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Zwischen Motor und Getriebe von Kraftfahrzeugen zu schaltende Reibungskupplung
Gegenstand der Erfindung ist eine zwischen Motor und Getriebe von Kraftfahrzeugen
zu schaltende Reibungskupplung, die ausschließlich durch einen vom Bedienenden betätigbaren
Steuerhebel, z. B. einen Fußhebel, über ein Verbindungsgestänge gesteuert wird.
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Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Kupplung bei
unbetätigtem Steuerhebel durch eine in der Kupplung liegende Federung ausgerückt
gehalten wird und daß der Steuerhebel erst bei seiner Betätigung, und zwar unter
Spannung einer zwischengeschalteten Belastungsfeder, ein Drucklager der Kupplung
verschiebt, so daß dieses Drucklager über eine Anzahl von mit der Kupplung umlaufenden
Übersetzungshebeln die Kupplung einrückt, wobei der Steuerhebel in seiner die Belastungsfeder
.spannenden Lage auslösbar verriegelt werden kann, um den Reaktionsdruck der Feder
aufzunehmen, aber auch über die Verriegelungsstellung hinaus verstellbar ist, um
durch weiteres Spannen der Belastungsfeder den Kupplungsdruck für außergewöhnliche
Zustände zu erhöhen.
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Bei einer Kupplung mit zwei axial zueinander beweglichen treibenden
Gliedern und einen dazwischen angeordneten getriebenen Glied .stützen sich die Übersetzungshebel
mit ihren Außenenden am axial unbeweglichen treibenden Glied ab, greifen an einer
Stelle zwischen ihren Enden am axial
beweglichen treibenden Glied
an und drücken :dieses Glied bei Betätigung des Steuerhebels gegen das getriebene
Glied an.
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Dabei ist die Belastungsfeder außerhalb der Kupplung und- von .deren
Achse seitlich versetzt angeordnet, aber derart in das Verbindungsgestänge eingeschaltet,
@daß ihr Druck auf die treibende Welle der Kupplung übertragen und vom Drucklager
dieser Welle aufgenommen wird.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. i veranschaulicht .die Erfindung in einer allgemeinen Ansicht,
wobei Teile weggeschnitten und einige Teile im Schnitt gezeichnet sind, um die Kupplung
und ihre Antriebsvorrichtung zu veranschaulichen; Fig. 2 ist eine rückwärtige Ansicht,
die die Kupplungs@deckelplatte nm Aufriß ,zeigt und einige Teile im Schnitt darstellt;
Fig. 3 ist eine Teilschnittdarstellung, im wesentlichen längs der Linie 3-3 .der
Fig. 2; Fi;g. 4 ist eine Teilschnittdarstellung, im wesentlichen längs (der Linie
4-4 der Fig. 2 und zeigt eine Dreh- oder Schwenklagerung für einen Kupplungsauslösehebel;
Fig. 5 ist eine Einzeldarstellung der Fußauflagekonstruktion für das Pedal; Fig.
6 ist ein Teilschnitt, im wesentlichen längs der Linie 6-6 der Fig. 5.
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In Fig. i ist i die Kurbelwelle einer B.rennkraftmaschine und 2 das
in einem Teil 3 der Maschine gehaltene hintere Lager der Maschine, das einen Flansch
4 besitzt, gegen den eine Schulter 5 .der Kurbelwelle anstoßen kann. Diese Lageranordnung
zwischen den Teilen 4 und 5 dient zur Aufnahme eines Druckes oder Schubes. Das Schwungrad
6 der Maschine liegt in dem sogenannten Glockengehäuse 7. Die Kupplungskonstruktion
kann mit .dem Schwungrad in- der -üblichen Weise in Verbindung stehen, und zwar
ist eine Kupplungsdeckelplatte 8 (Fig. 2) an dem Schwungrad durch Kopfschrauben
befestigt, die durch Öffnungen 9 geführt sind. Eine Druckplatte io ist so angeordnet,
daß sie mit dem Schwungrad und der Deckelplatte getrieben wird und axial verschoben
werden kann. Die Lagerung kann in Form biegsamer Segmentplatten ii (Fig. 3), wie
z. B. Stahlplatten, ausgeführt sein, die an der Druckplatte bei 1.2 sowie an der
Deckelplatte bei 13 befestigt sind. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, können drei derartige
Segmenttreibplatten vorhanden sein. Diese Platten übertragen die Treibwirkung von
der Deckelplatte auf die Druckplatte und (dienen dazu, die Druckplatte zu zentrieren.
Die Platten sind zwecks axialer Verschiebung der Druckplatte biegsam. Diejenigen
Teile der Deckelplatte, an .der die Segmenttreibplatten befestigt sind; können-
sich biegen, um die axiale Verschiebung der Drucklatte zu erleichtern. Bei dieser
Wirkung verschieben sich die Punkte i2 auf einer geraden Linie.
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Eine getriebene Scheibe 15 ist zwischen -dem Schwungrad und der Druckplatte
angeordnet und an einer getriebenen Welle 1,6 angebracht. Das Ende 17 der .getriebenen
Welle kann in dem Schwungrad geführt sein: Die @getriebene Scheibe kann einen schwingungsdämpfenden
Aufbau i8 enthalten.
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Die Kupplung wird gewöhnlich durch mit der Deckelplatte bei 2i und
mit der Druckplatte bei 22 verbundene Rückziehfedern 2o ausgerückt gehalten. Es
können drei derartige Rückziehfedern (Fi.g. 2) vorhanden sein und durch Öffnungen
24 in den Segmenttreibp:latten i i hindurchragen.
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Kupplungsauslösehebel oder Übersetzungshebel 25 sind bei 26 in gegabelten
Vorsprüngen oder Ansätzen an der Druckplatte schwenkbar angebracht. Dies ist der
Belastungspunkt für jeden Hebel. Die Hebel besitzen Außenenden 27, die sieh gegen
Teile 28 der Deckelplatte legen können, die zu diesem Zweck in eine angepaßte Lage
umgeformt ist. Die Teile 28 bilden Dreh- oder Schwenkpunkte. Die inneren Enden der
Hebel nehmen die Kraftleistung auf, die auf sie mittels eines Wälzlagers 30 ausgeübt
wird, das mit einem hin und her bewegbaren Glied 3 1 in Verbindung steht.
Dieses Glied 3 1 ist gleitbar auf einem festen Glied 32 angebracht, das eine
Verlängerung oder einen Ansatz des üblichen Gehäuses - für das (nicht dargestellte)
Zahnradschaltgetriebe :bilden kann. Die Kupplungshebel sind somit einarmige Hebel.
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Ein Kupplungsschaltarm 35 besitzt vorzugsweise eine Lagerung nach
Art eines Kugellagers an dem Glockengehäuse 7. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann eine
geeignete Kugel 36 und eine Halterung für diese Kugel in dem Glockengehäuse
angebracht sein. Dieser Hebelarm 35 erstreckt sich durch das Glockengehäuse, und
sein als Joch ausgebildetes inneres Ende 37 greift an dem Glied 3 i an. Der Kupplungsschaltarm
35 kann, wie in Fig. 2 dargestellt ist, winklig in bezug auf die Waagerechte angeordnet
sein, obwohl seine besondere Anordnung oder Lage von diesem Standpunkt verhältnismäßig
unwichtig ist, abgesehen .davon, daß sie die Verbindung und Anpassung des Schaltarmes
an den Betätigungsmechanismus erleichtert. Ein sogenanntes Kupplungspedal 4o in
Form eines Steuerhebels besitzt einen Arm 44 der .durch die Fußbodenplatten 42 des
Fahrzeuges hindurchragt, und dreht sich um einen feststehenden Dreh-und Schwenkpunkt
43. Dieser Steuernebel 40 ist mit dem Kupplungsschaltarm getrieblich verbunden.
In der dargestellten Ausführung sind Parallellenker und eine zugehörige Vorrichtung
vorhanden, um Bewegungen der Maschine an ihrer federnden Lagerung zuzulassen, ohne
das Pedal in Mitleidenschaft zu ziehen. Parallellenker 44 sind an entgegengesetzt
gerichteten Armen eines Gliedes 45 angeschlossen, welches bei 46 an einem Widerlagerarm
47 -artgelenkt ist, der bei 48 an der Maschine und im besonderen an dem Glockengehäuse
7 schwenkbar angebracht ist. Das Glied 47 kann von gabelförmiger oder jochförmiger
Ausbildung sein, so daß es gegenüberliegende Seiten des Stückes 45 umfaßt. Das Glied
45 besitzt einen Arm 5o, an dem bei 5 1 eine Stange 52 angelenkt ist, die
sich durch eine Öffnung 53 in dem äußeren Ende des Kupplungsschaltarmes
erstreckt.
Eine Schraubenfeder oder Belastungsfeder 54 ist zwischen dem Kupplungsschaltarm
und einem Anschlag 55 an dem Ende ,der Stange 52 angeordnet.
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Der Steuerhebel 40-, 41 ist mit einer Fußauflage 56 ausgestattet,
welche Lappen oder Ansätze 57 besitzt, die .gegenüberliegende Seiten des Armes 41
umfassen und an .diesem Arm durch einen Stift 58 angelenkt sind. Das Ende des Armes
41 kann mit der Fußauflage im wesentlichen an dem Punkt 6o in Berührung kommen,
wobei dieses Ende des Gliedes 41 so gestaltet'ist, daß es auf der der Berührungsstelle
6o gegenüberliegenden Seite des Stiftes 58 von der Fußauflage zurückweicht, entsprechend
dem bei 61 dargestellten Umriß.
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Das Glied 41 ist mit einer Aussparung zur Aufnahme einer Klinke 62
versehen, die eine Nase 63 (besitzt, welche im wesentlichen dem Berührungspunkt
6o gegenüberliegend angeordnet ist. Diese Klinke ist an denn Zapfen 58 schwenkbar
angebracht. Eine Feder 64 wirkt auf die Klinke, um sie gewöhnlich in einer vorspringenden
Lage zu halten, die in Fig. 5 in vollen Linien dargestellt ist. Diese Klinke kann
eine Klinkenplatte 65 erfassen und sich .daran festhalten.
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Die Arbeitsweise und Wirkung der Kupplung ist die folgende: Wenn sich
die Teile in der in Fig. i mit vollen Linien dargestellten Lage befinden, ist die
Kupplung ausgerückt. Die Rückziehfedern 2o halben die Druckplatte zurückgezogen
und hierbei den Kupplungsschaltarm 35 und die verschiedenen, mit (dem Pedal verbundenen
Lenker verstellt. Das Kupplungspedal kann mit einer Rückführfeder 70 versehen sein.
Zum Einrücken der Kupplung setzt der Bedienende einen Fuß auf die Auflage 56 und
drückt das Pedal nieder. Dies veranlaßt das Glied 45, entgegen,dem Zeigersinn um
seinen Drehpunkt zu schwenken und über die Belastungsfeder 54 an dem Kupplungsarm
35 zu ziehen. Hierdurch wird der Kupplungsarm 35 entgegen der Zeigerrichtung, in
Fig. i gesehen, geschwenkt, und das Jochende verschiebt das Lager 3o nach links.
Das Lager erfaßt die inneren Enden der Kupplungshebel oder Übersetzungshebel 25,
von denen hier drei vorhanden sind, und die Hebel schwenken an den Teilen 28, wobei
die Belastung über die Belastungspunkte 26 auf die Druckplatte übertragen wird.
Hierdurch wird die Druckplatte nach links verschoben und das Einrücken der Kupplung
veranlaßt. Wenn .gewünscht wird, daß die Kupplung eingerückt bleibt, kann der Hebel
niedergedrückt werden, bis die Klinke 62 in Einsgriff mit der Klinkenplatte 65 schnappt.
Zu dieser Zeit befindet sich die Auflage 56 im wesentlichen in der in Fig. i mit
A bezeichneten Lage.
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Das anfängliche Niederdrücken des Hebels findet gegen eine sehr leichte
Federwirkung statt, nämlich die oder verhältnismäßig leichten Rückziehfedern 2o
und der Rückführfeder 7o, sofern eine Rückführfeder benutzt wird. Wenn die Kupplung
zu kuppeln beginnt und mehr Druck ausgeübt wird, wird die Feder 54 zusammengedrückt.
Dieses Zusammendrücken setzt sich fort, bis die Kupplung vom Standpunkt der Erzielung
einer normalen Drehmomentleistung der Kupplung eingerückt ist, wobei die Klinke
62 sich in .diesem Zeitpunkt in der Lage zum Erfassen der Klinkenplatte 65 befindet.
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Die Anordnung ist vorzugsweise so getroffen, daß zum vollen Einrücken
-der Kupplung lediglich ein Druck benötigt wird, der im wesentlichen dem zum Auslösen
einer Kupplung mit die Kupplung zusammenbringenden Federn erforderlichen Druck entspricht.
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Der Bedienende hat ein beträchtliches Hebelübergewicht bei der Bedienung
durch das Kupplungspedal und die Kupplungshebel 25. Die Benutzung von einarmigen
Hebeln vergrößert das Hebelübergewicht; da die wirksame Hebellänge von .den inneren
Enden, wo die Arbeitsleistung ausgeübt wird, zu dem Dreh- oder Schwenkpunkt 26 reicht.
Beispielsweise kann ein Druck von etwa 16 kg hinreichend. sein, um einen die Kupplung
kuppelnden Druck von etwa 55o kg zu erzielen. Bei diesem Beispiel ist (die Feder
54 von solcher Konstruktion, daß sie einen Kupplungsdruck von 55o kg erteilt, wenn
das Pedal in Stellung A verklinkt oder verriegelt ist. Diese Werte werden lediglich
für Beispielszwecke angegeben.
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Wenn die Kupplung ausgerückt ist, ist an der Druckplatte praktisch
keine Belastung vorhanden. Die Rückziehfedern können der Druckplatte eine geringe
Belastung auferlegen. Die biegsamen Treibplatten halten die Druckplatte fest, so
.daß Schwingungen in der Maschine oder eine schnelle Änderung ,der Umlaufzahl keine
gegenseitige Be-. e;gung zwischen .dem Schwungrad und der Druckplatte verursachen
können. Dies bedeutet einen Unterschied gegenüber einer Kupplungskonstruktion, bei
der die Druckplatte eine treibende Gleitpassung mit einem Teil der Deckelplatte
oder einem an der Deckelplatte oder idem Schwungrad befestigten Teil aufweist, wo
ein gewisser Arbeitsspielraum erforderlich ist. Eine solche Konstruktion würde eine
Schwingbewegung der Druckplatte mit darauffolgenden unerwünschten Geräuschen zulassen,
insbesondere wenn die Druckplatte bei ausgerückter-Kupplung unbelastet ist. Dieser
Zustand würde sich bei der unbelasteten Druckplatte der vorliegenden Kupplung ergeben,
zum Unterschied von einer Kupplung mit Kupplungsfedern, die die Druckplatte, wenn
die Kupplung ausgerückt ist, so belasten, daß sie mindestens bis zu einem gewissen
Grade die Schwingbewegung der Druckplatte Überwinden. Daher sind bei einer gemäß
der Erfindung ausgebildeten Kupplung biegsame Treibplatten für die Anbrin,gung oder
Befestigung der Druckplatte vorzuziehen.
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Im Betrieb eines Fahrzeuges kann (das Fahrzeug an einer Verkehrslampe
stehenbleiben, während die Kupplung ,in der in Fig. i gezeigten Stellung ausgerückt
ist. Der Fahrer hat es nicht nötig, das Kupplungspedal niedergedrückt zu halten,
selbst wenn,das Getriebe im Eingriff odereingeschaltet ist. Zum Ingangsetzen des
Fahrzeuges wird das Kupplungspedal niedergedrückt und dann losgelassen, um auf einen
anderen Gang umzuschalten und so
fort, ;bis (das Getriebe sich im
großen Gang befindet, wobei zu dieser Zeit das Pedal in der unteren Stellung verklinkt
oder verriegelt werden kann. Wenn es erwünscht ist, die Kupplung einzurücken, ohne
eine Verriegelung des Pedals in der unteren Stellung zu veranlassen, kann jeweils
ein Drück auf die Auflage 56 an dem unteren öder Fersenteil ausgeübt werden, wodurch
sie veranlaßt wird, sich in die in Fig. 5 mit gestrichelten Linien gezeigte Lage
zu drehen. Dies hat zur Folge, .daß .die Auf-. löge sich gegen die Nase 63 der Klinke
legt und sie in ,die mit gestrichelten Linien gezeichnete Lage schwenkt, in ider
die Klinke unwirksam ist. Wenn es erwünscht ist, das Pedal in der unteren Stellung
zu verriegeln, kann der Drück auf ,den oberen oder Spitzenteil der-Auflage 56 ausgeübt
werden. Das Pedal kann aus seiner verriegelten Lage dadurch ausgelöst werden, (daß
man einen Druck auf den unteren Teil der Auflage 56 ausübt, um so (die Klinke außer
Eingriff reit der Klinkenplatte 65 zu heben.
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Es ist somit ersichtlich, daß die Kupplung,durch physische Kraft ides
Bedienenden eingerückt wird. Das Einrücken der Kupplung kann fein oder weich ausgeführt
werden, da es dem Bedienenden möglich ist, die Wirkung fein wahrzunehmen oder zu
fühlen. 'Dieses Gefühl kann leicht empfunden werden,. und zwar infolge des Umstandes,
@d.aß der Bedienende nicht allein einen Druck .ausüben muß, welcher eine fühlbare
Gegenwirkung ergibt, sondern auch das Pedal über einen Bewegungsbereich verstellt.
Der Bewegungsbereich und der ausgeübte Druck sorgen zusammen für diese sanfte oder
weiche Schaltung.
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Wie oben erwähnt wurde, ist die Kupplung für ein normales größtes
Drehmoment voll eingerückt, wenn der Riegel sich in der Stellung A befindet. Es
gibt jedoch Zeiten, in .denen es erwünscht ist, einen zusätzlichen Betrag von Kupplungsdrehmomentleistung
zu halben, beispielsweise wenn Idas Fahrzeug ruckartig aus einem Sandloch oder Schlammloch
herausbewegt wird. Zu diesem Zweck kann (der Bedienende das Pedal über die Stellung
A hinaus beispielsweise in tdie Stellung B niederdrücken. Hierdurch wird die Feder
54 weiter zusammengedrückt und ein zusätzlicher Druck zum Zusammenbringen der Kupplung
auf die Druckplatte ausgeübt.
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Bei dieser Kupplung ist an der Maschinenkurbelwelle, wenn die Mraschine
mit eingerückter Kupplung arbeitet, infolge des auf die Druckplatte aus=` geübten
Druckes stets ein Enddruck oder" Schub vorhanden, der, in Fig. i gesehen, in Richtung
nach links verläuft. Dieser Enddruck oder Schub wird während des Einrückens der
Kupplung gleichfalls beständig auf das Lager 3o ausgeübt. Die in Fi,g. i gezeigte
Lagerkonstruktion für die Kurbelwelle ist jedoch für die Aufnahme ,dieses Druckes
oder Schubes eingerichtet. Im besonderen wird der Druck öder Schub bei der dargestellten
Ausführungsform,der Kupplung über die Schulter 5 in den Flansch 4 des hinteren Hauptlagers
der Kurbelwelle und auf den Teil 3 der -Maschine übertragen und schließlich auf
die Verbindung 28 und den Kupplungshebel.