DE3034130C2 - Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

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Description

Die Erfindung geht aus von einer Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine solche Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschin eines Kraftfahrzeuges ist bisher nur durch Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, z. B. »Auto-Motor- und Sport«, Nr. 23 vom 7. November 1979, Seiten 44 und 46, oder »Automobilrevue«, Nr. 23 vom 29. Mai 1980, Seite 45 bekanntgeworden.
Soweit die Funktion aus den veröffentlichten schematischen Darstellungen und kurzen Beschreibungen zu entnehmen ist, wirkt eine erste Anfahr- und Gangwechselkupplung einerseits mit einem frei drehbar gelagerten Schwungrad und dem Wechselgetriebe zusammen, während eine zweite Schwungnutzkupplung einerseits mit der Brennkraftmaschine und mit dem frei drehbar gelagerten Schwungrad zusammenwirkt
Es ist hierbei vorgesehen, beide Kupplungen über unterdruckbetätigte Servoeinrichtungen zu steuern. Das frei drehbar gelagerte Schwungrad ist hierbei mit einem Starterzahnkranz für den herkömmlichen Elektrostarter versehen.
Die vorveröffentlichte Vorrichtung ermöglicht es, die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bei verkehrsbedingten Stillständen des Kraftfahrzeuges selbsttätig abzustellen und nur durch Niederdrücken de;. Gaspedals durch Ausnützen der im weiterlaufenden Schwungrad gespeicherten Energie schnell und problemlos wieder anzuwerfen. Allerdings ist hierzu eine aufeinanderfolgende Steuerung der beiden servobetäiigten Kupplungen erforderlich.
Diese bekannte Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges weist somit den Nachteil auf, daß ihr Aufbau verhältnismäßig aufwendig und teuer ist und sie darüber hinaus eine aufwendige Steuerungseinrichtung benötigt. Weiterhin könnte, soweit dies aus den scliematischen Darstellungen zu entnehmen ist, ein Ausfall der Servokraft zu einem Liegenbleiben des Kraftfahrzeuges führen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstell- und Anwerfvorrichtung etwa dieser Art derart zu verbessern, daß ihr Bauaufwand geringer und ihre Funktion auch bei Ausfall der Servokraft sichergestellt ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Abstell- und Anwerfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs die im Kennzeichen
des Hauptanspruchs aufgezeigten Merkmale aufweist.
In den Ansprüchen 2 bis 5 sind zweckmäßige Ausführungsformen für unterschiedliche Ausführungsbeispiele aufgezeigt
Dadurch, daß die Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung zwischen einem ersten, fest mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Schwungmasseteil und einer an der Getriebeeingangswelle angeordneten Freilaufeinrichtung und die servobetätigte Schwungtiutzkupplung zwischen dem ersten Schwungmasseteil und einem zweiten, innerhalb des ersten Schwungmasseteiles frei drehbar gelagerten Schwungmasseteiles angeordnet ist, ist eine aufwendige Steuerung einer servobetätigten Anfahr- und Gangwechselkupplung nicht erforderlich und das Kraftfahrzeug kann auch bei Ausfall der Servokraft normal weiter benutzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der beiden Schwungmasseteile wird weiterhin der Vorteil erzielt, daß während eines normalen Gangwechsels mit Hilfe der Gangwechselkupplung nur die geringeren Massen des ersten Schwungmasseteiles beschleunigt oder verzögert werden müssen und die Beschleunigung des ersten Schwungmasseteiles 51 nach dem Gangschaltvorgang weitgehend durch die kinetische Energie des zweiten Schwungmasseteiles 52 erfolgt, was auch beim Gangwechsel Kraftstoff einspart Da erst nach Einrükken der Gangwechselkupplung und Niederdrücken des Gaspedals auch die Schwungnutzkupplung eingedrückt wird, arbeitet die Brennkraftmaschine während ihres normalen Betriebes mit einer erhöhten Schwungmasse, was zu einem ruhigeren Motorlauf während der Fahrt beiträgt
Die servobetätigte Schwungnutzkupplur.g kann vorzugsweise als Elektromagnetkupplung ausgebildet sein, es ist jedoch selbstverständlich möglich, an dieser Stelle auch eine andere Form einer servobetätigten Kupplung wie z. B. eine pneumatisch oder hydraulisch betätigte Kupplung einzusetzen.
Die Anfahr- und Gangwechselkupplung ist Vorzugsweise als eine im wesentlichen herkömmliche Reibscheibenkupplung ausgebildet, sofern sie mit einer Freilaufeinrichtung und einem herkömmlichen Wecnselgetriebe zusammenwirkt.
Vorzugsweise kann die Anfahrkupplung jedoch auch als eine im wesentlichen herkömnliche hydraulische Kupplung oder als ein hydrokinetäscner Drehmomentwandler ausgebildet sein, sofern ein über ein Steuersystem geschaltetes stufenlos regelbares Zugorgan- oder ein Umlaufrädergetriebe benutzt wird. Die selbsttätige Lösefunktion der hydraulischen Kupplung bzw. des hydrokinetischen Drehmomentwandlers im Schiebebetrieb macht hierbei die Anordnung einer eigenen Freilaufeinrichtung entbehrlich.
Die erläuterte Steuerung der Elektromagnetkupp- ·-,-> lung über in Abhängigkeit vom Gaspedal betätigte Schalter stellt nur eine zweckmäßige Ausführungsform dar.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt h'.
Fig. I eine Abstell- und Anwerfvorriehtung mit im wesentlichen schematisch dargestellten mechanischen Kupplungsteil und elektrischem Steuerteil und
F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine konstruktive Ausführungsform der mechanischen Kupplungsan- <.-, orclnung.
In Fig. I ist der Motorblock I einer Brennkraftmaschine über ein Kupplungsgehäuse 2 mit einen· angedeuteten Wechselgetriebe 3 verbunden. Im Kupplungsgehäuse 2 ist die mechanische Kupplungsanordnung 4 zwischen der Kurbelwelle 5 der Brennkraftmschine und der Eingangswelle 6 des Wechselgetriebes angeordnet Die mechanische Kupplungsanordnung besteht hierbei im wesentlichen aus einem ersten Schwungmasseteil 51 mit der Kurbelwelle 5 fest verbunden ist und einem zweiten Schwungmasseteil 52, der innerhalb des ersten Schwungmasseteiles 51 frei drehbar gelagert angeordnet ist Die Kupplungsanordnung 4 besteht weiterhin aus einer Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung K1, die einerseits mit dem ersten Schwungmasseteil 51 und über eine Freilaufeinrichtung F mit der Getriebeeingangswelle 6 in Verbindung steht. Sie besteht weiterhin aus einer servobetätigten Schwungnutzkupplung K 2, die zwischen dem ersten Schwungmasseteil 51 und dem zweiten Schwungmasseteil 52 angeordnet ist
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die servobetätigte Schwungnutzkupplung K 2 als Elektromagnetkupplung ausgebildet, die über eir_-. elektrische Steueranordnung betätigt wird.
Damit die mechanische Kupplungsanordnung näher erläutert wird, wird nunmehr deren Aufbau in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben.
Der erste Schwungmasseteil 51 besteht aus einem fest mit der Kurbelwelle 5 verbundenen Nabenteil 7 mit dem axial beweglichen Reibscheibenteil 8, der servobetätigten Schwungnutzkupplung K 2, einem Schüsselteil 9 mit einem Starterzahnkranz 10, einer Deckscheibe 11 und dem rotierenden Teil 12 der Anfahr- und Gangwechselkupplung K 1. Der zweite Schwungmasseteil 52 besteht aus einem innerhalb des Schüsselteils 9 angeordneten massiven Schwungrad 13 und dessen einerseits in der Kurbelwelle 5 und andererseits im Deckelteil 11 über Wälzlager 14 frei drehbar gelagerten Nabenteil 15. Die Lagerung des Nabenteiles 15 mittels der Wälzlager 14 muß einerseits ein möglichst ungehindertes Rotieren des Schwungrades 13 ermöglichen, andererseits jedoch auch Axialkräfte aus der eingerückten Schwungnutzkupplung K 2 aufnehmen.
Die servobetätigte Schwungnutzkupplung K 2 ist als Elektromagnetkupplung ausgebildet, deren beweglicher Reibscheibenteil 8 über Druckstifte 16 mit einem Ringanker 17 verbunden ist, der im Luftspalt eines am Motorblock 1 befestigten, ringförmigen Elektromagneten 18 liegt. Sobald der Elektromagnet 18 erregt wird, drückt er die Reibscheibe 8 entgegen der Kraft einer Ausrückfeder 19 in Reibungseingriff mit dem Schwungrad 13.
Die Anfahr- und Gangwechselkupplung K 1 ist als im wesentlichen herkömmliche Reibscheibenkupplung ausgebildet, deren Reibscheibe 21 auf einer hohlen Kuf-plungsnabe 22 angeordnet ist, die einerseits an einem Ansatz 23 an der Deckelscheibe 11 über ein Wälzlager 24 drehbar gelagert ist und andererseits mit einem Innenring (25) einer als Klemmrollen-Freilauf k6 ausgebildeten Freilaufeinrichtung F verbunden ist. Der Außenring 27 des Klemmrolle.n-Freilaufs 26 ist hierbei mit der Getriebeeingangswelle 6 verbunden und der gesamte Klemmrollen-Freilauf 26 ist vorzugsweise innerhalb des Kupplungsgehäuscs 2 in einem Freilauf-Gehäuse 28 angeordnet, das zweckmäßigerweise mit dem ölraum des Wechselgetriebes 3 in Verbindung steht.
Die Betätigung der Anfahr- und Gangwechselkupplung K I erfolgt in herkömmlicher Weise über eine Kuppliingsausrüi'klagcr-Aiisriickhcbclanordnune Ά
Die Funktionsweise der Abstell- und Anwerfvorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges wird nunmehr in Zusammenhang mit den Fig. I und 2 erläutert.
Hierzu wird zunächst die in Fig. 1 angedeutete elektrische Steueranordnung erläutert. Das Gaspedal 3t des Kraftfahrzeuges, das z. B. über einen Bowdenzug 32 die Drosselklappe der Brennkraftmaschine verstellt, und von einer Rückstellfeder 33 in einer bestimmten Ruhelage gehalten wird, ist über ein mechanisches Gestänge mit einer Schalteranordnung 34 verbunden, die z. B an der Unterseite der Armaturenbrettes 35 des Kraftfahrzeuges befestigt sein kann.
Die Schalteranordnung 34 weist einen Schalter 36 für einen Schaltkreis 42 der Elektromagnetkupplung und einen Schalter 37 für einen Schaltkreis 44 für die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine auf. Die beiden Schalter 36 und 37 sind hierbei innerhalb der Schalteranordnung 34 entlang Schalterführungen 38 über ein Schalterjoch 39 bzw. einen Schalterträger 40 verschiebbar angeordnet. Das Schalterjoch 39 ist hierbei derart ausgebildet, daß beim Niederdrücken des Gaspedals 31 zunächst die beiden Schalter 36 und 37 betätigt werden, worauf während einer weiteren Betätigung des Gaspedals die Schalter mit dem Schalterträger 40 entlang der Schalterführungen 38 mitbewegt werden. Der Schalterträger 40 stellt eine standige Verbindung zur Plusleitung 41, die vom konventionellen Zündschloß des Kraftfahrzeuges kommt, her. In den Stromkreis 44 zur Zündung und/oder der Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine ist ein weiterer Zeitschalter 43 und ein Wählschalter 45 eingeschaltet.
Betrachten wir nunmehr die Funktion der Abstell- und Anwerfvorrichtung. Dabei gehen wir davon aus. daß die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges in herkömmlicher Weise über den Elektrostarter angelassen wurde, und sich das Kraftfahrzeug in Fahrt befindet. Sobald nun der Fahrer des Kraftfahrzeuges seine Fahrgeschwindigkeit verringern will, wird er das Gaspedal 31 zurücknehmen. Dadurch werden die bei niedergedrücktem Gaspedal 31 betätigten Schalter 36 und 37 geöffnet und dadurch der Schaltkreis 42 zur Elektomagnetkupplung K 2 unmittelbar gelöst. Dadurch wird der zweite Schwungmasseteil 52 mit der ursprünglichen Geschwindigkeit weiterrotieren, während die Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Fahrzeuges bereits abnimmt. Der Stromkreis 44 zur Zündung und/oder zur Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine wird zunächst noch nicht unterbrochen, da der Zeitschalter 43 dies erst nach einer bestimmten Verzögerung durchführt. Die Verzögerung des Zeitschalters 43 ist hierbei vorzugsweise einstellbar und wird derart eingestellt, daß ein Abschalten der Zündung oder der Kraftstoff zufuhr der Brennkraftmaschine nicht während einer Zeitspanne erfolgt, die für einen normalen Gangwechsel benötigt wird. Es könnte nämlich doch sein, daß der Fahrer das Gaspedal nur zurückgenommen hat. weil er mit der Anfahr- und Gangwechselktipplung K 1 einen normalen Gangwechsel durchführen wollte. Sobald er nach erfolgtem Gangwechsel das Gaspedal erneut niederdrückt, wird wieder die Elektromagnetkupplung K 2 eingerückt.
War das Zurücknehmen des Gaspedals 31 jedoch nicht durch einen Gangwechsel verursacht, so wird die hierfür durch den Zeitschalter 43 eingestellte Zeitspanne überschritten und der Zeitschalter 43 unterbricht den Stromkreis 44 und damit die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine. Das Kraftfahrzeug läuft somit nunmehr bei stillstehender Brennkraftmaschine, ausgerückter Elektromagnetkupplung K 2 und eingerückt bleibender Anfahr- und Gangwechselkupplung K 1, wobei die Freilaufeinrichtung /dafür sorgt, daß das im Schiebebetrieb rollende Kraftfahrzeug nicht den Motor antreiben muß. Das Kraftfahrzeug wird somit beim Befahren einer Gefällestrecke mit zurückgenommenem Gaspedal bei abgestellter Brennkraftmaschine keinen Kraftstoff verbrauchen.
Will der Fahrer nunmehr die Geschwindigkeit wieder erhöhen, so muß er nur das Gaspedal 31 niederdrücken, wodurch die Elektromagnetkupplung K 2 eingerückt und die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine wiederhergestellt wird, wodurch die Brennkraftmaschine durch den Schwung der mit der ursprünglichen Geschwindigkeit weitergelaufenen Schwungmasse 52 problemlos angeworfen werden wird.
Verringert jedoch der Fahrer die Geschwindigkeit durch Bremsen so weit, daß das Kraftfahrzeug zum Stillstand kommt, wie z. B. vor einer auf rot geschalteten Verkehrsampel, so wird er in gewohnter Weise kurz vor zum Stillstandkommen des Kraftfahrzeuges die Anfahr- und Gangwechselkupplung K1 ausrücken und den Gang herausnehmen. Die Brennkraftmaschine ist jetzt automatisch abgestellt und verbraucht keinen Kraftstoff. Sobald der Fahrer bei Grünphase der Verkehrsampel die Fahrt fortsetzen will, wird er in gewohnter Weise die Anfahrkupplung K 1 ausrücken, den Gang einlegen und das Gaspedal betätigen. In diesem Moment wird sofort die Elektromagnetkupplung K 2 eingerückt und die Brennkraftmaschine durch die Schwungmasse 52 angeworfen. Die hierfür normalerweise zum weichen Einrücken der Anfahrkupplung K1 benötigte Zeitspanne reicht zum Anwerfen der Brennkraftmaschine aus.
Der Fahrer kann somit seine Fahrt unverzüglich fortsetzen. Die Abstell- und Anwerfvorrichtung weist den Vorteil auf, daß der Fahrer sein Kraftfahrzeug völlig wie gewohnt bedienen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Abstell- und Anwerf vorrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer ersten Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung und einer zweiten Schwungnutzkupplung, die mit einem frei drehbaren Schwungmasseteil zusammenwirkt und der Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung vorgeschaltet ist wobei zumindest eine der beiden to Kupplungen und die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine über Servoeinrichtungen in Abhängigkeit von Bewegungen des Gaspedals derart gesteuert werden, daß bei einer Zurücknahme des Gaspedals zumindest die ■> Schwungnutzkupplung ausgerückt und die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr zum Abstellen der Brennkraftmaschine unterbrochen werden und bei Niederdrücken des Gaspedals die Schwunpnutzkupplung pingerückt und die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr zum Anwerfen der Brennkraftmaschine wieder hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung (K 1) zwischen einem ersten, fest mit der Kurbelwelle (5) der Brennkraftmaschine
(I) verbundenen Schwungmasseteil (Sl) und einer an der Getriebeeingangswtile (6) angeordneten Freilaufeiiirichtung (F) und die servobetätigte Schwungnutzkupplung (K 2) zwischen dem ersten Schwungmasseteil (Sl) und einem zweiten, innerhalb des ersten Schwungmasseteiles (Sl) frei drehbar geiugerten Schwungmasseteiles (S 2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwu"gmasseteil (Sl) aus einem fest mit der Kurbelwelle (5) verbundenen Nabenteil (7) mit dem axial beweglichen Reibscheibenteil (8) der servobetätigten Schwungnutzkupplung (K 2), einem Schüsselteil (9) mit einem Starterzahnkranz (10), einer Deckscheibe (11) und *o dem rotierenden Teil (12) der Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung (K 1) besteht und der zweite Schwungmasseteil (S2) aus einem innerhalb dc-s Schüsselteiles (9) angeordneten, massiven Schwungrad (13) und dessen mit ihm verbundenen, einerseits in der Kurbelwelle (5) und andererseits im Deckelteil
(II) über Wälzlager (14) frei drehbar gelagerten Nabenteil (15) besteht.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die servobetätigte ίο Schwungnutzkupplung (K 2) als Elektromagnetkupplung ausgebildet ist, deren beweglicher Reibscheibenteil (8) über Druckstifte (16) mit einem Ringanker (17) verbunden ist, der im Luftspalt eines am Motorblock der Brennkraftmaschine (1) befe- 5i stigten ringförmigen Elektromagneten (18) liegt, der bei Erregung die Reibscheiben (8) entgegen der Kraft einer Ausrückfeder (19) in Reibungseingriff mit dem frei drehbar gelagerten Schwungrad (13) bringt. fin
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahr- und/oder Gangwechselkupplung (K 1) als im wesentlichen herkömmliche Reibscheibenkupplung ausgebildet ist. deren Reibscheibe (21) auf einer hohlen τ> Kupplungsnabe (22) angeordnet ist, die einerseits an einem Ansatz (23) der Deckelscheibe (11) über ein Wälzlager (24) drehbar gelagert ist und andererseits mit einem Innenring (25) einer als Klemmrollen-Freilauf (26) ausgebildeten Freilaufeinrichtung (F) verbunden ist, dessen Außenring (27) mit der Getriebeeingangswelle (6) verbunden ist und wobei der Klemmrollen-Freilauf (26) innerhalb des Kupplungsgehäuses (2) in einem mit dem ölraum des Wechselgetriebes (3) verbundenen Freüauf-Gehäuse (28) angeordnet ist
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrkupplung (Kl) als eine im wesentlichen herkömmliche, hydraulische Kupplung oder als ein hydrokinetischer Drehmomentwandler ausgebildet ist, der die Funktion der Freilaufeinrichtung (F) bereitstellt und mit einem herkömmlichen, über ein Steuersystem geschalteten stufenlos regelbaren Zugorgan- oder einem Umlaufrädergetriebe verbunden ist.
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