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Fliehkraftkupplung mit Starteinrichtung, insbesondere für Zwe iradfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung mit Starteinrichtung, insbesondere
für Zweiradkraftfahrzeuge. Dabei stellt die Erfindung ab auf eine Fliehkraftkupplung,
bei welcher die Fliehgewichte in ihrer Arbeitsstellung eine Axialkraft auf den als
Lamellenkupplung ausgebildeten Teil der Fliehkraftkupplung für die Drehmomentübertragung
ausüben. Zu diesem Zweck ist nach einer bevorzugten Ausführungsart der Kupplungstopf
in seinem radial-äußeren ringförmigen Bereich mit einer in axialer Richtung auf
die Kupplungslamellen und Kupplungsdruckscheiben ausgerichteten Fläche versehen,
so daß die bei entsprechender Rotation nach außen wandernden Fliehgewichte, beispielsweise
in Form von Kugeln oder in Form von in einer ringförmig gebogenen Feder eingesetzten
Kugeln, gleichzeitig eine Axialkraft auf die Kupplungsdruckscheiben und Kupplungslamellen
ausüben.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, solche im wesentlichen artbekannten
Kupplungen zu verbessern und sie zusätzlich mit einer direkt zuschaltbaren Starteinrichtung
zu versehen.
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Das wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Starteinrichtung
und die Fliehkraftkupplung axial nebeneinander auf einer vorzugsweise gemeinsamen
Antriebswelle angeordnet sind. Dabei besteht die Starteinrichtung im wesentlichen
aus einem Antriebsrad, vorzugsweise einer Keilriemenscheibe, das für den motorischen
Betrieb gleichzeitig auch das Abtriebsrad des von der Antriebsmaschine über die
Kupplungseinrichtung
ausgehenden Drehmomentes darstellt. Die Keilriemenscheibe
ist mit dem die Kupplungslamellen und die Kupplungsdruckscheiben umfassenden Kupplungskorb
drehfest und axial unverschieblich, vorzugsweise einstückig verbunden und zusammen
mit dem Kupplungskorb auf der vorzugsweise gemeinsamen Antriebswelle axial in Richtung
auf die Kupplungslamellen und Kupplungsdruckscheiben verschiebbar, wobei die Übertragung
der Drehbewegung für den Startvorgang durch einen Kupplungsbelag erfolgt, der auf
der den Kupplungslamellen und Kupplungsdruckscheiben zugewandten axialen Innenfläche
des Kupplungskorbes fest angebracht ist und in kraftschlüssiger Anlage mit der ersten
Kupplungsdruckscheibe steht. Diese Fliehkraftkupplung enthält somit eine Starteinrichtung,
die in einfacher und sinnvoller Weise aus Teilen gebildet ist, die gleichzeitig
auch dem normalen Abtrieb der von der Antriebsmaschine eingeleiteten Drehmomente
dient. Der eigentliche Erfindungsgedanke ist dabei vor allem in der drehfesten Verbindung
des Antriebsrades mit dem Kupplungskorb der Fliehkraftkupplung und deren gemeinsame
axiale Verschiebbarkeit auf der Antriebswelle zu sehen. Eine solche Ausbildung gestattet
einen einfachen, sowohl fertigungstechnisch als auch montagemäßig wenig aufwendigen
Aufbau und bietet funktionell große Sicherheit. Insbesondere auf dem Zweiradsektor,
beispielsweise für Motorfahrräder, stellt diese erfindungsgemäße Einrichtung eine
optimale Lösung vom Aufwand, der Funktionsfähigkeit und der Bedienung dar.
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Das Antriebsrad kann in weiterer Ausbildung mit einer auf der Antriebswelle
gelagerten Nabe vorzugsweise durch Schweißen fest verbunden sein. Der gesamte Verband
der Kupplungslamellen und Kupplungsdruckscheiben ist durch einen auf der Antriebswelle
axial unverschiebbar angeordneten Drucktopf in geringem axialen Abstand von dem
Kupplungsbelag innerhalb des Kupplungskorbes
gehalten. Dieser axiale
Abstand entspricht dem Axialweg des Antriebsrades und des Kupplungskorbes für den
Startvorgang bei der Verschiebung bis zur Anlage an die erste Kupplungsdruckscheibe.
Der axial unverschieblich auf der Antriebswelle angeordnete Drucktopf gewährleistet
in hohem Maße die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Gesamtvorrichtung. Der Drucktopf,
die Kupplungsnabe und der Kupplungstopf der Fliehkraftkupplung stehen in weiterer
erfindungsgemäßer Ausbildung in einem festen axialen Verhältnis zueinander. in diesem
Verband sind in Anlage zwischen dem Drucktopf und der Kupplungsnabe die Kupplungsdruckscheiben
eingesetzt, die in drehfester Verbindung mit der Kupplungsnabe stehen. Zwischen
den Kupplungsdruckscheiben sind jeweils die in drehfester Verbindung mit dem Kupplungskorb
stehenden Kupplungslamellen eingesetzt.
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Damit ist insgesamt die maximale Baubreite der Lamellenkupplung und
der jeweiligen Lüfterwege zwischen den einzelnen Kupplungsteilen festgelegt. Der
erforderliche Lüfterweg in ausgekuppeltem Zustand kann durch eine jeweils zwischen
zwei Kupplungsdruckscheiben eingesetzte Feder, beispielsweise in Form einer Scheibe
oder eines Ringes mit am äußeren Umfang wechselweise in beiden Richtungen axial
herausgebogenen Federteilen, einstellbar sein. Um insbesondere bei den in einer
ringförmig gebogenen Zugfeder angeordneten Kugeln als Fliehgewicht ein gleichmäßiges
radiales Wandern bei steigender Rotation zu ermöglichen und bei Verminderung einer
vorhergehenden Rotation diese so gestalteten Fliehgewichte ohne Verklemmen wieder
in die Ausgangslage zurückzubringen, kann die äußere und mit den Fliehgewichten
in direkter Wirkverbindung stehende Kupplungsdruckscheibe auf der den Fliehgewichten
zugewandten Seite eine geringe axiale, flache Erhebung aufweisen, die vorzugsweise
ringförmig ausgestaltet ist. Diese Erhebung beginnt radial oberhalb des Anlagepunktes
der Fliehgewichte mit der Kupplungsdruckscheibe während der Ruhestellung und kann
sowohl einstückig mit der Kupplungsdruckscheibe ausgebildet als auch fest mit der
Kupplungsdruckscheibe verbunden sein. Damit ist sowohl ein einseitiges und ungleichmäßiges
radiales
Wandern der Fliehgewichte als auch ein dadurch bedingtes ungleichmäßiges Zurückgehen
verhindert und die einwandfreie Funktion der Fliehkraftkupplung gewährleistet. Die
eventuell frühzeitiger als die übrigen Teile radial wandernden Teile der Fliehgewichte
werden durch die besagte Erhebung in der Regel noch solange zurückgehalten, bis
aufgrund einer erreichten, vorbestimmten Drehzahl die Fliehgewichte gleichzeitig
und gleichmäßig radial zu wandern beginnen. Mit dieser Ausbildung wird auch vor
allem das sogenannte Hängenbleiben der Kupplung beim Reduzieren der Drehzahl und
Auskuppelvorgang vermieden, was insbesondere im Alltagsfahrbetrieb eines Zweiradkraftfahrzeuges
für eine ausreichende Verkehrssicherheit wichtig ist.
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In der Zeichnung ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung
mit Starteinrichtung dargestellt.
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Der Aufbau der Fliehkraftkupplung ist folgender: Auf der Antriebswelle
1 sind abtriebsseitig der Kupplungstopf 2, die Kupplungsnabe 3 und der Drucktopf
4 drehfest über Flächen 5 angeordnet. Alle drei Elemente sind außerdem axial fest
miteinander verspannt, was durch eine vom Antriebswellenende her aufgeschraubte
Gewindemutter 6 gegen einen als Widerlager wirkenden Ring 7 erfolgt. Die Kupplungsnabe
3 ist dergestalt ausgebildet, daß sie einmal auf ihrer radialen Umfangsfläche die
Fliehgewichte 8 mit Ringfeder und zum anderen durch einen hülsenförmigen Fortsatz
9 mit am Umfang verteilten Axialnuten die entsprechenden Kupplungsdruckscheiben
10 des treibenden Kupplungsteiles aufnehmen kann. Der Kupplungstopf 2 besitzt insbesondere
auf seinem äußeren radialen Ende eine axiale Neigung in Richtung zu der Lamellenkupplung.
Der Drucktopf 4 lagert mit seinem hülsenförmigen Teil unterhalb des hülsenförmigen
Fortsatzes 9 der Kupplungsnabe 3, während der eine Flanschteil fest zwischen Gewindemutter
6 und Kupplungsnabe 3 eingespannt ist und der äußere Flanschteil als Widerlager
für die Kupplungsdruckscheiben 10 und Kupplungslamellen 11
dient.
Damit ist gleichzeitig auch die maximale Baubreite des gesamten Lamellenpaketes
und der gesamte Lüfterweg zwischen den Kupplungsteilen festgelegt.
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Eine nachträgliche Erweiterung der Baubreite des Lamellenpaketes oder
des Lüfterweges ist beispielsweise durch Einfügen von Zwischenscheiben denkbar.
Radial zwischen dem hülsenförmigen Teil des Drucktopfes 4 und der Kupplungsnabe
3 ist ein federnder Ring eingesetzt, der mit seinen wechselweise axial ausgerichteten
Federteilen 12 in Anlage an zwei benachbarte Kupplungsdruckscheiben 10 des treibenden
Teiles einen Ablüftweg gewährleistet und damit ein rechtzeitiges Auskuppeln sicherstellt.
Als Fliehgewicht 8 ist eine ringförmig um die radiale Umfangsfläche der Kupplungsnabe
3 gebogene Zugfeder 13 gewählt, welche in ihrem freien inneren Durchmesser mit Kugeln
24 gefüllt ist. Die den Fliehgewichten 8 zugewandte axiale Fläche der äußeren Kupplungslamelle
10 weist oberhalb der Anlage der in Ruhestellung befindlichen Fliehgewichte 8 eine
ringförmige, flache Erhebung 15 von-relativ geringer Dicke auf.
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Die mit der Kupplungsnabe 3 drehfest verbundenen Kupplungsdruckscheiben
10 kommen im eingekuppelten Zustand mit den Kupplungslamellen 11 in kraftschlüssige
Verbindung, die ihrerseits drehfest mit dem ringförmigen Ansatz des Kupplungskorbes
14 in Verbindung stehen. Die den Kupplungslamellen 11 zugewandte axiale Fläche des
Kupplungskorbes 14 weist einen Kupplungsbelag 16 auf, der mit der äußeren Kupplungsdruckscheibe
10 in Eingriff kommt. Die Bodenfläche 17 des Kupplungskorbes 14 ist einstückig verlängert
und dient gleichzeitig als die eine Seitenfläche der als Antriebsrad gewählten Keilriemenscheibe
18.
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Letztere ist mit einer Hülse 19 durch Schweißen fest verbunden und
lagert mit dieser auf dem Ende der Antriebswelle 1. Über das stirnseitige Ende der
Antriebswelle 1 ist ein Bügel 20 im Abstand gespannt, der mit der Keilriemenscheibe
18
fest verbunden ist. Ein federnder Hebel 21 ist durch Bowdenzug 22 in Richtung auf
den Bügel 20 bewegbar.
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Zum Starten der (nicht gezeigten) Antriebsmaschine wird nun der Hebel
21 durch Bowdenzug 22 gegen den Bügel 20 zur Anlage gebracht und weiter axial in
Richtung zur Antriebsmaschine verschoben. Damit gleichzeitig findet eine axiale
Verschiebung der Keilriemenscheibe 18 und der Bodenfläche 17 des Kupplungskorbes
14 auf dem abtriebsseitigen Ende der Antriebswelle 1 statt. Der Kupplungsbelag 16
des Kupplungskorbes 14 kommt in Anlage mit der ersten Kupplungsdruckscheibe 10.
Bei fortgesetzter axialer Verschiebung entsteht unter Aufhebung der Lüfterwege zwischen
den .Kupplungsdrucksche iben 10 und den Kupplungslamellen 11 und durch die Anlage
gegen die axial unverschiebbare Kupplungsnabe 3 ein fester kraftschlüssiger Verband.
Bei gleichzeitiger Drehung der Keilriemenscheibe 18 erfolgt deshalb eine Übertragung
der Drehbewegung von dem Kupplungsbelag 16 auf die Lamellenkupplung und von dort
zur Kupplungsnabe 3. Die mit der Antriebswelle 1 drehfest über Flächen verbundene
Kupplungsnabe 3 leitet die eingehende Drehbewegung des Startvorganges über die Antriebswelle
1 zur Antriebsmaschine weiter.
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Ist die Antriebsmaschine in Gang gesetzt worden, wird eine Trennung
zwischen dem Kupplungsbelag 16 des Kupplungskorbes 14 und der Lamellenkupplung durch
Entlasten des Bowdenzuges 22 und Zurückgleiten der Keilriemenscheibe 18 vollzogen.
Die Drehbewegung geht nun von der Antriebswelle 1 aus und greift auf die Kupplungsnabe
3 über. Bei entsprechend erhöhter Drehzahl Wandern die Fliehgewichte radial nach
außen, wobei sie durch die schräge Fläche des Kupplungstopfes 2 axial in Richtung
auf die Kupplungsdruckscheibe 10 gedrückt werden und dort eine Axialkraft auf die
Lamellenkupplung ausüben.
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Die leichte ringförmige Erhebung 15 auf der Axialfläche der äußeren
Kupplungsdruckscheibe 10 verhindert ein ungleichmäßiges radiales Wandern der Fliehgewichte.
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Hervorgerufen durch die Axialkraft der Fliehgewichte entsteht eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen den Kupplungsdruckscheiben 10 und den Kupplungslamellen
11, wobei der Drucktopf als Widerlager wirkt. Über die Mitnehmernuten im hülsenförmigen
Ansatz des Kupplungskorbes 14 wird die Drehbewegung auf den Kupplungskorb und die
einstückig mit diesem verbundene Keilriemenscheibe übertragen. Der Abtrieb erfolgt
hier über den Keilriemen 23. Ein Auskuppeln erfolgt bei Reduzierung der Drehzahl
und Zurückwandern der Fliehgewichte durch ein mit Hilfe des Federringes und den
ausgebogenen Federteilen 12 begünstigtes Trennen der kraftschlüssigen Verbindung
der Kupplungslamellen 11 und der Kupplungsdruckscheiben 10.
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Sämtliche in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung geschilderten
Einzelheiten sind für die Erfindung wichtig.
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- Patentansprüche -