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Fliehkraftkupplung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine
Fliehkraftkupplung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckplatte, die durch Fliehgewichte
über ein Federsystem im einrückenden Sinn in axialer Richtung verschiebbar ist,
wobei die Fliehgewichte mit der Motordrehzahl umlaufen, und mit einer Ausrückvorrichtung,
durch die die Fliehgewichte festgelegt werden oder die Druckplatte zurückgestellt
wird.
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Um ein freies Auskuppeln, vor allem bei Gangwechsel, zu erzielen,
kann man entweder die Fliehgewichte zum Stillstand bringen oder ihren Umlauf verlangsamen
oder eine Unterbrechung an irgendeiner Stelle der Kraftübertragung herbeiführen.
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Außer diesen Anordnungen für das Entkuppeln weisen Fliehkraftkupplungen
manchmal auch Mittel auf, durch die eine veränderliche Korrekturwirkung erzeugt
werden kann, die sich zu dem ursprünglichen Fliehkraftdrehmoment addiert oder diesem
entgegenwirkt.
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Bei Verwendung solcher Korrekturmittel geschieht die Einstellung ein
für allemal für eine lange Betriebsdauer in der Weise, daß bei den am häufigsten
eintretenden Betriebsbedingungen die Kupplung in der bestmöglichen Weise arbeitet
und insbesondere beim Leerlauf des Motors das effektiv übertragbare Drehmoment Null
oder vernachlässigbar klein wird. Eine solche endgültige Einstellung führt jedoch
zu Schwierigkeiten, wenn die Betriebsbedingungen nicht mehr den bei der Konstruktion
zugrunde gelegten Bedingungen entsprechen.
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So läßt sich z. B. bei einer Kupplung, die so eingestellt ist, daß
sie beim normalen Leerlauf des Motors ausrückt, ein unerwünschtes teilweises Einrücken
beim beschleunigten Leerlauf des Motors, wenn die Starterklappe betätigt wird, feststellen.
Wenn andererseits der Motor zur Bremsung des Fahrzeugs verwendet wird, ist die Motordrehzahl,
bei der ein Entkuppeln stattfindet, trotz beabsichtigter oder unbeabsichtigter Reibungs-
oder Klemmwirkungen, die eine Verzögerung in der Rückführung der Fliehgewichte zur
Folge haben, im allgemeinen noch zu hoch. Beim Anfahren mit einem sehr hohen Widerstandsmoment,
beispielsweise auf einer außergewöhnlichen Steigung, ist es im allgemeinen beim
Einrücken nicht möglich, das maximale Drehmoment, das der Motor abgeben kann, voll
auszunutzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fliehkraftkupplung
für Kraftfahrzeuge zu schaffen, deren Arbeitsweise nach Wunsch verändert werden
kann, so daß sie sich den jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßt.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß eine Korrekturvorrichtung
für die Andrück' kraft der Druckplatte an die Kupplungsscheibe vorgesehen ist, wobei
die Korrekturvorrichtung aus einer axial beweglichen und nicht rotierenden Steuerscheibe
besteht, welche ein in axialer Richtung verstellbares Betätigungsglied verschieben
kann, das sich gemeinsam mit der Druckplatte dreht und über Federn mit dieser verbunden
ist.
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Es sind mindestens zwei Betriebsbereiche bei der erfindungsgemäßen
Fliehkraftkupplung vorgesehen, die sich voneinander durch ein' Abänderung der Mittel
unterscheiden, die zur Erzeugung einer Korrekturwirkung bestimmt sind, wobei der
übergang von einem Betriebsbereich zum anderen während der Fahrt durch ein außerhalb
der Kupplung befindliches Organ gesteuert wird.
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Bei der Betätigung des Startvergasers ist ein übertragbares Drehmoment
nur in verringertem Maß vorgesehen. Das gleiche trifft im allgemeinen bei der Benutzung
der
Kupplung zum Anfahren auf einer außergewöhnlichen Steigung zu. Es ist dagegen zur
Verlängerung der Wirksamkeit der Motorbremse für den Bereich der niedrigen Drehzahl
erhöht vorgesehen.
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Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann die Steuerscheibe durch
einen Kolben in einem Zylinder axial beweglich sein; der im Zylinder gleitende Kolben
kann als axial beweglicher Ringkolben ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise ist die
Korrekturvorrichtung konzentrisch zum Ausrücklagerring der Ausrückvorrichtung angeordnet.
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Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit
den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht im Längsschnitt,
wobei sich die Fliehkraftkupplung in der Leerlaufstellung des Motors befindet, F
i g. 2 eine andere Ausführungsform im Längsschnitt, wobei sich die Kupplung
in eingerückter Stellung befindet, F i g. 3 eine der unteren Hälfte der F
i g. 2 entsprechende Ansicht, wobei jedoch der Schnitt in einer anderen Ebene
geführt ist, und F i g. 4 eine graphische Darstellung, welche verschiedene
Kurven für die Veränderung des Drehmoments in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
z e ig t.
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F i g. 1 zeigt eine beispielsweise Anwendungsform der Erfindung
auf eine an sich bekannte Fliehkraftkupplung für Kraftfahrzeuge, bei welcher ein
Fliehgewichtträger nach Belieben mit der Antriebswelle für das Einrücken der Kupplung
gekuppelt oder für das Entkuppeln durch einen Elektromagnet zum Stillstand gebracht
werden kann.
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In F i g. 1 bezeichnet 10 die Antriebswelle, mit der
das gleichzeitig als Gegendruckplatte dienende Schwungrad11 und das Gehäuse12 fest
verbunden sind, 13 die mit der Abtriebswelle 14 fest verbundene Kupplungsseheibe,
15 die Druckplatte, durch die die Kupplungsscheibe 13 gegen das Schwungrad
11 gedrückt wird, 16 die übertragungsplatte, welche auf die Druckplatte
15 durch Federn 17 wirkt, 18 die frei drehbare, jedoch mit
der Übertragungsplatte 16 in Längsrichtung verbundene Kurvenscheibe,
19 die aus Rollen bestehenden Fliehgewichte, welche mit der Kurvenscheibe
18 zusammenwirken und von einem Fliehgewichtsträger 20 getragen werden, der
frei drehbar in dem Gehäuse 12 gelagert ist, 21 eine Gleithülse, die axial verschiebbar
angeordnet, jedoch drehfest mit dem Fliehgewichtsträger 20 verbunden ist, 22 Federn,
die das Bestreben haben, die Hülse 21 über den Reibbelag 23 an das Gehäuse
12 zu drücken, und 24 einen Elektromagnet, der wirksam wird, wenn der Getriebeschalthebel
betätigt wird, und dazu dient, die Gleithülse 21 festzuhalten.
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Bei einer solchen Fliehkraftkupplung ist die Anordnung im allgemeinen
so vorgesehen, daß dann, wenn sich der Fliehgewichtsträger 20 mit der Leerlaufdrehzahl
des Motors dreht, der durch die Fliehkraft erzeugte Druck auf die Kurvenscheibe
18 und die Platten 16 und 15 durch Federn 9 ausgeglichen
wird, welche die Druckplatte 15 vom Schwungrad 11
im Abstand halten.
Die durch die Federn 9 ausgeübte Vorspannung wirkt im gesamten Drehzahlbereich
dem durch die eigentliche Fliehkraft hervorgerufenen Drehmoment entgegen. Daher
wird erst bei einer höheren Drehzahl als der Leerlaufdrehzahl des Motors ein Drehmoment
durch die Teile 11, 13
und 15 übertragbar, welches etwa nach einer
Parabelfunktion mit der Motordrehzahl zunimmt.
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Anders liegen die Dinge, wenn der Startvergaser des Fahrzeuges betätigt
wird oder wenn bei einem mit einer Startautomatik ausgerüsteten Fahrzeug die Temperatur
derart niedrig ist, daß dieser in Tätigkeit tritt, wodurch nun der Leerlauf des
Motors beschleunigt und ein oft ruckartiges Einrücken der Kupplung verursacht wird.
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Es ist auch eine zweite Wirkungsweise der Kupplung vorgesehen, bei
welcher die durch die Federn 9
ausgeübte Vorspannung durch ein mit der Stellung
des Startvergasers verbundenes Organ verändert wird, so daß die Anfahrbedingungen
mit Startvergaser im wesentlichen gleich denjenigen ohne Startvergaser werden. Für
diesen Zweck ist die Unterdruckkammer 25 des Startvergasers durch eine Leitung
26 mit einem ringförmigen Zylinder 27 verbunden, der von dem feststehenden
Gehäuse der Kupplung getragen wird. In dem Zylinder 27 befindet sich ein
ringförmiger Kolben 28, der am Umfang mit einem weichen Reibbelag 29 versehen
ist, der mit einem in axialer Richtung verstellbaren Betätigungsglied
30 zusammenwirkt, welches durch Federn 31
mit der Druckplatte
15 verbunden ist.
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Wenn der Startvergaser außer Betrieb ist, herrscht kein wesentlicher
Unterdruck in der Kammer 25, so daß der Kolben 28 in dem Zylinder
27 keiner Sangwirkung ausgesetzt ist. Das Betätigungsglied 30 wird
daher durch den Belag 29 nicht nach rückwärts gezogen, so daß alles wie bei
einer normalen Regelung vor sich geht, d. h. die Entkupplung der Teile
11, 13
und 15 beim Leerlauf des Motors erzielt wird.
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Bei der Betätigung des Startvergasers wird durch den in der Kammer
25 erzeugten Unterdruck eine Saugwirkung auf den Kolben 28 ausgeübt,
so daß der Belag 29 das Betätigungsglied 30 nach rückwärts zieht.
Dieses hebt mit Hilfe der Federn 31 die Druckplatte 15 ab und wirkt
dem durch die Fliehgewichte 19 erzeugten Druck entgegen.
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Solange sich der Motor im beschleunigten Leerlauf dreht, der nur durch
die Startautomatik, d. h. bei freigegebenem Gaspedal, verursacht wird, wird
der durch die Fliehgewichte 19 ausgeübte Druck durch die Federn
31 überwunden, die für diesen Zweck entsprechend bemessen sind. Bei einer
höheren als der Starterdrehzahl wird der durch die Fliehgewichte 19 ausgeübte
Druck wieder vorherrschend, so daß die Kupplung eingerückt wird.
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Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die Anordnung gemäß der Erfindung
ermöglicht, während des normalen wirksamen Laufs des Motors die Kennlinie, welche
die Veränderungen des durch die Kupplung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl übertragbaren
Drehmomente darstellt, absichtlich und entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen,
in denen sich das Fahrzeug befinden kann, zu verändern. Bei dem in Verbindung mit
F i g. 1 beschriebenen Beispiel wird die durch die Wirkung auf die Spannung
der Federn 31 bestimmte Veränderung der Kennlinie, je nachdem, ob
der Startvergaser in Tätigkeit ist oder nicht, wirksam gemacht oder aufgehoben.
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In der graphischen Darstellung der F i g. 4, in der die Motordrehzahl
auf der Abszisse und die Drehmomente auf der Ordinate abgetragen sind, ist mit IVI
die Kurve bezeichnet, welche die Veränderungen des
Motordrehmoments
in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bei geöffneter Drosselklappe darstellt, mit
m die Kurve des Drehmoments bei geschlossener Drosselklappe. C" ist die Kurve, welche
die Veränderungen des durch die Kupplung unter normalen Bedingungen übertragbaren
Drehmoments darstellt, C,
die entsprechende Kurve, wenn der Startvergaser
in Tätigkeit ist.
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Bei den verschiedenen Kurven der graphischen Darstellung der F i
g. 4 wurde aus Gründen der vereinfachten Darstellung die Wirkung der Hysterese
nicht berücksichtigt. Bei der Berücksichtigung der Hysterese würden die den zunehmenden
und den abnehmenden Drehzahlen entsprechenden Kurven mehr oder weniger voneinander
verschieden sein.
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Statt oder in Ergänzung der beschriebenen Mittel können auch Mittel
vorgesehen werden, welche die Korrekturwirkung von einem Organ außerhalb der Kupplung
abhängig machen, welches auf alle anderen Faktoren anspricht, die bei nicht normalen
Benutzungsbedingungen auftreten, derart, daß die Kennlinie der Kupplung durch eine
Verschiebung wieder für den beabsichtigten Bedienungsvorgang zutrifft. Ein solcher
Faktor ist gemäß der Erfindung insbesondere derjenige, bei dem das Drehmoment durch
die Kupplung übertragen wird, wenn der Motor das Fahrzeug antreibt, oder in der
entgegengesetzten Richtung, wenn der Motor als Bremse wirkt. In diesem Fall und
bei Anwendung der Erfindung auf eine Kupplung der in F i g. 1 dargestellten
Art ist ein nicht dargestelltes Organ vorgesehen, durch das auf die Druckplatte
15 ein Druck zusätzlich zu dem durch die Fliehgewichte 19 erzeugten
ausgeübt wird, um die durch die Federn 31 ausgeübte Vorspannung herabzusetzen.
Dieses Organ ist im direkten übertragungssinn des Drehmoments unwirksam, jedoch
wirksam im entgegengesetzten Sinn. Im letzteren Fall befindet sich die Kurve C,
der Drehmomente daher über der Kurve C". Der Punkt, an dem die Kurve C" die Kurve
in schneidet, entspricht einer Drehzahl V", bei welcher ohne die Anordnung gemäß
der Erfindung die Motorbremse unwirksam wird. Unterhalb der Drehzahl V" kann die
Kupplung nur ein Drehmoment übertragen, das geringer ist als dasjenige, das der
Motor für die Aufrechterhaltung seiner Drehzahl erfordert, so daß der Motor auf
den Leerlauf zurückfällt. Durch die Erfindung wird diese kritische Drehzahl V" mit
Vorteil auf einen wesentlich niedrigeren Wert Vf herabgesetzt.
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Die Regelung ist vorzugsweise derart vorgesehen, daß die Drehzahl
Vf im wesentlichen der eigentlichen Leerlaufdrehzahl entspricht, so daß einerseits
die Gefahr vermieden wird, daß der Motor stehenbleibt, andererseits die größtmögliche
Ausnutzung der Motorbremse ermöglicht wird. Es ist außerdem möglich, für die Leerlaufdrehzahl
eine selbsttätige Rückführung der Wirkungsweise nach der Kurve C, vorzusehen.
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Die Veränderung der Kennlinie durch ein willkürlich verstellbares
Organ kann dann von Bedeutung sein, wenn das Fahrzeug ein schwieriges Anfahren ausüben
muß. Bei der in F i g. 1 dargestellten Kupplung kann in diesem Fall der Belag
29 zwischen einer vorgeschobenen und einer zurückgezogenen Stellung beispielsweise
mittels eines am Instrumentenbrett vorgesehenen Hebels beaufschlagt werden. Die
Kurve C" (F i g. 4) des übertragenen Drehmoments wird beim willkürlichen
Verschieben des Betätigungsgliedes 30 durch den Belag 29 nach Cp verlagert.
Die Kurve Cp verläuft annähernd durch den Scheitel der Kurve M. Diese ermöglicht
das Erreichen des maximalen Drehmoments des Motors, bevor die Kupplung den Motor
mit dem Getriebe kraftschlüssig kuppelt, und die Ausnutzung dieses maximalen Drehmoments,
um die auf die Räder beim Anfahren wirkende Kraft zu erhöhen.
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In F i g. 2 und 3 ist die Anwendung der Erfindung auf
eine Fliehkraftkupplung mit mechanischer Ausrückung dargestellt. In diesen Figuren
bezeichnet 40 das Schwungrad, das wieder gleichzeitig als Gegendruckplatte dient
und mit der Antriebswelle fest verbunden ist, 41 die Druckplatte, 42 die Kupplungsscheibe,
die zwischen dem Schwungrad 40 und der Druckplatte 41 bei eingerückter Kupplung
geklemmt wird und die mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist; mit 43 ist ein
am Schwungrad 40 befestigtes Gehäuse bezeichnet, 46 sind die von der Druckplatte
41 getragenen Fliehgewichte, welche auf die Platte unter der Steuerung von Federn
45 wirken; mit 47 sind am Gehäuse 43 schwenkbare Ausrückhebel bezeichnet, welche
auf die Platte 41 einen axialen Zug ausüben können und durch einen Ausrücklagerring
48 betätigbar sind.
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Gemäß der Erfindung weisen die Mittel zur Verschiebung der Kennlinie
der übertragbaren Drehmomente in Abhängigkeit von Faktoren, wie das Betätigen des
Startvergasers, die übertragungsrichtung des Drehmoments, die Größe einer beim Anfahren
zu überwindenden Steigung und andere, einen Anschlag 50 (F i g. 3)
und einen zum Lagerring 48 konzentrischen Ring 51 auf. Durch den Ring
51 werden Hebel 52 betätigt, die je um eine Kante
53 des Gehäuses 43 schwenkbar sind. Eine Feder 54 wirkt zwischen jedem Hebel
52 und der Druckplatte 41. Die Federn 54 erzeugen eine Korrekturwirkung,
die dem durch die Fliehkraft erzeugten Drehmoment entgegenwirkt. Der Anschlag
50, dessen Stellung nach den jeweiligen betrieblichen Faktoren bestimmt ist,
ermöglicht das Erzielen einer mehr oder weniger verlagerten Kurve (F i
g. 4) des übertragenen Drehmoments, je nachdem, ob der Anschlag
50 vorgeschoben wird oder nicht.