DE920699C - Zusammengesetzte Wellenkupplung - Google Patents

Description

• Zusammengesetzte Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Wellenkupplung und bezweckt, eine hydrodynamische Kupplung derart mit einer formschlüssigen, lösbaren Verbindung zu verbinden, daß beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl die hydrodynamische Kupplung formschlüssig überbrückt wird. Dabei soll die Wellenkupplung insbesondere bei solchen halbautomatischen Getrieben in Kraftfahrzeugen verwendbar sein, bei denen durch Betätigung des Gaspedals selbsttätig vom langsamen auf den direkten Gang geschaltet wird, und zwar derart, daß die gleiche Gaspedalbetätigung auch die formschlüssige Kupplung ein- und die hydrodynamische Kupplung ausschaltet. Ferner soll dabei trotz Verwendung einer Freilaufkupplung das sonst bei derartigen Kupplungen in Erscheinung tretende Gefühl des toten Ganges vermieden werden und die Verwendbarkeit des Motors zum Bremsen mindestens teilweise erhalten bleiben. Außerdem soll die Vorrichtung möglichst geräuschlos arbeiten. Schließlich soll die formschlüssige Verbindung immer dann mit Sicherheit ausgerückt werden, wenn unterhalb der obenerwähnten kritischen Drehzahl eine Drehmomentumkehr stattfindet, d. h. wenn z. B. das Fahrzeug den Motor anzutreiben oder der Motor das Fahrzeug zu verlangsamen strebt.
• Erfindungsgemäß liegen bei einer aus einer hydrodynamischen Kupplung und einer formschlüssigen, lösbaren Verbindung zusammengesetzten Wellenkupplung die hydrodynamische Kupplung und die formschlüssige, lösbare Verbindung parallel zueinander, und die letztere setzt sich wiederum aus einer Freiluftkupplung und einer dieser nachgeschalteten fliehkraftbetätigten Klauenkupplung zusammen, deren Fliehgewichte auf der Abtriebsseite sitzen und deren Klauen so abgeschrägt sind, daß sie nur bei Drehzahlgleichheit oder bei Voreilen der Abtriebsseite fassen. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
• In der Zeichnung ist Fig. I ein Axialschnitt einer Wellenkupplung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. I und Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kraftkreises.
• Eine hydrodynamische Kupplung F (Fig. 3) ist zwischen der Kurbelwelle Io und der Getriebewelle II eines Kraftfahrzeuges eingeschaltet. Sie besteht aus einem mit der Kurbelwelle Io verbundenen Pumpenrad I2, und einem auf der rohrförmigen Zwischenwelle I4 sitzenden Turbinenrad I3. Die Welle I4 treibt die Welle II über eine Reibungskupplung (nicht dargestellt).
• Eine lösbare, formschlüssige Verbindung L überbrückt die hydrodynamische Kupplung F und besteht aus einer Freilaufkupplung O und einer fliehkraftbetätigten Klauenkupplung S, die hintereinandergeschaltet zwischen den Wellen Io und I4 liegen.
• Die Freilaufkupplung O vermag ein Drehmoment von der Welle Io auf die Klauenkupplung S zu übertragen und schaltet sich bei Drehmomentumkehr ab.
• Die Flüssigkeitskupplung enthält einen Nabenring I5, der mit Schrauben I6 an einem Flansch I7 der Kurbelwelle Io befestigt ist. Der Nabenring I5 trägt das Kupplungsgehäuse I9, in dem das Pumpenrad I2 befestigt ist. Die Welle I4 trägt als Fortsatz eine Büchse 38, die mit der Welle I4 umläuft. Die Welle II ist innerhalb der Welle I4 mit Rollen 42 gelagert.
• Die beiden Kupplungen O und S haben einen gemeinsamen Ring 49. An dem äußeren Umfang des Ringes 49 sind Nocken 5o der Freilaufkupplung O vorgesehen. Der Nabenflansch I8 hat eine Hohlzylinderfläche 5I, die den Außenteil der Freilaufkupplung bildet. Die Klemmrollen 52 sind in einem Käfig 53 geführt, der unter der Zugwirkung einer Drehfeder 54 steht, deren eines Ende mit dem Käfig verbunden und deren anderes Ende in dem Ring 49 verankert ist. Der Käfig 53 drängt also die Rollen ständig in Eingriff.
• Der Ring 49 ist auf dem Nabenring I5 gelagert und gegen Axialbewegung durch eine Scheibe 55 gesichert.
• Der Ring 49 hat an seiner Innenseite radiale Klauen 58, die eine Hälfte der fliehkraftbetätigten Klauenkupplung S bilden. In die Klauenlücken 59 greifen als Fliehgewichte ausgebildete Gegenklauen 6o ein. Diese haben an ihren innenliegenden Enden in Axialrichtung überragende Ansätze 63, um die sich geschlossene Federn 64 legen. Diese Federn 64 verhindern den Eingriff der Klauenkupplung unterhalb einer bestimmten Drehzahl.
• Die als Fliehgewichte ausgebildeten Gegenklauen 6o sind abgeschrägt, so daß sie an den Klauen 58 abgleiten, wenn nach Erreichen der Eingriffsdrehzahl der Ring 49 schneller als die Welle I4 umläuft. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Im Anfahrbereich wird der Antrieb über die hydrodynamische Kupplung vermittelt; das hat den Vorteil eines abgefederten Eingriffs. Dabei läuft der Ring 49 mit der Antriebsdrehzahl um, weil die Drehfeder 54 die Klemmrollen 52 des Freilaufs im Eingriff hält.
• Sobald die Umschaltdrehzahl überschritten worden ist, überwindet die auf die Gegenklauen 6o wirkende Fliehkraft die Kraft der Federn 64, und die Gegenklauen 6o bewegen sich in die in gestrichelten Linien 6o' in Fig. 2 dargestellte Stellung, da sie an den Klauen 58 abgleiten, solange die Antriebsseite schneller läuft als die Abtriebsseite.
• Der formschlüssige Antrieb kann nun jederzeit nach Überschreiten der Umschaltdrehzahl durch Umkehren des Drehmomentes hergestellt werden, beispielsweise indem durch Loslassen des Gaspedals der Motor verlangsamt wird. Sobald der getriebene Teil den treibenden Teil überholen will, gleiten die Gegenklauen 6o in die Klauenlücken 59 des Ringes 49 hinein; damit ist die Antriebsseite mit der Abtriebsseite formschlüssig gekuppelt.
• Wenn keine Freilaufkupplung vorgesehen wäre, so könnte die weitere Drehzahlminderung nach Loslassen des Gaspedals unter Umständen zur Folge haben, daß der Eingriff der Klauenküpplung eine Stoßwirkung ausüben würde. Die Freilaufkupplung verhindert diesen Stoß. Der einzige Widerstand gegen die umgekehrte Drehmomentbelastung ist dann der umgekehrte Antrieb durch die Flüssigkeit. Da die Flüssigkeitskupplung dauernd wirksam ist, nimmt sie den Motor immer mit, so daß das Gefühl des toten Ganges vermieden wird, das sonst bei dem Ausrücken der Freilaufkupplung sowie bei ihrem Wiedereinrücken nach Wiederaufnahme des normalen, von dem Motor ausgehenden Antriebs entstehen könnte. Die Vorrichtung ermöglicht also eine begrenzte Freilaufwirkung, während die Fliehkraftkupplung im Eingriff verbleibt. Dieser Freilauf ist aber anders geartet als üblich, da ihm die Flüssigkeitskupplung bremsend entgegenwirkt und nur so viel Unterschied in der Drehzahl zwischen An- und Abtriebsseite zuläßt, wie dem Schlupf in der Kupplung bei dieser Drehzahl entspricht. Die Wellenkupplung hat jedoch den Vorteil, daß die Getriebegeräusche ausgeschaltet werden, die sonst z. B. bei einem Sechszylinderwagen beim Verlangsamen von 9o auf 55 km/h auftreten.
• Trotz der Freilaufkupplungkann also die Bremswirkung des Motors beim Bergabfahren ausgenutzt werden.
• Wird dem Fahrzeug ermöglicht, auf einen unterhalb der Umschaltdrehzahl liegenden Wert auszulaufen, so wird die Klauenkupplung S automatisch ausgerückt, und zwar auf Grund des Arbeitens der Freilaufkupplung. Würde die Freilaufkupplung fehlen, so würden die infolge der Drehmomentumkehr zwischen den treibenden und getriebenen Teilen der Fliehkraftkupplung auftretenden Kräfte genügen, um ein Zurückziehen der Gegenklauen so lange zu verhüten, bis die Motorleerlaufgesehwindigkeit erreicht ist. Wenn in diesem Falle der Gashebel schnell niedergedrückt würde, würde das Antriebsdrehmoment die Sperrklinken wahrscheinlich fangen, bevor sie sich zurückziehen könnten, und die Kupplung würde dann formschlüssig antreiben statt kraftschlüssig über die hydrodynamische Kupplung, wie es bei niedrigen Drehzahlen erwünscht ist. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird jedoch die Freilaufbelastung durch die hydraulische Kupplung aufgenommen und nicht durch die Fliehkraftkupplung übertragen. Demgemäß kann sich die Fliehkraftkupplung unterhalb der Umschaltdrehzahl jederzeit ausrücken.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Zusammengesetzte Wellenkupplung, bestehend aus einer hydrodynamischen Kupplung und einer formschlüssigen, lösbaren Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Kupplung (F) und die formschlüssige, lösbare Verbindung (L) parallel zueinander liegen und daß die formschlüssige, lösbare Verbindung (L) aus einer Freilaufkupplung (O) und einer ein- und ausrückbaren formschlüssigen Kupplung (S) in Reihenschaltung besteht.
2. 2. Wellenkupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die ein- und ausrückbare formschlüssige Kupplung (S) eine selbsttätige Kupplung, vorzugsweise eine Fliehkraftkupplung ist, die auf die Drehzahl des getriebenen Teils (I4) anspricht.
3. 3. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Kupplung (S) Fliehgewichte (6o) enthält, die als Kupplungsklauen ausgebildet sind und sich bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl gegen den Druck von Federn (64) in den treibenden Klauenkupplungsteil (58, 59) schieben.
4. 4. Wellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebenen Kupplungsklauen (6o) abgeschrägt sind, so daß die Klauen während der in der einen Richtung erfolgenden Relativdrehung der Klauenkupplungsteile von den Klauen (58) des treibenden Kupplungsteils abgleiten, während die Klauen bei der Relativdrehung in der entgegengesetzten Richtung oder während der Synchrondrehung zwischen die letzterwähnten Klauen eintreten, um eine formschlüssige Verbindung herzustellen.
5. 5. Wellenkupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (6o) an ihren inneren Enden in beiden Axialrichtungen Ansätze aufweisen, über die zwei Schraubenfederringe (64) gespannt sind.
6. 6. Wellenkupplung nach den Ansprüchen I bis 5, bei der die hydrodynamische Kupplung in einem mit dem Pumpenrad umlaufenden Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige, lösbare Verbindung (L) innerhalb dieses Gehäuses (I9) zwischen einem Teil (I5) desselben und einer das Turbinenrad (I3) tragenden Welle (I4) angeordnet ist.
7. 7. Wellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Antriebswelle (Io) abnehmbar befestigter Nabenkörper (I5) das Kupplungsgehäuse (I9) trägt, in dem das Pumpenrad (I2) auf der der Antriebswelle abgewandten Seite befestigt und das Turbinenrad (I3) auf der der Antriebswelle benachbarten Seite auf der getriebenen Welle (I4) angeordnet ist, und daß die Freilauf- und die Klauenkupplung (0, S) konzentrisch zueinander zwischen dem Nabenkörper (I5) und dem inneren Ende (38, 39) der getriebenen Welle untergebracht sind.
8. 8. Wellenkupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen der Freilaufkupplung (O) und der Klauenkupplung (S) gemeinsamen ringförmigen Bauteil (49).
9. 9. Wellenkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des ringförmigen Bauteils (49) der treibende Kupplungsteil (58, 59) der Klauenkupplung (S) und seine äußere Seite der getriebene Kupplungsteil (5o) der Freilaufkupplung (0) ist.