DE1197332B - Als Fliehkraftkupplung ausgebildete Schaltkupplung fuer Wechselgetriebe, insbesondere fuer selbstaetig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Als Fliehkraftkupplung ausgebildete Schaltkupplung für Wechselgetriebe, insbesondere für selbstätig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine als Fliehkraftkupplung ausgebildete Schaltkupplung für Wechselgetriebe, insbesondere für selbsttätig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei der mindestens eines von zwei zu kuppelnden Teilen unter der Wirkung von durch Rückholfedern beaufschlagten Fliehgewichten steht, die Vorspannung der an den Fliehgewichten befestigten Rückholfedern während des Betriebes willkürlich verstellbar ist und die Rückholfedern als Zugfedern ausgebildet sind, wobei die an der einen Seite an den Fliehgewichten befestigten Rückhoifedern auf der anderen Seite mit_ einer Nabe verbunden sind.
• Schaltkupplungen, bei welchen eine durch die Konstruktion gegebene Einkuppeldrehzahl festgelegt und im Betrieb nicht mehr veränderbar ist, sind bekannt. Sie kommen jedoch in Anbetracht der heutigen Verkehrssituation für selbsttätig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen nicht mehr in Frage, da sie keinen vorzeitigen, vom Fahrer willkürlich ausgelösten Gangwechsel zulassen. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, selbstätig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit mit Öldruck beaufschlagten Kupplungen auszurüsten, die über einen in Anlage und Aufbau komplizierten und damit teueren Steuerapparat von einer Vielzahl von Steuerventilen betätigt werden. Um ein Anheben der Einkuppeldrehzahl zum Zweck eines vorzeitigen Zurückschaltens, eine niedrigere Gangstufe, etwa durch volles Durchtreten des Gaspedals (»trickdown«) zu ermöglichen, werden zusätzlich weitere hydraulische Leitungen und Ventile erforderlich, wodurch eine weitere Verteuerung solcher Getriebe in Kauf genommen werden muß.
• Die bekannten, als Fiiehkraftkupplungen ausgebildeten Schaltkupplungen der eingangs genannten Art wiederum haben den Nachteil eines großen Raumbedarfes, da die die Fliehgewichte beaufschlagenden Zugfedern direkt an einer axial verschiebbaren Nabe angelenkt sind.
• Kupplungen, zu deren Steuerung Fliehkraftregler vorgesehen sind, sind ebenfalls bekannt. Nachteilig ist auch .hier vor allen Dingen der sich aus der Anordnung des Fliehkraftreglers ergebende axiale Raumbedarf.
• Zum Stand der Technik gehört ferner ein Wechselgetriebe, das ebenfalls durch einen Fliehkraftregler geschaltet wird. Diese bekannte Anordnung hat aber den Nachteil, daß der aus der Bewegung der Fliehgewichte resultierende axiale, von außen in das Getriebe eingeleitete Verschiebeweg nicht direkt- zur Schaltung der einzelnen Gangstufen verwendet werden kann, da er nur eine Steuergröße darstellt, so daß zusätzliche Schaltmittel hydraulischer oder elektrischer Art vorgesehen werden müssen. Hieraus ergibt sich eine aufwandreiche Konstruktion.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fliehkraftkupplung mit veränderbarer Einkuppeldrehzahl zu entwickeln, die sich durch einen einfachen Aufbau und vor allen Dingen durch ihren geringen Raumbedarf gegenüber bekannten Ausführungen auszeichnet, um so die Voraussetzung für eine wesentliche Verbilligung bekannter, selbsttätig schaltender Wechselgetriebe zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rückholfedern an in der Nabe gelagerten Hebeln angreifen und die Hebel durch eine axial über ein Drucklager verschiebbare Muffe, die mit Kanten der Hebel zusammenwirkt, entsprechend dem Verschiebeweg mehr oder weniger zur Drehachse hin verstellbar sind. Da erfindungsgemäß die Rückhoifedern unter Zwischenschaltung von Hebeln gespannt werden, die eine Betätigung der Rückholfedern in radialer Richtung erlauben, kann der benötigte axiale Raumbedarf wesentlich verringert werden. Bei der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung entfällt außerdem ein eigener, außerhalb der Kupplung liegender Fliehkraftregler und der sich hieraus ergebende zusätzliche Bauaufwand.
• Zum zeitlichen Steuern des Einkuppelvorganges kann es gemäß einem Merkmal .der Erfindung vorteilhaft sein, daß die steuernden Kanten der die Rückholfedern haltenden Hebel eine Kurvenbahn darstellen, die ein progressives oder degressives Spannen der Rückholfedem bewirken.
• Um das Aufgleiten der Verstellmuffe auf die die Rückholfeder spannenden Hebel zu erleichtern, erwies es sich als zweckmäßig, in der axial verschiebbaren Muffe Rollen, vorzugsweise gehärtete Rollen, zu lagern.
• In der Zeichnung ist eine in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsform der als Fliehkraftkupplung ausgebildeten Schaltkupplung nach der Erfindung schematisch dargestellt.
• Sie besteht aus .einer Schwungscheibe, die als Kupplungskorb 1 ausgebildet ist. Der Kupplungskorb 1 trägt an seinem Innenumfang eine Mitnahmeverzahnung, in die eine Druckplatte 2 und ein mit dieser verbundener Ring 3 mit entsprechenden Kupplungszähnen eingreifen. Zwischen der Druckplatte 2 und der Stirnseite 1 a des Kupplungskorbes 1 sind Druckfedern 21 angeordnet. Der Kupplungskorb 1 wird an seiner offenen Seite durch eine Platte 4 abgeschlossen, die mit ihm starr verbunden ist. Auf einer Abtriebswelle 5 sitzt durch ein Keilnutenprofil befestigt axial verschiebbar eine Kupplungsscheibe 6. Zwischen dem Ring 3 und der Platte 4 sind, in radial verlaufenden Nuten 4a der Platte 4 geführt, Fliehgewichte 7 angeordnet. Ein solches Fliehgewicht 7 ist jeweils über eine als Zugfeder ausgebildete Rückholfeder 8 mit einem entsprechenden Hebel 9 verbunden, der in einer gechlitzten Nabe 10 auf einem Bolzen 11 gelagert ist. Die Anzahl der Hebel 9 entspricht der Zahl der vorgesehenen Fliehgewichte. Die Nabe 10 sitzt lose auf -der Abtriebswelle 5 und wird über entsprechende Mitnahmeverzahnungen mit einer Muffe 12 drehfest verBunden, die ihrerseits mit der Platte 4 und damit mit dem Kupplungskorb 1 im Eingriff steht. Diese Mitnahmeverzahnungen sind so ausgebildet, daß sie eine axiale Verschiebung der Muffe 12 erlauben, an deren _Ende Rollen 13 gelagert sind. Weiterhin sind auf der Abtriebswelle 5 ein Drucklager 14 und ein Ausrücker 15 angeordnet. An dem Ausrücker 15 greift ein drehbar gelagerter Gabelhebel 16 an, der über: ein Gestänge 17 mit einer Membran eines Servomotors 18 und/oder über ein zweites Gestänge 19 mit einem Verstellhebel, z. B. dem Gaspedal, verbunden ist. Der Servomotor steht über eine Leitung 20 mit dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine in Verbindung.
• Die Wirkungsweise der Fliehkraftkupplung ist folgende: Das über die Schwungscheibe auf den Kupplungskorb 1 und: damit auf die mit ihm starr verbundene Platte 4 eingeleitete Drehmoment bewirkt ein nach außen Gleiten der in den radial verlaufenden Nuten 4 a der Platte 4 geführten Fliehgewichte 7. Auf Grund ihrer Anordnung zwischen der Platte 4 und dem Ring 3 mit keilförmigem Querschnitt bewirken die Fliehgewichte 7 ein axiales Verschieben der Druckplatte 2, das bei entsprechender Drehzahl zum Einrücken der Kupplung führt, wobei die aus der Fliehkraft resultierende Axialkraft so groß ist, daß die Kupplungsscheibe 6 das höchste vorkommende Drehmoment überträgt. Die Drehzahl, bei der der Kupplungsvorgang stattfindet, ist von der der Fliehkraft entgegenwirkenden Rückstellkraft der Rückholfeder 8 abhängig. Durch mehr oder weniger starkes Vorspannen dieser Rückholfedern 8 während des Betriebes kann von außen der Einkuppelvorgang auf eine höhere Drehzahl angehoben werden. Die dazu nötige Verstellkraft wird über einen äußeren Betätigungshebel aufgebracht und mit Hilfe des Ausrückers 15 und des Drucklagers 14 auf die Muffe 12 übertragen. Die Muffe 12 wird hierdurch axial auf der Nabe 10 so verschoben, daß die schrägen Kanten der Hebel 9 nach innen bewegt und die Rückholfedern 8 damit stärker gespannt werden. Das Aufgleiten der Muffe 12 auf die Hebel 9 wird dabei durch gehärtete, in der Muffe 12 gelagerte Rollen 13 erleichtert. Die Druckfedern 21 bewirken eine Trennung der Kupplung, wenn bei fallender Drehzahl die Fliehgewichte 7 durch die Rückholfedern 8 nach innen gezogen werden oder aber wenn bei gleichbleibender Drehzahl die Einkuppeldrehzahl durch ein erhöhtes Vorspannen der Rückholfedern 8 angehoben wurde.
• Auf die vorteilhafte Verwendung der Fliehkraftkupplung als Schaltkupplung in einem selbsttätig schaltenden Wechselgetriebe wurde bereits hingewiesen. Bei einer solchen Anordnung wird vorzugsweise das Gestänge 19 mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeuges verbunden. Um die vom Fahrer aufzubringende Kraft, mit der die Muffe 12 in Richtung einer stärkeren Spannung der Rückholfedern 8 bewegt werden muß, ganz oder teilweise aufzuheben, ist der Gabelhebel 16 mit einem Servomotor 18 verbunden, der z. B. vom Saugrohrunterdruck einer Brennkraftmaschine beaufschlagt wird.
• Wünscht nun beispielsweise der Fahrer eines Kraftfahrzeuges, das mit einem derartigen selbsttätig schaltenden Wechselgetriebe ausgerüstet ist, bei einer Geschwindigkeit von etwa 70 km pro Stunde sofort vom 3. in den 2. Gang zurückzuschalten (an Stelle einer selbsttätig verlaufenden Zurückschaltung bei etwa 50 km pro Stunde entsprechend den nicht vorgespannten Rückholfedern), so erreicht er dies durch volles Durchtreten des Gaspedals (Kick-down-Effekt). Durch das volle Durchtreten des Gaspedals wird z. B. über einen elektrischen Schalter ein Ventil geöffnet, welches den Servomotor 18 über die Leitung 20 mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbindet. Da das Zurückschalten in eine niedrigere Gangstufe in der Regel bei mittleren Fahrgeschwindigkeiten erfolgt, steht ein relativ hoher Saugrohrunterdruck zur Verfügung. über die Membran oder den Kolben des Servomotors 18 wird in der oben beschriebenen Weise die Muffe 12 verschoben und damit die Vorspanneng der Rückholfedern 8 erhöht. Da die Vorspannung der Rückholfedern 8 bei konstant gebliebener Drehzahl erhöht wurde, werden die Fliehgewichte 7 entsprechend nach innen zurückgezogen und die Kupplung durch die Druckfedern 21 gelöst. Der Schaltvorgang kann nun schon bei dieser Drehzahl bzw. Geschwindigkeit stattfinden. Wird das Gaspedal von dem Fahrer freigegeben bzw. entlastet, so wird das den Servomotor 18 steuernde Ventil der Leitung 20 geschlossen und der Arbeitsraum 22 belüftet, so daß die Muffe 12 nach rechts bewegt und die Vorspannung der Rückholfedern 8 aufgehoben wird. Die Kupplung rückt wieder ein.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Als Fliehkraftkupplung ausgebildete Schaltkupplung für Wechselgetriebe, insbesondere für selbsttätig schaltende Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei der mindestens eines von zwei zu kuppelnden Teilen unter der Wirkung von durch Rückholfedern beaufschlagten Fliehgewichten steht, die Vorspannung der an den Fliehgewichten befestigten Rückholfedern während des Betriebes willkürlich verstellbar ist und die Rückholfedern als Zugfedern ausgebildet sind, wobei die an der einen Seite an den Fliehgewichten befestigten Rückholfedern auf der anderen Seite mit einer Nabe verbunden sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Rückholfedern (8) an in der Nabe (10) gelagerten Hebeln (9) angreifen und die Hebel (9) durch eine axial über ein Drucklager (14) verschiebbare Muffe (12), die mit Kanten der Hebel (9) zusammenwirkt, entsprechend dem Verschiebeweg mehr oder weniger zur Drehachse hin verstellbar sind.
2. 2. Flichkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuernden Kanten der die Rückholfedem (8) haltenden Hebel (9) eine Kurvenbahn darstellen, die ein progressives oder degressives Spannen der Rückholfedern (8) bewirken.
3. 3. Fliehkraftkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der axial verschiebbar angeordneten Muffe (12) Rollen (13) gelagert sind.
4. 4. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rollen (13) gehärtet sind.
5. 5. Fliehkraftkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Motorunterdruck beaufschlagter .Servomotor vorgesehen ist, durch den die die Muffe (12) verstellenden Kräfte ganz oder teilweise aufgebracht werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 938 949, 706 555, 413124; östereichische Patentschrift Nr. 157 034; französische Patentschrift Nr. 473 034; USA.-Patentschrift Nr. 2 022 689.