DE3701912A1 - Vorrichtung zur drehmomentuebertragung von einem hubkolbenmotor zu einem gangschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsgedämpften Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors zur Antriebswelle eines Kraftfahrzeug-Gangschaltgetriebe, mit einer zwischen den beiden Wellen angeordneten Reibungskupplung, die eine auf der Kurbelwelle drehfeste Primärschwungscheibe mit einer zur Antriebswelle drehfesten Sekundärschwungscheibe selbsttätig kuppelt.

Um die Ungleichförmigkeit des Motorlaufs von Hubkolbenmotoren zu glätten, werden ihre Kurbelwellen mit Schwungscheiben versehen. Diese Schwung­ scheiben sind aber nicht imstande, durch oszillierende Massenkräfte und Gaskräfte hervorgerufene Drehschwingungen der Kurbelwelle zu tilgen, die im nachgeschalteten Gangschaltgetriebe insbesondere bei niederen Motordrehzahlen zu unangenehmen Rasselgeräuschen führen.

Zur Dämpfung von Drehschwingungen ist es aus DE-OS 35 05 677 bekannt, zwischen eine mit der Kurbelwelle verbundene Primärschwungscheibe und eine zur Getriebe-Antriebswelle drehfeste Sekundärschwungscheibe eine fliehkraftgesteuerte Reibungskupplung einzusetzen, die im Dreh­ zahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl wirksam ist und eine hohe Reibkraft erzeugt.

In DE-OS 32 36 123 wird vorgeschlagen, zwischen die Primärschwung­ scheibe und die Sekundärschwungscheibe eine elektromagnetisch betätig­ te Reibungskupplung zu schalten, die beide Schwungscheiben drehzahl­ abhängig miteinander verbindet. Zur Kupplungssteuerung ist dabei eine aufwendige Elektronikschaltung erforderlich. Um ein zu hartes Greifen der elektromagnetisch betätigten Kupplung zu verhindern, ist zusätzlich vorgesehen, zwischen die Reibscheiben der Kupplung Öl einzuleiten, dessen Druck durch ein Regulierventil steuerbar ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Drehmomentübertragungsvorrich­ tung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine wirksame Dämpfung von Drehschwingungen über einen weiten Drehzahl­ bereich des Motors erbringt.

Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Sobald der Motor anläuft und die Antriebswelle des Gangschaltgetriebes noch still steht, fördert die Ölpumpe einen zu der Drehzahldifferenz zwischen den beiden Wellen proportionalen Ölstrom über eine Drosselblende zu einem eine Kupplungs-Reibscheibe betätigen­ den Ringkolben. Der den Ringkolben beaufschlagende Druck und damit das an der Kupplung übertragene Drehmoment steigt quadratisch mit dem Ölvolumenstrom bzw. der Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Getriebe-Antriebswelle an, so daß letztere in Umdrehungen versetzt wird und das Kraftfahrzeug anfahren kann. Die sich beim jeweiligen Fahr­ zustand einstellende Drehzahldifferenz bemißt sich nach dem an der Rei­ bungskupplung übertragenen Drehmoment, das von der benötigten Fahrleistung des Kraftfahrzeugs abhängig ist.

Konstruktive Ausgestaltungen der Erfindung und der bei ihrer praktischen Realisierung verwendeten Ölpumpe enthalten die Ansprüche 2 bis 10. Da bei hohen Motordrehzahlen eine Drehschwingungsdämpfung nicht erforder­ lich ist, ist nach Anspruch 11 vorgesehen, die Reibungskupplung dreh­ zahlabhängig zu schließen; nach Anspruch 12 wird hierfür eine flieh­ kraftbetätigte Tellerfeder verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Längsschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung,

Fig. 2 Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

An eine Kurbelwelle 1 eines nicht dargestellten Hubkolbenmotors ist eine Lagerhülse 2 koaxial angeflanscht, in der ein Kugellager 3 für das eine Ende 4′ einer zur Kurbelwelle 1 koaxialen Antriebswelle 4 eines Kraft­ fahrzeug-Gangschaltgetriebes untergebracht ist. Ein Lagerfortsatz 5 eines zylindrischen Pumpengehäuses 6 ist außen auf der Lagerhülse 2 zen­ triert, am Flansch 7 der Lagerhülse 2 mittels einer Kerbverzahnung 8 dreh­ fest und mit einer Mutter 9 axial fixiert. Das Pumpengehäuse und der unter Zwischenschaltung eines Ringes 10 mit ihm verschraubte Gehäuse­ deckel 11 bilden zusammen eine Primärschwungscheibe 12.

An eine innere Anlagefläche 13 des Gehäusedeckels 11 ist eine Reibschei­ be 14 durch einen Ringkolben 15 reibschlüssig anlegbar. Der Ringkolben 15 ist in einen ringförmigen Ölraum 16 des Pumpengehäuses 6 dicht und längsverschieblich eingepaßt. Der Ölraum 16 steht über einen aus einer äußeren Längsbohrung, einer Radialbohrung und einer inneren Längsboh­ rung gebildeten Ölkanal 17 mit der Druckseite einer Ölpumpe 18 in Ver­ bindung.

Die als Innenzahnradpumpe ausgeführte Ölpumpe 18 besteht aus einem ver­ zahnten Innenrad 19 und einem zu ihm exzentrischen, mit ihm kämmenden Hohlrad 20, das in einen Umsteuerring 21 eingepreßt ist und in ihm dreh­ bar gelagert ist. Der Umsteuerring 21 ist in eine stirnseitige Ausdrehung des Pumpengehäuses 6 zentrisch zur Kurbelwelle verdrehbar eingepaßt. Stirnseitig ist die Ölpumpe 18 durch einen mit dem Pumpengehäuse 6 ver­ schraubten Pumpendeckel 22 abgedeckt und axial fixiert.

Das Innenrad 19 der Ölpumpe 18 und die Reibscheibe 14 sind auf einer La­ geraufnahme 23 befestigt, die mit zwei Kugellagern 24 und 25 auf dem La­ gerfortsatz 5 gelagert ist. Stirnseitig ist an die durch den Gehäuse­ deckel 11 abgedichtet durchgeführte Lageraufnahme 23 eine Sekundärschwung­ scheibe 26 angeschraubt, die über einen Zentrierring 27 mit einer Ge­ häuseglocke 28 verschraubt ist und mit ihr zusammen ein Kupplungsgehäuse für eine herkömmliche, manuell betätigbare Reibungskupplung bildet. Mit der Sekundärschwungscheibe 26 wirkt eine zweite Reibscheibe 29 zu­ sammen. Sie ist mit der Antriebswelle 4 drehfest verbunden und mit einer sich an der Gehäuseglocke 28 abstützenden Tellerfeder 30 über einen Druckring 31 an die Sekundärschwungscheibe 26 zur reibschlüssigen Ver­ bindung anlegbar. Diese herkömmliche Reibungskupplung dient lediglich zum Anfahren und Gang wechseln, wogegen die zuvor beschriebene hydrau­ lische Kupplung im unteren Drehzahlbereich dauernd wirksam ist und jeweils ein der Drehzahldifferenz zwischen der Kurbelwelle 1 und der Antriebswelle 4 des Gangschaltgetriebes entsprechendes Drehmoment über­ trägt. Je nach Einstellung einer zwischen der Ölpumpe 18 und dem Öl­ raum 16 befindlichen Drosselstelle 32 lassen sich unterschiedliche, je­ weils quadratische Drehmoment-Drehzahldifferenz-Kennlinien realisieren.

Die Drehschwingungen der Kurbelwelle 1 verursachen eine pulsierende Strömung des durch die Ölpumpe 18 geförderten Ölvolumens und werden durch die auf den Ölstrom einwirkenden Widerstände gedämpft. Eine solche Drehschwingungsdämpfung ist im oberen Drehzahlbereich des Motors überflüssig. Deshalb wird dort die hydraulische Reibungskupplung durch Fliehmassen geschlossen, um einen starren Durchtrieb sicherzustel­ len. Hierzu ist in den Ölraum 16 an seiner Innenseite eine Tellerfeder 33 eingespannt, die an ihrem radialen Außenrand eine Ringmasse 34 trägt. Die mit der Kurbelwellendrehzahl umlaufende Tellerfeder 33 biegt sich durch Fliehkraft zum Ringkolben 15 hin und schließt über ihn ab einer vorwählbaren Motordrehzahl die Reibungskupplung. Anstelle des Ringkol­ bens 15 ist auch eine mit der Reibscheibe 14 zusammenwirkende Rollmem­ bran einsetzbar.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur schwingungsgedämpften Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors zur Antriebswelle eines Kraft­ fahrzeug-Gangschaltgetriebes, mit einer zwischen den beiden Wellen angeordneten Reibungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (4) die Reibscheibe (14) einer hydraulisch betätigba­ ren Reibungskupplung und zugleich eine Ölpumpe (18) antreibbar ist, die einen mit der Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle (4) und der Kurbelwelle (1) progressiv ansteigenden Öldruck auf die Reib­ scheibe (14) gibt und auf sie eine entsprechende Anpreßkraft ausübt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl­ pumpe (18) in einem an der Kurbelwelle (1) befestigten Pumpengehäuse (6) gelagert ist, das zusammen mit einem daran angeschraubten Ge­ häusedeckel (11) die Primärschwungscheibe (12) bildet, mit der die Reibscheibe (14) bei Druckbeaufschlagung reibschlüssig verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (4) eine zweite, mechanisch betätigbare Reib­ scheibe (29) drehfest verbunden ist, die mit einer zur ersten Reib­ scheibe (14) drehfesten Sekundärschwungscheibe (26) reibschlüssig verbindbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (18) die Reibscheibe (14) und die Sekundärschwungscheibe (26) durch eine Lageraufnahme (23) starr miteinander verbunden sind, wobei die Lageraufnahme (23) auf einem Lagerfortsatz (5) des Pumpen­ gehäuses (6) gelagert ist, der seinerseits auf einer an der Kurbel­ welle (1) zentrisch angeflanschten Lagerhülse (2) zentriert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebswelle (4) an ihrem einen Ende (4′) in der Lagerhülse (2) ge­ lagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (18) als Innenzahnradpumpe mit einem zur Kurbelwelle (1) zentrischen Innenrad (19) und einem mit ihm kämmenden, exzentrischen Hohlrad (20) ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohl­ rad (20) an seinem Außenmantel in einem im Pumpengehäuse (6) zentrier­ ten, verdrehbaren und axialfixierten Umsteuerring (21) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsteuer­ ring (21) mehrere gegeneinander versetzte Drosselbohrungen enthält, die über einen Ringkanal und Radialbohrungen des Pumpengehäuses miteinander in Verbindung stehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Um­ steuerring einen Anschlag zur Begrenzung seiner Drehbewegung aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylin­ drische Pumpengehäuse (6) in seinem radialen Außenbereich einen ring­ förmigen Ölraum (16) aufweist, der durch einen auf die Reibscheibe (14) einwirkenden Ringkolben (15) oder eine Rollmembran druckdicht abgedeckt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ölraum (16) Fliehmassen angeordnet sind, die die Reibungskupplung über den Ringkolben drehzahlabhängig schließen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ölraum (16) eine Tellerfeder eingespannt ist, deren am Außenrand angeordne­ te Ringmasse durch Fliehkraft an dem Ringkolben zur Anlage gebracht wird und die Reibungskupplung drehzahlabhängig schließt.