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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Kupplungsautomaten, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, der mit konstanter Füllung arbeitet, einen mit dem Motor verbundenen
Fliehkraftregler und eine durch einen Regeh-ing gesteuerte Kraftübertragungseinrichtung
aufweist.
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Entsprechend der Arbeitsweise dieser bekannten, mit einem üblichen
Schaltgetriebe zusammenarbeitenden Kupplungsautomaten ist es nicht möglich, den
Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs durch Schieben oder Ziehen des Kraftfahrzeugs
in Gang zu setzen. Dieser Mangel soll durch die Erfindung beseitigt werden.
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Da diese Ingangsetzen in bestimmten Fällen, beispielsweise bei Ausfall
des Anlassers bzw. der Batterie des Kraftfahrzeugs, erwünscht ist, sind bei einem
hydraulischen Kupplungsautomaten der eingangs genannten Art erfindungsgemäß zur
Mitnahme des durch den Fliehkraftregler drehbaren Regelrings zwecks Sperrens der
Flüssigkeitsströmung innerhalb der Kraftübertragungseinrichtung bei der Leerlaufdrehzahl
des Motors und zur Sicherung der Flüssigkeitsströmung bei jeder anderen Motordrehzahl
sowie bei Motorstillstand in dem Regelring in zwei verschiedene Richtungen führende
Mitnehmermiten vorgesehen, in welche jeweils ein mit dem Schwungrad fest verbundener
Mitnehmerbolzen eingreift.
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Infolge der Freigabe der Flüssigkeitsströmung bei Motorstillstand
kann das Ingangsetzen des Motors durch Schieben oder Ziehen des Kraftfahrzeugs in
der bekannten Weise bei einem eingeschalteten höheren Gang erfolgen.
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Wie üblich, kann zur Erzielung eines einwandfreien Gangwechsels eine
Freilaufeinrichtung mit der hydraulischen Kupplung in Reihe geschaltet sein, in
der in bekannter Weise in beiden Drehrichtungen eine Keilwirkung ausübende arretierbare
Rollen oder Kugeln angeordnet sind.
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Der erfindungsgemäß hydraulische Kupplungsautomat wird an Hand eines
Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigt Fig.
1 den Längsschnitt durch den hydraulischen Kupplungsautomaten, F i
g. 2 den senkrechten Querschnitt durch den hydraulischen Kupplungsautomaten,
F i g. 3 einen Teil der regulierenden Mitnehmermit des hydraulischen Kupplungsautomaten
in der Draufsicht, F i g. 4 den Längsschnitt durch die Konstruktion des Freilaufs
des hydraulischen Kupplungsautomaten und F i g. 5 den Querschnitt durch die
Konstruktion des Freilaufs des hydraulischen Kupplungsautomaten.
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Nach F i g. 1 ist der Deckel 5 auf das Schwungrad
1 des Motors mit Zwischenschaltung des Dichtringes 2 aufgeschraubt. Die Pumpenschaufeln
4 sind auf der inneren Oberfläche des Deckels 5 angeordnet. Gegenüber den
Pumpenschaufeln4 sind dieTurbinenschaufeln 6 an der Welle 7 befestigt.
Die Pumpenschaufeln 4 und die Turbinenschaufeln 6 sind miteinander hydraulisch
verbunden. Zwischen dem Deckel 5
und der Welle 7 ist der Dichtring
3 angebracht.
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Am inneren Ende des Schwungrades 1 ist die Randscheibe
8 zentrisch befestigt. Am Rand der Randscheibe 8 sind die Bogenfedern
9 einander gegenübergesetzt angeordnet. An den Federn 9 sind gemäß
F i g. 2 Fliehgewichte 10 angebracht. Die freien Enden der Federn
9 sind rohrartig ausgebildet und mit den Mitnehnierbolzen 12 der Scheibe
11 verbunden. Durch die Bewegung der Fliehgewichte 10
nach außen werden
die Bolzen 12 durch die Federn 9 um das Zentrum der Scheibe 11 gedreht. Die
Federn 9, die Fliehgewichte 10, die Scheibe 11 und die Mitnehmerbolzen
12 bilden zusammen den Fliehkraftregler.
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Senkrecht zu der durch die Pumpenschaufeln 4 verursachten hydraulischen
Strömung und über den Turbinenschaufeln 6 ist der Regehing 13 angebracht,
welcher auf den Bolzen 12 gleitbar und mit diesen zusammen drehbar ausgebildet ist.
Am inneren Rand des Schwungrades 1 sind die Mitnehmerbolzen 15
befestigt,
um den Regelring 13 in den Weg der hydraulischen Strömung zu führen. Wie
in F i g. 3
dargestellt ist, greifen die Mitnehmerbolzen 15 in die
am Regelring 13 ausgebildeten Mitnehmernuten 14. Die Mitnehmernuten 14 sind
so ausgebildet, daß der Regelring 13 in der Ausgangsstellung des Fliehkraftreglers
9 bis 12, also bei stillstehendem Schwungrad 1, den Weg der hydraulischen
Strömung verengt, bei der Leerlaufdrehzahl des Motors den Weg der Strömung schließt
und bei höherer, also bei Betriebsdrehzahl, den ganzen Querschnitt der Strömung
freiläßt. Am Deckel 5 sind die Füllöffnung 16 und das Überdruckventil
17 angeordnet, das bei Druckanstieg infolge überhitzung anspricht.
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Nach F i g. 4 ist am Ende der Welle 7 auf dieser die
Nabe 18 befestigt. In der Mitte der Nabe 18 ist das Lager
19 angeordnet, in welchem sich die zum Wechselgetriebe führende Welle 20
frei drehen kann. Die Scheibe 21 ist auf der Welle 20 befestigt. Am Rand der Scheibe
21 ist der sich über die Nabe 18
streckende Ring 22 mit dieser verschraubt.
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Am Umfang ist die Nabe 18 nach F i g. 5 an drei Stellen,
die voneinander um etwa 1200 entfernt sind, senkrecht zum Halbmesser planbearbeitet,
und zwar in solcher Abmessung, daß die arretierbaren Rollen 23 zwischen dem
planbearbeiteten Teil der Nabe 18
und zwischen dem Ring 22 in der Mitte der
planbearbeiteten Fläche frei rollen können. Die Rollen 23
werden vom Rollkäfig
24 geführt Der Rollkäfig 24 ist mit Befestigungsöffnungen versehen. In diese Befestigungsöffnungen
greifen die in den voneinander um 1201 entfernten Nuten der Nabe 18 angeordneten
Befestigungsbolzen 26 ein. Die Abmessungen der im Rollkäfig 24 angebrachten
öffnungen für die Bolzen 26 müssen derart gewählt werden, daß die Befestigungsbolzen
26 die Verschiebung des Ringes 24 nur so weit erlauben, daß die Rollen
23 in der einen Richtung frei bleiben und nur in der anderen Richtung festgesetzt
werden. Für die Bolzen 26 sind gegenüber der Mitte der planbearbeiteten Teile
der Nabe 18 Bohrungen angebracht, welche den Außenumfang der Nabe
18 mit der mit der Nabe 18 verbundenen Welle 7 verbinden. In
jeder Bohrung ist ein Befestigungsbolzen26 radialverschiebbar angebracht, welcher
durch eine Stützfeder 25 gegen die Mitte der Nabe 18 gedrückt wird.
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Die Befestigungsbolzen 26 sind an ihren zur Nabe
18 hin gerichteten Teilen keilfönnig abgearbeitet. An die keilförmig abgearbeiteten
Teile der Bolzen 26
schließen sich die ebenfalls keilförinig abgearbeiteten
Aushebestangen 27 an. Die Aushebestangen 27 sind in parallel zur Welle
7 verlaufenden Nuten der Nabe 18 gelagert und können mit Gabeln der
Schaltstange 28 bewegt werden.
Das an Hand der Zeichnungen
beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydraulischen Kupplungsautomaten
arbeitet wie folgt: Die Einrichtung wird über die im Deckel 5 befindliehe
Füllöffnung 16 mit der für die hydraulische Kraftübertragung geeigneten Flüssigkeit
gefüllt. Bei stehendem Motor befinden sich die Federn 9 in ihrer Grundstellung
und stützen sich auf die Bolzen 12 ab. Sie halten damit auch den Regelring
13 startbereit. In der Startstellung ist der ganze Querschnitt der Flüssigkeitsströmung
frei.
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Mit der Ingangsetzung des Motors wird die kraftübertragende Flüssigkeit
infolge der Drehung des Schwungrades 1 mittels der Pumpenschaufeln 4 zur
Strömung gebracht. Der Flüssigkeitsstrom erreicht über den freien Querschnitt die
Turbinenschaufeln 6.
Die durch die Drehung des Schwungrades 1 erzeugte
Zentrifugalkraft entfernt mittels der Federn 9 die Fliehgewichte
10 vom Drehzentrum. Als Folge dieser Bewegung drehen die Federn
9 die Bolzen 12 um den Mittelpunkt der Scheibe 11. Mit der Drehung
der Bolzen 12 dreht sich auch der Regelring 13, der durch dessen Verdrehung
infolge der in die Mitnehmernuten 14 gestreckten Bolzen 12 in Längsrichtung der
Bolzen 12 über die Turbinenschaufeln 6 gleitet und hiermit den Weg der Flüssigkeitsströmung
schließt. Der volle Verschluß der Flüssigkeitsströmung erfolgt bei der Leerlaufdrehzahl
des Motors. Das übertragene Drehmoment ist nämlich in diesem Fall so klein, daß
es den Rollwiderstand des Fahrzeuges nicht überwinden kann. Das Fahrzeug bleibt
also bei der Leerlaufdrebzahl des Motors auch bei gekuppeltem Wechselgetriebe stehen.
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Mit Zunahme der Motordrehzahl und als Folge der wachsenden Zentrifugalkraft
schwingen die Fliehgewichte 10 noch weiter radial nach außen aus und nehmen
gleichzeitig die Federn 9 mit. Die Federn 9
drehen die Bolzen 12 um
das Zentrum der Scheibe 11 weiter. Infolge der Verdrehung der Bolzen 12 dreht
sich auch der Regelring 13 weiter. Damit schieben die in den Mitnehmernuten
14 liegenden Bolzen 15 den Regelring 13 in Längsrichtung der Bolzen
12 zurück, wodurch der Querschnitt der Flüssigkeitsströmung wieder geöffnet
wird. Die Flüssigkeit strömt den Turbinenschaufeln 6 zu und treibt die Turbinenschaufeln
6 an.
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Mit der weiteren Zunahme der Motordrehzahl wird die Flüssigkeitsströmung
wieder in ihrem vollen Querschnitt frei. Der Regelring 13 erreicht damit
einen mit der Motordrehzahl zusammenhängenden Betriebszustand, wobei die Bolzen
12 wieder ganz zurückgeschoben werden. Das Drehmoment des Motors wird auf den angetriebenen
Teilen - abgesehen von einem geringen Übertragungsverlust -
übertragen.
Der von den Mitnehmemuten 14 geführte Regelring 13 sichert die Flüssigkeitsströmung
somit sowohl im Betriebszustand des Motors wie auch während dessen Stillstand, verschließt
aber den Strömungsquerschnitt bei der Leerlaufdrehzahl des Motors. Die Mitnehmernuten
14 bewirken also die Mitnahme des Regelrings 13 in zwei Richtungen im Verhältnis
zur Leerlaufdrehzahl des Motors.
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Der stillstehende Motor kann durch Anschieben des Fahrzeugs in Gang
gesetzt werden, nachdem der Weg für die Flüssigkeitsströmung im Kupplungsautomaten
auch bei Motorstillstand frei ist.
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Im Interesse eines betriebssicheren Gan-Wechsels und zur Hebung der
Wirtschaftlichkeit ist eine Freilaufeinrichtung an die hydraulische Kupplung angeschlossen.
Die Freilaufeinrichtung ist zwischen der Kupplung und dem Wechselgetriebe angeordnet.
Die Freilaufeinrichtung ist arretierbar und zur Aufnahme eines Drehmomentes in zwei
Richtungen geeignet.
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Das Drehmoment des Motors wird hinter der hydraulischen Kupplung von
den mittels des Käfigs 24 zwischen den planbearbeiteten Flächen der Nabe
18 und dem Ring 22 geführten Rollen 23 durch deren Verkeilen übertragen.
In arretierter Stellung der Freilaufeinrichtung befinden sich die Befestigungsbolzen
26 in ihrer Grundstellung, d. h. sie werden von den Federn 25 zur
Mitte der Nabe 18 hin gedrückt. Nach Ingangsetzung des Motors verkeilen sich
die Rollen 23 zwischen dem Ring 22 und den planbearbeiteten Flächen der Nabe
18 und zwar auf der der Drehrichtung entgegengesetzten Seite. Im Falle eines
Bremsens des Fahrzeugs mit dem Motor oder bei Abnahme der Motordrehzahl dienen die
angetriebenen Räder als Antrieb für den Motor, und die Rollen 23 verkeilen
sich in der gegengesetzten Richtung zwischen dem Ring 22 und den planbearbeiteten
Flächen der Nabe 18.
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Wenn die Freilaufeinrichtung eingeschaltet wird, werden die Befestigungsbolzen
26 mit der Gabel der Schaltstange 28 und durch Vermittlung der Aushebestangen
27 in die öffnungen des die Rollen 23 mitnehmenden Käfigs 24 geführt.
Auf diese Weise üben die Rollen 23 ihre Keilwirkung nur in der einen Richtung
aus. Beim Antreiben des Motors entsteht eine Keilwirkung zwischen den Rollen
23, dem Ring
22 und den planbearbeiteten Flächen der Nabe
18.
Mit Abnahme der Motordrehzahl hört die Keilwirkung auf, die Befestigungsbolzen
26, die jetzt in den öffnungen des Käfigs 24 liegen, verhindern damit die
Keilwirkung der Rollen 23 und der Freilauf tritt ein. Die hydraulische Kupplung
löst die Verbindung zwischen Motor und angetriebenen Teilen erst bei Leerlaufdrehzahl
des Motors. Darum sichert die Einfügung der Freilaufeinrichtung auch während der
Fahrt den mühelosen Gangwechsel. Der Gangwechsel geschieht durch Gaswegnahme, womit
der Motor auf die Leerlaufdrehzahl zurückgeführt wird. In diesem Zustand kann die
gewünschte Geschwindigkeitsstufe geräuschlos geschaltet werden. Zur Schaltung der
Geschwindigkeitsstufe bei Motorstillstand und rollendem Fahrzeug kann der Ring 22
zwecks Verhinderung des Verdrehens als Folge der Reibung auf in den Zeichnungen
nicht dargestellter Weise mit einer Bandbremse am äußeren Teil oder mit einer anderen
bekannten Bremseinrichtung gebremst werden.