, wenn das Fahrzeug infolge des anwachsenden Zugwiderstandes oder infolge des Bremswiderstandes zum Stehen kommt, während die Antriebsmasehine weiterläuft und die Antriebswelle eingerückt bleibt, infolge des Schlupfes der Flüssigkeitskupplung die Zähne der eben gekuppelten Wechselgetrieberäder oder der Klauenkupplung od. dgl. zurückbleiben können, aber sie bleiben der Wirkung des übertragenen Drehmomentes unterworfen, welche genügend stark ist, ihr Entkuppeln z. B. zwecks Einriickung eines andern Ganges des Wechselgetriebes zu verhindern.
Auch der Gebrauch der obenerwähnten Bremse bzw. Kupplungsanhaltevorrichtung wird unter solchen Umständen keine Verminderung der Drehmomentlast an den Zähnen bewirken, und diese Bremse ist daher bei solchen Anordnungen nicht geeignet, bei denen es notwendig ist, den Antrieb auszurrieken, während die angetriebene Welle in Ruhe ist und die Maschine leer läuft.
Ähnliche Schwierigkeiten entstehen beim Ausrücken des Antriebes bei einer stationären Kraftanlage, bei der eine Kraftübertragungsanlage mit einer Flüssigkeitskupplung und bestimmten Ausrückvorrichtungen verwendet wird und bei der die angetriebene Maschine häufig mit der dauernd rotierenden Antriebsmaschine (z. B. Dieselmaschine) gekuppelt bzw. von dieser entkuppelt werden muss.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Verbesserung an Kraftübertragungsanlagen der obenerwähnten Art in der Hinsicht, dass ein Ausrücken des Antriebes erleichtert wird und so die obenbeschriebenen Nachteile beseitigt werden. Die Kraftübertragungsanlage gemäss der vorliegenden Erfindung ist demnach mit einer Flüssigkeitskupplung und Einrichtungen zum Entkuppeln des Antriebes durch Ausrücken von mit Zahnrädern, Backenkupplungen od. dgl.
versehenen drehbaren Teilen ausgestattet und dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher bei rotierender Antriebsmaschine und während die drehbaren auszurückenden Teile miteinander gekuppelt sind, der getriebene Teil der Flüssigkeitskupplung jedoch durch Bremsung an den Laufrädern zum Stillstand gebracht worden ist, eines der Elemente, das entkuppelt werden soll, festgehalten und diesem Element eine derartige Drehung verliehen werden kann, dass das Drehmoment, das auf dem Wechselgetriebe lastet, aufgehoben wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wirkt in einigen Fällen die Steuervorrichtung wie eine gebräuchliche Kupplungsbremse, so dass sie den getriebenen Teil der Flüssigkeitskupplung zum Stillstand bringt, während der antreibende Teil der Kupplung weiter rotiert. In andern Fällen wirkt aber die Steuervorrichtung derart, dass sie dem getriebenen Kupplungsteil, wenn er sich in Stillstand befindet, eine Rotation in einer der normalen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung verleiht. Die hiezu erforderlichen Einrichtungen umfassen eine Reibungsbremse, deren Bremsband an einem beweglichen Stützpunkt befestigt ist, der gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung in bekannter Weise, z. B. durch eine Feder, in seine Normalstellung zurückgebracht wird.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand. der Erfindung für die Kraftübertragungsanlage eines Automobiles beispielsweise dargestellt. Fig. 1 stellt schematisch einen Aufriss der Anordnung dar. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Flüssigkeitskupplung mit der Steuervorrichtung im grösseren Massstab, u. zw. Fig. 2 einen Längsschnitt durch Kupplung'und Steuervorrichtung nach der Linie 2-2 der Fig. 3 und Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Flüssigkeitskupplung mit einer Steuervorrichtung anderer Art, u. zw. Fig. 4 im Längsschnitt gemäss Linie 4-4 der Fig. 5 und Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.
Bei der Kraftübertragungsanlage gemäss Fig. 1-3 treibt die Antriebsmaschine 1 über die Flüssigkeitsströmungskupplung 3, das Wechselgetriebe 5 und die Freilaufvorrichtung 6 die Räder 2 des Automobiles unter Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes an. Für das Wechselgetriebe 5 kann jedes bekannte Getriebe dieser Art, z. B. ein Wechselgetriebe mit Verschieberädern, verwendet werden ; die Freilaufvorrichtung 6 ist vorzugsweise solcher Art, dass sie zwei Zustände gestattet und kontrolliert wird, z. B. durch ein Fusspedal 7. Wenn das Fusspedal heruntergedrückt wird, erlaubt sie einen Antrieb nur in der einen Drehrichtung von der Maschine auf die Räder 2.
Das Fusspedal 7, mit welchem die Freilaufvorrichtung kontrolliert wird, kann auch mit der Drosselklappe oder einem andern Mittel zur Kontrolle der Leistung, welche von der Maschine abgegeben wird, in der Weise verbunden sein, dass, wenn das Pedal vollkommen heruntergedrückt ist, die Maschine an oder nahe an ihre gedrosselte Leistung herangebracht wird, ohne Rücksicht auf die Stellung des normalen Gesehwindigkeitspedales (Akzelerators).
Auf der Welle 9 ist eine Trommel 4 zwischen Flüssigkeitskupplung 3 und Wechselgetriebe 5 fest aufgesetzt. Um die Trommel 4 sind Bremsmittel vorgesehen, welche die getriebene Welle 9 hinter der Flüssigkeitskupplung 3 abbremsen sollen. Die Bremsmittel sind ebenfalls mit dem Fusspedal 7 verbunden.
Dabei ist die Anordnung so ausgeführt, dass, wenn das Pedal 7 weit genug heruntergedrückt wird, die Bremse angezogen und damit die getriebene Welle zum Stillstand gebracht wird. Ein weiteres Herabdrücken des Pedals 7 dient dazu, während die Maschine 1 arbeitet und die Räder 2 sich in Ruhe befinden, die Bremsmittel zusammen mit der Trommel 4 und damit die getriebene Welle 9 in einer Drehrichtung, entgegengesetzt der Drehrichtung der Antriebsmaschine 1 bzw. der treibenden Teile der Kupplung 3, zu verdrehen, zu dem Zweck der Entlastung des Getriebes und um ein Schalten des Getriebes zu ermöglichen.
In Fig. 2 und 3 ist die Motorwelle 8 mit der getriebenen Welle 9 durch eine Flüssigkeitsströmungs- kupplung 3 bekannter Art (Töttinger) verbunden. Das vordere Ende der Welle 9 ist angeschlossen an den getriebenen Kupplungsteil 10, während das rückwärtige Ende dieser Welle mit dem treibenden, ständig in Eingriff befindlichen Ritzel 11 des Wechselgetriebes 5 verbunden ist. Eine Bremsscheibe 4 ist vermittels einer Nabe 12 auf die Well 3 9 aufgesetzt und nimmt durch Keil 13 das Drehmoment auf ; sie ist in axialer Richtung durch eine Mutter 14 gehalten, wobei die Nabe 12 und mit ihr der Lagerring 15 eines Kugellagers mit Ölschleuderer 16 gegen eine Schulter 17 des Ritzels 11 gedrückt wird.
An dem Getriebekasten 18 ist ein Deckel 20 durch Schrauben 19 befestigt, welcher mit einer Ringnabe 21 versehen ist, die die Nabe 12 umgibt. Ein Ring 22, an welchem eine Scheibe 23 angeschweisst ist, ist über der Ringnabe 21 so angeordnet, dass er sich frei um diese drehen kann, jedoch vom Ring 24 in axialer Richtung gehalten wird.
Die Grösse der Ausschwingung der Pendelscheibe 23 ist in der Uhrzeigerrichtung (Fig. 3) durch einen Anschlag 25 am Getriebekasten 18 begrenzt, der sich gegen einen Ringkragen 26 auf den Ringbolzen 27 legt, welcher durch einen Bolzen 28, der durch einen Vorsprung 29 der Pendelscheibe 23 hindurchgeht, auf der Kante des Pendelbleches 23 aufgehängt ist. Die Grösse der Verdrehung des Pendelbleches 23 in Gegenuhrzeigerrichtung ist durch einen Anschlag 30 am Gehäusedeckel20 begrenzt, gegen welchen ein Vorsprung 31 am Rande der Pendelscheibe 23 anstosst. Eine Spiralfeder 32 wird zwischen dem Anschlag 25 und einem Kragen 33 vermittels einer Mutter 34 auf dem unteren Ende des Ringbolzens 27 gehalten. Die Spiralfeder ist bestrebt, die Scheibe 23 gegen den Anschlag 25 zu halten, welcher ihre Ausschwingung in Uhrzeigerrichtung begrenzt.
Ein Brückenstück 35 (in strichpunktierten Linien in Fig. 3 gezeigt), versehen mit zurüekgebogenen Enden 36 und 37, ist an der Vorderseite der Pendelscheibe 23 derartig angeschweisst, dass die Enden eines Bremsbandes 38 mit Reibungsfutter 39 frei zwischen dem Brückenstück 35 und dem Pendelblech 23 durchlaufen können. Ein Ende des Bremsbandes 38 ist drehbar auf einem Bolzen 40 angeordnet, dessen Enden in Löchern auf dem Brückenstück 35 bzw. dem Pendelblech 23 eingepasst sind.
Das andere Ende des Bremsbandes ist drehbar angeordnet auf einem Bolzen 41, der von einem Betätigungshebel 42 getragen wird, dessen eines Ende gleichfalls
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drehbar auf dem Bolzen 40 angeordnet ist und dessen anderes Ende in einen Hebel 43 eingreift, der auf einem Ende einer Welle 44 im Lager 45 am Getriebekasten 18 gelagert ist. Ein Hebel 46, welcher an das andere Ende der Welle 44 angeschlossen ist, ist in geeigneter Weise mit dem Betätigungspedal 7 oder einem andern Kontrollmittel verbunden.
Die Wirkungsweise der Bremssteuervorrichtung ist folgende :
Die Vorrichtung kann anstatt der allgemein angewendeten Klauensperre verwendet werden, um die Geschwindigkeit der getriebenen Welle 9 und der Teile, die mit ihr rotieren, zu verringern, z. B. während des Schaltens des Wechselgetriebes von einem niedrigeren auf einen höheren Gang. Zu diesem Zweck wird der Hebel 46 in solcher Weise betätigt, dass das Ende des Hebels 43 hochgehoben wird, wodurch wieder der Hebel 42 im Gegenuhrzeigersinn um den Bolzen 40 ausgeschwungen wird. Hindurch wird das Ende des Bremsbandes 38, welches vom Bolzen 41 getragen wird, gehoben und damit das Bremsband an die Bremstrommel 4, die in der Pfeilrichtung (Fig. 3) rotiert, gedruckt.
Die Reibung zwischen dem Futter 39 und der Bremstrommel 4 verringert die Geschwindigkeit der Welle 9, wobei die Bremsdrehmomentreaktion durch Hebel 42, Bolzen 40 und 41, Pendelblech 23, Brüekenstüek 35 und Kragen 26 des Ringbolzens 27 auf den festen Anschlag 25 übertragen wird.
Für den Fall, dass die Maschine 1 rotiert und ein Räderpaar des Wechselgetriebes 5 eingerückt ist, die Fahrzeugräder aber in Ruhe sind, kann die Vorrichtung dazu benutzt werden, die Welle 9 und die auf ihr angeordneten Teile in einer Richtung, entgegengesetzt der Drehrichtung der Antriebsmaschine, zu verdrehen, um das Drehmoment im Getriebe aufzuheben und die Einrückung eines andern Getriebeganges zu ermöglichen. Um die Vorrichtung für diesen Zweck zu benutzen, wird das Bremsband 38 zuerst, wie oben beschrieben, zusammengezogen.
Um die stillstehende Bremstrommel 4 zu umfassen, wird hierauf das Bremsband 38 weiter mit genügender Kraft zusammengezogen, um das durch die Kupplung 3 übertragene Drehmoment zu überwinden, so wird das Pendelbleeh 23 um die Nabe 21 in einer Drehrichtung, entgegengesetzt der Maschinendrehrichtung, geschwungen, bis der Vorsprung 31 den Anschlag 30 trifft. Da das Rückdrehmoment auf das Pendelblech wirkt, so wird beim Rückdrehen des Pendelbleches 23 auch die Bremstrommel 4 durch die Reibung zwischen Reibbacke 39 und Trommel 4 mitgenommen und rückgedreht. Auf diese Weise wird die Welle 9 in einer Richtung, entgegengesetzt dem Maschinendrehsinn, gedreht werden vermittels der Kraft, welche auf das Betätigungspedal oder mit einer andern Kontrollvorrichtung ausgeübt wird.
In der abgeänderten Ausführung der Erfindung gemäss Fig. 4 und 5 wird eine von innen nach aussen wirkende Zweibackenbremse angewendet. Das getriebene Element 10 der Flüssigkeitskupplung 3 ist vermittels eines Keiles und einer Mutter an dem Vorderende der Welle 50 befestigt, deren hinteres Ende mit einer Keilbohrung versehen ist, in welcher das entsprechend ausgebildete Vorderende der Triebwelle 51 des Wechselgetriebes auf Mitnahme eingreift. Ausserdem ist eine Bremstrommel 4'auf der Welle 50 aufgesetzt, die vermittels eines Keiles 52 und einer Mutter 53 auf der Welle 50 gesichert ist.
Die Innenbremsbacken werden von einer Scheibe 54 gehalten, welche mit einer Ringnabe 55 versehen ist, die von einem geteilten Lager 56 und 57 getragen wird, welches vermittels Schrauben 86 und Muttern 87 gegen einen verstärkten Teil 88 eines Kreuzstückes des Chassisrahmens 60 gesichert ist. Ein Vorsprung 58 der Scheibe 54 stösst normalerweise gegen einen Anschlag 59 des Fundamentes 60 und wird an dem Fundament 60 durch eine Spiralfeder 61 zwischen Anschlag 59 und einem Kragen 62 sowie durch Muttern 63 und 64 einer Schraube 65 gehalten, die in Löchern am Anschlag 59 und Vorsprung 58 eingesetzt ist.
Verdickungsstüeke 66 und 67 sind an die Rückseite des Ringbleches 54 angeschweisst. Ein Bolzen 68 in dem Ringbleeh 54, der durch eine Mutter 69 gesichert ist, dient als drehbares Haltestück für das eine Ende der Bremsbacken 70 und 70'. Die andern Enden der Bremsbacken 70 und 70'sind drehbar mit Verbindungsstücken 71 und 71'an gegenüberliegenden Enden eines zweiarmigen Hebels 72 verbunden, der mit der Welle 73 aus einem Stück besteht und in einer Buchse 74 gelagert ist, welche in eine Öffnung der Platte 54 gepresst ist. Ein Hebel 75 sitzt auf dem quadratischen Vorderende der Welle 73 und wird durch eine Mutter 76 gehalten.
Ein Kolben 77, gleitend angeordnet in einem Führungsstück 78, das auf der Vorderseite der Scheibe 54 befestigt ist, wird vermittels Feder 79 aufwärts gegen Hebel 75 gedrängt. Ein Fusspedal 80, versehen mit Nabe. 81, ist auf einer Pedalwelle 82 gelagert, die in geeigneter Weise am Chassisrahmen angebracht ist. Ein nach vorwärts ragender Hebel 83 bildet ein Stück mit dem Pedal 80. In dem freien Ende dieses Hebels sitzt eine durch Mutter 85 gesicherte Schraube 84 derart, dass das untere Ende der Schraube an die obere Fläche des Hebels 75 stösst.
Diese Vorrichtung kann zunächst dazu benutzt werden, die Welle 50 zu verlangsamen oder abzustellen, wenn sie sich normal in der Pfeilrichtung (Fig. 5) dreht. Wenn der Hebel 80 in gehobener Stellung ist, ist die Schraube 84 so eingestellt, dass sie dem Hebel 75 gestattet, unter dem Einfluss des Federkolbens 77 weit genug in die Höhe zu gehen, um die Bremsbacken 70 und 70'ausser Berührung mit der Trommel 4'zu bringen.
Wenn das Pedal 80 teilweise heruntergedrückt wird, so wird der Hebel 83 veranlasst, abwärts zu schwingen, so dass das untere Ende der Schraube 84 in den Hebel 75 eingreift und ihn entgegengesetzt der Drehrichtung (Fig. 5) in Drehung versetzt derart, dass die Bremsbacken 70 und 70' durch die Verbindungsstücke 71 und 71'nach aussen gedrückt werden und auf die Trommel 4 wirken.
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Des ferneren kann die Vorrichtung dazu benutzt werden, der Welle 50 eine leichte Drehung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Maschine zu geben. Angenommen, dass das Pedal 80 teilweise heruntergedrückt wurde, so werden, wie oben beschrieben, die Bremsbacken 70 und 70'an die Trommel 4'gepresst, welche jetzt stillsteht.
Ein weiteres Herabdrücken des Pedales 80 veranlasst ein weiteres Herunterzwingen des Endes des Hebels 75. Da die Bremsbacken bereits an die Bremstrommel gepresst sind, so ist die Welle 73 an einer weiteren Rotation in ihren Buchsen 74 verhindert, wodurch bewirkt wird, dass die Abwärtsbewegung des Hebels 83 das Blech 54 in entgegengesetzter Drehrichtung um die Achse der Welle 50 zu drehen veranlasst, indem die Ringnabe 55 im Lager 56,57 sich dreht und die Feder 61 zu- sammendrückt. Da die Bremsbacken von dem Blech 54 getragen werden und sich mit der Trommel 4' in Eingriff befinden, wird die umgekehrte Drehung des Bleches 54 auf die Welle 50 übertragen.
Wenn dem Pedal 80 gestattet wird, in die Höhe zu kommen, wird infolge der Drehmomentreaktion durch die Feder 61, die Schraube 65 und den Vorsprung 58 bewirkt, dass das Blech 54 in seine normale Position zurückversetzt wird und die Feder 79 den Kolben 77 hochhebt und damit den Hebel 75 dreht, wodurch die Bremsbacken von der Bremstrommel wieder gelöst werden.
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Flüssigkeitsdruckes oder eines Servomotors oder in elektromagnetischer Weise ausgeübt werden.
Die vorliegende Erfindung, deren Ausführungsbeispiele an einem Strassenfahrzeug dargestellt wurden, kann auch für Lokomotiven, Tanks, Kräne, Bagger od. dgl. Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kraftübertragungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge u. dgl., welche eine Flüssigkeitskupplung und Einrichtungen zum Entkuppeln des Antriebes durch Ausrücken von mit Zahnrädern, Baekenkupplungen od. dgl. versehenen drehbaren Teilen, die während der Wirkung des Drehmomentes ein Entkuppeln verhindern, umfasst, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (7, 38 bzw. 8, 70, 70'), mittels welcher bei rotierender Antriebsmaschine und während die drehbaren auszurückenden Teile miteinander gekuppelt sind, der getriebene Teil (10) der hydraulischen Kupplung (3) jedoch durch Bremsung an den Laufrädern (2) zum Stillstand gebracht worden ist, eines der Elemente (9 bzw.
50), das entkuppelt werden soll, festgehalten und diesem Element eine derartige Drehung verliehen werden kann, dass das Drehmoment, das auf dem Wechselgetriebe (5) lastet, aufgehoben wird.