DE3123586A1

DE3123586A1 - Einrichtung zum uebertragen eines drehmomentes von einem um eine drehachse drehenden antriebs- auf ein drehbares abtriebselement

Info

Publication number: DE3123586A1
Application number: DE19813123586
Authority: DE
Inventors: Rudolf Richard Dr.-Ing. London Castens
Original assignee: Castens rudolf Richard dr-Ing
Current assignee: Castens rudolf Richard dr-Ing
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPH0214568B2; LU83458A1; FR2485673A1; BR8104028A; JPS5786632A; IT8122604A0; BE889383A; ES8204050A1; ES503274A0; GB2078908A; SE8103540L; DD160072A5; PL231888A1; NL8102902A; IT1167545B

Description

:S-1

Dr. Ing. Rudolf Richard Castens, 23 Down Street, London, W. 1., Großbritannien

Einrichtung zum Uebertragen eines Drehmomentes von einem um eine Drehachse drehenden Antriebs- auf ein drehbares Abtriebselement

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Uebertragen eines Drehmomentes von einem um eine Drehachse drehenden Antriebs- auf ein drehbares Abtriebselement, mit wenigstens einem dem Antriebselement zugordneten Massekörper, der durch das Antriebselement zum Umlaufen um die genannte Drehachse angetrieben ist.

Ein klassisches Beispiel bekannter Einrichtungen dieser Art sind die sogenannten Fliehkraftkupplungen. Bei diesen Fliehkraftkupplungen erhöht bzw. vermindert die auf den Massekörper wirksame Fliehkraft einen Reibschluss (Kraftschluss) zwischen Antriebs- und Abtriebselement in Abhängigkeit der Umlaufzahl des Massekörpers bzw. der Drehzahl des Antriebselementes. Bei gewissen Fliehkraftkupplungen bewirkt ausserdem die auf den Massekörper wirkende Fliehkraft sogar einen Formschluss zwischen Antriebs- und Abtriebselement, sobald zwischen diesen Elementen ein Gleichlauf wenigstens näherungsweise erreicht ist.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Fliehkraftkupplungen ist darin zu sehen, dass die Drehmoment-Uebertragung in der Regel durch einen Kraftschluss zustande kommt. Bei einem Schlupf grosser als 0 zwischen Antriebs- und

-JS-

Abtriebselement wird eine erhebliche Reibungswärme erzeugt mit den damit einhergehenden Abnützungserschoinungen. Ausserdem sind die bekannten Fliehkraftkupplungen nicht in der Lage, eine von der Drehzahl des Antriebselementes abhängige Verstärkung des auf das Abtriebselement übertragenen bzw. an diesem abgreifbaren Drehmomentes zu erzeugen.

Es ist daher als ein Zweck·der Erfindung anzusehen, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der unabhängig vom Schlupf zwischen Antriebs- und Abtriebselement (abgesehen von Lagerreibung) praktisch keine Reibungsverluste auftreten, bei der ferner ein Formschluss zwischen Antriebs- und Abtriebselement praktisch nicht vorkommt. und bei der das am Abtriebselement abgreifbare Drehmoment praktisch mit dem Quadrat der Drehzahl des Antriebselementes zunimmt.

Zu diesem Zweck ist der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derartauszugestalten, dass das am Abtriebselement abgreifbare Drehmoment direkt und nicht über den Umweg eines Kraftoder Reibschlusses von der auf den Massekörper im Zuge seiner Umlaufbewegung einwirkenden Fliehkraft bzw. von einer Komponente derselben erzeugt wird.

Diese Aufgabe ist im weitesten Sinne bei der vorgeschlagenen Einrichtung dadurch gelöst, dass der Massekörpor an einen mit dem Abtriebselement verbundenen Kurbolzaplen oder Exzenter gekoppelt ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um in einem bestimmten Teilbereich der relativen Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebselement die auf den Massekörper im Zuge seiner Umlaufbewegung wirksame Fliehkraft wenigstens teilweise daran zu hindern, über den Kurbelzapfen bzw. den Exzenter ein Drehmoment auf

. ?.123.58.6

■ν

das Abtriebselement auszuüben.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. 5

Die Erfindung ist nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen.schematischen Querschnitt durch eine erste, einfache Ausführungsform längs der Linie I - I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Axialschnitt längs der Linie II - II der Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine von der Ausführungsform der Fig. 1 hergeleitete, zweite Ausführungsvariante mit drei Massekörpern,

Fig. 4 einen Axialschnitt etwa längs der Linie IV - IV der Fig. 3,

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine dritte AusführungsVariante,

Fig. 6 einen vereinfachten Schnitt längs der Linie VI - VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Teil eines Querschnittes analog zu Fig. 5, jedoch in einer anderen relativen Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebselement,

Fig. 8 einen schematischen Querschnitt durch die Ausführungsfofm der Fig. 5, bei der jedoch die relative Lage zwischen Antriebs- und Abtriebselement im Vergleich zu Fig. 5 um 180 verdreht ist,

5
11

Fig. 9 einen schematischen Axialschnitt durch eine vierte Ausführtangs form.

Pig. IO einen Teil eines Schnittes längs der Linie X-X der Fig. 9,

Fig. 11 einen Schnitt analog zu Fig. 10, jedoch bei einer anderen relativen Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebselement,

Fig. 12 einen stark vereinfachten Axialschnitt durch eine fünfte Ausführungsform, bei der jedoch mehrere Bestandteile der besseren Uebersichtlichkeit wegen weggelassen sind,

■

Fig. 13 einen ebenfalls vereinfachten Axialschnitt durch eine sechste AusführungsVariante,

Fig. 14 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie XIV - XIV der Fig. 12,

Fig. L5 sehr schematisch die Ausführungsform der Fig. 12 in axialer Blickrichtung,

Fig. 16 einen schematischen Querschnitt durch eine siebente Ausführungsform entlang der Linie XVI - XVI der Fig. 17,

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie XVII - XVII der Fig. 16,

Fig. 18 einen schematischen Querschnitt durch eine achte Ausführungsform längs der Linie XVIII - XVIII der Fig. 19,

312358ο

Al

Fig. 19 einen schematischen Axialschnitt durch die Ausführungsform der Fig. 18,

Fig. 20 einen schematischen Querschnitt durch eine neunte Ausführungsform, etwa längs der Linie XX - XX der Fig. 21, und

Fig. 21 einen schematischen Axialschnitt der Ausführungsform der Fig. 20.

Es sei zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Die in diesen Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung besitzt als Antriebselement eine Antriebswelle 11 und als Abtriebselement eine Abtriebswelle 12, die gleichachsig zueinander angeordnet sind. Mit der Antriebswelle 11 fest verbunden ist ein Gehäuseteil 13 in der Form einer flachen, zylindrischen Dose. Ander Abtriebswelle 12 ist eine runde Kurbelscheibe 14 befestigt, auf deren Aussenumfang das Gehäuseteil 13 bei 15 drehbar gelagert ist. Im Inneren des mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten

1123.586

1$

Gehäuseteiles 13 sind zwei parallel zueinander und von der peripheren Aussenwand 15 bis beinahe zum Umfang der Kurbelscheibe 14 führende Trenn- oder Führungswände 16, 17 eingebaut. Diese Trenn- oder Führungswände 16, 17 trennen vom Innenraum 18 des Gehäuseteiles 13 eine Verdrängerkammer 19 ab. Diese Verdrängerkammer 19 ist über ein nur schematisch angegebenes*^ in der Trennwand 16 (oder 17) ausgebildetes Rückschlagventil 20 mit dem Innenraum 18 verbunden, wobei dieses Rückschlagventil nach der Verdrängerkammer 19 hin öffnet .

Zwischen den Trenn- oder Führungswänden 16 und 17 und den ebenen Stirnseiten 21, 22 des Gehäuseteiles 13, also in der Verdrängerkammer 19 ist ein in der Art eines KoI-bens ausgebildeter Verdrängerkörper 23 mit gegengleichem Aussenquerschnitt verschiebbar gelagert.

Der hohl ausgebildete Verdrängerkörper 23 besitzt in seiner Stirnseite einen Durchschlass 24 und ist an seinem dem Durchlass 24 gegenüberliegenden Ende über einen Kolbenbol-. zen 25 gelenkig an eine Pleuelstange 26 gekoppelt. Das andere Ende der Pleuelstange 26 ist an einen Kurbelzapfen

27 atigelenkt, der sich von der dem Innonrnuni 18 zucjokehrten Flachseite der Kurbelscheibe 14 parallel zur Abtricbswelle 12 nach innen erstreckt.

Im Inneren des Verdrängerkörpers 23 ist ein Massekörper

28 gefangen, der bezüglich des Verdrängerkörpers 23 beschränkt verschiebbar ist und zugleich ein Schliessteil für den Durchlass 24 bildet. Der Massekörper 28 kann ein gewisses seitliches Spiel zur Innenwand des Verdrängerkörpers 23 aufweisen, oder aber er kann - wie angedeutet, einen in seiner Mantelfläche ausgebildeten Kanal 29 mit geringem Durchlassvermögen aufweisen.

BAD ORIGINAL

312358B

Zur Beschreibung der Funktionsweise sei insbesondere auf Fig. 1 verwiesen, in der mit gestrichelten Linien verschiedene relative Verdrehungslagen der mit dem Gehäuseteil 13 mitdrehenden bzw. mitumlaufenden Teile in bezug auf die blockiert gedachte Abtriebswelle 12 dargestellt sind. Es sei angenommen, dass die Antriebswelle 11 und damit das Gehäuseteil 13 sich in Richtung des Pfeiles 30 drehen, und zwar mit der Drehzahl n. Es sei ferner angenommen, dass die Masse des Verdrängerkörpers 23 und jene der Pleuelstange 26 vernachlässigbar klein im Vergleich zu jener des Massekörpers 28 sei.

Durch die Drehung des Gehäuseteiles 13 wird der Verdrängerkörper 23 und mit ihm der Massekörper 28 zum Umlaufen um die Drehachse der Antriebswelle 11 veranlasst. Dadurch ist der Massekörper 28 stets einer Fliehkraft ausgesetzt, die proportional zum Quadrat der Umlaufzahl η und proportional zum Abstand des Schwerpunktes des Massekörpers 28 zur Achse der Antriebswelle 11 ist. Diese Fliehkraft ist stets radial in bezug auf die Achse der Antriebswelle 11 gerichtet.

In der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Relativlage bewirkt diese Fliehkraft lediglich, dass der·

2.5 Massekörper 28 mit einer relativ hohen Schliesskraft den Durchlass 24 verschlossen hält. Die auf den Massekörper 28 wirkende Fliehkraft wird vom Verdrängerkörper 23 aufgenommen und vollumfänglich auf die Pleuelstange 26 übertragen, die ihrerseits radial gerichtet ist. In dieser relativen Verdrehungslage wird daher von der Pleuelstange 26 über den Kurbelzapfen 27 noch kein Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausgeübt. Der Verdrängerkörper ist in seiner äussersten Totpunktlage.

Betrachtet man in Fig. 1 die im Uhrzeigersinn nächst-

-VS-

folgende relative Verdrehungslage zwischen Antriebswelle 11 und Abtriebswelle 12, dann erkennt man,, dass der (stillstehend angenommene) Kurbelzapfen 27 über die Pleuelstange 26 den Verdrängerkörper 23 und den darin gefangenen Massekörper 28 veranlasst hat, sich in der Verdrängerkaramer 19 radial nach innen zu verschieben. Dies ist dank dem zur Verdrängerkammer 19 hin öffnenden Rückschlagventil 20 ohne weiteres möglich. Noch immer wirkt die Fliehkraft (hier mit dem Pfeil 31 bezeichnet) auf den Massekörper 28, so dass dieser den Durchlass 24 weiterhin verschlossen hält und diese Fliehkraft damit auf den Verdrängerkörper 23 überträgt. Die Pleuelstange 26 dagegen ist nicht mehr radial gerichtet. Sie kann nur jene Komponente der Fliehkraft 31 aufnnhmen, die zu ihr gleichgerichtet und mit dem Pfeil 32 bezeichnet ist. Du* Trenn- oder Führungswände 16, 17 nehmen dagegen die rechtwinklig auf ihnen stehende Komponente 33 der Fliehkraft 31 auf.

Da die Pleuelstange 26 nicht mehr radial gerichtet ist, besitzt sie einen mit r bezeichneten Abstand von der· Achse der Abtriebswelle 12. Daher hat in dieser relativen Verdrehungslage die auf den Massekörper 28 wirkende Fliehkraft 31 zur Folge, dass über den Kurbelzapfen 27 auf die Abtriebswelle 12 ein Drehmoment ausgeübt wird, das gleich dem Produkt von r mit der Komponente 32 ist, die ihrerseits von der Masse des Massekörpers und von der Dreh/..Ui 1 der Antriebswelle abhängig ist.

Ein solches Drehmoment entsteht (allerdings in Abhängigkeit der relativen Verdrehungslage) bis der Verdrängerkörper 23 seine innerste Totpunktlage erreicht hat, wie in Fig. 1 gestrichelt nach unten weisend dargestellt ist. Die Verdrängerkammer 19 hat nun ihren grossten Rauminhalt erreicht und ist mit. Hyrlrnul i kfl üsr; i qko i \ , <\ \ ο üb"r Ί.ι·.

BAD ORIGINAL

3123585

- yr-

(geöffnete) Rückschlagventil 20 zugeflossen ist, gefüllt. Die Pleuelstange ist wieder radial, jedoch nach innen gerichtet. In dieser Verdrehungslage wird wiederum kein Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausgeübt. 5

Eilt nun das Gehäuseteil 13 der Abtriebswelle 12 weiter vor, wird eine relative Verdrehungslage erreicht, wie sie beispielsweise in Fig. 1 links nach unten weisend dargestellt ist. Die am (stillstehend gedachten) Kurbelzapfen 27 angelenkte Pleuelstange 26 drängt nun den Verdrängerkörper 23 in der Verdrängerkammer 19 radial nach aussen. Das nun geschlossene Rückschlagventil 20 lässt die • Hydraulikflüssigkeit nicht aus der Verdrängerkammer 19 entweichen. Der sich aufbauende Druck wirkt durch den Durchlass 24 hindurch auf den Massekörper 28 ein, und zwar in genau entgegengesetzter Richtung zur Fliehkraft. Der Massekörper 28 hebt sich dadurch vom Durchlass 24 ab, so dass die Hydraulikflüssigkeit die Möglichkeit hat, durch den Durchlass 24 hindurch und am Massekörper 28 vorbei (Kanal. 29) aus der Verdrängerkammer 19 zurück in den Lnnenraum 18 zu flicssen (Pfeil .34), und dies bis der Verdrängerkörper 2 3 wieder seine äusserste Totpunktlage erreicht hat. Selbstverständlich trägt der genannte, sich in der Verdrängerkammer 19 aufbauende Druck dazu bei, ein zur Drehrichtung 30 gleichsinniges Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 zu erzeugen. Vernachlässigt man aber die Wirkung dieses sich aufbauenden Druckes, kann man zeigen, dass in den relativen Verdrehungslagen, in denen die Antriebswelle 11 der Abtriebswelle .12 um zwischen 0 und 180 voreilt, von der Fliehkraft 31 bzw. von deren Komponente 32 allein ein an der Abtriebswelle 12 abgreifbares Drehmoment erzeugt wird, das von 0 (Vorei!winkel 0 ) auf ein Maximum zunimmt, um dann beim Voroilwinkel 180 wieder auf 0 abzusinken.
35

BAD ORIGINAL

Bei der Ausfuhrungsform der Fig. 1 wird somit - solange kein Gleichlauf zwischen Antriebs- und Äbtriebswelle erreicht ist - auf letztere ein Drehmoment stossweise ausgeübt, wobei die Frequenz dieser "Drehmomentstösse" proportional zur Drehzahldifferenz zwischen Antriebs- und Abtriebswelle ist.

Um diese stossweise Drehmomentübertragung bzw. - Erzeugung zu mildern, kann beispielsweise die in Fig. 3 und dargestellte Lösung gewählt werden. Hier sind im Gehäuseteil 13 in gleichmässigen Winkelabstäriden von 120 um die Achse der Antriebswelle verteilt drei Verdrangerkammern . 19, 19', 19" vorgesehen, die je einen Verdränqerkörpor 23, 23', 23" mit darin "gefangenen" Massekörpern entlui I Lon Die an den Verdrängerkörpern 23, 23', 23" angelenkten Pleuelstangen 26, 26', 26" sind alle an denselben Kurbelzapfen 27 der Kurbelscheibe 14 angelenkt.

Durch diese Anordnung befindet sich mit Sicherheit stets mindestens einer der Verdrängerkörper mit seinem Massekörper in einer Lage bezüglich der Kurbelscheibe 14, die als zwischen 0 und 180 der Abtriebswolle 12 voreilond bezeichneL werden kann, also in oinor solohon Leiqo, wo die auf den betreffenden Massekörpor einwirkende Fliolikraft, direkt ein Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausübt. Während in Fig. 3 und 4 eine Ausführung gezeigI ist, bei der drei Verdrängerkammern mit je einem Verdrängerkörper und einem Massekörper vorgesehen ist, versteht es sich von selbst, dass in ein und demselben Gehäuseteil sich auch vier oder mehr gleichartig aufgebaute Verdrangerkammern anordnen lassen.

Der Ausführungsform der Fig. 5, 6, 7 und B iiocjL (I₁Is Bestreben zugrunde, bei im wesentlichen qloiohon Aussonabmessungen des Gehäuseteiles 13 erstens die Masso ck^K

bad

312358a

Massekörpers zu vergrössern (Vergrösserung der Fliehkraft) und zweitens die Länge sowohl des Kurbelarmes des Kurbelzapfens 27 (Abstand der Achse des Kurbelzapfens von der Achse der Abtriebswelle 12) als auch die Länge der Pleuelstange 26 zu vergrössern.

Im Unterschied zu den Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und 3, 4 ist bei der Ausführungsform der Fig. 5-8 der Massekörper 28 starr mit dem massiv ausgebildeten Verdrängerkörper 23 verbunden. Die Verdrängerkammer 19 ist - bezogen auf die Achse der Antriebswelle 11 - auf der gegenüberliegenden Seite des Massekörpers 28 angeordnet. Dementsprechend ist das Rückschlagventil 20 derart ausgebildet, dass es zur Verdrängerkammer 19 hin schliesst.

Das Schliessteil 35 des Rückschlagventils 20 weist ausserdem einen Durchlass 36 mit geringem Durchlassvermögen auf, dem die Aufgabe zukommt, einen gedrosselten Strom der Hydraulikflüssigkeit vom Innenraum 18 in die Verdrängerkammer 19 zuzulassen, während die Strömung aus der Verdrängerkammer 19 heraus praktisch ungehindert verlaufen kann.

Der Massekörper 28 ist bei der Ausführungsform der Fig. 5-8 nicht nur über den starr mit ihm verbundenen Vordriincjorkörper 23 und die Führungswände 16, 17 verschiebbar geführt, sondern auch über zwei an ihm angeformten Seitenlappen 37, 38, die entlang ebenen Aussenwandteilen 39, 40 des Gehäuseteiles 13 gleiten können und ausserdem zur Masse des Massekörpers 28 beitragen.

Zur Wirkungsweise der Ausführungsform der Fig. 5-8: ■ . In Fig. 5 ist die Einrichtung in der Stellung gezeigt, in der das Gehäuseteil 13 und mithin der Massekörper 28, die Verdrängerkammer 19 mit dem .Verdrängerkörper 2 3 dem Kurbelzapfen 27 bzw. der Abtriebswelle 12 nicht voreilen

BAD ORIGINAL

(Voreilwinkel 0 ). Die Pleuelstange 26 ist gIoLch qorichtet wie ein von der Achse der Abtriebswelle 12 ausgehender Radius. Die Fliehkraft, dem der Massekörper 28 ausgesetzt ist, übt, da gleich gerichtet wie der genannte Radius, auf die Abtriebswelle 12 kein Drehmoment aus. Der Massekörper 28 befindet sich in seiner äussersten, der Verdrangerkorper 23 dagegen in seiner innersten Totpunktlage .

Eilt nun das Gehäuseteil 13 der Abtriebswelle 12 vor, z.B. um 90 , ergibt sich die in Fig. 7 dargestellte Situation. Die Pleuelstange 26 hat den Massekörper 28 veranlasst, sich der Achse zu nähern und gleichzeitig den Verdrängerkörper 23 weiter in die Verdrängerkammer 19 einzudringen. Dies geschieht praktisch ohne Widerstand, weil das nun offene Rückschlagventil 20 ja ein Heraus- . strömen der Hydraulikflüssigkeit zulässt. Auf den Massekörper 28 wirkt die Fliehkraft 31, von der die Komponente 32 über den Hebelarm r ein entsprechendes Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausübt, während die Komponente 3 3 von dem Seitenwandteil 40 bzw. der Führungswand 17 aufgenommen wird.

Diese Wirkung, nämlich die Ausübung eines Drehmomentes auf. die Abtriebswelle 12 hält an, bis kurz bevor ein Voreilwinkel von 180 zwischen Gehäuseteil 13 und Abtriebswelle 12 erreicht ist. Diese Situation ist in Fig. 8 dargestellt. Der Massekörper 28 hat seine innerste, der Verdrangerkorper 23 seine äusserste Totpunktlage erreicht, und die Pleuelstange 26 weist, ausgehend vom Kurbelzapfen 27, radial nach innen. Die Verdrängerkammer 19 weist ihren kleinsten Rauminhalt auf, und dns PiIrV-schlagventil 20 ist nun geschlossen. Die Ver dr an<j<'rk.uuiin-i 19 bleibt nur noch über den Durchlass 36 mit dem Innenraum 18 in Verbindung.

BAD ORIGINAL

IO

vs -.

Worin, ausgehend von der in Fig. 8 dargestellten Lage, cl.i.'i (!('li.'SuMcl t> 1 I ] { woiter der AbI r 1 ob.swol ] ο 12 voroi 1 1 , dann drängt die Pleuelstange den Massekörper 28 wieder nach aussen und damit den Verdrängerkörper 23 aus der Verdrängerkammer 19 heraus. Dadurch entsteht in letzterer (nach Massgabe des DurchlassVermögens des Durchlasses 36) ein Unterdruck, der der Fliehkraft, welcher der Massekörper 28 ausgesetzt ist, entgegen wirkt. Einerseits trägt dieser Unterdruck wiederum dazu bei, wenn auch in geringem Masse, dass ein gleichsinniges Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausgeübt wird und andererseits, das die resultierende, radial auf den Massekörper 28 wirkende Kraft erheblich kleiner als die reine Fliehkraft wird. Damit wird im Bereich dor Voroilwinkol 180

1¹J 360 das von dieser resultierenden Kraft ausgehende, gegensinnig auf die Abtriebswelle 12 wirkende Drehmoment auf alle Fälle kleiner als das im Bereich der Voreilwinkel 0· - 180 . Das über den gesamten Voreilwinkelbereich 0 - 360 ermittelte Integral der momentan auf die Ab-. triebswelle 12 ausgeübten Drehmomente bleibt somit positiv, d.h. gleichsinnig zur Drehrichtung 30.

Die Ausfuhrungsform der Fig. '9 - 11 ist von der Ausführungsform der Fig. 5-8 hergeleitet. Hier ist der Massekörper 28 nicht starr mit dem Verdrängerkörper 23 verbunden, sondern (vergleichbar mit der Ausführungsform der Fig. 1) in bezug auf letzteren beschränkt verschiebbar.

Zu diesem Zweck weist der hier mit einer durchgehenden Bohrung 41 versehene Verdrängerkörper 23 an seinem der Verdrängerkammer 19 abgekehrten Ende zwei seitlich abstehende Flügel 42, 43 (Fig. 10) auf. Diesen Flügeln unmittelbar vorangehend weist der Verdrängerkörper 23 eine von der Bohrung 41 ausgehende Querbohrung .44 mit be-

BAD ORIGINAL

3123

mit beschränktem Durchlassvermögen auf. Die Flügel 42, 43 sind in einer im Massekörper 28 ausgebildeten Ausnehmung 45 angeordnet, die ihrerseits so bemessen und geformt ist, dass sich der Massekörper 28 in bezug auf den Verdrängerkörper in dessen Längsrichtung beschränk! verschieben lässt. Die beiden Flügel 42, 43 sind durch je einen am Massekörper angeformten Fortsatz 46 bzw. (Fig. 10) Untergriffen, wobei im Fortsatz 46 ein weiterer, von der Ausnehmung 45 zum Innenraum 18 führender Durchlass 48 mit beschränktem Durchlassvermögen ausgebildet ist.

Der Fig. 10 lässt sich weiter entnehmen, dass das Rückschlagventil 20 ebenfalls zur Verdrängerkammer 19 hin schliesst, doch ist das Schliessteil 35 mit keinem Durchlass versehen. Die Pleuelstange 26 ist (wie in Fig. 1)· über den hier gekröpft ausgebildeten "Kolbenbolzen" 25 am Vordrängerkörper.23 angclenkt. (Fig. 9).

Aus dem Gesagten ergibt sich, dass bei dieser Ausführungsform der Massekörper 28 bzw. dessen Fortsatz 46 als "Schliessteil" wirkt, der - je nach relativer Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebswelle - die Verbindung zwischen der Querbohrung 44 und dem Durchlass 48 freigibt oder unterbindet.

Im übrigen entspricht die Bauweise der Ausführungsform der Fig. 9 - 11 weitgehend der Fig. 5-8.

Ebenso entspricht die Wirkungsweise dieser AusFührunqsform weitgehend jener der Fig. 5 - 8, mit dem Unterschied, dass im Voreilwinkelbereich 180 - 360 (beispielsweise in Fig. 11 dargestellt) das ZufHessen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum 18 in die Verdrängerkammer 19 nicht über eine Drosselstelle im Bereich des Rück-

BAD

3123 53Q Zl .»■••^{: :} ·^:"^:- ·

schlagventiles 20 erfolgt, sondern über den Durchlass 48, die Querbohrung 44 und die Bohrung 41. Dabei wird die Verbindung zwischen Querbohrung 44 und dem Durchlass 4 je nach dem Druckgefälle zwischen dem im Innenraum 18 herrschenden Druck und dem in der Verdrängerkammer 19 sich entwickelnden Unterdruck mehr oder weniger gedrosselt freigegeben.

In den Fig. 12, 14 und 15 ist sehr schematisch eine praktische Ausführungsform mit insgesamt 8 Massekörpern dargestellt, denen je ein zweigeteilter Verdrängerkörper in einer ebenfalls zweigeteilten Verdrängerkammer zugeordnet ist.

Auf der Antriebswelle 11 sitzt hier ein Zahnrad 49, das mit einem auf einer in Form einer Lagernabe 50 ausgebildeten Durchführung des Gehäuseteiles 13 sitzenden Zahnrad 51 kämmt. Im Inneren des Gehäuseteiles 13 sind zwei axial versetzt angeordnete Gruppen mit je vier ihrerseits axial versetzt angeordneten, zweigeteilten Verdrängerkammern 19,. -19'--" (Fig. 14) vorhanden, wobei in Fig. 12 der Einfachheit halber nur eine dieser Verdrängerkammern gezeichnet ist. Die Verdrängerkammern in jeder Gruppe sind untereinander jeweils um 90 verdreht angeordnet, während die eine Gruppe in bezug auf die andere Gruppe um 45 verdreht angeordnet ist. Dies geht auch aus Fig. 15 hervor, wo die Richtungen der vier Verdrängerkammern der einen Gruppe mit den gestrichelten Linien 119 angedeutet ist, und jene der Verdrängerkammern der anderen Gruppe mit den gestrichelten Linien 219.

Jeder Teil des zweigeteilten Verdrängerkörpers 23, 23' erstreckt sich in den entsprechenden Toil der zweigeteilten Verdrängerkammer 19, 19' und ist an den Seiten des Massekörpers 28 angeformt (vergl. Fig. 14). Jeder der

IS

acht Massekörper ist über je einem "Kolbenbolzen" 25 gelenkig mit einer zugeordneten Pleuelstange 26 verbunden. Die Pleuelstangen. 26 der einen Gruppe von Massekörpern sind über je ein Kugellager 52 an einen gemeinsamen, von einer Kurbelscheibe 14 ausgehenden Kurbelzapfen 27

(Fig. 12, links), die Pleuelstangen der anderen Gruppe ebenfalls über je ein Kugellager (nicht dargestell t) .in einen gemeinsamen, von einer Kurbclscheibe 14' au:j<jelienden Kurbelzapfen 27' (Fig. 12, rechts) gekoppelt. 10

Die beiden Kurbelscheiben 14, 14' sind in bezug aufeinander um 180 verdreht angeordnet. Um sicher zu stellen," dass diese um 180 verdrehte Bezugslage der beiden Kurbelscheiben 14, 14' erhalten bleibt, können die beiden Kurbelscheiben 14, 14' über einen von ihren Wellen 12, 12' ausgehenden'Getriebezug (bestehend aus Zahnrädern 53,' 54, 55, einer Welle 56 und aus Zahnrädern 55', 54', 53'), oder aber über eine an den Enden beider Kurbelzapfen 27, 27' befestigte Kurbel wange ^r>7 aneinander <jekuppelt sein. Ist die Kurbelwange 57 vorgesehen, cnll:'ci Illdie Notwendigkeit einer der Wellen 12, 12' und des Getriebezuges, so dass die verbleibende Welle 12' bzw. 12 direkt als Abtriebswelle dienen kann.

Die Bauweise jedes Satzes vom Massekörper 28 mit zugehörigem Verdrängerkorper 23, 23' und Verdrängerkammer 19, 19' entspricht im Prinzip jener der Fig. 5-8 mit dem bereits erwähnten Unterschied, dass der Verdrängerkorper und dementsprechend auch die Verdrangerkammer zweigeteilt sind, um zwischen sich den erforderlichen Raum für den Kurbelzapfen 27 und die Pleuelstange 26 x.u «rim Γ fen. Diese beiden Elemente sind nicht: wie in eier Ki q. ^r> - B axial · ι <: r'.;< ·Α.νΛ Jn bcjy.u'j auf Μ.ι.·-.:·.«-!'.'}; j<«-» , 7ι·ιΊι.ϊιγ(> ι\· <'·><,·■ > und Verdrangerkammer angeordnet, sondern praktisch in derselben Ebene. Deswegen ist auch im Massekörper eine

BAD ORfGINAL

2-2"

Aussparung 58 vorhanden, die das Pendeln der Pleuelstange 26 in bezug auf den Massekörper 28 zulässt.

Die beiden Teile 19, 19' der Verdrängerkammer stehen je über ein zu diesem hin schliessendes Rückschlagventil ?.(), 20' mit dom Innonraum 18 in Verbindung, wobei das federnd vorgespannte Schliessteil 35 jeden dieser Rückschlagventile 20, 20' mit einem Durchlass 36 mit beschränktem Durchlassvermögen versehen ist, wie in Fig. 14 unten links dargestellt.

Aus dem Gesagten ergibt sich, dass die Arbeitsweise jedes Satzes von Massekörper, Verdrängerkörper und Verdrängerkammer der Ausführungsform der Fig. 12, 14, 15 etwa jener der Ausführungsform der Fig. 5-8 entspricht. Jeder Satz übt somit über den betreffenden Kurbelzapfen eine Drehmomentkomponente auf die entsprechende Abtriebswolle 12, 12' nach Massgabe seines momentanen Voreilwinkcls in bezug auf diese Abtriebswelle auf. Es wurde bereits dargelegt, das diese Drehmomentkomponente im Voreilwinkelbereich zwischen 0 und 180 ein Maximum aufweist. Da nun in Fig. 13, 14, 15 insgesamt acht Sätze von . Massekörpern, Verdrängerkörpern und Verdrängerkammern vorhanden sind, die in bezug aufeinander um jeweils 45 verdreht angeordnet sind (vergl. Fig. 15), befindet sich stets einer oder zwei dieser Sätze im "günstigsten" Voreilwinkelbereich. Da sich nun die von den einzelnen Sätzen ausgehenden Drehmomentkomponenten überlagern, kann daher auf der Abtriebswelle 12 bzw. 12' der Ausführungsform der Fig. 12, 14, 1.5 ein praktisch stossf'roiofi Drehmoment abgenommen werden, das um so grosser ist, je höher die Drehzahl der Antriebswelle 11 bzw. des Gehäuseteiles 13 ist.

Die Fig. 13 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, die

im Prinzip von jener der Fig. 9 .- 11 abgeleitet ist und die sich besonders dazu eignet, baukastenartig beliebig viele Sätze von Massekörpern, Verdrängerkorpern und Verdrängerkammern in einer optimalen relativen Verdrehungslage axial aneinander zu reihen.

Die in Fig. 13 dargestellte Ausfuhrungsform besitzt ein •stationäres, in der Praxis beispielsweise aus mehreren, axial aneinander angeflanschten Teilen aufgebautes Gehäuse 60. An der in das Gehäuse 60 führenden Antriebswelle 11 ist. eine Antriebsscheibe 61 befestigt. Die Antriebsscheibe 61. trägt eine Aus.^enver/.nhnunq 62, die mit einem Ritzel 63 kämmt, das seinerseits auf einer im Gehäuse 60 drehbar gelagerten und zur Antriebswelle 11 parallelachsigen Welle 64 sitzt, die sich durch das ganze Gehäuse 60 erstreckt. Auf der Welle 64 sitzt ein weiteres Ritzel 65, das gleich wie das Ritzel 6 3 ist und mit einer Aussenverzahnung .66 an einer zweiten Antriebsscheibe 67 kämmt. Beide Antriebsscheiben 61, 66 sind im Prinzip gleich aufgebaut, jedoch hier (da nur zwei Antriebsschexben vorhanden) um 180 verdreht angeordnot. Die Verbindung der beiden Antriebsscheiben 61, über die IUl/.el 63, 65 und die Wolle M bietet Cew.'ihr ' dafür, dass diese um 180 verdrehte Lage erhalten hleihl.

An jeder Antriebsscheibe ist eine Verdrängerkammer 19 ausgebildet, die sich im wesentlichen radial zur Antriebswelle 11 erstreckt. Wie in Fig. 9-11 erstreckt sich in jede Verdrängerkammer 19 der zugeordnete, rohrförmige Verdrängerkörper 23, an dessen der Verdrängerkammer 19 abgekehrtes Ende je ein Massekörper 28 gekoppelt ist.

In diesen Enden der Verdrängerkörper 23 ist ein zur Antriebswelle 11 paralleler Zapfen 67' drehbar gelagert, der in axialer Richtung von der Peripherie einer Exzenterscheibe 68 absteht. Die beiden Exzenterscheiben 68 sind je drehbar in einer Ausnehmung 69 bzw. 70 drehbar qe-

BAD ORIGINAL

1 '; O I Of·

- 34 -

lagert, welche ihrerseits exzentrisch in einer ersten bzw. zweiten Abtriebsscheibe 71, 72 ausgebildet sind. Beide Abtriebsscheiben 71, 72 tragen - ähnlich wie die Antriebsscheiben 61, 66 - eine Aussenverzahnung 73 bzw. 74 und sind, wie bei 75 schematisch angedeutet, über Ritzel-Welle-Ritzel zu synchronem Lauf aneinander gelt iippel t.

An die Abtriebsscheibe 72 schliesst die aus dem Gehäuse 60 herausführende Abtriebswelle 12 an. Die Exzenterscheiben 68 in ihren·Ausnehmungen 69 bzw. 70 übernehmen hier die Funktion der in den bisherigen Ausführungsformen gezeigten Pleuelstangen und Kurbelzapfen, wobei die Länge des Kurbelarmes dem Abstand von der Mitte der Exzenterscheibe zur Achse der Abtriebswelle 12 (Pfeil 127) und die Länge der Pleuelstange dem Abstand von der Mitte der Exzenterscheibe 68 zur Achse des Zapfens 67' entspricht (Pfeil 126).

Aus dem Gesagten geht hervor, dass die Ausführungsform der Fig. 13 gewissermassen aus zwei kraftmässig parallel, jedoch geometrisch axial nacheinander geschalteten, untereinander um 180° verdreht angeordneter "Stufen" aufgebaut ist, von denen jede einzelne im Prinzip wie die Ausführungsform der Fig. 9-11 aufgebaut ist und dementsprechend funktioniert.

Bei der Ausführungsform der Fig. 16 und 17 erkennt man die Antriebswelle 11, die Abtriebswelle 12, das mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Gehäuseteil 13 und den Massekörper 28. Der Innenraum 18 des Gehäuseteils 13 ist von zwoL Kiihruncjsstancjen 76, 77 durchsetzt, atiT denen der Mat;.sekörper 28 verschiebbar gelagert ist. Die Führungsstangen 76, 77 sorgen somit auch dafür, dass der Massekörper 28 veranlasst wird, um die Drehachse der Antriebswelle 11 bzw. des

BAD ORIGINAL

83 -

Gehäuseteiles 13 umzulaufen. Ein L-förmiges Kopplungsstück 78 ist mit seinem kürzeren, zur Antriebswelle 11 parallelen Schenkel 79 bei 81 drehbar im Massekörpor qelaqert.. Der andere, rechtwinklig auf dem Schenkel 79 stehende» Schenkel. 80 des Kopplungsstückes 78 greift tcieskopartig in der Art eines Tauchkolbens in ein einerends offenes Hülsenstück 82 ein, welches die Verdrängerkammer 19 beinhaltet. Am Hülsenstück 82 ist der zur Antriebsachse 11 parallele • Kurbelzapfen 27 verankert, der seinerseits drehbar in einer Zapfenhülse 83 gelagert ist. Die Zapfenhülse 83 ist einerends fest an dem von der Abtriebswelle 12 ausgehenden Kurbelarm 14' befestigt und trägt anderenends eine im wesentlichen kreisringförmige Schliessscheibe 84, deren dem Hülsenstück -82 zugekehrte Stirnfläche' zwei ebene Flächcnabschnitte 85, 86 aufweist, von denen der Flächenabschnitt möglichst dicht am Hülsenstück 82" anliegt, während der Flächenabschnitt 86 einen Abstand zum Hülsenstück 82 hin aufweist. Grundsätzlich könnte die Schliessscheibe 84 auch nur die Form eines halben Kreisringes haben, der sich nur über den Flächenabschnitt 85 erstreckt.

Das Hülsenstück 82, in das der gegebenenfalls mit Dichtungen 87 versehene Schenkel 80 in der Art eines Tauchkolbens eingreift, weist an seinem dem Schenkel 79 abgekehrten Ende nur einen Durchlass 88 auf, der zu einem am Hülsenstück ausgebildeten Kanal 89 führt. Dieser Kanal 89 führt zu einem Einlass 90 im Bereich der Schliessscheibe 84. Dieser Einlass 90 ist durch dun Flächenabschnitt 85 verseil Lossen oder v.um Indes L snhr stark gedrosselt, uol.«.inqe in der entsprechendenrelativen Verdrehungslage zwischen Gehäuseteil 13 und Abtriebswelle 12 der Einlass 90 den Flächenabschnitt 85 bestreicht. Der Einlass 90 ist dagegen offen, wenn er den Bereich des Flächenabschnittes 86 passiert.

PAD ORIGINAL

if

- 26 -

Zur Punktionsweise der Ausführungsform der Fig. 16, 17 sei wiederum angenommen, dass sich die Antriebswelle 11 . und damit das Gehäuseteil 13 mit den Führungsstangen 76, im Sinne des Pfeiles 30 drehe, während die Abtriebswelle 12 und damit der Kurbelarm 14' mit der Zapfenhülse 83 still steho. In Fig. 1 ist die Ausgangslage dargestellt, in welcher der Winkel, um den das Gehäuseteil 13 dem Kurbelarm 14' voreilt, 0° beträgt. Bei feststehender Zapfenhülse 83 kann sich, bei drehendem Gehäuseteil 13, der Schenkel 80 und das Hülsenstück 82 nur um die mit 91 (Fig. 17) bezeichnete Achse des Kurbelzapfens 27 drehen. Dadurch wird aber sofort der Einlass 90 durch den Flächeriabschnitt 85 verschlossen, wodurch verhindert wird, dass Hydraulikflüssigkeit vom Innenraum 18 in das Innere des Hülsenteils 82 nachfliesst. Somit verhält sich das Kopplungsstück 78 zusammen mit dem Hülsenstück 82 wie eine in der Länge nicht veränderliche Pleuelstange zwischen Zapfenhülse 83 und Mciiiijt'körpcr 28. Bei zunehmendem Voreilwi nke I wird somit: der Massekörper 28 zunehmend veranlasst, sich entlang der Führungsstangen 76, 77 gegen die Achse der Antriebswelle hin zu verschieben, wobei gleichzeitig der Schenkel 80 und das Hülsenstück 82 nicht mehr mit dem Kurbelarm 14' fluchten. Da aber auf den Massekörper '28 stets eine radial von der Achse der Antriebswelle 11 weg gerichtete Fliehkraft wirkt, wird - wegen der Knicklage zwischen Schenkel 80, Hülsenstück 82 einerseits und Kurbelarm 14' andererseits - über letzteren ein zur Drehrichtung 30 gleichgerichtetes Drehmoment auf die Abtriebswelle 12 ausgeübt, etwa wie anhand J'"i<j. I erläuLei-L..
H)

Sobald aber der Winkel, um den das Gehäuse teil 13 der Antriebswelle 12 voreilt, etwa 180 erreicht hat, wird der Einlass 90 freigegeben, so dass nur Hydraulikflüssigkeit vom Innenraum 18 über den Kanal 89 in das Innere des

ORIGINAL

Hülsenstückes 82, d.h. in die Verdrängerkammer 19 nachfHessen kann. Die durch dieses und das Kopplungsstück 78 gebildete "Pleuelstange" kann somit ihre Länge nach Massgabe der· durch den Einlass 90 zuströmenden Menge an Hydraulikflüssigkeit vergrössern, der Massekörper 28 (der bis kurz vor dem Voreilwinkel 180 ■ seine achsnächste Lage erreicht hatte) kann unter der Wirkung der Fliehkraft sich wieder in seine von der Achse der Antriebswelle 11 entfernteste Lage verschieben, ohne dass dadurch über den Kurbelarm 14" ein Drehmoment auf die .Abtriebswelle 12.ausgeübt würde. Dieser Zustand hält an, bis der Voreilwinkel 360 oder wieder 0 beträgt, also bis die in Fig. 16 dargestellte Bezugslage . wieder erreicht ist.

Die beiden Ausführungsformen der Fig. 18, 19 und 20, 21 unterscheiden sich von den bisher beschriebenen Ausführungsformen im wesentlichen dadurch, dass die Mittel, um in einem"bestimmten Teilbereich der relativen Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebselement die auf den Massekörper im Zuge seiner Umlaufbewegung wirksame Fliehkraft wenigstens teilweise, daran zu hindern, über den Kurbelzapfen bzw. den Exzenter ein Drehmoment auf das Abtriebselement auszuüben, rein mechanischer Art sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 18 und 19 erkennt man die Antriebswelle 11, an der das Gehäuseteil 13 befestigt ist, die zur Antriebswelle 11 koaxiale Abtriebs-.30 welle 12, von der der Kurbelarm 14' ausgeht sowie den Massekörper 28, der längs der den Innenraum 18 des Gehäuseteils 13 quer durchsetzenden Führungsstangen 76, 77 verschiebbar und durch diese geführt ist.

Am Massekörper 28 ist ein parallel zu den Wellen 11, 12

BAD

2% -

sich erstreckender Zapfen 91 angeformt, auf dessen Ende ein nur schematisch angedeutetes Kugellager 92 montiert ist.

Am Kurbelarm 14' ist eine kreisrunde Scheibe 93 starr befestigt, deren Mittelpunkt 94 mit dem Mittelpunkt des wirksamen freien Endes des Kurbelarmes 14' zusammenfällt. Am Umfang der Scheibe 93 ist eine in Richtung der Wellen 11, 12 sich erstreckende Kulisse 95 in der Form eines Zylindersektors befestigt, die in diesem Beispiel 180 der Scheibe 93 umspannt. Der Durchmesser der Scheibe 93 bzw. der Innendurchmesser dor Kulisse und die Länge des Kurbelraumes 14' sind so gewählt, dass die am weitesten von den Wellen entfernte Stelle 95' der Kulisse 95 (Fig. 18 oben) möglichst genau dem Durchmesser der Bahn entspricht, die die Aussenfläche des Kugellagers 92 im Zuge dessen Umlaufs um die Welle 11 beschreibt.

Angenommen das Gehäuseteil 13 drehe in Richtung des Pfeiles 30. Der Massekörper 18, geführt durch die Führungsstangen 76, 77 läuft damit um die Welle 11 um. Es sei ferner angenommen, die Abtriebswelle 12 und damit auch die Scheibe sei blockiert. In der in f-'ig. 18 ge-

2^rj zeigton Stellung beginnt das Kugellager 92 die Kulisse zu untergreifen. Diese zwingt sodann bei zunehmenden Voreilen des Gehäuseteiles 13 in bezug auf die Scheibe 93, den Massekörper 28 zunhemend nach innen. Auf den Massekörper 28 wirkt aber stets die von der Drehzahl der Antriebswelle 11 abhängige Fliehkraft, die von der Kulisse 95 abgestützt wird. Damit wird aber vom Massekörper 95 über die Kulisse 95 und über den Kurbelarm 14' ein Drehmoment an der Abtriebswelle erzeugt, das von Null (Stellung der Fig. 18: Voreilwinkel 0 ) auf · ein Maximum ansteigt, um dann bei einem Voreilwinkel

IAD ORIGINAL

von 180 , d.h. wenn das Kugellager 92 den Endabschnitt, d.h. den zu den Wellen 11, 12 nächstgelegenen Abschnitt 95"' der Kulisse 95 verlässt, wieder auf Null abzusinken. Eilt die Welle 11 der Welle 12 weiter vor, verlässt das Kugellager 92 die Kulisse 95 und der Massekörper 28 gerät wieder in seine radial äusKorste . Stellung, in der das Kugellager 92 dann wieder scliiayfrei in die Kulisse eintreten kann.

Damit die Kopplung zwischen Antriebs- und Abtriebswelle 11 bzw. 12 bei keiner relativen Verdrehungslagen zwischen diesen beiden Wellen 11, 18 unterbrochen wird, ist bei dieser Ausführungsform zweckmässig ein zweiter Massekörper 28' mit Zapfen 91' und Kugellager 92' vorzusehen, wie gestrichelt in Fig. 19 angegeben. Bei dieser Anordnung wird das Kugellager 92' in dem Moment in den Anfang 95' der Kulisse 95 eintreten, wcmui das Kugellager 92 die Kulisse 95 bei¹ 95-'' verlässt. Her in Fig. 18 strichpunktiert eingezeichnete Kreis zeigt die Bahn des Mittelpunktes 94 der Scheibe 93 im Zuge einer Umdrehung der Abtriebswelle 12.

Bei der Ausführung der Fig. 20 und 21 erkennt man die Antriebswelle 11, die drehfest mit dem Gehäuseteil 13 verbunden ist und die Abtriebswelle 12, an der die Scheibe 93 mit der Kulisse 95 direkt befestigt ist. Der Massekörper 28 mit seinem Zapfen 91 und dem darauf montierten Kugellager 92 ist hier pendelfähig, d.h. verschwenkbar, auf einem vom Gehäuseteil 13 parallel y.u den Wellen 11, 12, jedoch zu diesen exzonLri sch, in den Innenraum 18 sich erstreckenden Zapfen 9 7 gelagert. Die Wirkungsweise der Ausführungsform der Fig. 20, 21 ist ähnlich wie jene der Fig. 18, 19 mit dem Unterschied, dass die durch die Kulisse 95 über das Kugellager 92 erzwungene Bewegung des Massekörpors 28

BAD ORIGINAL

Jl

3« -

nicht geradlinig wie bei der Ausführungsform der Fig. 18, 19 ist, sondern in Form einer Pendelbewegung um den Zapfen 97. Die strichpunktierte Linie 98 in Fig. 20 gibt die Bahn an, welche von der Mitte des ■3 Zapfens 91, auf dem das Kugellager 92 montiert ist, im Zuge einer Verdrehung dos Gehäuseteiles L3 um 360 relativ zu der Abtriebswelle 12 beschreibt.

Es versteht sich, dass auch hier mehr als ein Massekörper 28 vorgesehen sein kann, die alle mit ihren entsprechenden Kugellager 92 auf ein und dieselbe Kulisse 95 einwirken.

Die beschriebenen Einrichtungen sind geradezu prädestiniert, als Kraftübertragungseinheit für motorgetriebene Fahrzeuge (zu Land und zu Wasser) verwendet zu werden, obwohl auch andere Verwendungsmöglichkeiten durchaus denkbar sind. Gerade im Automobilbau lässt sich die beschriebene Einrichtung verwenden.

Dort kann sie die herkömmlichen Kupplungen (oder Drehmomentwandler) , Getriebe, ja sogar die Differentialgetriebe ersetzen, je nachdem wo und wieviele Einrichtungen eingesetzt werden. Die erzielbare Verringerung von Eigengewicht (und auch Produktionskosten) ist ebenso evident wie die erzielbare Verbesserung der Kraftübertragungs-Charäkteristik. Bei dieser Verwendung wird man zweckmässig zwischen der Motorwelle und dem Antriebselement der Einrichtung eine Drehzahl des letzteren hinaufsetzende, einfache Uebersetzungsstufe vorsehen und gegebenenfalls dem Abtriebselement eine Untersetzungsstufe nachschalten. Dies deswegen, weil die auf den bzw. die Massekörper 28 wirkende Fliehkraft mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt, so dass - bei gleichbleibendem Drehmomentbedarf - die Masse der Massekörper und damit die Ab-

3123566

messungen·der Einrichtung entsprechend reduziert werden können. In den beschriebenen Einrichtungen tritt im gesamten Schlupfbereich zwischen Antriebsund Abtriebselement - abgesehen von Lagerreibung keine Reibung auf und überdies kann auch bei Schlupf O % nicht von einem Formschluss zwischen Antriebsund Abtriebselement gesprochen werden.

Claims

PATENTANWALTS

.^ft^^J|li·^! 23 586.7 3123586

Dr. Ing. Rudolf Richard Castens, 23 Down Street,

London, W. 1., Großbritannien

Einrichtung zum Uebertragen eines Drehmomentes von einem um eine Drehachse drehenden Antriebs- auf ein drehbares Abtriebselement

PATENTANSPRÜCHE

(1./ Einrichtung zum Uebertragen eines Drehmomentes von einem um eine Drehachse drehenden Antriebs- auf ein drehbares Abtriebselement (13; 61, 66 bzw. .12), insbesondere Kraftübertragungseinrichtung in einem von einem mit Antriebsmotor angetriebenen Fahrzeug, mit wenigstens einem dem Antriebselement zugeordneten Massekörper (28), der durch das Antriebselement zum Umlaufen um die genannte Drehachse angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) an einen mit dem Abtriebselement (12) verbundenen Kurbelzapfen (27, 27") oder Exzenter (68) gekoppelt ist, wobei Mittel (19, 20, 23, 24 mit 28? 19, 20, 23 35, 36; 78, 80, 89, 90 mit 84; 91, 92 mit 93, 95) vorgesehen sind, um in einem vorbestimmten Teilbereich der relativen Verdrehungslage zwischen Antriebs- und Abtriebselement die auf dem Massekörper (28) im Zuge seiner Umlaufbewegung wirksame Fliehkraft (31) wenigstens teilweise daran zu hindern, über den Kurbelzapfen (27, 27^!) bzw. den Exzenter (68) ein Drehmoment auf das Abtriebselement (12, 12') auszuüben.

2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet -t dass der Massekörper (28) durch eine mit

19.5.1981 / . A 3461

Sa:ez

■i* -

dem Antriebselement (13) mitdrehende und im wesentlichen quer zu dessen Drehachse verlaufende Führung (16, 17; 39, 40; 76, 77) verschiebbar geführt ist.

3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekenn-

zeichnet, dass der Massekörper (28) an wenigstens einen mit diesem umlaufenden und in einer Verdrängerkammer (19;82) verschiebbaren Verdrängerkörper (23;80) gekoppelt ist, wobei Mittel (20, 24 mil: 28 bzw. 20, V>, 36j 85 mit 90) vorgesehen sind, um die Verschiebung des Verdränggerkörpers (23,80) inder Verdrängerkammer (19) in der einen Richtung zu hemmen.

4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Massekörpers durch Wände (16, 17) der Verdrängerkammer (19) gebildet ist.

5. Einrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (23) über eine Pleuelstange (26) an den Kurbelzapfen (27) gekoppelt ist .

6. Einrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrangerkammer (19, 82) in einem mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Gehäuseteil (13) angeordnet ist, oder mit einer eine' Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Vorratskammer verbunden ist.

7. Einrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (13) zugleich das Antriebselement ist.

8. Einrichtung nach Patentanspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, . dass der Verdrängerkörper (23,80) in der Art eines Kolbens ausgebildet ist, wobei ein in Abhängigkeit der relativen Verdrehungslage zwischen Antriebselement (13) und Abtriebselement (12) gesteuerter Durchlass (24? 41,44,48;90) vorgesehen ist, der von

BAD ORIGINAL

der die Bewegung des Kolbens hemmt bzw. freiaibt.

9. Einrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das der Durchlass (24; 41, 44) im Kolben selbst ausgebildet ist, wobei der in bezug auf den Kolben beschränkt beweglich angeordnete Massekörper (28) zugleich ein Schliessteil für den genannten Durchlass bildet.

10. Einrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) im Inneren des Kolbens angeordnet ist, in dessen Boden der Durchlass (24) ausgebildet ist (Fig. 1 - 4) .

11. Einrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben rohrförmig ausgebildet ist, wobei der Massekörper (28) das der Verdrängerkammer (19) abgekehrte Ende des rohrförmigen Kolbens mit Axialspiel übergreift (Fig. 9 - 11).

12. Einrichtung nach den Patentansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkammer (19) mit dem Verdrängerkörper (2 3) bezüglich der Drehachse des Antriebselementes (13) radial auf der gleichen Seite wie der Massekörper (28) angeordnet ist, wobei die Verdrängerkammer (19) über ein zu deren Innenraum hin öffnendes Rückschlagventil (20) mit dem übrigen Innenraum (18) des Gehäuseteiles (13) verbunden ist (Fig. 1 - 4).

3. Ii i nr i cn tunq nach den Patentansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkammer (19) mit dem Verdrängerkörper (23) bezüglich der Drehachse des Antriebselementes (13) im wesentlichen diametral dem Massekörper (28) gegenüber angeordnet ist, wobei

die Verdrängerkammer (19) über ein zu deren Innenraum hin schliessendes Rückschlagventil (20) mit dem übrigen Innenraum (18) des Gehäuseteiles (13) verbunden ist (Fi.g 5 - 14) .

14. Einrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) und der Verdrängerkörper (23) fest miteinander verbunden sind und über einen Pleuel (26) an den Kurbelzapfen (27) bzw. dem Exzenter des Abtriebselementes (12) gekoppelt ist. 10

15. Einrichtung nach Patentanspruch 14, dadurch gekenn- " zeichnet, dass die Verdrängerkammer (19) zusätzlich über eine Drosselstelle (36) mit dem übrigen Innenraum (18) des Gehäuseteiles (13) verbunden ist.

16. Einrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (36) im Schliessteil (35) des Rückschlagventiles (20) ausgebildet ist.

17. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, je durch eine Führung verschiebbar geführte Massekörper (28) vorgesehen sind, wobei die Führungen in gleichmässigen Winkelabständen um die Drehachse des Antriebselementes (13) verteilt angeordnet sind (Fig. 3, 4; 12, 14, 15; 13).

18. Einrichtung, nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Massekörper (28) an einen gemeinsamen, mit dem Abtriebselement (12) verbundenen Kurbelzapfen (27) oder Exzenter gekoppelt sind (Fig. 3, 4;. 12, 14, 15) .

19. Einrichtung nach Patentanspruch 17, dadurch gekenn-

-y-

zeichnet, dass die Massekörper (28) gruppenweise an je einem mit dem Abtriebselement (12,. 12') verbundenen Kurbelzapfen (27, 27¹) gekoppelt sind, wobei die Kurbelarme der Kurbelzapfen zwischen sich gleichmässige Winkelabstände bezogen auf die Drehachse des Abtriebselementes aufweisen (Fig. 12, 14, 15).

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) über zwei teleskopisch ineinander verschiebbare Teile (78, 82) an das Abtriebselement (12) gekoppelt sind, wobei das eine Teil (78) gelenkig mit dem Massekörpor (28) verbunden ist, während das andere Teil (82) den Kurbelzapfen (27) trägt, der seinerseits drehbar in einer Zapfenhülse (83) gelagert ist, die axial abstehend am freien Ende eines vom Abtriebselement (12) ausgehenden Kurbelarmes (14¹) befestigt ist. (Fig. 16, 17)

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Teil ein L-fÖrmiges Kopplungsstück (78) ist, das mit seinem zur Antriebswelle parallelen Schenkel (79) .verschwenkbar im Massekörper (28) gelagert ist, während sein zum erstgenannten Schenkel rechtwinklig stehender zweiter Schenkel (80) in der Art eines Tauchkolbens in ein einerends offenes, das andere Teil bildende Hülsenstück (82) greift, welches die Verdrängerkammer (19) beinhaltet. (Fig. 16, 17)

22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenstück (82) an dem seinem offenen Ende.

gegenüberliegenden Ende einen aus der Verdrängerkammer (19) heraus in einen Kanal (89) führender Durchlass (88) aufweist, welcher Kanal (89) in einem in der Nähe des Kurbelzapfens (27) angeordneten Einlass (90) endet, der

seinerseits durch eine an der Zapfenhülse (83) befestigte Schliessscheibe (84) gesteuert ist. (Fig. 16, 17).

23. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) mit einem Mitnehmer (91, 92) versehen ist, der in eine im wesentlichen halbkreisförmige zum Abtriebselement (12) exzentrische und mit diesem fest verbundene Kurve oder Kulisse (95) eingreift(Fig. 18, 19). .

24. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) ponde 1. l'lih i q auf einem zur Drehachse des Antriebselementes (23) parallelen, zu dieser jedoch exzentrisch angeordneten Zapfen (97) gelagert ist (Fig. 20, 21).

25. Einrichtung nach Patentanspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (28) mit einem Mitnehmer (91, 92) versehen ist der in eine im .

wesentlichen halbkreisförmige, zum Abtriebselement (12) exzentrische und mit diesem fest verbundene Kurve oder Kulisse (95) eingreift (Fig. 20, 21).