DE3840484C2 - - Google Patents

Description

Antriebsverbindung mit einer ein Überholen erlaubenden Freilaufeinrichtung und einem Torsionsschwingungsdämpfer zwischen einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor und einem nachgeordneten Getriebe.

Aus der DE-PS 9 39 310, Abb. 1, ist eine Wellenkupplung zwischen dem Dieselmotor eines Kraftfahrzeuges und nachgeordnetem Getriebe bekannt, die eine Schwingungsdämpfungseinrichtung zur Vermeidung von Torsionsschwingungen aufweist, welche mit einer Rutschkupplung als Überlastkupplung zusammenwirkt. Eine Freilaufeinrichtung ist dabei jedoch nicht vorgesehen, so daß dort die zu lösenden Probleme nicht auftreten.

Aus der GB-PS 2 07 237 ist eine Kupplung zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei es sich bei der Kupplung um eine Reibungskupplung handelt, der eine Freilaufeinrichtung zugeordnet ist. Die Kupplung dient nicht als Überlastschutz sondern als Hauptkupplung. Eine Torsionsschwingungsdämpfung ist nicht vorgesehen.

Aus der DE-AS 11 42 113 ist eine Freilaufeinrichtung insbesondere für hydrodynamische Kupplungen in Fahrzeugen bekannt. In Verbindung mit dieser Lösung wird erwähnt, daß z. B. Drehschwingungen zu einer Zerstörung der Freilaufeinrichtung führen können. Zur Beseitigung dieses Problems wird dort aber eine spezielle Konstruktion der Freilaufeinrichtung vorgeschlagen.

Des weiteren ist es bei Kraftfahrzeug-Antrieben z. B. von Gyrobussen oder Hydrobussen mit Bremsenergie-Rückgewinnung bekannt, zwischen Verbrennungsmotor und nachgeordnetem Getriebe eine Freilaufeinrichtung und einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen. Die Freilaufeinrichtung dient dazu, sicherzustellen, daß der Verbrennungsmotor während eines Bremsvorganges nicht mitgeschleppt wird. In einem solchen Fall kann daher nahezu die gesamte Bremsenergie einem entsprechenden Energiespeicher zugeführt werden. Diese gespeicherte Energie wird für Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeuges dem Speicher wieder entnommen, und zwar so lange, wie die gespeicherte Energie für den Beschleunigungsvorgang ausreicht. In diesem Moment wird dann der Verbrennungsmotor zur weiteren Beschleunigung hinzugezogen. Dabei kann es in ungünstigen Fällen zu einer nicht unerheblichen Belastung der Freilaufeinrichtung kommen, denn beim erneuten Einsatz des Verbrennungsmotorbetriebes treten durch Abfangen der Motordrehzahl Drehmomentspitzen auf. Ein solches unvermeidbares Auftreten besagter Drehmomentspitzen kann schlimmstenfalls zur Zerstörung der Freilaufeinrichtung führen.

Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß besagtes Problem nicht nur bei Kraftfahrzeug-Antrieben mit Bremsenergierückgewinnung auftritt, sondern generell bei Antrieben mit Torsionsschwingungsdämpfer und Freilaufeinrichtung, bei denen der Verbrennungsmotor beim Schubbetrieb nicht mitgeschleppt werden soll. Auch in diesem Fall treten die erwähnten Probleme im Bereich der Freilaufeinrichtung auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Beschädigung oder gar Zerstörung der Freilaufeinrichtung aufgrund auftretender überhöhter Drehmomentspitzen ver­ meidbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Antriebsverbindung mit Merkmalen der im des Anspruch 1 angegebenen Art gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Überlastschutzeinrichtung für die Freilaufeinrichtung, und zwar in Form einer Rutschkupplung mit Ausbildung ihrer Einzelheiten und ihrer Anordnung so, wie im Anspruch 1 angegeben, ist sicher­ gestellt, daß die Freilaufeinrichtung nicht überlastbar ist. Die Rutschkupplung ist hinsichtlich ihrer wirksamen Kraft auf das von der Freilaufeinrichtung übertragbare Grenzdrehmoment abgestimmt eingestellt, so daß auftretende Drehmomentspitzen zu einem Durchrutschen der am Torsionsschwingungsdämpfer angeordneten Mitnehmerscheibe führen.

Im übrigen ergibt sich durch die erfindungsgemäße Zuordnung von Freilaufeinrichtung, Torsionsschwingungsdämpfer und Rutschkupplung eine einfach realisierbare und wenig Bauraum erfordernde Antriebsverbindung zwischen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor und nachgeordnetem Getriebe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 je einen Ausschnitt aus einem Beispiel der erfindungsgemäßen Antriebsverbindung, halb im Schnitt und halb in Ansicht.

In beiden Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile der Übersichtlichkeit wegen mit gleichen Bezugszeichen angezogen.

In Fig. 1 sind schematisch ein Kraftfahrzeug-Verbrennungsmo­ tor 1 und ein diesem nachgeordnetes Getriebe 2 dargestellt. Zwischen der Eingangswelle 3 des Getriebes 2 und der Kurbel­ welle 4 des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors 1 erstreckt sich die erfindungsgemäße Antriebsverbindung. Die vorbe­ schriebenen Teile 1 bis 4 sind in Fig. 2 der Übersichtlich­ keit wegen nicht eingezeichnet.

Die besagte Antriebsverbindung besteht aus einer in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellten Freilaufeinrich­ tung 5, einem insgesamt mit 6 bezeichneten Torsionsschwin­ gungsdämpfer und einer insgesamt mit 7 bezeichneten Rutsch­ kupplung, die die Überlastschutzeinrichtung für die Frei­ laufeinrichtung 5 bildet. Die Freilaufeinrichtung 5 hat einen im Kraftfahrzeugbau an sich bekannten Aufbau und dient gene­ rell dazu, daß der Verbrennungsmotor 1 während eines Brems­ vorganges oder beim Schubbetrieb nicht mitgeschleppt wird. Eine solche Freilaufeinrichtung ist auch als Überholkupp­ lung zu bezeichnen.

Wie aus der Zeichnung gut ersichtlich, bildet die Rutsch­ kupplung 7 zusammen mit der Freilaufeinrichtung 5 und dem Torsionsschwingungsdämpfer 6 eine kompakte Baueinheit. Die Freilaufeinrichtung 5 erstreckt sich mit ihren nicht darge­ stellten Organen zwischen einer Momentenübertragungshülse 8 und dem Zentralkörper 9 des Torsionsschwingungsdämpfers 6. Die Momentenübertragungshülse 8 ist fest, z.B. durch einen Schrumpfverband mit einem Lagerzapfen 10 verbunden, der mit­ tels eines Rollen- oder Kugellagers 11 koaxial zur Achse der Kurbelwelle 4 in der Nabe einer Scheibe 12 gelagert ist, de­ ren Bewandtnis weiter hinten noch näher erläutert ist. Der Lagerzapfen 10 und die Momentenübertragungshülse 8 bilden das Kraftübertragungsorgan und zentrierende Lagerorgan zur Eingangswelle 3 des Getriebes 2. Die zentrierende Lagerung der Eingangswelle 3 erfolgt über deren vorderen Zentrierzap­ fen 13, der in eine entsprechend angepaßte Lagerbohrung 14 im Lagerzapfen 10 eintaucht. Die Kraftübertragung von der Momentenübertragungshülse 8 zu der Eingangswelle 3 erfolgt über eine sogenannte Keilverzahnung, deren Nuten 15 außen achsparallel an der Eingangswelle 3 und deren zugehörige Keilverzahnung 16 an der Innenwand der Momentenübertragungs­ hülse 8 ausgebildet sind. Der Zentralkörper 9 des Torsions­ schwingungsdämpfers 6 ist mittels zweier Rollen- oder Kugel­ lager 17 bzw. 18, die außen jeweils durch einen angeschraub­ ten Deckel 19 bzw. 20 und Dichtungen 21 bzw. 22 abgedeckt sind, drehbar auf der Momentenübertragungshülse 8 gelagert.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 6 ist ein seinem Aufbau nach für Kraftfahrzeugantriebe bekanntes Bauteil und deshalb nicht in allen Einzelheiten dargestellt. Wesentlich für das Verständnis der Erfindung ist lediglich jenes Merkmal des­ selben, nämlich, daß dieser durch eine Mitnehmerscheibe 23 ergänzt ist, die gleichzeitig ein Teil der Rutschkupplung 7 und kraftübertragendes Organ von letzterer zum Torsions­ schwingungsdämpfer ist. Die Mitnehmerscheibe 23 kann in be­ liebiger Art und Weise in bzw. am Torsionsschwingungsdämpfer 6 angeordnet und befestigt sein. Die Mitnehmerscheibe 23 er­ streckt sich in jedem Fall in einer senkrecht zur Rotations­ achse 24 der Baugruppe stehenden Ebene. Auf diese Mitnehmer­ scheibe 23 wirken die an der das Motorantriebsmoment über­ tragenden Scheibe 12 angeordneten Druckplatten 25, 26 der Rutschkupplung 7 mit einer auf das von der Freilaufeinrich­ tung 5 übertragbare Grenzdrehmoment abgestimmt eingestellten Kraft ein. Die Druckplatte 25 ist an der Stirnseite 27 der Scheibe 12 planaufliegend abgestützt und koaxial durch einen Ringbund 28 an letzterer fixiert. Die Druckplatte 26 er­ streckt sich parallel zur Druckplatte 25 mit gewissem axia­ lem Abstand. Beide Druckplatten 25, 26 nehmen zwischen sich die Mitnehmerscheibe 23 auf und sind mittels mehrerer am Um­ fang verteilter Schrauben 29 an der Scheibe 12 verdrehungs- und mitnahmegesichert befestigt. Wie ein Vergleich der beiden Fig. 1 und 2 zeigt, sind gewisse unterschiedliche Ausführungsmöglichkeiten im Detail durchaus möglich. So kann es sich bei der Scheibe 12 - wie in Fig. 2 gezeigt - um das Schwungrad bzw. die Schwungscheibe des Verbrennungsmotors 1, oder - wie in Fig. 1 gezeigt - um die Kupplungsplatte einer schaltbaren Trockenkupplung 30 handeln. Im zuletzt genannten Fall ist an der Scheibe 12 ein Kupplungsbelag 31 angeordnet, mit dem die ein- und ausrückbare Kupplungsscheibe 32 zusam­ menwirkt, auf welche das Motorantriebsmoment von der Kurbel­ welle 4 her übertragen wird.

An der Mitnehmerscheibe 23 können - wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt - beiderseits derselben Reibbeläge 33, 34 befe­ stigt sein, mit denen die Druckplatten 25, 26 zusammenwir­ ken. Alternativ hierzu ist es jedoch ohne weiteres auch mög­ lich, die besagten Reibbeläge an den Druckplatten 25, 26, jeweils an den der Mitnehmerscheibe 23 zugewandten Seiten anzubringen. Die Druckplatten 25, 26 können mittels der Schrauben 29 direkt fest an die Mitnehmerscheibe 23 bzw. de­ ren Reibbeläge 33, 34 angepreßt sein, wobei die erforderli­ che Vorspannkraft durch Federn 36 bestimmt wird und diese dann im Betrieb auf gleichbleibendem Wert bleibt. Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt. Die Vorspannkraft kann durch Austausch der Federn 36 geändert werden. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Druckplatten 25, 26 der Rutschkupplung 7 mittels der Schrau­ ben 29 über zwischengeschaltete Druckfedern 35 fest an die Mitnehmerscheibe 23 bzw. deren Reibbeläge 33, 34 anzupres­ sen, wobei in diesem Fall die Anpreßkraft über eine entspre­ chende Einstellung der Federvorspannkraft bei Montage über die Schrauben eingestellt wird und diese so eingestellte Fe­ dervorspannkraft im Betrieb gleich bleibt.

Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, jene der beiden Druckplatten der Rutschkupplung 7, die nicht an der an­ triebsmomentübertragenden Scheibe 12 angeschlossen ist, also die Druckplatte 26, an einen Mechanismus anzuschließen, mit dem diese von ihrem Kupplungsreibschluß lösbar sowie in diesem wieder rückführbar ist. Außerdem kann dieser Mecha­ nismus so ausgebildet sein, daß mit diesem gegebenenfalls auch die Vorspannkraft der Rutschkupplung 7 variabel ein­ stellbar ist, um einem sich gegebenenfalls ändernden Grenz­ drehmoment der Freilaufeinrichtung 5 Rechnung tragen zu kön­ nen.

Hinsichtlich der Zuordnung der erfindungsgemäßen Antriebs­ verbindung ist auszuführen, daß die gesamte aus Freilaufein­ richtung 5, Torsionsschwingungsdämpfer 6, Rutschkupplung 7 und Scheibe 12 bestehende Baugruppe entweder direkt in das Getriebe 2 integriert oder an das Getriebe 2 angebaut oder in einem eigenen Gehäuse zwischen Verbrennungsmotor 1 und Getriebe 2 untergebracht sein kann.

Claims (9)

1. Antriebsverbindung mit einer ein Überholen erlaubenden Freilaufeinrichtung und einem Torsionsschwingungsdämpfer zwischen einem Kraftfahrzeug- Verbrennungsmotor (1) und einem nachgeordneten Getriebe (2) sowie mit einer Überlastschutzeinrichtung für die Freilaufeinrichtung (5) in Form einer Rutschkupplung (7), die zusammen mit der Freilaufeinrichtung (5) und dem Torsionsschwingungsdämpfer (6) eine kompakte Baueinheit bildet, wobei die Freilaufeinrichtung (5) zwischen einer Getriebe-Antriebswelle (8, 10, 3) und dem Zentralkörper (9) des Torsionsschwingungsdämpfers (6) angeordnet ist, und wobei auf eine am Torsionsschwingungsdämpfer (6) angeordnete Mitnehmerscheibe (23) die an einer das Motor-Antriebsmoment übertragenden Scheibe (12) angeordneten Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) mit einer auf das von der Freilaufeinrichtung (5) übertragbare Grenzdrehmoment abgestimmt eingestellten Kraft einwirken.

2. Antriebsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei der die Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) tragenden, das Motor-Antriebsmoment übertragenden Scheibe (12) um das Schwungrad bzw. die Schwungscheibe des Verbrennungsmotors (1) handelt.

3. Antriebsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der die Druckplatten (25, 26) der Rutsch­ kupplung (7) tragenden, das Motor-Antriebsmoment übertra­ genden Scheibe (12) um die axial unverrückbare Kupplungs­ platte einer schaltbaren Trockenkupplung (30) handelt.

4. Antriebsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mitnehmerschei­ be (23) am Torsionsschwingungsdämpfer (6) beiderseits derselben Reibbeläge (33, 34) befestigt sind, mit denen die Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) kraft­ schlüssig zusammenwirken.

5. Antriebsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß an den Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) an den der Mitnehmerscheibe (23) zugewandten Seiten mit letzterer kraftschlüssig zusammen­ wirkende Reibbeläge angebracht sind.

6. Antriebsverbindung nach einem der Ansprüche 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) mittels mehrerer, am Umfang verteilter Schrauben (29) direkt und mit gleichbleibender Vorspann­ kraft an die Mitnehmerscheibe (23) bzw. deren Reibbelä­ ge (33, 34) angepreßt sind.

7. Antriebsverbindung nach einem der Ansprüche 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druckplatten (25, 26) der Rutschkupplung (7) mittels mehrerer am Umfang verteilter Schrauben (29) über zwischengeschaltete Druckfedern (35) an die Mitnehmerscheibe (23) bzw. deren Reibbeläge (33, 34) angepreßt sind, und zwar mit einer über die Schrauben (29) einstellbaren und dann gleichbleibenden Federvorspann­ kraft.

8. Antriebsverbindung nach einem der Ansprüche 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß jene (26) der beiden Druckplat­ ten (25, 26) der Rutschkupplung (7), die nicht an der an­ triebsmomentenübertragenden Scheibe (12) angeordnet ist, an einen Mechanismus angeschlossen ist, mit dem sie von ihrem Kupplungsreibschluß lösbar sowie in diesen wieder rückführbar ist, und mit dem gegebenenfalls auch die Vor­ spannkraft der Rutschkupplung (7) variabel einstellbar ist.

9. Antriebsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte, aus Frei­ laufeinrichtung (5), Torsionsschwingungsdämpfer (6), Rutsch­ kupplung (7) und Scheibe (12) bestehende Baugruppe in das Getriebe (2) integriert oder an das Getriebe (2) angebaut oder in einem eigenen Gehäuse zwischen Verbrennungsmotor (1) und Getriebe (2) untergebracht ist.