DE2913694C2

DE2913694C2 - Fliehkraftbetätigte Reibungskupplung

Info

Publication number: DE2913694C2
Application number: DE2913694A
Authority: DE
Inventors: Russell Earl Glen Ellyn Ill. Silberschlag
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1983-10-06
Also published as: FR2424439B1; IT1112523B; GB2019958B; AU4637679A; JPS54142459A; IT7922084A0; GB2019958A; US4226309A; SE444050B; DE2913694A1; SE7903014L; JPS6361543B2; CA1096268A; FR2424439A1; AU527682B2

Description

F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in F i g. 4.

In F i g. 1 ist ein Teil eines prehmomentwandlers 10 dargestellt, der mit einer als Überbrückungskupplung dienenden fiiehkraftbetätigten Reibungskupplung 15 und mit einer Überholkupplung 20 ausgerastet ist

Eine erste Kupplungshälfte 26, die von dem Drehmomentwandlergehäuse gebildet wird, ist so montiert, daß sie sich um eine Rotationsachse 27 drehen kann. Die Kupplungshälfte 26 ist mit einem Pumpenrad 28 des Drehmomentwandlers verbunden, der ein Turbinenrad 29 und einen Stator 31 aufweist

Zwischen einer Wand der ersten Kupplungshälfte 26 und dem Turbinenrad 29 ist eine zweite Kupplungshälfte 32 angeordnet und so auf einem Lager 33 montiert, daß sie sich um die Achse 27 koaxial zu der ersten Kupplungshälfte 26 drehen kann.

Ein drehbares Element 34 ist so montiert, daß es sich um die Achse 27 koaxial zu den beiden Kupplungshälften 26 und 32 drehen kann. Die Überholkupplung 20 befindet sich zwischen der zweiten Kupplungshälfte 32 und dem drehbaren Element 34 und ermöglicht, daß sich das drehbare Element 34 schneller drehen kann als die zweite Kupplungshälfte 32.

Die erste Kupplungshälfte 26 ist normalerweise an eine Energiequelle angeschlossen, beispielsweise den Motor eines Kraftfahrzeuges, während das drehbare Element 34 normalerweise mit einer angetriebenen Vorrichtung, beispielsweise dem Getriebe eines Motorfahrzeuges, in Verbindung steht Die zweite Kupplungshälfte 32 ist in dem mit öl gefüllten Wandlergehäuse eingeschlossen und wird durch das im Gehnuse befindliche öl in Drehungen versetzt. Wenn die Vorrichtung als Drehmomentvervielfacher oder mit Schlupf arbeitet, dreht sich das drehbare Element 34 langsamer als die erste Kupplungshälfte 26.

Die erste Kupplungshälfte 26 weist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Reibfläche 36 auf, mit der die Kupplung 15 in Eingriff bringbar ist.

Die zweite Kupplungshälfte 32 ist mit einer Reihe von Umfangsöffnungen versehen, von denen jede einen Reibschuh 51 enthält. Eine der öffnungen ist zusammen mit dem Reibschuh 51 in Einzelheiten in den F i g. 2 bis 4 dargestellt.

Eine öffnung in der Kupplungshälfte 32 wird durch die Randflächen 41, 42, 43, 44, 45, 46 und 47 begrenzt. Die Randflächen 44, 46 bilden einen Führungsabschnitt 48, während die Randflächen 45, 47 einen in Umfangsrichtung beabstandeten Führungsabschnitt 49 vorsehen, wobei die Führungsabschnitte 48, 49 dazu dienen, die Radialbewegung der Überbrückungskupplung 15 zu führen.

Der durch Fliehkräfte betätigbare Reibschuh 51 ist aus einem gebogenen Abschnitt 52 und zwei beabstandeten kanalförmigen Halteabschnitten 53, 54 gebildet. An dem bogenförmigen Abschnitt 52 ist ein Reibbelag 56 befestigt. Jeder der Halteabschnitte 53, 54 ist bei 57, 58 geschlitzt, um jeweils einen Führungsabschnitt 48,49 zu umfassen.

Es ist ein gebogenes Fliehgewicht 61 vorgesehen, das aus zwei relativ schweren Stücken 62,63 gebildet ist, die bei 64,65 geschlitzt sind, um die Führungsabschnitte 48, 49 zu umfassen. Gegenüberliegende Endabschnitte 66, 67 des Stückes 63 des Fliehgewichtes 61 werden von den jeweiligen kanalförmigen Halteabschnitten 53, 54 des Reibschuhes 51 aufgenommen.

Eine die Belastung begrenzende Blattfeder 71 ist zwischen dem Reibschuh 51 und dem Fliehgewicht 61 angeordnet, wobei sich deren mittlerer Abschnitt gegen das Fliehgewicht 61 und deren Endabschnitte 72, 73 gegen den Reibschuh 51 lagern.

Eine Rückholfeder 76 weist einen mittleren Abschnitt auf, der über eine Schraube 77 am Fliehgewicht 61 befestigt ist, sowie beabstandete Endabschnitte 78, 79, die sich mit den Randflächen 44, 45 der öffnung in der zweiten Kupplungshälfte 32 in Eingriff befinden.

Die zweite Kupplungshälfte 32 umfaßt zwei beabstandete, sich in Radialrichtung erstreckende Schlitze

ίο 81, 82, die den Führungsabschnitten 48, 49 benachbart sind. Zwei Stifte 83,84 sind lose in den Schlitzen 81,82 montiert und bilden Anschläge, die die Auswärtsbewegung des Fliehgewichtes 61 und die Einwärtsbewegung des Reibschuhes 51 begrenzen.

In F i g. 7 stellt die Kurve 91 das von dem drehbaren Element 34 aufgenommene Drehmoment dar, das als Funktion der Drehzahl eingezeichnet ist, wobei die Kurve als Äquivalent zu einer Drehmomentkurve eines Kraftfahrzeuges angesehen werden kann, wenn dieses im Antriebsbereich arbeitet Die Kurvenabschnitte 92, 93, 94 stellen das Drehmomentübertragungsvermögen des sich mit der Reibfläche 36 in Kontakt befindenden Reibschuhes 51 dar, das in Abhängigkeit von der Drehzahl eingezeichnet ist

Wie in den F i g. 2 bis 5 sowie in F i g. 7 gezeigt ist, verbleiben der Reibschuh 51, die Blattfeder 71 und das Fliehgewicht 61 unterhalb von 500 UpM in der in F i g. 2 dargestellten zurückgezogenen Stellung. Bei etwa 500UpM ist die Zentrifugalkraft so groß, daß die Rückholfeder 76 nachgibt und sich somit der Reibschuh 51, die Blattfeder 71 und das Fliehgewicht 61 nach außen bewegen können, bis der Reibschuh 51 mit der Reibfläche 36 in Eingriff tritt, wie in F i g. 3 gezeigt ist. Zwischen etwa 500UpM und 1100 UpM bewegt sich das Fliehgewicht 61 weiterhin von der in Fig.3 dargestellten Position radial auswärts in die in Fig.4 dargestellte Position. Während des Überganges von der Position der F i g. 3 zur Position der F i g. 4 wirken die Masse des Reibschuhes 51, die Blattfeder 71 und das Fliehgewicht 61 mit der ansteigenden Drehzahl zusammen, um den Anpreßdruck zwischen dem Reibschuh 51 und der Reibfläche 36 zu erhöhen, woraus das durch den Kurvenabschnitt 92 dargestellte Drehmomentübertragungsvermögen resultiert Das Fliehgewicht 61 bewegt sich relativ zum Reibschuh 51 nach außen, wobei es die Feder 71 verbiegt, die die Zentrifugalkraft des Fliehgewichtes 61 auf den Reibschuh 51 überträgt.
Wenn eine Drehzahl von etwa UOOUpM erreicht wird, hat das Fliehgewicht 61 die Stifte 83, 84 zu den äußeren Begrenzungen der Schlitze 81, 82 hin bewegt, so daß eine weitere Auswärtsbewegung des Fliehgewichtes 61 unmöglich ist. Die Feder 71 verbleibt somit im durchgebogenen Zustand in einer Position, die einer Drehzahl von 1100 UpM entspricht, bis eine Drehzahl von etwa 2000 UpM erreicht wird. Zwischen den Drehzahlen von 1100 und 2000 UpM wird die Eingriffskraft zwischen dem Reibschuh 51 und der Reibfläche 36 durch die Masse des Reibschuhs 51 bestimmt, die in Ansprache auf die durch das Verbiegen der Feder 71 erhöhte Drehzahl zentrifugal wirkt. Das entsprechende Drehmomentübertragungsvermögen ist du-oh den Kurvenabschnitt 93 dargestellt.

Bei Drehzahlen über etwa 2000 UpM verursacht die auf die Feder 71 einwirkende Zentrifugalkraft, daß die Feder 71 nach außen gebogen wird und keinen Kontakt

mehr mit dem Fliehgewicht 61 besitzt. Über etwa 2000 UpM wird die Anpreßkraft zwischen dem

Reibschuh 51 und der Reibfläche 36 durch die Masse des Reibschuhs 51 und die Masse der Feder 71 bestimmt, die bei weiterem Ansteigen der Drehzahl in Zentrifugalrichtung wirken. Die drehrnomentübertragenden Eigenschaften über etwa 2000 UpM sind durch den Kurvenabschnitt 94 wiedergegeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fliehkraftbetätigte Reibungskupplung mit einem Reibschuh, der unter Fliehkraftwirkung radial nach außen gegen eine am inneren Umfang vorgesehene Reibfläche einer ersten Kupplungshälfte anpreßbar und mit einer zweiten Kupplungshälfte drehfest verbunden ist, und einem Fliehgewicht, das über eine Blattfeder auf den Reibschuh so einwirkt, daß es die von der Feder auf den Reibschuh ausgeübte Anpreßkraft unter Fliehkraftwirkung erhöht, und dessen radial auswärts gerichtete Bewegung durch einen Anschlag begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschuh (51) in Führungsabschnitten (48, 49) der zweiten Kupplungshälfte (32) radial geführt ist und zwei in Umfangsrichtung auf Abstand zueinander liegende U-förmige Halteabschnitte (53, 54} aufweist, in denen Endabschnitte (66, 67) des Fliehgewichtes (61) radial beweglich aufgenommen sind, und daß die Blattfeder (7t) mit ihrem mittleren Abschnitt auf das Fliehgewicht (61) und mit ihren beiden Endabschnitten (72, 73) auf den Reibschuh (51) einwirkt

2. Fliehkraftbetätigte Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von zwei an der zweiten Kupplungshälfte (32) vorgesehenen beabstandeten Stiften (83, 84) gebildet wird.

3. Fliehkraftbetätigte Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschuh (51) durch eine weitere Feder (76) in eine Ausruckstellung vorgespannt ist.

35

Die Erfindung betrifft eine fliehkraftbetätigte Reibungskupplung mit einem Reibschuh, der unter Fliehkraftwirkung radial nach außen gegen eine am inneren Umfang vorgesehene Reibfläche einer ersten Kupplungshälfte anpreßbar und mit einer zweiten Kupplungshälfte drehfest verbunden ist, und einem Fliehgewicht, das über eine Blattfeder auf den Reibschuh so einwirkt, daß es die von der Feder auf den Reibschuh ausgeübte Anpreßkraft unter Fliehkraftwirkung erhöht, und dessen radial auswärts gerichtete Bewegung durch einen Anschlag begrenzt ist.

Eine Reibungskupplung dieser Gattung ist aus der US-PS 24 00 585, insbesondere Fign. 24 bis 29 bekannt. Die dort gezeigte Reibungskupplung besitzt ein »zweistufiges« Drehmomentübertragungsvermögen insofern, als in einem unteren Drehzahlbereich die Momentenkennlinie stärker ansteigt als in einem oberen Drehzahlbereich. Zu diesem Zweck sind bei der vorbekannten Reibungskupplung um Drehgelenke schwenkbare Fliehgewichte vorgesehen, von denen sich die einen bei einer ersten Drehzahl und die anderen bei einer zweiten höheren Drehzahl gegen einen Anschlag anlegen. Die Fliehgewichte sind jeweils über eine einarmige, am Fliehgewicht befestigte Blattfeder mit dem Reibschuh verbunden.

Wird eine solche Kupplung als Überbrückungskupplung in einem Kraftfahrzeuggetriebe eingesetzt, so läßt sich dieses »zweistufige« Drehmomentübertragungsvermögen in der Weise ausnutzen, daß in einem höheren Gang die Drehmomentübertragung bei einer vergleichsweise niedrigen Drehzahl vom hydrodynami-

40

45

50

55

60

65 sehen Wandler auf die Reibungskupplung übergeht, wogegen in einem niedrigeren Gang (beispielsweise beim Anfahren oder Oberholen) die Drehmomentübertragung erst bei einer höheren Drehzahl von der Reibungskupplung übernommen wird.

Die vorbekannte kraftbetätigte Reibungskupplung ist relativ platzraubend und ließe sich kaum ii· dem beengten Innenraum eines Drehmomentwandlers für ein Kraftfahrzeuggetriebe unterbringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raumsparendere Lösung für eine fliehkraftbetätigte Reibungskupplung anzugeben, bei der in einem unteren Drehzahlbereich die Momentenkennlinie stärker ansteigt als in einem oberen Drehzahlbereich.

Diese Aufgabe wird bei einer fliehkraftbetätigten Reibungskupplung der angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reibschuh in Führungsabschnitte.i der zweiten Kupplungshälfte radial geführt ist und zwei in Umfangsrichtung auf Abstand zueinander liegende U-förmige Halteabschnitte aufweist, in denen Endabschnitte des Fliehgewichtes radial beweglich aufgenommen sind, und daß die Blattfeder mit ihrem mittleren Abschnitt auf das Fliehgewicht und mit ihren beiden Endabschnitten auf den Reibschuh einwirkt

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Reibungskupplung sind das Fliehgewicht, der Reibschuh und die zwischengerchaltete Blattfeder rein radial beweglich und symmetrisch angeordnet, was zu einer platzsparenden Lösung — sowohl in radialer wie auch in Umfangs-Richtung — führt. Außerdem läßt sich eine vergleichsweise große Anzahl von Reibschuhen in Umfangsrichtung verteilt anordnen, was zu einer hohen Funktionssicherheit führt Da sich ferner die Blattfeder im oberen Drehzahlbereich vom Fliehgewicht lösen kann, wirkt sie in diesem Fall als die Anpreßkraft verstärkendes Fliehgewicht. Die Momentenkennlinie verläuft dann wieder steiler als im vorhergehenden Abschnitt. Die Momentenkennlinie hat daher nur in einem mittleren Drehzahlbereich einen abgeflachten Verlauf, während sie sowohl im unteren als auch im oberen Drehzahlbereich ausreichend steil ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Drehmomentübertragung oberhalb einer bestimmten Drehzahl in jedem Fall (also auch in den niedrigeren Gängen) über die Reibungskupplung erfolgt

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Reibungskupplung wird im folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Drehmomentwandlers mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten fliehkraftbetätigten Reibungskupplung;

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Reibschuhes in zurückgezogener Position;

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Ansicht des Reibschuhes, der in einer Eingriffsstellung bei niedrigen Drehzahlen dargestellt ist;

F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht des Reibschuhes, der in einer Eingriffsstellung bei hohen Drehzahlen dargestellt ist;

F i g. 5 eine Endansicht des Reibungsschuhes entlang Linie 5-5 in F i g. 3, in Richtung der Pfeile gesehen;

F i g. 6 eine Ansicht einer Blattfeder für den Reibschuh;

F i g. 7 ein Diagramm, in dem das Drehmomentübertragungsvermögen der Kupplung dargestellt ist; und