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Auf Freilauf sich selbsttätig einstellende, durch ein Druckmittel
betätigte Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge Bei mechanischen Kupplungen, die nicht
durch Druckmittel betätigt werden, hat man schon vorgeschlagen, mit Hilfe von Leerwegen,
zusätzlichen Verzahnungen und besonderen Druckscheiben Freilaufzustand in der Mittelstellung
des Kupplungsfußhebels herzustellen. Das gibt eine umständliche und in ihrer Wirkungsweise
fragliche Konstruktion.
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Bei Flüssigkeitsgetrieben oder -kupplungen mit Änderung der Füllung
der Kreisläufe ist schon durch relative Drehung zweier Teile gegeneinander eine
Steuervorrichtung eingestellt worden. Auch ist es bekannt, bei Schaltwechselgetrieben
durch relative Drehung zweier Teile zueinander die Steuerung eines Gangwechsels
zu bewirken.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine durch Druckmittel betätigte
Reibungskupplung mit zwei beschränkt zueinander verdrehbaren Kuppl'ungsteilien zwischen
Motor und Rädern eines Kraftfahrzeuges, die so ausgebildet ist, daß die Verbindung
selbsttätig gelöst wird, sobald der Motor von den Rädern her mitgenommen werden
könnte, z. B. bei Fahrt in Gefällen, wobei der Motor unnötig hohe Drehzahlen erreichen
würde, insbesondere bei Schienenfahrzeugen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Rei-> bungskupplung wird die Einschaltung einer besonderen Freilaufvorrichtung
überflüssig.
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Zu diesem Zweck greifen erfindungsgemäß die zwei beschränkt zueinander
verdrehbaren Kupplungsteile durch Klauen und Ausnehmungen ineinander und schließen
durch ihre Relativbewegung Kanäle für das Druckmittel an oder ab, wenn die mit den
Fahrzeugrädern in Verbindung stehende Welle oder Kupplung sich schneller dreht als
die die Kupplung vom Motor her antteibende Welle.
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Dabei ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft, daß die zueinander beweglichen
Kupplungsteile
die Druckmittelkanäle so enthalten, daß durch die Verschiebung der Teile die Mündungen
der Kanäle unmittelbar einander gegenüberstehen oder gegeneinander abgedeckt sind.
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Es wird erfindungsgemäß bevorzugt, das Umsteuern des Druckmittels
mittelbar durch ein von den beiden zueinander beweglichen Kupplungsteilen durch
einen Hebel bewegtes, axial verschiebbares Drucktnittelumsteuerglied zu bewirken.
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Auf der Zeichnung sind in den Abb. i und 2 sowie 3 und .I zwei verschiedene
Ausführungsbeispiele der Erfindung je in einem Längs- und Querschnitt dargestellt.
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Die Abb. i und 2 zeigen eine Ausbildungsart, bei welcher eine Kupplungshälfte
aus zwei Teilen besteht, die gegeneinander eine Relativverschiebung ausführen können.
Die Kupplung wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Drucköl bestätigt.
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Die Abb. 3 und -. zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem
die Kupplung ebenfalls durch Drucköl betätigt wird. Die Relativbewegung, die zur
Steuerung des Kupplungsfreilaufes dient, erfolgt hierbei zwischen _ einem Kupplungsteil
und den zugehörigen Kupplungsscheiben.
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Die Drehrichtung der Kupplung ist durch die in den Abbildungen eingezeichneten
Pfeile angezeigt. Die treibende, von der nicht besonders dargestellten Antriebsmaschine
kommende Welle ist mit i, die getriebene Welle mit 2 bezeichnet. Auf der Welle i
sitzt die eine Kupplungshälfte 3, die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb.
i und 2 zweiteilig gestaltet ist, wobei der Teil 3' mit Klauen 5 in entsprechende
Ausnehmungen 6 des Teiles 3 eingreift und gegenüber diesem um den Unterschied der
Längenabmessungen einer Klaue 5 und einer Ausnehmung 6 verdreht werden kann (Relativverschiebung).
7 sind Bohrungen in dem Teil 3 für die Druckkolben 8, die durch Drucköl, das durch
die Bohrungen 9 zugeführt wird, beaufschlagt werden. io sind weitere solche Bohrungen
in dem Teil 3' und i i Öffnungen, die nach außen, gegebenenfalls in ein die Kupplung
umgebendes Gehäuse oder das Motorgehäuse führen. Mit i5" bis 15e sind die Kupplungsscheiben
für den Kupplungsteil 3 und mit 16a bis 16d die Gegenkupplungsscheiben für den Kupplungsteil
17 bezeichnet. 34 ist eine Bohrung in der Welle i für die Zuführung des Drucköls,
durch welches die Kupplung betätigt wird.
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Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist jeweils die Kupplung im
ausgerückten Zustand, also in der Freilaufstellung, gezeigt. Es _ ist dieses der
Zustand, in welchem die Kraftübertragung von dem Antriebsmotor her aufgehoben ist
und die Kupplung von dem in Fahrt befindlichen Fahrzeug aus angetrieben wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. i und 2 liegen im normalen
Betrieb bei Antrieb durch die Kraftmaschine im Gegensatz zu der Darstellung die
rechten Flächen 5' (Abb. 2) der Klauen 5 an den linken Flächen 6' der Ausnehmungen
6 an. In diesem Zustande stehen die Bohrungen 9 und io übereinander, so daß durch
diese das durch die Bohrung 34. zugeführte Drucköl in die Räume 7 hinter die Kolben
8 gelangen kann. Hierdurch werden die Kupplungsscheiben 15" bis 15, und 16" bis
16d zusammengepreßt und die Kupplungsteile 3 und 17 miteinander verbunden. Die Kupplung
ist eingerückt.
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Hört nun aus irgendeinem Grunde der Antrieb durch die Kraftmaschine
auf und wird durch die Fahrt des Fahrzeuges von der Welle 2 aus die Kupplung angetrieben,
so bewegen sich die Klauen 5 in den Ausnehmungen 6 nach links und legen sich mit
ihren linken Flächen 5" gegen die rechten Flächen 6" derselben, wobei die Teile
3 und 3' eine entsprechende Relativbewegung zueinander ausführen. Hierbei wird die
Verbindung der Bohrungen 9 und io unterbrochen. Die Bohrungen io und damit die Zufuhr
des Drucköls werden abgesperrt, während die Bohrungen 9 mit den Öffnungen i i verbunden
werden, so daß die in den Bohrungen 9 und 7 befindliche Druckflüssigkeit abfließen
kann bzw. der Druck in diesen Räumen entspannt wird. Die Kolben 8 werden nicht beaufschlagt
und damit die Kupplungsscheiben nicht mehr zusammengepreßt, die Kupplung ist ausgerückt.
Sobald wieder der normale Antrieb einsetzt, erfolgt selbsttätig eine Relativbewegung
zwischen den Teilen 3 und 3', wodurch sich die Flächen 5' wieder gegen die Flächen
6' legen und die Bohrungen 9 und io miteinander verbunden werden, worauf die Kupplung
wieder einrückt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3 und .4 ist außer den schon
in den Abb. i und 2 vorhandenen Teilen, welche die gleichen Bezugszeichen haben,
noch ein Steuerschieber 20 vorhanden, der in der Bohrung 21 der Welle i durch die
Feder 22 nach links gedrückt wird. Dieser Schieber besitzt die Winkelkanäle 2.4
und 25 sowie die Bohrung 26, die einen Druckausgleich in dem Raum 21 vor und hinter
dem Kolben 20 ermöglicht. 27 ist eine Nase an dem Schieber 2o, in welcher der Windkanal
25 nach außen mündet. Diese Nase liegt an der schrägen Endfläche 28 eines
Hebels 29 an, der um den Punkt 3o drehbar in dem Teil 17 der Kupplung gelagert ist
und mit einem an seinem anderen Ende sitzenden Finger 31 in eine
Ausnehmung
32 der äußeren (16Q) der Kupplungsscheiben 16" bis 16d eingreift. Der Finger 31
kann in die Ausnehmungen auch mehrerer Kupplungsseheiben desselben Kupplungsteiles
eingreifen. 33 ist eine Feder.
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Auch dieses Ausführungsbeispiel ist im ausgerückten Zustand der Kupplung
wiedergegeben. Im normalen Betrieb bei Antrieb durch die Kraftmaschine liegen die
Flächen i8' der Mitnahmeklauen 18 der Kupplungsscheibe 16" gegen die Seitenflächen
ig der Klauen i9 des Kupplungsteiles 17 an. Der in der Ausnehmung 32 befindliche
Finger 31 ist dabei über der in der Abb. 2 ausgezogen gezeichneten Stellung um den
Drehpunkt 30 nach rechts in die gestrichelt dargestellte Stellung und dementsprechend
der untere Hebelteil 29 mit der schrägen Endfläche 28 in die ebenfalls gestrichelt
dargestellte Stellung nach links, verschwenkt. Hierdurch ist unter dem Druck der
Feder 22 der Kolben 2o so weit nach links gelangt, daß der Winkelkanal 24 vor die
Bohrungen 9 zu liegen kommt. Es kann nun Drucköl durch die Bohrung 34, den Raum
21, den Windkanal 24, die Bohrungen 9 zu den Bohrungen 7 gelangen und die Kolben
8 beaufschlagen, so daß die Kupplung einrückt. Durch die Bohrung 26 findet zwischen
dem rechten und linken Teil des Raumes 2i ein Druckausgleich statt, so daß keine
weitere Belastung des Schiebers 2o erfolgt.
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Sobald eine Umkehr der Kraftrichtung stattfindet, wandert die Kupplungsscheibe
16" nach links und wird gegenüber dem Teil 17 in die in der Abb.4 gezeigte Stellung
verschoben. Die schräge Endfläche 28 bewegt sich nach rechts und drückt die Nase
27 mit dem Schieber 2o so weit zurück, daß die Verbindung zwischen dem Winkelkana124
und den Bohrungen 9 unterbrochen wird. Damit hört die Zufuhr von Drucköl auf, während
die Bohrungen 9 nunmehr über den Winkelkanal 25 mit der Außenluft verbunden werden.
Der Druck verschwindet aus den Räumen 7; die Kupplung ist ausgerückt, das Fahrzeug
fährt im Freilaufzustand.
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Durch die Federn 33 werden über die Kolben 8 die Kupplungsscheiben
15" bis 15e sowie 16Q bis 16d derart leicht aneinandergepreßt, daß einerseits nach
Wegnahme des 01-drucks ein Leerlauf der Kupplung möglich ist und daß anderseits
beim Wiedereinsetzen des normalen Antriebs von der Kraftmaschine her zunächst die
Kupplungsscheibe 16, von den Kupplungsscheiben 15, bis 15b bis zum Anliegen der
Flächen 18' der Klauen i8 der Kupplungsscheibe 16, an den Flächen i9' der Klauen
i9 des Kupplungsteiles 17 mitgenommen wird. Derartige Federn (33) sind nicht in
allen Fällen erforderlich. Vielfach genügt die ohnedies vorhandene Reibung zwischen
den Kupplungsscheiben, auch ohne daß diese besonders aneinanderangeprüßt werden,
zur Mitnahme der Kupplungsscheibe 16, durch die Kupplungsscheibe 15" und i 5b.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele.
Insbesondere kann die erforderliche Relativbewegung zwischen einzelnen Kupplungsteilen
auch in der anderen Kupplungshälfte oder durch das andere Kupplungsscheibenpaket
bzw. eine einzelne Kupplungsscheibe oder Reibfläche erreicht werden.
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Eine nach der Erfindung ausgebildete Kupplung trägt den Freilauf organisch
in sich, ohne daß. besondere umständliche und raumbeanspruchende Zusatzanordnungen
erforderlich sind. Die Wirkung ist eine selbsttätige, die keinerlei Bedienung erfordert,
so daß bedeutende Vorteile gegenüber den bisher bekannten Einrichtungen erzielt
werden.