DE4415714C2 - Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor - Google Patents

Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor

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Description

Die Erfindung betrifft einen Zusatzantrieb für Kraftfahrzeu­ ge mit Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 40 04 330 A1 ist bereits ein Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor bekannt, bei dem der An­ lasser außer mit dem Motorschwungrad der Fahrkupplung auch noch mit einem auf der Getriebewelle angeordneten Antriebsrad kuppelbar ist, um das Fahrzeug bei stillstehendem Verbrennungs­ motor anzutreiben. Hierfür ist es jedoch notwendig, daß wäh­ rend dieser Fahrphase die Fahrkupplung gelöst gehalten wird. Weiterhin muß das Ritzel des Anlassers in eine weitere Stel­ lung stellbar sein, um mit dem Antriebsrad in Antriebsverbin­ dung zu kommen. Dies bedeutet eine Änderung des Anlassers.
Weiterhin ist aus der DE 32 46 230 A1 eine Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge bekannt, weiche wahlweise von einem Ver­ brennungsmotor oder einem Elektromotor antreibbar ist. Hier­ für sind zwei gleichachsige Kupplungen vorgesehen, zwischen denen der Elektromotor-Antrieb gelagert ist. Wird die getrie­ beseitige Kupplung gelöst, kann der Verbrennungsmotor ange­ lassen werden. Nach Öffnen der motorseitigen Kupplung kann dagegen das Fahrzeug allein durch den Elektromotor bewegt werden. Beim Fahren mit Verbrennungsmotor, also mit beiden geschlossenen Kupplungen, wird der Elektromotor ständig mit angetrieben, was erhöhten Leistungsbedarf mit entsprechend erhöhtem Kraftstoffverbrauch bedeutet.
Bekannt ist ferner aus der DE 33 20 950 A1 eine Antriebsanord­ nung für Kraftfahrzeuge mit einer eine Vor- und eine Fahrkupp­ lung aufweisenden Hauptkupplung. Integriert in die Vorkupp­ lung ist der Anlasser, welcher somit bei jeder Fahrphase mit­ dreht und antriebsmäßig wahlweise an den Verbrennungsmotor oder an das Getriebe angekuppelt werden kann. Durch die axi­ ale Anordnung von zwei üblichen, axial betätigbaren Kupplun­ gen und die Lagerung des kompletten Anlassers auf der Vor­ kupplung ist diese Hauptkupplung aufwendig und baut relativ lang, so daß auch ein wahlweiser Einbau gegen eine Normal­ kupplung aufwendig ist.
Aus der DE 34 46 460 C2 ist noch eine Doppelkupplung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der zum axialen Betätigen einer Druckplatte der einen Kupplung Zuganker verwendet werden. Eine Umschaltung vom Antrieb des Verbrennungsmotors auf den eines Elektromotors findet hierbei nicht statt.
Die weiterhin aus der DE 29 25 675 A1 bekannte Doppelkupplung weist einen aus mehreren Teilen zusammengesetzten und gleich­ zeitig als Schwungmasse dienenden Kupplungskörper auf, der auch die Vorkupplung übergreift und an dem zusätzlich der An­ lasser angeordnet ist. Dieser läuft somit ständig mit. Der Kupplungsaufbau ist aufwendig und weist eine erhebliche Bau­ länge auf, die einen besonderen Einbau in ein Kraftfahrzeug erfordert.
Die endlich noch bekannte Doppelkupplung aus der DE 27 48 697 C2 besitzt ein die Vor- und Fahrkupplung übergreifendes, topf­ förmiges Kupplungsgehäuse, weiches auf der Motorwelle drehbar gelagert ist. Infolge der Ausbildung beider Kupplungen in üb­ licher Weise mit axial anpreßbaren Kupplungsscheiben ist eine entsprechend große Baulänge vorhanden, die ein dementsprechend großvolumiges Kupplungsgehäuse sowie eine aufwendige Steuerung beider Kupplungen erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge zu schaffen, der eine Kupplung mit einfachem Aufbau und kurzer Baulänge aufweist, die leicht in ein übli­ ches Kraftfahrzeug einbaubar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch die Ausbildung der Kupplung mit einer eine als axial starr und einteilige Scheibe ausgebildeten Antriebsscheibe aufweisenden Vorkupplung und einer mit einem ebenso als axial starre und einteilige Scheibe ausgebilde­ ten Kupplungskörper aufweisenden Fahrkupplung und dem unmittel­ baren Kupplungskontakt mit der Antriebsscheibe eine derart kurze Baulänge erreicht wird, daß ein leichter Einbau auch in übliche Kraftfahrzeuge möglich ist. Gegenüber den bekann­ ten Doppelkupplungen ist infolge der geringen Zahl von zu be­ wegenden Teilen die Funktionsweise vereinfacht, so daß eine ebenso einfache Steuerung vorgesehen werden kann. Ferner erlaubt die scheibenförmige Ausbildung von Kupplungskörper und Antriebsscheibe eine einfache und kostengünstige Herstel­ lung der gesamten Kupplung. Der Zusatzantrieb nach der Erfin­ dung bietet daher Vorteile nicht nur in seiner Herstellung und seinem Einbau, sondern auch in der Bedienung, die ohne grundlegendes Umlernen vom Fahrzeuglenker durchführbar ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unter­ ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Aus dem Verbrennungsmotor 1 eines Kraftfahrzeuges ragt die Motorwelle 2 heraus, der koaxial eine Fahrkupplung 3 nachge­ ordnet ist. Durch die führt eine Getriebewelle 4, die mittels eines Gleitlagers 5 in der Motorwelle 2 gelagert ist. Auf der Getriebewelle 4 sitzt auf einer Längsverzahnung 6 axial ver­ schiebbar ein Gleitstück 7, an dem eine Mitnehmerscheibe 8 befestigt ist. Diese trägt außen Reibbeläge 9, denen an einer Seite Reibbeläge 10 eines Kupplungskörpers 11 gegenüberliegen. Auf diesem ist am Umfang ein Zahnkranz 12 aufgeschrumpft, in den ein nicht dargestelltes Anlasserritzel einrasten kann, um den Verbrennungsmotor 1 anzulassen. Zum Schließen der Fahr­ kupplung 3 dient ein federbeiasteter Kupplungsring 13, an dem eine Druckscheibe 14 befestigt ist. Dieser Last ein in einem auf der Getriebewelle 4 sitzenden Kolbengehäuse 15 gelagerter innerer Ringkolben 16 zugeordnet. Letzterer ragt in einen Ringraum 17 des Kolbengehäuses 15, dem durch eine Drucklei­ tung 18 Druckmittel zuführbar ist. Der Kupplungsring 13 wird durch nicht dargestellte Federn in üblicher Weise in der Kup­ pelstellung gehalten und durch den Ringkolben 16 zum Lösen der Reibbeläge 9 und 10 in die Entkuppelstellung gestellt. Die Fahrkupplung 3 ist durch ein am Kupplungskörper 11 befe­ stigtes Kupplungsgehäuse 19 abgedeckt und im übrigen in be­ kannter und daher im einzelnen nicht dargestellter Weise ausgebildet.
Um die Getriebewelle 4 und damit das Fahrzeug auch bei still­ stehendem Verbrennungsmotor 1 antreiben zu können, ist er­ findungsgemäß eine Vorkupplung 20 vorgesehen. Im Ausführungs­ beispiel besteht diese aus einer auf der Motorwelle 2 befe­ stigten Antriebsscheibe 21, deren auf der Motorwelle 2 sitzende Außenbuchse 22 durch eine Dichtung 23 gegenüber dem Verbrennungsmotor 1 abgedichtet ist. Auf der zur Fahrkupp­ lung 3 gerichteten Innenbuchse 24 ist auf einem Gleitlager 25 der Kupplungskörper 11 drehbar gelagert. Auf dem Außenumfang des Kupplungskörpers 11 ist ein L-förmiger Druckring 26 gela­ gert, der durch im Kupplungskörper 11 geführte Zuganker 27 axial verstellbar ist. Getriebeseitig ist an den Zugankern 27 eine ringförmige Ausrückscheibe 28 befestigt. An dieser liegt radial innen ein in einem Ringraum 29 des Kolbengehäuses 15 gelagerter äußerer Ringkolben 30 an, der konzentrisch zum in­ neren Ringkolben 16 im Kolbengehäuse 15 angeordnet ist und durch eine Druckleitung 31 mit Druckflüssigkeit versorgt wird. Die Ringkolben 16 und 30 können auch durch mehrere Einzelkol­ ben oder Ausrückgabeln ersetzt werden. Zwischen der Ausrück­ scheibe 28 und dem Kupplungskörper 11 ist auf den Zugankern 27 eine Distanzbuchse 32 angeordnet, die von einer Druckfeder 33, insbesondere einer Kunststoffeder, umgeben ist. Letztere liegt sowohl am Kupplungskörper 11 als auch an der Ausrück­ scheibe 28 unter Druck an. Die Druckflüssigkeit in der Druck­ leitung 31 wird durch einen nicht dargestellten Stellkolben beeinflußt, um den Ringkolben 30 gegen die Ausrückscheibe 28 zu drücken oder diese zu entlasten. Der Stellkolben kann bei­ spielsweise durch einen Stellhebel verschiebbar sein, der zweckmäßigerweise in beiden Endstellungen feststellbar ist.
Die Antriebsscheibe 21 und der Druckring 26 sind durch eine Kupplungseinrichtung 34 miteinander verbindbar. Letztere kann aus korrespondierenden Kontaktflächen 35 am Innenumfang des radialen Teiles des Druckringes 26 und am Außenumfang der Antriebsscheibe 21 bestehen. Im Ausführungsbeispiel in der oberen Hälfte der Figur sind die Kontaktflächen 35 konisch ausgebildet und können zusätzlich mit Reibbelägen 36 belegt sein. In dem in der unteren Hälfte der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel überlappen sich die Kontaktflächen 35 der Antriebsscheibe 21 und des Druckringes 26 radial und wei­ sen in diesem Bereich Reibbeläge 37 auf. Die Kupplungsein­ richtung 34 kann auch anstelle der Reibverbindung mit Axial-, Radial- oder Kegelverzahnungen ausgestattet sein, so daß eine formschlüssige Antriebsverbindung zwischen Antriebsscheibe 21 und Druckring 26 in der Kuppelstellung entsteht.
Im Ausführungsbeispiel der Figur ist die Kupplungseinrichtung 34 durch den Druck der Druckfedern 33 geschlossen, so daß die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 1 von der Antriebsschei­ be 21 auf den Druckring 26 und von diesem über den Kupplungs­ körper 11, die Fahrkupplung 3 auf die Getriebewelle 4 über­ tragen wird. Soll nun das Kraftfahrzeug bei stillstehendem Verbrennungsmotor 1 bewegt werden, dann wird durch Einfüh­ ren von Druckmittel in den Ringraum 29 der Ringkolben 30 gegen die Fahrkupplung 3 gedrückt, so daß der Druckring 26 über die Ausrückscheibe 28 und die Zuganker 27 unter Über­ windung der Druckfedern 33 gegen den Verbrennungsmotor 1 in die strichpunktiert angedeutete Entkuppelstellung gestellt wird. Die Antriebsverbindung zum Verbrennungsmotor 1 ist so­ mit gelöst, und das Fahrzeug kann durch Einschalten des An­ lassers und geschlossener Fahrkupplung 3 fortbewegt werden. Die Endstellung in der Entkuppelstellung ist durch die sich an den Kupplungskörper 11 anlegenden Distanzbuchsen 32 defi­ niert. Bei Druckentlastung drücken die Druckfedern 33 den Druckring 26 wieder in die Kuppelstellung zurück, so daß in üblicher Weise gefahren werden kann.
Zur axialen Abstützung der Kupplungskörpers 11 gegenüber der Antriebsscheibe 21, also zum Abfangen des Axialdruckes der Druckfedern 33 können, vorzugsweise im Außenbereich, an der Antriebsscheibe 21 und am Kupplungskörper 11 gegenüberliegen­ de Gleitlager 38 oder auch Wälzlager angeordnet sein. Dadurch wird zusätzlich der sichere Schluß der Kupplungseinrichtung 34 verbessert. Schließlich überragt der Kupplungskörper 11 mit einer Eindrehung 39 und mit geringem radialem Spiel den Umfang der Antriebsscheibe 21, um beiden Teilen eine erhöhte Führung zu verleihen.
Das Ausführungsbeispiel der Figur ist als Doppelkupplung ausgebildet, welche räumlich kompakt baut, so daß sie in eine Reihe von Kraftfahrzeugtypen ohne Schwierigkeiten ein­ gebaut werden kann. Natürlich kann die Vorkupplung 20 auch als separate Kupplung vor der Fahrkupplung 3 ausgebildet sein, um eine erhöhte Anpassung an die unterschiedlichen Fahrzeugtypen zu erhalten. Dann ist der treibende Teil die­ ser Vorkupplung auf der Motorwelle 2 und deren antreibbarer Teil mit dem Kupplungskörper 11 der Fahrkupplung 3 fest ver­ bunden. Die sonstige Ausbildung erfolgt sinngemäß.

Claims (7)

1. Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor, bestehend aus einem batteriegespeisten Anlasser, einer Fahrkupplung zwischen Motorwelle und Getriebewelle einer vor der Fahrkupplung angeordneten Vorkupplung, wobei die Fahrkupplung einen auf der Motorwelle drehbar, aber axial feststehend gelagerten, Teile der Fahrkupplung und die Vorkupplung tragenden und mit dem Anlasser kuppelbaren Kupplungskörper und die Vorkupplung eine auf der Motor­ welle drehfest und axial feststehend angeordnete Antriebs­ scheibe aufweisen, und einer Schalteinrichtung zum wahl­ weisen Antrieb der Getriebewelle durch den Anlasser bei stillstehendem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kupplungskörper (11) der Fahrkupplung (3) und die Antriebsscheibe (21) der Vorkupplung (20) als axial star­ re und einteilige Scheiben ausgebildet sind und
daß im Kupplungskörper (11) ein mit der Antriebsscheibe (21) kuppelbarer Druckring (26) axial verschiebbar und drehfest gelagert ist, der unmittelbar mit der Antriebs­ scheibe (21) der Vorkupplung (20) in Kupplungskontakt bringbar ist.
2. Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (21) und der Druckring (26) konisch aus­ gebildete Kontaktflächen (35) aufweisen.
3. Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (21) und der Druckring (26) als Radial-, Kegel- oder Axialverzahnung ausgebildete Kontaktflächen (35) aufweisen.
4. Zusatzantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (26) durch im Kupplungskörper (11) gelagerte Zuganker (27) mit einer Ausrückscheibe (28) verbunden ist, die durch ein als Ent­ kuppelmittel dienendes, hydraulisch betätigbares Stellmittel (29, 30) gegen den Druck von Druckfedern (33) in die Entkup­ pelstellung des Druckringes (26) steilbar ist.
5. Zusatzantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel (29, 30) der Vorkupplung (20) als Ringkolben (30) ausgebildet ist, der konzentrisch zu einem der Fahrkupplung (3) zugeordneten Ring­ kolben (16) in einem auf der Getriebewelle (4) gelagerten Kolbengehäuse (15) angeordnet ist.
6. Zusatzantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zugankern (27) die Entkuppelstellung definierende Distanzbuchsen (32) und auf diesen die zwischen Kupplungskörper (11) und Ausrück­ scheibe (28) gespannten Druckfedern (33) angeordnet sind.
7. Zusatzantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebs­ scheibe (21) und dem axial dicht daneben gelagerten Kupplungs­ körper (11) ein Gleitlager (38) angeordnet ist.
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