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Fliehkraftkupplung mit einer durch eine Hilfskupplung verbundenen
Sperreinrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung
mit einer durch eine Hilfskupplung verbundenen Sperreinrichtung für Kraftfahrzeuge,
bei welcher das Aus- und Einkuppeln in Abhängigkeit von der Drehzahl selbsttätig
durch Fliehgewichte hervorgerufen wird und ein willkürliches Aus- und Einkuppeln
bei höheren Drehzahlen durch Hand- oder Fußbetätigung oder durch eine Hilfskraft
erfolgt, wobei die mit der Fliehkraftkupplung parallelgeschaltete Hilfskupplung
mit der Abtriebswelle über einen nur in einer Drehrichtung wirkenden Freilauf verbunden
ist. Beim selbsttätigen Lösen der Fliehkraftkupplung bleibt die Hilfskupplung geschlossen.
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Fliehkraftkupplungen mit einem nur in einer Drehrichtung wirksamen
Freilauf haben den Zweck, eine Verbindung zwischen Motor und Getriebe auch dann
noch in einer Drehrichtung aufrecht zu erhalten, wenn die drehzahlabhängige Kupplung,
in den meisten Fällen eine Fliehkraftkupplung, durch Herabsetzen der Drehzahl ausgerückt
wird. Bei Kraftfahrzeugen ist dies vielfach notwendig, z. B. bei Benutzung des Motors
als Bremse bei rollendem Fahrzeug, bei Abstellen des Fahrzeuges auf geneigten Fahrbahnen,
um ein Stehenbleiben des Motors bei langsamer Fahrt zu verhindern, sowie um das
Ingangsetzen des Motors durch Anschleppen des Fahrzeuges zu ermöglichen.
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Es ist zwar schon- vorgeschlagen worden, zum Zwecke der Motorbremsung
bei einer Kupplungseinrichtung für Kraftfahrzeuge den zum normalen Antrieb dienenden
Freilauf durch eine vom Fahrer einschaltbare Reibungskupplung zu überbrücken. Diese
Anordnung verlangt jedoch vom Fahrer einen erhöhten Bedienungsaufwand, der durch
die Erfindung gerade vermieden werden soll.
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Es ist auch schon bekannt, Flichkraftkupplungen unterhalb ihrer Einrückdrehzahl
durch ein Gesperre in einer Drehrichtung zu überbrücken. Diese Anordnungen arbeiten
jedoch in der Praxis nicht zufriedenstellend, da das Gesperre beim willkürlichen
Ausrücken der Fliehkraftkupplung nicht ausgeschaltet wird. Aus diesem Grunde kann
es vorkommen, daß keine einwandfreie Trennung zwischen Getriebe und Motorwelle vorhanden
ist, was dann zu Schwierigkeiten bei der Getriebeschaltung führen könnte.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist schon vorgeschlagen worden,
ein Gesperre zu verwenden, das gleichzeitig mit dem willkürlichen Ausrücken der
Fliehkraftkupplung durch eine besondere Einrichtung automatisch in Freilaufstellung
gebracht wird. Auch diese Einrichtung arbeitet nicht einwandfrei, denn die Ausschaltung
des Gesperres bereitet bei rollendem Fahrzeug und ausgekuppelter Fliehkraftkupplung
besondere Schwierigkeiten. Außerdem ist die Ausschalteinrichtung in ihrem Aufbau
sehr kompliziert. Die bei dieser Kupplungseinrichtung vorhandene Überlastkupplung
ist außerdem nicht ausrückbar.
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Es ist weiterhin bekannt, eine Fliehkraftkupplung und eine willkürlich
ausrückbare Reibungskupplung hintereinanderzuschalten, wobei zur Überbrückung der
Fliehkraftkupplung ein Freilauf vorgesehen ist. Hierbei dient die Reibungskupplung
zur Übertragung des vollen Motordrehmomentes, was zur Folge hat, daß sie groß dimensioniert
werden muß, dadurch viel Raum benötigt und in der Fertigung teuer ist.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die
Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine möglichst kompakte
Kupplungseinrichtung zu schaffen, die in allen Betriebszuständen einwandfrei arbeitet.
Zudem soll der Fahrer möglichst entlastet werden.
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Eine Lösung dieser Aufgabe ist durch die einfache Kombination einer
üblichen, willkürlich ausrückbaren Fliehkraftkupplung mit einer Kupplungsscheibe,
die eine Freilaufnabe aufweist, nicht möglich. Beim Ausrücken der Fliehkraftkupplung
infolge Drehzahlabfall würde nämlich der Freilauf aus dem Kraftfluß ausgeschaltet
werden.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einer Fliehkraftkupplung
der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch, daß die Hilfskupplung
beim willkürlichen Betätigen der Fliehkraftkupplung gleichzeitig mit dieser betätigt
wird und der Freilauf in an sich bekannter Weise nur dann ausgeschaltet ist, wenn
die Drehzahl des Schwungrades größer ist als die der Abtriebswelle. Durch diese
Ausbildung einer Kupplungseinrichtung, die aus einer Fliehkraftkupplung, einem zu
ihr parallelgeschalteten Freilauf und einer Hilfskupplung zur Ausschaltung
des
Freilaufs aus dem Kraftfluß bei willkürlichem Ausrücken der Fliehkraftkupplung besteht,
werden wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Ausführungen erzielt. Die Kupplungseinrichtung
gemäß der Erfindung arbeitet bei allen Betriebszuständen einwandfrei. Bei infolge
Drehzahlabfall ausgerückter Fliehkraftkupplung wird in einer Drehrichtung eine sichere
Verbindung zwischen Getriebe und Motor hergestellt. Schwierigkeiten bei der Getriebeschaltung
können nicht auftreten, da beim willkürlichen Ausrücken der Fliehkraftkupplung die
Hilfskupplung gelöst und damit jede Verbindung zwischen Getriebe und Motor unterbrochen
wird. Durch die Erfindung ergibt sich ein leichter und raumsparender Aufbau, denn
die Hilfskupplung muß nur das Bremsdrehmoment des Motors übertragen, das maximal
etwa 40 bis 50% des Antriebsdrehmomentes betragen kann. Die Konstruktion ist sehr
einfach und betriebssicher, da ausschließlich bekannte und erprobte Maschinenteile,
nämlich Reibungskupplungen und ein Freilauf verwendet werden.
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Es kann besonders vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung
so auszubilden, daß die gegen die Fliehgewichte wirkenden, die Eingriffsdrehzahl
der Fliehkraftkupplung bestimmenden Federn den Anpreßdruck der Hilfskupplung ganz
oder teilweise erzeugen, indem sie auf der axial beweglichen Druckplatte der Hilfskupplung
abgestützt sind. Bei einer derartigen Ausführung ist es möglich, für die Anpressung
der Hilfskupplung und das Zurückziehen der Fliehgewichte den gleichen Federsatz
zu verwenden.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch Fliehkraftkupplung,
Hilfskupplung, Sperr- und Ausrückeinrichtung in eingekuppelter Stellung, F i g.
2 einen Schnitt durch die Anordnung der Andrückfedern an der Hilfskupplung bei diesem
Ausführungsbeispiel, F i g. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsmöglichkeit
der Anordnung der Andrückfedern an der Hilfskupplung, F i g. 4 einen Längsschnitt
durch Fliehkraftkupplung, Hilfskupplung, Sperr- und Ausrückeinrichtung mit durch
Drehzahlverringerung ausgekuppelter Fliehkraftkupplung, jedoch mit eingekuppelter
Hilfskupplung eines zweiten Ausführungsbeispiels, F i g. 5 einen Teilschnitt durch
die Anordnung der Andrückfedern und des Federkorbes der Fliehkraftkupplung nach
F i g. 4, F i g. 6 einen Längsschnitt gemäß F i g. 4, jedoch bei eingekuppelter
Fliehkraftkupplung, F i g. 7 einen Teilschnitt gemäß F i g. 5 in der Stellung nach
F i g. 6 mit eingerückter Fliehkraftkupplung.
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Die in F i g. 1 dargestellte Fliehkraftkupplung ist in dem Schwungrad
1 eingebaut. Mit Hilfe der Kupplungsscheibe 2 wird das Motordrehmoment über
die Nabe 3 auf die Abtriebswelle 4 übertragen. Die Kupplungsscheibe 2 wird
zwischen einer Reibfläche im Schwungrad 1 und einer an der Druckplatte 5
befindlichen zusammengepreßt und dadurch mitgenommen. An der Deckplatte 6 der Kupplung
sind Fliehgewichte 7 an Scharnieren 8 gelagert, die auf je einen Federtopf
9 wirken und über die Feder 10 den zum Einkuppeln erforderlichen Druck
auf die Druckplatte 5 übertragen. Die Deckplatte 6 ist zugleich so ausgebildet,
daß sie als Reibfläche für die Hilfskupplung dient. Die Kupplungsscheibe 11 der
Hilfskupplung ist mit dem Außenring 12 des Freilaufes 13 fest verbunden.
Der Außenring 12
dient auch zur Aufnahme der seitlichen Führungsringe
14. Der als Nabe ausgebildete Innenring 15
des Freilaufes
13 ist durch eine Verzahnung mit der Abtriebswelle 4 verbunden. Der
Anpreßdruck auf die Druckplatte 16 und damit auf die Kupplungsscheibe
11 wird durch Federn 17 hervorgerufen, die über je einen Bolzen
19 auf der Deckplatte 6 abgestützt sind (F i g. 2).
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit zeigt die F i g. 3. Der Anpreßdruck
auf die Druckplatte 16 und auf die Kupplungsscheibe 11 wird hierbei durch Federn
18 erzeugt, die mittels je eines Bolzens 20
auf der Druckplatte 5 abgestützt
sind. In diesem Fall werden die Federn 18 gleichzeitig als Rückzugsfedern,
die gegen die Fliehgewichte 7 wirken und die Einkuppeldrehzahl bestimmen, verwendet.
Um sowohl die Fliehkraftkupplung bei höheren Drehzahlen, als auch die Hilfskupplung
auskuppeln zu können, sind zweiarmige Ausrückhebel21 derart angeordnet, daß sie
bei Verschieben des Ausrücklagers 22 mittels Hand-, Fuß- oder Hilfskraft
zur Kupplung hin zuerst über den Bolzen 23 die Druckplatte 16 der
Hilfskupplung und dann über den Bolzen 24 die Druckplatte 5 der Hauptkupplung
abheben und diese damit auskuppeln.
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Die Darstellungen in den F i g. 4 und 5 zeigen eine gegenüber der
F i g. 1 abgewandelte Form der Erfindung, bei der infolge Drehzahlverringerung die
Fliehkraftkupplung ausgerückt ist. Die Hilfskupplung ist jedoch geschlossen, so
daß z. B. bei bergab rollendem Fahrzeug eine Verbindung zwischen Getriebe und Motor
über die Abtriebswelle 4, den Freilauf 13, die Kupplungsscheibe
11, die Deckplatte 6 und das Schwungrad 1 vorhanden ist und
damit der Motor als Bremse verwendet werden kann. Diese Verbindung über den Freilauf
13 wird aber in dem Augenblick gelöst, in dem entweder die Motordrehzahl
beim Schwungrad 1 gegenüber der Drehzahl der Abtriebswelle 4 erhöht
und damit der Freilauf 13 in Freilaufstellung gebracht wird, oder indem durch
Verschieben des Ausrücklagers 22 zur Kupplung hin über die Ausrückhebel21
die Hilfskupplung ausgerückt wird.
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Die in den F i g. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung
zeigen im Gegensatz zu der in F i g. 1 bis 3 gezeigten Anordnung eine Ausführung,
bei der als Federn für die Erreichung der Anpreßkraft an der Druckplatte
16 der Hilfskupplung jeweils zwei gegeneinander wirkende Federn 25 und 26
verwendet werden, und zwar aus folgendem Grund: In F i g. 4 ist die Fliehkraftkupplung
ausgekuppelt dargestellt; es muß also bei rollendem Fahrzeug die Hilfskupplung über
den Freilauf 13 das Drehmoment von der Abtriebswelle 4 auf das Schwungrad
1 und damit auf den Motor übertragen. Der Anpreßdruck der Federn 26 auf die
Druckplatte 16 soll in diesem Fall möglichst groß sein und der Gegendruck der Federn
25 möglichst klein. Dies ist hier der Fall, da die Fliehgewichte
7 infolge der niedrigen Drehzahl und damit geringen Fliehkraft durch die
über das Spannglied 27 und den Federkorb 28 der Fliehkraft entgegenwirkenden
Federn 25 nach innen geschwenkt wird. Gleichzeitig verringert sich aber
auch
der Gegendruck der Federn 25 auf die Druckplatte 16 und erhöht damit ihren Anpreßdruck
infolge der Federn 26.
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In F i g. 5 ist die der F i g. 4 entsprechende Stellung der Kupplungsfedern
29 und des Federkorbes 28 der Fliehkraftkupplung dargestellt. Der Federkorb 28 liegt
hierbei durch den Spanndruck der Kupplungsfedern 29 an jedem Bund 30 des Bolzens
31 an, da durch das Spannglied 27 infolge der nicht ausgeschwenkten Fliehgewichte
7 kein Zug auf den Federkorb 28 ausgeübt wird.
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In F i g. 6 sind Fliehkraft- und Hilfskupplung eingerückt dargestellt,
d. h. durch Drehzahlerhöhung wurd,- gegenüber der Lage gemäß F i g. 4 jedes Fliehgewicht
7 außen am Schwungrad 1 zur Anlage gebracht und dadurch über das Spannglied 27 der
Federkorb 28 zur Schwungradseite hin bewegt. Hierdurch wurden die vorgespannten
Kupplungsfedern 29 (F i g. 7) weiter zusammengedrückt, und der Anpreßdruck auf die
Druckplatte 5 und damit auf die Kupplungsscheibe 2 wird dadurch erzeugt. Die übertragung
des Motordrehmomentes erfolgt nun über die Nabe 3 auf die Abtriebswelle 4. Hierbei
werden zwangläufig auch die Federn 25 stärker vorgespannt, und diese erzeugen einen
entsprechenden Gegendruck zu den Federn 26 auf die Druckplatte 16. Nachdem die Hilfskupplung
aber in diesem Falle nicht zur übertragung eines Drehmomentes verwendet wird, ist
der geringere Anpreßdruck auf die Druckplatte 16 ohne Bedeutung. Beim Auskuppeln
mittels Hand-, Fuß- oder Hilfskraft über die Ausrückhebel21 ist dies erwünscht,
denn dadurch wird die für die Hilfskupplung erforderliche Ausrückkraft verringert.
Als Freilauf 13 kann für den obengenannten Zweck sowohl ein Rollen- als auch ein
Spreizgliederfreilauf oder auch ein Klinkengesperre verwendet werden.