DE3220572C2 - Fliehkraftkupplung für Motorfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fliehkraftkupplung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Kupplung, wie sie beispielsweise durch die DE 27 07 791 A1 bekannt ist, ist als reine Fliehkraft-Kupplung, also so ausgebildet, daß sie bei niedrigen Drehzahlen aus- und bei höheren Drehzahlen eingekuppelt ist. Eine willkürliche, zusätzliche Betätigung der Kupplung, etwa mit Hilfe eines Pedals, besteht nicht.

Eine Fliehkraftkupplung dieser Bauart hat mehrere Nachteile. So wird die volle Kupplungskraft, also die Anpreßkraft der Kupplungsbeläge gegeneinander, bei der die volle Leistung über die Kupplung übertragbar ist, erst bei höheren Drehzahlen erreicht; dabei ist es mithin nicht oder nur sehr unwirtschaftlich möglich, das Fahrzeug in einem Kupplungs-Drehzahlbereich zu betreiben, der unterhalb dieser Drehzahl liegt. Auf diese Weise können niedrige und damit brennstoffsparende Motordrehzahlen oft nicht ausgenutzt werden. Ferner ist bei der genannten Fliehkraftkupplung eine besondere Kupplungs-Blockierungseinrichtung dann erforderlich, wenn der Motor durch ein Anschieben des Fahrzeuges über die Antriebsräder und damit über die Kupplung angelassen werden soll oder muß. Schließlich sind bei einer reinen Fliehkraftkupplung, wie sie oben dargestellt worden ist, die Auskupplungskräfte bei höheren Motordrehzahlen in dem Falle sehr hoch, daß über die dargestellte Bauart hinaus dennoch ein Kupplungspedal zusätzlich angebracht werden sollte. In diesem Falle muß nämlich das Auskuppeln entgegen der vollen Wirkung der Eingriffskräfte der Flieh-Gewichte erfolgen und die notwendige Pedalkraft würde unzumutbar hoch sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Fliehkraftkupplung dahingehend zu verbessern, daß sie zusätzlich als pedalbetätigte Kupplung wirken kann, wobei aber lediglich normale Pedalkräfte anzuwenden sind und wobei eine besondere Blockierungseinrichtung wegfallen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Sinnvolle, jedoch nicht unbedingt notwendige Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 und 3 enthalten.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplung kann in der ersten Stellung der Zwischenplatte, in der die radialen Verengungen in ihrem breitesten Abschnitt gleich der Breite der Fliehgewichte sind oder in der mit der Zwischenplatte starr verbundene Anschläge an der Druckplatte anstoßen, bei niedrigen Motordrehzahlen die volle Kraft der Kupplungsfedern auf die Druckplatte übertragen. Auf diese Weise sind keine besonderen Blockierungseinrichtungen für den Fall notwendig, daß der Fahrzeugmotor durch ein Anschieben des Fahrzeugs angelassen werden soll.

In der zweiten Stellung der Zwischenplatte wird eine Kraftbeaufschlagung der Druckplatte und damit ein Einkuppeln der Kupplung dadurch bewirkt, daß die Fliehgewichte - im Gegensatz zu dem nachfolgend beschriebenen Zustand in der dritten Stellung der Druckplatte - innerhalb der radialen Verengungen noch eine Bewegungsmöglichkeit nach außen haben. Bei zunehmender Motordrehzahl drängen die Fliehgewichte somit innerhalb der radialen Verengungen nach außen und beaufschlagen dabei die Druckplatte.

In der dritten Stellung der Zwischenplatte kann auch bei hoher Drehzahl der Kupplung dadurch leicht mit dem Pedal ausgekuppelt werden, das die radialen Verengungen, in denen sich die Fliehgewichte befinden, durch die Stellung der Zwischenplatte so verbreitert sind, daß sie breiter sind als die Fliehgewichte; die Bewegungsmöglichkeit der Fliehgewichte nach außen ist mithin begrenzt worden. Auf diese Weise wird die Eingriffskraft der Fliehgewichte aufgehoben. Die Pedalkraft muß somit lediglich die Federkraft der Kupplungsfedern überwinden.

Eine pedalbetätigte Kupplung, die zusätzliche Fliehgewichte enthält, ist beispielsweise der US 21 96 475 zu entnehmen. Bei der Kupplung nach dieser Druckschrift ist jedoch eine Zwischenplatte nicht vorgesehen und auch die Druckplatte ist nur in zwei Stellungen verbringbar, nämlich in eine Stellung, in der sie die Kupplungsscheibe andrückt und die Kupplung damit einrückt und eine zweite Stellung, in der die Kupplung ausgekuppelt ist. Die Fliehgewichte dienen dort nicht der Wirksamkeit in einer zweiten Stellung, sondern ausschließlich dazu, die Einrückkraft der dortigen Kupplungsfedern bei hohen Drehzahlen zu verstärken.

Die GB 947 408 zeigt eine Fliehkraftkupplung, die nur bei höheren Drehzahlen einkuppelt, aber bei niedrigen Drehzahlen automatisch auskuppelt. Daneben kann auch pedalbetätigt aus-, nicht jedoch eingekuppelt werden. Zum sogenannten "Motorbremsen" bei Bergabfahrten sowie beim Anschieben des Fahrzeuges sind bestimmte, dort im einzelnen dargestellte Mittel erforderlich. Auch hier ist somit keine Zwischenstellung vorgesehen, in der die an sich pedalbetätigte Kupplung als Fliehkraftkupplung wirken könnte. Sinngemäß dasselbe gilt für die US 23 68 299. Auch dort bewirken die Fliehgewichte ein Einkuppeln bei hoher Motordrehzahl und nur hilfsweise - mit Hilfe eines zweiten Pedales - kann auch direkt eingekuppelt werden.

Schließlich beschreibt die GB 948 022 eine Kupplung, bei der sowohl ein pedalbetätigtes Ein- und Auskuppeln möglich ist als auch ein Verstärken der Einrückkraft durch Fliehgewichte. Die pedalbetätigte Einrückkraft ist relativ klein und reicht nur für eine sehr begrenzte Drehmoment-Übertragung. Erst dann, wenn die Drehzahl steigt und damit die Wirkung der Fliehgewichte eintritt, wird eine entsprechend höhere Drehmomentübertragung möglich. Auch hier sind mithin nicht drei genau definierte Stellungen möglich, wobei bereits beim Stillstand des Motors die volle Drehmomentübertragung in einer der Stellungen möglich wäre.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise beschrieben; wobei weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile hervortreten werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Endansicht einer Kupplung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 mit der Darstellung des Lösemechanismus in einer ersten Lage,

Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2, jedoch mit der Darstellung des Lösemechanismus in einer zweiten Lage,

Fig. 4 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 3 mit der Dar­ stellung des Lösemechanismus in einer dritten Lage und

Fig. 5 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 mit der Dar­ stellung einer ein wenig abgeänderten Kupplung entsprechend der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Motorschwung­ rad, welches mit einem Starterrand 2 versehen ist. Ein Kupplungsdeckel 3 ist sicher auf das Schwungrad geschraubt. Eine herkömmliche Scheibe 4 mit einem Reibbelag 5 liegt zwischen einer Reibfläche 6 auf dem Schwungrad 1 und einer Reibfläche 7 auf einer Druckplatte 8, welche nicht drehbar, jedoch axial verschiebbar mit dem Schwungrad 1 verbunden ist.

Die Druckplatte 8 wird durch Federn 9 vom Schwungrad weg vorgespannt. Die Scheibe 4 ist mit einer Nabe 10 versehen, welche über Keile mit der Eingangswelle 11 eines Getriebes verbunden ist.

Zwischen dem Kupplungsdeckel 3 und der Druckplatte 8 befin­ det sich eine Platte 12, die an drei Kupplungsarmen 13 hängt, welche ihrerseits schwenkbar auf bekannte Weise mit dem Kupplungsdeckel 3 verbunden sind. Die Schwenkachsen 14 der Arme 13 sind mit Muttern 16 an Einstellschrauben 15 befestigt. Druckfedern 17 sind zwischen dem Kupplungsdeckel 3 und der Platte 12 befestigt und drücken letztere in Rich­ tung auf die Druckplatte 8. Ein Versetzen der Platte 12 gegen die Kraft der Federn 17 in Richtung auf den Kupplungsdeckel 3 wird durch Verschwenken der Kupplungsarme 13 im Gegenuhrzei­ gersinn erzielt (bei Betrachtung von Fig. 2-4), was durch eine axiale Verschiebung einer herkömmlichen Hülsen-montier­ ten Löselagerung 18 erfolgt (Fig. 3 und 4), welche mit einer Kupplungsgabel 19 zusammenwirkt.

In den Räumen zwischen der Druckplatte 8 und der Platte 12 befinden sich Fliehkraftgewichte 21, welche radial beweglich sind. Die Gewichte 21 bestehen aus einem ersten Metallzylin­ der 22 und einem zweiten Metallzylinder 23, welcher kürzer ist als der erstgenannte Zylinder und drehbar auf Nadel­ lagern desselben gelagert ist. Der Zylinder 23 liegt in einer Nut 24 der Druckplatte. Der Zylinder 22 sieht Schaft­ enden für den Zylinder 23 vor und ruht auf den Rändern der Nut 24. Die Tiefe der Nut ist hier größer als der Unter­ schied zwischen den Radien der Zylinder, so daß der Außen­ zylinder frei drehen kann. Wenn er sich in den Räumen 20 bewegt, kann er gegen das Wandelement 25 der Platte 12 rollen. Die Platte 12 hat äußere Grenzwände 26, welche an einer Anschlagfläche 27 enden.

Mittels eines Betätigungszylinders 28, der in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, kann die Kupplungsgabel 19 so gesteuert werden, daß die Kupplung in drei verschiedenen Betriebs­ zuständen eingestellt werden kann. In einem ersten Zustand, welcher in Fig. 2 dargestellt ist, werden die Kupplungs­ arme 13 nicht durch die Löselagerung (nicht dargestellt) beeinträchtigt, und zwar mit dem Resultat, daß die Federn 17 über die Platte 12 mit ihrem Anschlag 27 die Druckplatte 8 gegen die Scheibe drücken. In dieser Lage funktioniert die Kupplung als eine herkömmliche Einzelscheiben-Trocken­ scheibenkupplung mit konstantem Druck auf der Druckplatte.

Fig. 3 zeigt die Kupplung in einer Lage, in der die Kupp­ lungsarme 13 ein wenig aus der Lage gemäß Fig. 4 im Gegen­ uhrzeigersinn verschwenkt sind. In dieser nun von der Plat­ te 12 eingenommenen Lage ist der Abstand zwischen den Wand­ elementen 25 und der Druckplatte 8 so, daß die Federn 9 zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte die letztere bei Leerlaufgeschwindigkeiten außer Eingriff mit der Schei­ be drücken kann, wenn die Fliehkraftgewichte 21 sich in ihrer radial inneren Lage befinden. Wenn die Drehzahl zunimmt, werden die Fliehkraftgewichte 21 graduell nach außen ge­ drückt, und durch Zusammenwirkung mit den Wandelementen 25 drückt die Druckplatte 8 gegen die Scheibe. Wenn die Betriebsgeschwindigkeit und der volle Eingriff erreicht worden sind, wird die Maximalkraft auf die Druckplatte durch die Federn 17 bestimmt. In diesem Fall sollte ein Spalt einerseits zwischen den Gewichten 21 und der Wand 26 und andererseits dem Anschlag 27 und der Druckplatte 8 vorhanden sein, wie dies in Fig. 3 durch die Buchstaben a und b angegeben ist, bevor der volle Eingriff erreicht wird. So wirkt gemäß Fig. 3 die Kupplung als Fliehkraft­ kupplung.

In Fig. 4 sind die Lösearme ein wenig weiter im Gegenuhr­ zeigersinn aus der Lage gemäß Fig. 3 verschwenkt. In dieser Lage stößt die Platte 12 gegen den Kupplungsdeckel 3, die kleinste Breite der Räume 20 ist größer als die aktive Breite der Gewichte, d. h. es befindet sich ein Spiel c zwischen den Gewichten 21 und den Wandelementen 25, wenn die Gewichte sich in ihrer radial äußersten Lage befinden. Hier funktioniert die Kupplung als eine herkömmliche Kupplung mit gelöster Scheibe, wobei die Lösekraft von den Federn 17 unabhängig ist.

In Fig. 5 ist die Kupplung in ein wenig geänderter Form dargestellt, und zwar im Betriebszustand der Fig. 2. Hier hat die Platte 12 kein Gegenstück zur Wand 26 der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Statt dessen wird der Kupp­ lungsdeckel 3 so radial nach innen abgebogen, daß dessen Wandabschnitt 50 als begrenzende Anlagefläche für die Zentri­ fugalgewichte in ihrer radial äußersten Lage dient, d. h. die Lage entsprechend Fig. 4. In der Lage der Fig. 5 stoßen die äußeren Abschnitte 51 zwischen den Gewichten direkt gegen die Druckplatte 8. Die äußeren Abschnitte 51 haben so dieselbe Funktion wie die Anschlagflächen 27 der zuvor be­ schriebenen Ausführungsformen. Alternativ kann die Druckkraft von der Platte 12 auf die Druckplatte 8 über die Gewichte 22 in einer radial innersten Lage übertragen werden, um den Be­ triebszustand gemäß Fig. 2 zu erreichen. Der Vorteil der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform gegenüber der in Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß die Kupplung leichter auszugleichen ist, wenn der Kupplungs­ deckel als eine äußere Begrenzungsanschlagfläche verwendet wird, da der Deckel 3 mit dem Schwungrad 1 fest verbunden ist und nicht federaufgehangen ist wie die Platte 12.

Claims (3)

1. Fliehkraftkupplung für Motorfahrzeuge mit

• - einem angetriebenen Kupplungselement (1), zum Beispiel einem Schwungrad,
• - einem mit dem Kupplungselement verbundenen und mit ihm umlaufenden Kupplungsdeckel (3),
• - einer im Kupplungsdeckel unverdrehbar aber axial gegenüber dem Kupplungsdeckel (3) verschiebbar gelagerten und weg vom Kupplungsdeckel durch Federn (17) vorgespannten Zwischenplatte (12),
• - einer axial verschiebbaren Druckplatte (8), zwischen der und dem angetriebenen Kupplungselement (1) eine mit Reibbelägen versehene und mit der Abtriebswelle verbundene Kupplungsscheibe (4) klemmbar ist sowie
• - mit Fliehgewichten (21, 22, 23), die zwischen der Druckplatte (8) und der Zwischenplatte (12) in radialen Verengungen (20, 24, 25) angeordnet sind und die Druckplatte (8) bei erhöhter Motordrehzahl auf das Kupplungselement (1) zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß eine frei betätigbare Kupplungsauslösevorrichtung (13, 28) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Zwischenplatte (12) in drei unterschiedliche axiale Stellungen bringbar ist und zwar
• - in eine erste Stellung, in der die Zwischenplatte (12) - von den Kupplungshebeln (13) unbeeinflußt - durch die Federn (17) voll an die Druckplatte (8) angedrückt ist, die ihrerseits die Kupplungsscheibe (4) zwischen sich und dem Kupplungselement (1) festklemmt,
• - in eine zweite Stellung, in der die Zwischenplatte (12) von der Druckplatte (8) entgegen der Kraft der Federn (17) abgehoben ist, während die Fliehgewichte (21, 22, 23) in den radialen Verengungen (20, 24, 25) noch Raum nach außen haben, und
• - in eine dritte Stellung, in der die Zwischenplatte (12) von der Druckplatte (8) noch weiter abgehoben ist und die Fliehgewichte in den radialen Verengungen (20, 24, 25) keinen Raum mehr nach außen haben.

2. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fliehkraftgewicht (21) aus zwei konzentrisch angeordneten Zylinderelementen (22, 23) besteht, die relativ zueinander drehbar sind und von denen das innere Zylinderelement (22) axial länger ist als das äußere Zylinderelement und auf den Rändern bzw. Kanten einer Radialnut (24) der Druckplatte aufliegt, wobei die Tiefe der Radialnut größer ist als der Unterschied zwischen den Radien der Zylinderelemente (22, 23) und wobei das äußere Zylinderelement direkt vor dem Ende (25) der radialen Verengung angeordnet ist.

3. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsdeckel (3) einen Grenzanschlag bildet, welcher die radial äußere Lage der Fliehkraftgewichte (21) bestimmt.