DE563327C - Reibungskupplung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Der Gegenstand vorliegender Erfindung bezieht sich auf solche Reibungskupplungen, bei welchen das Zusammendrücken der Kupplungsglieder durch Zentrifugalkraft der Flüssigkeit herbeigeführt und bei welchen der zur Verschiebung des Kuppelgliedes dienende Druckflüssigkeitszylinder mit dem Druckflüssigkeitskolben auf der treibenden Welle angeordnet ist.

Der von den Zentrifugalkräften stammende Druck der Flüssigkeit, der auf den Kolben ausgeübt wird, wenn die Kupplung sich mit der Winkelgeschwindigkeit w dreht, kann wie folgt berechnet werden.

Betrachtet man eine Masseneinheit m der Flüssigkeit, die sich in der Entfernung r von der Achse befindet, so ist die Zentrifugalkraft dem dieser Teil unterworfen ist
m · w² · r.

Auf Grund des Pascalprinzips unterliegt der Kreisring von der Breite dr, der auf dem Kolben beim gleichen Radius r vorhanden ist, an jedem Punkte dem gleichen axialen Drucke und dem Gesamtdrucke auf den Ring,

as dessen Oberfläche ist:

2jJ-r -dr

und infolgedessen

²Xl* ^' dr · ni>w- -r

oder

~ Jj_·m 'W-· r'¹ -dr.

Durch Intregieren von ο auf R erhält man nun den Gesamtdruck wie folgt:

' IR

■ m · w~

Um nun den Druck der Zentrifugalkräfte im Zahlenwert zu haben, braucht man nur bei gegebener Umdrehungszahl die entsprechenden Einzelzahlenwerte in die Gleichung einzusetzen.

Gegenüber den bekannten Flüssigkeitskupplungen kennzeichnet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß zwischen der Zylinderwand und der Wand des Druckflüssigkeitskolbens Abflußöffnungen vorgesehen sind, deren Querschnitt kleiner ist als der Eintrittsquerschnitt der Flüssigkeitszuflußleitung.

Der Vorteil, welcher sich aus diesen Abflußöffnungen ergibt, besteht darin, daß sie neben der bekannten Ausnutzung der Zentrifugalkräfte für die Einleitung der Kuppelbewegung und die Aufrechterhaltung der Kupplung ein sofortiges Entkuppeln herbeizuführen gestatten, weil sie ein schnelles Abfließen der im Druckzylinder eingeschlossenen Flüssigkeit ermöglichen und so ein sofortiges Zurückkehren des Druckkolbens in seine ursprüngliche Lage gestatten.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 eine schematische Darstellung des Erfindungsgedankens. Abb. 2 stellt einen Längsschnitt durch

eine beispielsweise Ausführungsform einer nach der Erfindung ausgeführten Kupplung dar, während Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie U-II der Abb. 2 wiedergibt. Die Kupplung, welche mit Öl betrieben wird, besteht aus der als elastische Scheibe 1 ausgebildeten Reibscheibe, die auf der Nabe der Schwungscheibe 2 gleitend angeordnet ist. Die Schwungscheibe 2 ist auf dem konisehen Ende der Kurbelwelle der Antriebsmaschine aufgekeilt und wird von der Unterlagscheibe 3 sowie der Mutter 4 festgehalten. Die Unterlagscheibe 3 verhindert gleichzeitig eine übermäßige axiale Verschiebung der iS Reibscheibe 1. Die an der der getriebenen Welle zugewandten Seite mit einer topfförmigen Ausnehmung versehene Schwungscheibe 2 umgibt die Reibscheibe 1 und ist an der offenen Seite durch eine eingeschraubte Ringscheibe 5, die als Reibungswiderlager für die Reibscheibe 1 dient, abgeschlossen. In der Schwungscheibe 2 ist ferner der Druckkolben 7 axial verschiebbar angeordnet. Auch dieser ist gegenüber der Reibscheibe 1 mit einem Reibbelag 6 versehen. Axial in den Boden der Schwungscheibe 2 geführte und mit der Antriebsscheibe 7 verschraubte Mitnehmerbolzen 8 übertragen die Drehbewegung der Kurbelwelle über die Schwungscheibe 2 auf den Druckflüssigkeitskolben 7. Die Anordnung des Ringes 5 der Reibscheibe 1 und des Kolbens 7 ist so getroffen, daß im Ruhezustand die Scheibe 1 mit der auf ihrer einen Seite angeordneten Ringscheibe 5 und dem. auf der anderen Seite vorgesehenen Kolben 7 nicht in Berührung steht. Der Abstand des axial verschiebbaren Druckflüssigkeitskolbens 7 von der Reibscheibe ι wird durch die um die Mitnehmerbolzen des Kolbens 7 angeordneten Ringfedern 8 gesichert. Eine am inneren Boden der Schwungscheibe 2 angeordnete ringförmige Rippe 9 bildet mit einer entsprechenden Rippe des Kolbens 7 einen ringförmigen Druckraum 10. Zwischen den dicht abschließenden aufeinandergleitenden Wänden dieses Druckraumes sind einige Abflußöffnungen angeordnet, die ein ständiges Austreten des Drucköles ermöglichen. Die Zuführung des Drucköles von der nicht gezeichneten Ölpumpe des Motors in den zylindrischen Druckraum 10 erfolgt über die Bohrung der Kurbelwelle durch radial angeordnete Kanäle 12 in der Kurbelwelle und der Nabe der Schwungscheibe 2.

Die Wirkungsweise der so beschriebenen Kupplung ist folgende: Das von der Ölpumpe des Motors unter Druck gesetzte Öl dringt durch die Bohrung der Kurbelwelle und die radialen Kanäle 12 in den zylindrischen Druckraum 10 ein und bewirkt durch Verdrängung des Kolbens 7 eine axiale Verschiebung desselben unter Verspannung der Ringfedern 8. Durch diese axiale Verschiebung des Kolbens 7 gelangt dessen Reibbelag 6 in Berührung mit der Reibscheibe 1 und drückt bei weiterer axialer Verschiebung die Reibscheibe 1 gegen die als Widerlager dienende Ringscheibe 5 der Schwungscheibe 2, so daß die Reibscheibe 1 mitgenommen wird.

Zur Durchführung der Entkuppelung sind in der Kurbelwelle besondere, regelbare Radialbohrungen 13 angeordnet, die während der Einkupplung und der Kupplungsdauer durch den verschiebbaren Ring 14 verschlossen sind.. Nach öffnung der Kanäle 13 durch den Ring 14 fließt das Drucköl über sie ab. Der Druckflüssigkeitskolben 7 geht unter Entspannung der Federn 8 in seine Ausgangsstellung zurück, und die Reibringe der Scheibe 1 lösen sich von denen der Schwungscheibe ab. Das noch in dem Druckraum 10 befindliche und das nachströmende Öl wird durch Wirkung der Zentrifugalkraft über die Abflußöffnungen herausgeschleudert. Der S5 Querschnitt der Abflußöffnungen ist so bemessen, daß er kleiner ist als der Eintrittsquerschnitt der Zuflußleitung 12, und derart, daß das während der öffnung der Ableitungskanäle 13 durch die Kanäle. 12 noch in den zylindrischen Druckraum 10 eindringende Drucköl durch die · Abflußöffnungen wieder austreten kann, ohne daß in dem Ringraum 10 eine Druckwirkung entsteht, die zu einer axialen Verschiebung des Druckkolbens 7 und somit zum Einkuppeln führen würde. Der Unterschied im Durchflußquerschnitt der Einlaßkanäle 12 und der Abflußöffnungen ist aber derart, daß bei geschlossenen Auslaß- . kanälen 13 ein Druck in dem Druckraum 10 herrscht, der genügt, um ein festes Aneinanderpressen der Scheiben 1, 5 und des Kolbens 7 mit Sicherheit zu erreichen und ein Rutschen der Kupplung zu verhindern. Da der Öldruck bis zu einer gewissen Umdrehungszahl der Antriebsmaschine proportional mit dieser verläuft, gibt eine in bekannter Weise von Zentrifugalkräften abhängige Kupplung die Gewähr, daß die Antriebsmaschine vor Überlastung geschützt wird, da die Kupplung langsam entsprechend der steigenden Umdrehungszahl der Antriebsmaschine eingekuppelt wird und bei sinkender Umdrehungszahl mit sinkendem Anpressungsdruck ein langsames Lösen der Kupplung eintritt. Diese Wirkung des langsamen und sanften Einrückens wird durch die Öffnungen zwischen Schwungscheibe 2 und Druckkolben 7 noch verstärkt. Hat der Öldruck einmal die Höhe erreicht, die zur Überwindung des Gleitwiderstandes erforderlich ist, so ist die Pressung so stark, daß kein

Rutschen der Kupplung eintritt. Die Zeitlauer des Eindickens der Kupplung kann durch Veränderung der wirksamen Fläche des Kolbens 7 beliebig festgelegt werden. Das aus den Abflußöffnungen oder den Auslaßkanälen 13 austretende Drucköl wird aufgefangen und dem Kurbelgehäuse der Antriebsmaschine wieder zugeführt, aus dem es durch die Ölpumpe in den Kreislauf wieder

ίο eingeführt wird.

. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kupplung besteht in der glatten geschlossenen Ausführung. Die Reibscheibe der getriebenen Welle ist mit ihrer Hohlwelle auf dem Wellenende der Kurbelwelle zentrisch geführt, ohne jedoch von ihr mitgenommen zu werden. Der Reibbelag der Reibscheibe kann, da er auf dem ganzen Umfang aufliegt, und im Ölbad umläuft, sehr hoch beansprucht werden. Bei der Bedienung der Kupplung entfällt jeder Kraftaufwand bis auf die Verstellkraft zur Verschiebung des Abschlußringes 14. Die Verwendung der Kupplung ermöglicht bei Einbau derselben in Kraftfahrzeuge ein Anfahren im direkten Gang und Fortfall der Zwischengetriebe. Außerdem kann an dem Versagen der Kupplung sofort jede Störung an der Ölpumpe erkannt werden.

In dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 ist der Kolben 7 mit einem U-förmigen Ringkolben 16 verbunden, der auf der Nabe 2 der Schwungscheibe gleitet und den Druckraum 10 abschließt. Die öffnung der Auslaßkanäle 13 erfolgt durch Verschrauben des Ringes 14 in der Gewindeführung eines Ansatzes 15 des Kurbelgehäuses. Das Öffnen und das Schließen der Auslaßkanäle kann durch jedes beliebige andere Mittel vorgenommen werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge, bei der ein zur Verschiebung des Kuppelgliedes dienender Druckflüssigkeitszylinder und -kolben auf der treibenden Welle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zylinderwand (9) und Kolben Abflußöffnungen angeordnet sind, deren Querschnitt kleiner ist als der Eintrittsquerschnitt der Zuflußleitung (12).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen