DE1755753C3

DE1755753C3 - Automatic clutch

Info

Publication number: DE1755753C3
Application number: DE19631755753
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Ausscheidung aus: 15 30 859 Hirano, Bunzo, Toyotamura, Shizuoka (Japan)
Priority date: 1962-11-29
Filing date: 1963-09-23
Publication date: 1976-01-22

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig einrückbare Fliehkraft- Reibungskupplung insbesondere für Kraftlehrzeuge, bei welcher unter dem Einfluß der Fliehkraft Wehende Fliehkörper und eine Mutter, die mit einer mit #er treibenden Welle fest verbundenen Schraube zutammenwirkt, zur axialen Verschiebung einer mit tinem Gehäuse verbundenen Druckplatte verwendet werden.The invention relates to an automatically engageable centrifugal friction clutch, in particular for power tools, in which under the influence of centrifugal force waving centrifugal bodies and a nut with a # cooperates with the driving shaft firmly connected screw, used for the axial displacement of a pressure plate connected to a tinem housing will.

Eine Kupplung der genannten Art ist aus der FR-PS 10 11 867 bekannt. Hierbei wird mit Hilfe des aus der Mutter und der mit dem Antrieb fest verbundenen Schraube gebildeten Gewindepaares der Anpreßdruck zwischen den Druckplatten um so mehr erhöht, je größer die abtriebsseitige Belastung ist. Nach demselben kinematischen Prinzip arbeitet auch die aus der US-PS 18 01 586 bekannte Fliehkraftkupplung. Dieses kinematische Prinzip führt aber dazu, daß bei starker abtriebsseitiger Belastung, z. B. einem Anfahren am Berg, der Motor infolge der Überlastung »abgewürgt« wird.A coupling of the type mentioned is known from FR-PS 10 11 867. With the help of the Nut and the screw firmly connected to the drive, the contact pressure is formed by a pair of threads The greater the load on the output side, the more it increases between the pressure plates. After the same The centrifugal clutch known from US Pat. No. 1,801,586 also works according to the kinematic principle. This kinematic However, the principle leads to the fact that when there is a strong load on the output side, e.g. B. a start on the mountain, the Motor is "stalled" as a result of the overload.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fliehkraft-Reibungskupplung insbesondere für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der das übertragene Drehmoment insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen, z. B. einem Anfahren an steilem Berg, an das abtriebsseitig angreifende Belastungsdrehmoment in der Weise angepaßt werden kann, daß eine Überlastung des Antriebsmotors nicht auftritt.The invention is based on the object of providing a centrifugal friction clutch, in particular for motor vehicles to create in which the transmitted torque, especially during acceleration processes, z. B. a start on a steep mountain, to the load torque acting on the output side in the way can be adapted so that an overload of the drive motor does not occur.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Kupplungen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß das Gewinde von Mutter und Schraube einen solchen Drehsinn aufweist, daß mit wachsender Belastung der getriebenen Welle der Anpreßdruck zwischen ut;n bei- <>5 den Druckplatten verringert wird.The object is achieved in that, according to the invention, in clutches of the type mentioned above Thread of nut and screw has such a sense of rotation that with increasing load the driven shaft the contact pressure between ut; n at- <> 5 the printing plates is reduced.

Die erlindungsgemäße Kupplung wirkt also gerade umgekehrt, d. h. in kinematisch umgekehrtem Sinne, als die vergleichbaren bekannten Kupplungen. Dies hat den Vorteil, daß eine Überlastung, d. h. ein »Abwürgen« des Antriebsmotors, nicht auftreten kann, da sich mit wachsender abtriebsseitiger Belastung die beiden Druckplatten immer mehr voneinander entfernen, so daß eine zunehmende Trennung von Getriebe und Motor stattfindet. Mit anderen Worten führt diese Fliehkraft-Reibungskupplung selbsttätig ein sogenanntes »Schleifenlassen« der Kupplung durch.The coupling according to the invention thus works in exactly the opposite way, d. H. in the kinematically opposite sense, than the comparable known couplings. This has the advantage that an overload, i. H. a "stall" of the drive motor cannot occur, since with increasing load on the output side the two Pressure plates move more and more away from each other, so that an increasing separation of gear and engine takes place. In other words, this centrifugal friction clutch automatically performs a so-called Let the clutch slip through.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels und an Hand schematischer Darstellungen näher erläutert. In den Figuren zeigtThe invention will now be described in greater detail using an exemplary embodiment and using schematic representations explained. In the figures shows

F i g. 1 einen Längsschnitt, teilweise im Aufriß durch eine erfindungsgemäße Kupplung undF i g. 1 shows a longitudinal section, partly in elevation, through a coupling according to the invention and

F i g. 2 ein Ki'rvendiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kupplung.F i g. 2 a curve diagram to explain the How the clutch works.

Gemäß F i g. 1 ist mit einer treibenden Welle 1 ein als Schraube 7" ausgebildeter zylindrischer Körper fest verbunden. Die Schraube 7" greift mit einer als Mutter T ausgebildeten Nabe 9 der antriebsseitigen Druckpia c 3 ein. Die antriebsseitige Druckplatte 3 kann also mit Hilfe des Gewindes 7 von Mutter T und Schraube 7" auf der Schraube 7" in axialer Richtung /ur treibenden Welle 1 hin- und herbewegt werden. Die der antriebsseitigen Druckplatte 3 zugeordnete abtriebsseitige Druckplatte 4 ist mit einer getriebenen Welle 2 bzw. einem Zahnrad zum Antrieb eines Getriebes od. dgl. fest verbunden. Die antriebsseitige Druckplatte 3 ist weiterhin über ein Übertrageglied 6 mit einem Gehäuse 5 beweglich verbunden. Im Gehäuse 5 sind als Kugeln ausgebildete Fliehkörper 14 untergebracht. Bei Rotation der treibenden Welle 1 rotieren auch die Fliehkörper 14 im Gehäuse 5 und übertragen wegen der schrägen Flächen 15 des Gehäuses 5 axiale Kraftkomponenten mit Hilfe des Übertrageglieds 6. das gleichsam eine bewegliche Innenwand des Gehäuses 5 darstellt, auf die antriebsseitige Druckplatte 3.According to FIG. 1, a cylindrical body designed as a screw 7 ″ is firmly connected to a driving shaft 1. The screw 7 ″ engages with a hub 9 designed as a nut T of the drive-side pressure pad 3. The drive-side pressure plate 3 can therefore be moved back and forth in the axial direction / ur driving shaft 1 with the aid of the thread 7 of the nut T and screw 7 ″ on the screw 7 ″. The output-side pressure plate 4 assigned to the drive-side pressure plate 3 is firmly connected to a driven shaft 2 or a gear for driving a gear or the like. The drive-side pressure plate 3 is also movably connected to a housing 5 via a transmission element 6. In the housing 5, centrifugal bodies 14 designed as balls are accommodated. When the driving shaft 1 rotates, the centrifugal bodies 14 also rotate in the housing 5 and, because of the inclined surfaces 15 of the housing 5, transmit axial force components with the aid of the transmission element 6, which represents a movable inner wall of the housing 5, to the drive-side pressure plate 3.

Wegen des Gewindes 7 von Mutter T und Schraube 7" führt die mit Hilfe der schrägen Fläche 15 des Gehäuses 5 und der Fliehkörper 14 hervorgerufene und auf die Druckplatte 3 einwirkende axiale Komponente der Zentrifugalkraft zu einer Bewegung der Druckplatte 3 in axialer Richtung und bezüglich der Schraube 7" zu einer weiteren in Drehrichtung. Hierbei sorgt die Komponente in axialer Richtung für eine wirksame Anpreßkraft zwischen den Druckplatten 3 und 4. Das Gewinde 7 von Mutter T und Schraube 7" weist einen solchen Drehsinn auf, daß bei wachsender Belastung des Abtriebs, d. h. der getriebenen Welle 2. die antriebsseitige Druckplatte 3 einen geringer werdenden Anpreßdruck auf die abtriebsseitige Druckplatte 4 ausübt. Hierbei kann die Abnahme des Anpreßdrucks so weit gehen, daß keine Übertragung des Drehmoments von der antriebsseitigen Druckplatte 3 auf die abtriebsseitige Druckplatte 4 mehr stattfindet. Dreht sich beispielsweise die treibende Welle 1 bei Blickrichtung von rechts auf das gemäß F i g. I dargestellte Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn, dann ist die Schraube 7" mit einem Rechtsgewinde versehen. Wird nun die getriebene Welle 2 stark belastet, dann wird über die abtriebsseitige Druckplatte 4 auf die antriebsseitige Druckplatte 3 ein Drehmoment ausgeübt, das zu einer Drehbewegung der Druckplatte 3 bezüglich der Schraube 7" führt, wobei die Drehbewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn ist — auch hier wird von der rechten Seite der in F i g. 1 dargestellten Kupplung auf die Druckplatte 3 geblickt. Wegen des Gewindes 7 wird die Drehbewegung der Druckplatte 3 in eine axiale Bewe-Because of the thread 7 of nut T and screw 7 ″, the axial component of the centrifugal force caused by the inclined surface 15 of the housing 5 and the centrifugal body 14 and acting on the pressure plate 3 leads to a movement of the pressure plate 3 in the axial direction and with respect to the screw 7 "to another in the direction of rotation. Here, the component provides an effective pressing force in the axial direction between the pressure plates 3 and 4. The thread 7 of the nut T and screw 7 " has such a sense of rotation that with increasing load on the output, ie the driven shaft 2. the drive-side pressure plate 3 exerts a decreasing contact pressure on the output-side pressure plate 4. Here, the decrease in contact pressure can go so far that the torque is no longer transmitted from the drive-side pressure plate 3 to the output-side pressure plate 4. If, for example, the driving shaft 1 rotates when looking from clockwise to the right on the exemplary embodiment shown in FIG. 1, then the screw 7 ″ is provided with a right-hand thread. If the driven shaft 2 is now heavily loaded, then a torque is exerted via the output-side pressure plate 4 on the drive-side pressure plate 3, which leads to a rotary movement of the pressure plate 3 with respect to the screw 7 ", the rotary movement being counterclockwise - here too looking at the pressure plate 3 from the right side of the coupling shown in Fig. 1. Because of the thread 7, the rotational movement of the pressure plate 3 is in an axial movement.

gung bzw. Kraftkomponente umgesetzt, wobei diese axiale Komponente zur axialen Komponente der obengenannten Fliehkraft entgegengerichie! ist. Mit anderen Worten führt eine wachsende Belastung der getriebenen Welle zu einem selbsttätigen »Schieiienlassen« der Kupplung. Da aber das übertragene Drehmoment bei einer Kupplung auch von der Preßkiaft zwischen den beiden Druckplatten abhängt, hat dies /ur Folge, daß der gesamte Betrag des antriebsseitigen Drehmoments nicht mit einem Mal sondern allmählich auf den Abtrieb übertragen wird.movement or force component implemented, this axial component to the axial component of the above Centrifugal force counter-gear! is. In other words, an increasing burden leads to the driven Shaft to an automatic "letting go" of the coupling. But there the transmitted torque in the case of a coupling also depends on the pressure between the two pressure plates, this has the consequence that the entire amount of the drive-side torque is not transferred all at once but gradually to the output.

Das Verhältnis des übertragenen Betrages des Drehmoments zur Größe der abtriebsseitigen Belastungen wird durch den Grad der Gewindesteigung und die Größe des wirksamen Radius in der Einstellage der geneigten Gewindefläche bestimmt. Bei der erfindungsgemaßen Kupplung können natürlich die Getriebeseite und die treibende Seite miteinander vertauscht werden. Um einen »weichen« Eingriff der Kupplung bzw. der Druckplatten zu gewährleisten, ist das Gehäuse 5 entgegen der Kraft einer Feder 8 auf der treibenden Welle I axial verschiebbar angeordnet. Gemäß F i g. 1 ist die Feder 8 als eine konzentrisch um die treibende Welle 1 angeordnete zylindrische Druckfeder ausgebildet und zwischen Gehäuse 5 und einem an der treibenden Weile I angebrachten Widerlager 10 angeordnet.The ratio of the transmitted amount of torque to the size of the loads on the output side is determined by the degree of the thread pitch and the size of the effective radius in the setting position of the inclined Thread surface determined. With the clutch according to the invention, of course, the transmission side and the driving side are interchanged. To achieve a "soft" engagement of the clutch or the To ensure pressure plates, the housing 5 is against the force of a spring 8 on the driving shaft I arranged to be axially displaceable. According to FIG. 1 is the Spring 8 is designed as a cylindrical compression spring arranged concentrically around the driving shaft 1 and arranged between the housing 5 and an abutment 10 attached to the driving shaft I.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kupplung wird nun auf die F i g. 2 eingegan gen. Zunächst ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kupplung wegen der ausgenutzten Zentrifugalkraft der Fliehkörper t4 von der Drehzahl des Motors bzw. der treibenden Welle 1 abhängig. Wie bei den bekannten Fliehkraft-Reibungskupplungen ist also auch hier der Anpreßdruck zwischen antriebsseitiger Druckplatte 3 und abtriebsseitiger Druckplatte 4 und damit das übertragene Drehmoment zunächst eine Funktion der Drehzahl des Motors bzw. der treibenden Welle t. Diese bekannte Abhängigkeit wird durch die Kurve A' dargestellt. Bei der erfindungsgemäßen Kupplung hängt aber das übertragene Drehmoment von einem weiteren Parameter ab, nämlich von der abtriebsseitigen Belastung, da diese, wie bereits beschrieben, dafür sorgt, daß der axialen Komponente der Zentrifugalkraft auf die Druckplatte 3 eine mit Hilfe des Gewindes 7 erzeugte entgegengesetztgerichtetc axiale Kraftkornponente der Druckplatte 3 gegenübersteht. Bei der erfindungsgemäßen Kupplung findet also ein allmählicher Übergang von einem »Schleifenlassen« der Kupplung zu einem »vollständigen Eingriff« der Kupplung statt. Fine Funktion zwischen Drehzahl des Antriebs und übertragenem Drehmoment der erfindungsgemäßen Kupplung wird durch die Kurve A dargestellt. Ein Vergleich der Kurven A und A' macht den Unterschied /wischen den herkömmlichen und der erHndungsgcmäßen Kupplung deutlich. Bei steigender abtriebsseitiger Belastung geht die Kurve A in die Kurve B über. Je größer also der Belastungswiderstand ist, desto geringer ist die Steigung der charakteristischen Kurve für die Kupplung. Wird ein schnelles Anfahren eines Kraftfahrzeuges gewünscht, so muß zunächst die Drehzahl des Motors auf hohe Werte gebracht, und dann die Kupplung eingerückt werden, wie dies aus der Kurve C ersichtlich ist. Der Vergleich der Kurven A, B und C mit der Kurve A' zeigt, daß bei vergleichbaren Kupplungsleistungen die antriebsseitigen Drehzahlen der er- ^r>5 findungsgemäßen Kupplung erheblich höher als die der herkömmlichen Kupplungen sind.
Wenn sich das Fahrzeug zunächst mit gleichbleibender Geschwindigkeit bei voll eingerückter Kupplung bewegt und der Motor dann schnell beschleunigt wird, ergibt sich bei der herkömmlichen Kupplung ein; Beschleunigung mit der gesamten Belastung auf der getriebenen Seite: bei der erfindungsgemäßen Kupplung tritt jedoch eine Verminderung der Kupplungsleistung durch den Beschleunigungswiderstand ein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kupplung wird also der Motor unter den genannten Bedingungen weit weniger belastet, was zu einem höheren Beschleunigungscffekt führt.To explain the mode of operation of the clutch according to the invention, reference is now made to FIG. 2 received. First of all, the mode of operation of the clutch according to the invention is dependent on the speed of the motor or the driving shaft 1 because of the centrifugal force of the centrifugal force t4 that is used. As with the known centrifugal friction clutches, the contact pressure between the drive-side pressure plate 3 and the output-side pressure plate 4 and thus the torque transmitted is initially a function of the speed of the motor or the driving shaft t. This known dependency is represented by curve A ' . In the clutch according to the invention, however, the transmitted torque depends on a further parameter, namely the load on the output side, since this, as already described, ensures that the axial component of the centrifugal force on the pressure plate 3 is an oppositely directed axial force generated with the help of the thread 7 Force components of the pressure plate 3 faces. In the case of the clutch according to the invention, there is therefore a gradual transition from "letting the clutch slip" to "complete engagement" of the clutch. A function between the speed of the drive and the transmitted torque of the clutch according to the invention is represented by curve A. A comparison of curves A and A ' makes the difference between the conventional and the inventive coupling clear. When the load on the output side increases, curve A merges into curve B. The greater the load resistance, the lower the slope of the characteristic curve for the clutch. If a motor vehicle is to be started quickly, the engine speed must first be brought to high values, and then the clutch must be engaged, as can be seen from curve C. The comparison of the curves A, B and C with the curve A 'shows that at comparable coupling services, the drive-side rotational speeds of the ER ^r> 5 inventive coupling are considerably higher than those of the conventional couplings.
If the vehicle initially moves at a constant speed with the clutch fully engaged and the engine is then accelerated quickly, the conventional clutch results in a; Acceleration with the entire load on the driven side: with the clutch according to the invention, however, the clutch performance is reduced due to the acceleration resistance. With the aid of the clutch according to the invention, the engine is thus subjected to far less load under the conditions mentioned, which leads to a higher acceleration effect.

Soll der Motor als Bremse wirken, d. h. wird antriebsseitig die Drehzahl vermindert, dann bleibt die Kupplung im wesentlichen so lange voll eingerückt, bis die Drehzahl einen Wert erreicht, der beträchtlich unter dem Einrückwert der Kupplung liegt. Gegenüber herkömmlichen Kupplungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße Kupplung also auch dadurch, daß sie beim Motorbremsen zu einer anderen Bremskurve führt. Dies ist auch aus den Kurven fund D in F i g. 2 ersichtlich.If the motor is to act as a brake, ie if the speed is reduced on the drive side, the clutch remains fully engaged until the speed reaches a value which is considerably below the engagement value of the clutch. Compared to conventional clutches, the clutch according to the invention also differs in that it leads to a different braking curve when the engine is braking. This is also evident from the curves and D in FIG. 2 can be seen.

Während bei bekannten Fliehkraftkupplungen die Kupplung erst bei Erreichen einer bestimmten, aber stets gleichen Drehzahl eingerückt wird, wird bei der erfindungsgemäßen Kupplung die Anpreßkraft zwischen den beiden Druckplatten 3 und 4 in Abhängigkeit von der Größe der abtriebsseiligen Belastung vermindert und die Kupplung je nach Belastungsverhiiltnisscn bei verschiedenen Drehzahlen gleitend eingerückt. Die erfindungsgemäße Kupplung erweist sich also dann als äußerst vorteilhaft, wenn sich die abtriebsseitigen BcIastungsbedingungen dauernd ändern. Beim Starten auf ebener Fahrbahn wird allmählich gestartet (dargestellt durch die Kurve A in F i g. 2), wobei durch Anwendung der Zentrifugalkraft die Kupplung bei erforderlicher Drehzahl des Motors allmählich eingerückt und das übertragene Drehmoment mit der Steigerung der Drehzahl vergrößert wird. Je höher die abtricbsseitigc Belastung ist. je größer wird die antriebsseitige Motordrehzahl, so daß der Motor in keinem Fall stehenbleibt. Wenn beim schnellen Starten des Fahrzeugs der Motor rasch beschleunigt wird, dann wird die Kupplung bei einer Drehzahl eingerückt, die höher als bei einem normalen Start liegt, und sie arbeitet dann in einer Weise, daß die Kupplungslcistung rasch ansteigen kann. Datier wird das Fahrzeug beschleunigt, wie es vom Fahrer beabsichtigt ist. Wird das Fahrzeug nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit ernei't beschleunigt, dann wird die Kupplungsleistung zunächst vermindert, so daß der Motor auf Grund der geringeren Last auf höhere Drehzahlen kommt und das abtriebsseiiige Drehmoment dem antriebsseitigen Drehmoment allmählich angeglichen wird. Daher ist das Beschleunigungsvermögen optima'er als bei den bekannten Kupplungen, bei denen stets die gesamte abtriebsseitige Last am Antrieb angreift.While in known centrifugal clutches the clutch is only engaged when a certain, but always the same speed is reached, in the clutch according to the invention the contact pressure between the two pressure plates 3 and 4 is reduced depending on the size of the load on the driven cable and the clutch at different depending on the load ratio Rotational speeds indented. The clutch according to the invention thus proves to be extremely advantageous when the load conditions on the output side change continuously. When starting on a level road surface, the starting process is gradual (represented by curve A in FIG. 2), with the application of centrifugal force gradually engaging the clutch at the required speed of the motor and increasing the transmitted torque as the speed increases. The higher the load on the delivery side. the greater the engine speed on the drive side, so that the engine never stops. If the engine is accelerated rapidly when the vehicle is started quickly, the clutch will be engaged at a speed higher than a normal start and then operate in such a way that the clutch power can increase rapidly. The vehicle is then accelerated as intended by the driver. If the vehicle is accelerated again after a certain speed has been reached, the clutch power is initially reduced so that the engine reaches higher speeds due to the lower load and the torque on the output side is gradually brought into line with the torque on the drive side. The acceleration capacity is therefore more optimal than with the known clutches, in which the entire output-side load is always applied to the drive.

Es kann in einfacher Weise bewirkt werden, daß die Druckplatten 3 und 4 in entsprechender Weise zusammengepreßt werden, wenn das Drehmoment umgekehrt von der getriebenen Welle 2 auf die treibende Welle I übertragen wird. Daher wird die Kupplung auch bei einer Drehzahl voll eingerückt, bei der die Zentrifugalkraft einen Wert aufweist, der bei oder unterhalb des für ein I IaIb-Kuppeln notwendigen Wertes liegt. Deswegen kann ein Motorbremsen, Kickstarten oder Pushstarten (bei Motorrädern) leicht ausgeführt werden.It can be effected in a simple manner that the Pressure plates 3 and 4 are pressed together in a corresponding manner when the torque is reversed is transmitted from the driven shaft 2 to the driving shaft I. Hence the clutch fully engaged even at a speed at which the centrifugal force has a value that is at or below of the value necessary for an I IaIb coupling located. Therefore, engine braking, kick starting or push starting (in the case of motorcycles) can easily be carried out will.

Hierzu 1 R'att ZeichnungenIn addition 1 R'att drawings

Claims

Patent claims:

1. Automatically engageable centrifugal friction clutch, especially for motor vehicles, with weleher centrifugal body under the influence of centrifugal force and a nut with a driving shaft firmly connected screw cooperates, for the axial displacement of a with a housing connected pressure plate are used, characterized in that the thread (7) of the nut (7 ') and screw (7 ") has such a sense of rotation that with increasing Load on the gagede.i shaft (2) the contact pressure between the two pressure plates (3, 4) is reduced.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that that the nut (7 ') is designed as a hub (9) of the pressure plate (3).

3. Coupling according to one of claims 1 or 2, characterized in that the housing (5) counteracts the force of a spring (8) on the driving shaft (1) is arranged to be axially displaceable.

4. Coupling according to claim 3, characterized in that the spring (8) as a concentric around the driving shaft (1) arranged cylindrical compression spring and between the housing (5) and an abutment (10) attached to the driving shaft (1) is arranged.

3030th