WO2018099509A1 - Fliehkraftkupplung mit zwei in reihe geschalteten teilkupplungen - Google Patents

Fliehkraftkupplung mit zwei in reihe geschalteten teilkupplungen Download PDF

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WO2018099509A1
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centrifugal
clutch
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torque
centrifugal masses
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Sebastian Heuberger
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D2043/145—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating the clutching members directly in a direction which has at least a radial component; with centrifugal masses themselves being the clutching members the centrifugal masses being pivoting

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal clutch for a drive train of a motor vehicle, such as a motorcycle, with a motor driven / driven torque input component / Drehmomenteinleitbauteil and a downstream first sub-clutch, which has at least a first centrifugal mass, which is radially displaceable for transmitting torque to the displaced state in Tangle with a transmission-side torque output component to arrive.
  • Centrifugal clutches are already known from the prior art.
  • DE 20 2007 008 855 U1 discloses a centrifugal clutch, in particular for model vehicles, which includes a cylindrical clutch drum and a rotatably mounted in this clutch hub, wherein at least two trained as centrifugal weights clutch jaws are arranged on the circumference of the clutch hub, the up to the flat contact the inner circumferential surface of the clutch drum relative to a spring force are radially movable and at least on the contact surface have a friction lining, characterized in that at least the friction lining of the clutch shoes consists of a light metal material or brass.
  • centrifugal clutch to provide a correspondingly high starting torque, are designed so that they close only in a correspondingly high speed range and thus can not transmit torque at low speeds.
  • a second part clutch with at least one second centrifugal mass which is radially displaceable for transmitting torque in order to gerten state in the frictional connection with an intermediate component to arrive, in the torque curve in series / series is switched to the first part clutch.
  • the intermediate component and / or the torque output component is designed like an angle plate and / or cup-like / basket-like / are.
  • the intermediate member and the torque output member advantageously radially surround the centrifugal masses from the outside, so that they get in contact with the centrifugal forces in a centrifugal force induced displacement of the centrifugal masses and torque is transmitted.
  • first centrifugal masses are non-rotatably connected to the intermediate component, which advantageously produces a larger frictional connection between the first centrifugal masses and the torque output component, and thus a larger torque can be transmitted.
  • first centrifugal masses and / or the second centrifugal masses may be arranged distributed uniformly over the circumference, because then just over the circumference uniform frictional connection between the respective frictional partners / friction partners is generated, which effectively prevents slippage of the clutch.
  • three first centrifugal masses and / or three second centrifugal masses are present.
  • a particularly good torque transmission is possible in which a beating by the imbalance of the centrifugal masses is avoided.
  • the first centrifugal masses are geometrically and / or weight-wise different from the second centrifugal masses.
  • the clutch can be used in a wider speed range. Because it provides a high starting torque, because the centrifugal clutch is engaged in a stationary vehicle only at a relatively high speed, but at the same time it can transmit a moment even with falling speeds of the motor vehicle, because the smaller centrifugal masses of the series-connected second partial clutch transmit torque even at low speed.
  • the first centrifugal masses can be brought into frictional connection with an inner contact surface of the torque output component, in particular in frictional engagement.
  • the clutch can be closed and a torque from the torque input component, which is non-rotatably connected to the motor, to the torque output member which is rotatably connected to the transmission, transmitted.
  • the second centrifugal masses can be brought into frictional connection with an inner contact surface of the intermediate component, in particular in frictional engagement. Particularly when the rotational speed of a moving motor vehicle decreases, the torque is transmitted from the second partial clutch to the intermediate part, which in turn is connected to the torque input component.
  • a favorable embodiment is characterized in that the intermediate component engages within the first centrifugal masses and can be brought into frictional engagement with the second centrifugal masses outside the second centrifugal masses at its contact surface.
  • This is particularly advantageous because the partial clutches can be actuated independently of each other by the intermeshing of the two partial clutches and still only a very small space for the centrifugal clutch, which can transmit both a transmission-side and a motor-side torque is required.
  • the torque output member engages within the second centrifugal masses and outside of the first centrifugal masses at its contact surface with the second centrifugal masses can be brought into frictional connection.
  • the torque output component it is thus advantageously also possible for the torque output component to reach through, thus enabling the independent actuation of both partial clutches without restricting the function of the respective other partial clutch.
  • a part of the torque output member may overlap outside of the second sub-coupling and / or the intermediate member and be brought into frictional connection at its contact surface with the first centrifugal masses.
  • the torque output component so encloses the second part clutch, but is only operated by the first centrifugal masses, resulting in a very high structural compactness.
  • a part of the intermediate component outside of the first sub-clutch and / or the torque output component over grab and be brought into frictional contact with the second centrifugal masses at its contact surface.
  • the first and / or the second centrifugal masses are rotatably mounted. Due to the fact that the centrifugal masses are configured asymmetrically, a part of the centrifugal masses displaces radially outward in the event of a centrifugal force-induced rotation about the fixed axis of rotation, which advantageously results in a frictional torque transmission between the centrifugal masses and their associated friction partner.
  • the first and / or the second centrifugal masses may be mounted on a respective pin. Storage via a pin offers the great advantage that the centrifugal masses can be easily attached.
  • the pin is preferably received at both ends of the intermediate member or the torque output member, so that the centrifugal masses are advantageously mounted particularly safe and rotationally fixed.
  • an outer surface of the first centrifugal masses is geometrically and / or materially matched to the contact surface of the torque output component, so that advantageously the friction between the first centrifugal masses and the torque output component is as high as possible.
  • the contact between the outer surface of the first centrifugal masses and the contact surface of the torque output component is preferably over a large area designed. Because the larger the contacting surfaces, the better is the frictional connection between the friction partners and the greater the torques can be transmitted without slippage of the torque output component can occur.
  • a favorable embodiment is characterized in that an outer surface of the second centrifugal masses is geometrically and / or material matched to the contact surface of the intermediate component.
  • the friction between the second centrifugal masses and the intermediate component can be selectively influenced so that it is as high as possible.
  • the outer surface of the second centrifugal masses can lie flush against the contact surface of the intermediate component, which advantageously favors the frictional connection between the displaced second centrifugal masses and the intermediate component.
  • a damper is provided in the clutch to effectively curb the impact of the engine and to prevent damage to the centrifugal clutch.
  • the damper may be arranged before the first part clutch and / or between the first and the second part clutch and / or after the second part clutch, which depending on the structural design of the centrifugal clutch structural advantages.
  • the damper is designed as a rubber damper / plastic damper, since the vibrations / imbalances can be damped particularly effective by the yielding material.
  • the torque output component has a central internal toothing, which is designed to rotatably couple the torque output member with an externally toothed shaft. Due to the positive and central attachment of a gear fixed shaft to the torque output component, the torque of the engine is passed relatively lossless to the transmission.
  • the invention relates to a centrifugal clutch, which consists of two conventional centrifugal part clutches and thus can transmit torque over the entire speed range.
  • a motor control is available so that the gear can be changed.
  • the engine control allows when operating the lever over, for example, misfire up and down, without opening the clutch is required.
  • FIGS. 3 to 6 show a perspective view of a first partial coupling of the centrifugal clutch in different stages of the assembly
  • 7 to 8 is a perspective view of a second partial clutch of the centrifugal clutch in different stages of assembly
  • a centrifugal clutch 1 is shown.
  • the centrifugal clutch 1 has a motor-drivable torque input component 2 and a downstream first partial clutch 3 with three first centrifugal masses 4.
  • the first centrifugal masses 4 are radially displaceable in order to force-fit a motor-side torque to a transmission-side torque output component 5 in the displaced state.
  • a second partial clutch 6 is connected in series with the first partial clutch 3.
  • the second partial clutch 6 has three second centrifugal masses 7, which are radially displaceable, in order to transmit a transmission-side torque frictionally to an intermediate component 8 in the displaced state.
  • the first sub-clutch 3 and the second sub-clutch 6 are independently operable and transmit a torque between a motor and a gear non-positively.
  • the torque input component 2 also called the primary wheel, is rotatably connected via an external toothing 9 to the motor and rotates in dependence on the engine speed.
  • the intermediate component 8 on which the first centrifugal weights 4 are mounted, attached.
  • the intermediate component 8 is shaped like an angle plate and serves as a frictional connection partner for the second centrifugal masses 7, which are mounted on the torque output component 5.
  • the torque output member 5 has a centrally located internal gear 10 which is adapted to the torque output member 5 rotatably coupled to a transmission input shaft. 2 shows a schematic representation of the centrifugal clutch 1.
  • the first centrifugal masses 4 and the second centrifugal masses 7 are rotatably mounted on a respective pin 1 1 to the intermediate member 8 and to the torque output member 5. However, the first centrifugal masses 4 and the second centrifugal masses 7 can rotate about the axis of the pin 1 1.
  • the rotational movement about the pin axis results from the geometric asymmetric configuration of the centrifugal masses 4, 7 in a radial displacement of a portion of the first and second centrifugal masses 4, 7. This radial displacement acts in each case a spring 12 opposite conditions, since the centrifugal masses 4, 7 a Have to overcome spring force.
  • the first centrifugal masses 4 are set in rotation via the intermediate component 8.
  • the first centrifugal masses 4 are pressed radially outward, which is allowed by the rotation about the axis of the pin 1 1.
  • the first centrifugal masses 4 are displaced until they encounter an inner contact surface 13 of the torque output component 5. Since the contact surface 13 is matched to the geometry of the first centrifugal masses 4, an outer surface 14 of the first centrifugal masses 4 lies flush with the largest possible surface area on the contact surface 13.
  • the second partial clutch 6 is actuated.
  • the second centrifugal masses 7 are set in rotation.
  • the second centrifugal masses 7 are pressed radially outward, which is possible by the rotation about the respective axis of the pin 1 1.
  • the second centrifugal masses 7 are displaced radially until they contact an inside contact surface 15 of the intermediate component 8.
  • the first centrifugal masses 4 are preferably formed geometrically so different from the second centrifugal masses 7 that they close the first partial clutch 3 only at a higher speed.
  • FIGS. 3 to 6 show different stages of assembly of the first partial clutch 3.
  • the torque input component 2 is shown.
  • the torque input component 2 is formed as a gear with the external teeth 9 and rotatably connected to the motor.
  • a damper 17 is introduced, which dampens the vibrations.
  • the damper 17 has 8 damper components, which are uniformly distributed over the circumference in each case a recess of the torque input component 2 are introduced.
  • the damper 17 consists of circular plastic / rubber discs. The damper components are fastened to the torque input component 2 via a respective bolt 18.
  • Fig. 4 shows the torque input member 2, to which a disc 19 is attached via the bolts 18, wherein in the disc 19, the three pins 1 1 are integrated, which receive the first centrifugal masses 4.
  • the disc 19 is part of the intermediate component 8 and may be formed separately as in this embodiment or integrally with the intermediate member 8. The disk 19 bears flush against the torque input component 2 and is connected to it in a torque-proof manner.
  • the first centrifugal masses 4 are attached to the pins 1 1. There are three first centrifugal masses 4, which are arranged uniformly distributed over the circumference. The first centrifugal masses 4 can be pivoted by the centrifugal force about the pin 1 1, so that a part of the first centrifugal masses 4 moves radially outward.
  • the intermediate part 8 is mounted on the torque input member 2.
  • the intermediate component 8 has two cylindrical regions 20, 21, which are connected to one another via a disk-like region 22.
  • the first cylinder region 20 has a diameter which is dimensioned such that it passes through within the first centrifugal masses 4. can grip and is attached to the torque input component 2.
  • the intermediate component 8 merges into the second cylinder region, which has a diameter such that the second cylinder region 21 radially radiates the second centrifugal masses 7 surrounds and can be contacted at its inner contact surface 15 of the second centrifugal masses 7.
  • the disc 19 is also part of the intermediate member 8, since it receives the pins 1 1 at the other end.
  • FIG. 7 shows the cup-shaped torque output component 5, which receives the three equally distributed, second centrifugal masses 7 via three pins 11.
  • the outer diameter of the part of the torque output component 5 extending in the direction of rotation is dimensioned such that it engages over the second centrifugal masses 7 and also beyond the intermediate component 8, so that it contacts the contact surface 13 in the first partial coupling 3 is, with the first centrifugal masses 4 can be brought into frictional connection.
  • Distributed over the circumference 8 circular recesses 23 are introduced, which provide weight savings and can be used to lubricate the components.
  • the torque output member 5 is rotatably connected to the transmission.
  • an insert 24, which is part of the torque output member 5, is used, which receives the pins 1 1 and forms a boundary to the first part of the clutch 3.
  • the insert 24 may be formed separately or integrally with the torque output member 5.
  • the centrifugal clutch 1 is shown in the assembled state.
  • the torque output component 5 surrounds the intermediate component 8 and the first and second centrifugal masses 4, 7 radially outward.
  • the centrifugal clutch 1 is designed very compact and offers by the internal teeth 10 on the torque output component 5 and the external teeth 9 on the torque input component 2 a positive connection possibility for the engine and the transmission. List of accessories for centrifugal clutch

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem motorantreibbaren Drehmomenteingangsbauteil (2) und einer nachgeschalteten ersten Teilkupplung (3), die wenigstens eine erste Fliehkraftmasse (4) besitzt, welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verlagerten Zustand in Kraftschluss mit einem getriebeseitigen Drehmomentausgangsbauteil (5) zu gelangen, wobei eine zweite Teilkupplung (6) mit wenigstens einer zweiten Fliehkraftmasse (7), welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verlagerten Zustand im Kraftschluss mit einem Zwischenbauteil (8) zu gelangen, im Drehmomentverlauf in Reihe zur ersten Teilkupplung (3) geschalten ist.

Description

Fliehkraftkupplung mit zwei in Reihe geschalteten Teilkupplungen
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, etwa eines Motorrades, mit einem motorantreibbaren/angetriebenen Drehmo- menteingangsbauteil/Drehmomenteinleitbauteil und einer nachgeschalteten ersten Teilkupplung, die wenigstens eine erste Fliehkraftmasse besitzt, welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verlagerten Zustand in Kraftschluss mit einem getriebeseitigen Drehmomentausgangsbauteil zu gelangen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Fliehkraftkupplungen bekannt. Unter anderem offenbart die DE 20 2007 008 855 U1 eine Fliehkraftkupplung, insbesondere für Modellfahrzeuge, die eine zylinderförmige Kupplungstrommel und eine in dieser rotierbar gelagerte Kupplungsnabe enthält, wobei am Umfang der Kupplungsnabe mindestens zwei als Fliehkraftgewichte ausgebildete Kupplungsbacken angeordnet sind, die bis zur flächigen Anlage an der inneren Mantelfläche der Kupplungstrommel gegenüber einer Federkraft radial bewegbar sind und mindestens auf der Anlagefläche einen Reibbelag aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Reibbelag der Kupplungsbacken aus einem Leichtmetallwerkstoff oder aus Messing besteht.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass Fliehkraftkupplung, um ein entsprechend hohes Anfahrmoment bereitzustellen, so ausgestaltet sind, dass sie erst in einem dementsprechend hohen Drehzahlbereich schließen und somit nicht bei niedrigen Drehzahlen ein Drehmoment übertragen können.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern und eine Fliehkraftkupplung zu entwickeln, die sehr kompakt ist und über ein breites Drehzahlband verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine zweite Teilkupplung mit wenigstens einer zweiten Fliehkraftmasse, welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verla- gerten Zustand im Kraftschluss mit einem Zwischenbauteil zu gelangen, im Drehmomentverlauf in Reihe/Serie zur ersten Teilkupplung geschalten ist.
Dies hat den Vorteil, dass eine derartige Fliehkraftkupplung sehr einfach im Aufbau ist und über den gesamten Drehzahlbereich ein Moment übertragen werden kann. Auch bei niedrigen Drehzahlen, die aber oberhalb der Anfahrdrehzahl liegt, überträgt die Fliehkraftkupplung das Drehmoment des Motors, da die Kupplung durch die zweite Teilkupplung, die abhängig von der Drehzahl des getriebeseitigen Drehmomentausgangsbauteils kuppelt, betätigt bleibt. Gleichzeitig kann die Kupplung trotzdem so ein- gestellt werden, dass die Kupplung bei einem stehenden Kraftfahrzeug erst in einem vergleichsweise hohen Drehzahlbereich schließt, um ein entsprechendes Anfahrmoment bereitzustellen.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer- den nachfolgend näher erläutert.
So ist es zweckmäßig, wenn das Zwischenbauteil und/oder das Drehmomentausgangsbauteil winkelblechartig und/oder topfartig/korbartig ausgebildet ist/sind. So können das Zwischenbauteil und das Drehmomentausgangsbauteil vorteilhafterweise die Fliehkraftmassen radial von außen umschließen, so dass sie bei einer fliehkraftbedingten Verlagerung der Fliehkraftmassen in Kontakt mit den Fliehkraftmassen gelangen und ein Drehmoment übertragen wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mehrere erste Fliehkraftmassen drehfest mit dem Zwischenbauteil verbunden sind, was vorteilhafterweise einen größeren Kraftschluss zwischen den ersten Fliehkraftmassen und dem Drehmomentausgangsbauteil herstellt, und somit ein größeres Drehmoment übertragen werden kann.
Auch ist es von Vorteil, wenn mehrere zweite Fliehkraftmassen drehfest mit dem Drehmomentausgangsbauteil verbunden sind, da dadurch der Kraftschluss zwischen dem Zwischenbauteil und den zweiten Fliehkraftmassen durch die mehreren kontaktierenden Flächen vergrößert wird.
Zudem können die ersten Fliehkraftmassen und/oder die zweiten Fliehkraftmassen über den Umfang gleichverteilt angeordnet sein, weil gerade dann ein über den Umfang gesehen gleichmäßiger Kraftschluss zwischen den jeweiligen Kraftschlusspartnern/Reibpartnern erzeugt wird, der ein Durchrutschen der Kupplung wirksam verhindert.
Vorzugsweise sind drei erste Fliehkraftmassen und/oder drei zweite Fliehkraftmassen vorhanden. Besonders bei drei über den Umfang verteilten Fliehkraftmassen ist eine besonders gute Drehmomentübertragung möglich, bei der ein Schlagen durch die Unwucht der Fliehkraftmassen vermieden wird.
Außerdem sind die ersten Fliehkraftmassen in einer bevorzugten Ausführungsform geometrisch und/oder gewichtsmäßig unterschiedlich zu den zweiten Fliehkraftmassen. So kann die Kupplung in einem größeren Drehzahlbereich verwendet werden. Denn sie stellt ein hohes Anfahrmoment bereit, weil die Fliehkraftkupplung in einem stehenden Fahrzeug erst bei einer relativ hohen Drehzahl eingekuppelt wird, gleich- zeitig kann sie aber auch bei herabsinkenden Drehzahlen des Kraftfahrzeugs ein Moment übertragen, weil die kleineren Fliehkraftmassen der in Serie geschalteten zweiten Teilkupplung auch bei niedriger Drehzahl ein Drehmoment übertragen.
Zusätzlich ist es zweckmäßig, wenn die ersten Fliehkraftmassen mit einer innenseitigen Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteils in Kraftschluss, insbesondere in Reibschluss, bringbar sind. Dadurch kann also drehzahlabhängig die Kupplung geschlossen werden und ein Drehmoment von dem Drehmomenteingangsbauteil, das drehfest mit dem Motor verbunden ist, an das Drehmomentausgangsbauteil, das drehfest mit dem Getriebe verbunden ist, übertragen werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweiten Fliehkraftmassen mit einer innenseitigen Kontaktfläche des Zwischenbauteils in Kraftschluss, insbesondere in Reibschluss, bringbar sind. Besonders bei einem Abnehmen der Drehzahl bei einem fahrenden Kraftfahrzeug wird das Drehmoment von der zweiten Teilkupplung an das Zwischen- teil, das wiederum mit dem Drehmomenteingangsbauteil verbunden ist, übertragen.
Ein günstiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Zwischenbauteil innerhalb der ersten Fliehkraftmassen hindurchgreift und außerhalb der zweiten Fliehkraftmassen an seiner Kontaktfläche mit den zweiten Fliehkraftmassen in Kraft- schluss bringbar ist. Die ist besonders vorteilhaft, da durch das Ineinandergreifen der beiden Teilkupplungen die Teilkupplungen unabhängig voneinander betätigt werden können und trotzdem nur ein sehr geringer Bauraum für die Fliehkraftkupplung, die sowohl ein getriebeseitiges als auch ein motorseitiges Drehmoment übertragen kann, benötigt wird.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Drehmomentausgangsbauteil innerhalb der zweiten Fliehkraftmassen hindurchgreift und außerhalb der ersten Fliehkraftmassen an seiner Kontaktfläche mit den zweiten Fliehkraftmassen in Kraftschluss bringbar ist. Bei dem Ineinandergreifen der Teilkupplungen ist es vorteilhafterweise also auch möglich, dass das Drehmomentausgangsbauteil hindurchgreift und so die unabhängige Betätigung beider Teilkupplungen ermöglicht ohne die jeweils andere Teilkupplung in ihrer Funktion einzuschränken.
Vorzugsweise kann ein Teil des Drehmomentausgangsbauteils außerhalb der zweiten Teilkupplung und/oder des Zwischenbauteils übergreifen und an seiner Kontaktfläche mit den ersten Fliehkraftmassen in Kraftschluss gebracht werden. So umschließt das Drehmomentausgangsbauteil also die zweite Teilkupplung, wird aber erst durch die ersten Fliehkraftmassen betätigt, was eine sehr hohe bauliche Kompaktheit ergibt.
Zudem kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Teil des Zwischenbauteils außerhalb der ersten Teilkupplung und/oder des Drehmomentausgangsbauteils über- greifen und an seiner Kontaktfläche mit den zweiten Fliehkraftmassen in Kraftschluss gebracht werden. Je nach Anforderung ist es also genau so möglich, das Zwischenbauteil außenliegend auszugestalten, ohne dass die Funktionsweise einer der beiden Teilkupplungen negativ beeinflusst wird.
Bevorzugterweise sind die ersten und/oder die zweiten Fliehkraftmassen drehbar gelagert. Dadurch dass die Fliehkraftmassen asymmetrisch ausgestaltet sind, verlagert sich ein Teil der Fliehkraftmassen bei einer fliehkraftbedingten Drehung um die festgelegte Drehachse radial nach außen, was vorteilhafterweise zu einer kraftschlüssigen Drehmomentübertragung zwischen den Fliehkraftmassen und ihrem zugeordneten Reibpartner.
Die ersten und/oder die zweiten Fliehkraftmassen können an jeweils einem Stift gelagert sein. Die Lagerung über einen Stift bietet den großen Vorteil, dass die Fliehkraft- massen einfach angebracht werden können. Der Stift wird vorzugsweise an beiden Enden von dem Zwischenbauteil oder dem Drehmomentausgangsbauteil aufgenommen, damit die Fliehkraftmassen vorteilhafterweise besonders sicher und drehfest angebracht sind.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn eine Außenfläche der ersten Fliehkraftmassen geometrisch und/oder stofflich auf die Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteils abgestimmt ist, damit vorteilhafterweise die Reibung zwischen den ersten Fliehkraftmassen und dem Drehmomentausgangsbauteil möglichst hoch ist.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Außenfläche der ersten Fliehkraftmassen bündig an der Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteils anliegt, was einen besonders großen Kraftschluss zwischen den ersten Fliehkraftmassen und dem Drehmomentausgangsbauteil erzeugt.
Weiterhin ist der Kontakt zwischen der Außenfläche der ersten Fliehkraftmassen und der Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteils vorzugsweise großflächig aus- gestaltet. Denn je größer die kontaktierenden Flächen sind, desto besser ist der Kraft- schluss zwischen den Reibpartnern und desto größere Drehmomente können übertragen werden, ohne dass ein Durchrutschen des Drehmomentausgangsbauteils entstehen kann.
Ein günstiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass eine Außenfläche der zweiten Fliehkraftmassen geometrisch und/oder stofflich auf die Kontaktfläche des Zwischenbauteils abgestimmt ist. So kann vorteilhafterweise die Reibung zwischen den zweiten Fliehkraftmassen und dem Zwischenbauteil gezielt so beeinflusst werden, dass sie möglichst hoch ist.
Zudem kann die Außenfläche der zweiten Fliehkraftmassen in einer bevorzugten Ausführungsform bündig an der Kontaktfläche des Zwischenbauteils anliegen, was vorteilhafterweise den Kraftschluss zwischen den verlagerten zweiten Fliehkraftmassen und dem Zwischenbauteil begünstigt.
Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Kontakt zwischen der Außenfläche der zweiten Fliehkraftmassen und der Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteils großflächig ausgestaltet ist, da eine größere kontaktierende Fläche einen höheren Reib- schluss/Kraftschluss nach sich zieht.
Vorzugsweise ist in der Kupplung ein Dämpfer vorhanden, damit ein Schlagen des Motors wirksam abgedämpft wird und keine Schäden an der Fliehkraftkupplung erzeugt.
Der Dämpfer kann vor der ersten Teilkupplung und/oder zwischen der ersten und der zweiten Teilkupplung und/oder nach der zweiten Teilkupplung angeordnet sein, was je nach konstruktiver Ausgestaltung der Fliehkraftkupplung bauliche Vorteile mit sich bringt. Bevorzugterweise ist der Dämpfer als Gummidämpfer/Kunststoffdämpfer ausgestaltet, da durch das nachgebende Material die Schwingungen/Unwuchten besonders effektiv gedämpft werden können.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Drehmomentausgangsbauteil eine zentrale Innenverzahnung aufweist, die ausgestaltet ist, um das Drehmomentausgangsbauteil drehfest mit einer außenverzahnten Welle zu koppeln. Durch die formschlüssige und zentrale Anbringung einer getriebefesten Welle an dem Drehmomentausgangsbauteil wird das Drehmoment des Motors relativ verlustfrei an das Getriebe weitergegeben.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Fliehkraftkupplung, die aus zwei konventionellen Fliehkraftteilkupplungen besteht und somit über den gesamten Drehzahlbereich ein Drehmoment übertragen kann. Zusätzlich ist eine Motorsteuerung vorhanden, damit der Gang gewechselt werden kann. Die Motorsteuerung ermöglicht beim Betätigen des Schalthebels über beispielsweise Zündaussetzer ein Hoch- und Runterschalten, ohne dass ein Öffnen der Kupplung erforderlich ist. Durch die Reihenschaltung der zwei Teilkupplungen ist es auch möglich, bei einem Motorrad oder einem Motorroller sowohl ohne Kupplungsbetätigung anzufahren als auch ohne Kupplungsbetätigung zu schalten.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung nach einer ersten Ausführungsform,
eine schematische Darstellung der Fliehkraftkupplung nach Fig. 1 ,
Fign. 3 bis 6 eine perspektivische Ansicht einer ersten Teilkupplung der Fliehkraftkupplung in unterschiedlichen Stufen des Zusammenbaus, Fig. 7 bis 8 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Teilkupplung der Fliehkraftkupplung in unterschiedlichen Stufen des Zusammenbaus, und
eine perspektivische Ansicht der Fliehkraftkupplung in zusammengebautem Zustand.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist eine Fliehkraftkupplung 1 dargestellt. Die Fliehkraftkupplung 1 besitzt ein motorantreibbares Drehmomenteingangsbauteil 2 und eine nachgeschaltete erste Teilkupplung 3 mit drei ersten Fliehkraftmassen 4. Die ersten Fliehkraftmassen 4 sind radial verlagerbar, um im verlagerten Zustand ein motorseitiges Drehmoment kraft- schlüssig auf ein getriebeseitiges Drehmomentausgangsbauteil 5 zu übertragen. Eine zweite Teilkupplung 6 ist in Reihe zu der ersten Teilkupplung 3 geschalten. Die zweite Teilkupplung 6 besitzt drei zweite Fliehkraftmassen 7, die radial verlagerbar sind, um im verlagerten Zustand ein getriebeseitiges Drehmoment kraftschlüssig auf ein Zwischenbauteil 8 zu übertragen.
Die erste Teilkupplung 3 und die zweite Teilkupplung 6 sind unabhängig voneinander betätigbar und übertragen ein Drehmoment zwischen einem Motor und einem Getriebe kraftschlüssig. Das Drehmomenteingangsbauteil 2, auch Primärrad genannt, ist über eine Außenverzahnung 9 drehfest mit dem Motor verbunden und dreht sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. An dem Drehmomenteingangsbauteil 2 ist das Zwischenbauteil 8, an dem die ersten Fliehkraftgewichte 4 gelagert sind, befestigt. Das Zwischenbauteil 8 ist winkelblechartig geformt und dient als Kraftschlusspartner für die zweiten Fliehkraftmassen 7, die an dem Drehmomentausgangsbauteil 5 gelagert sind. Das Drehmomentausgangsbauteil 5 weist eine zentral angeordnete Innen- Verzahnung 10 auf, die ausgelegt ist, um das Drehmomentausgangsbauteil 5 drehfest mit einer Getriebeeingangswelle zu koppeln. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Fliehkraftkupplung 1 . Die ersten Fliehkraftmassen 4 sind und die zweiten Fliehkraftmassen 7 sind an jeweils einem Stift 1 1 an dem Zwischenbauteil 8 beziehungsweise an dem Drehmomentausgangsbauteil 5 drehfest gelagert. Die ersten Fliehkraftmassen 4 und die zweiten Fliehkraftmassen 7 können sich jedoch um die Achse des Stifts 1 1 drehen. Der Drehbewegung um die Stiftsachse resultiert durch die geometrische asymmetrische Ausgestaltung der Fliehkraftmassen 4, 7 in einer radialen Verlagerung eines Teils der ersten und zweiten Fliehkraftmassen 4, 7. Dieser radialen Verlagerung wirkt jeweils eine Feder 12 entge- gen, da die Fliehkraftmassen 4, 7 eine Federkraft überwinden müssen.
Bei einer Rotation des Drehmomenteingangsbauteils 2 werden also die ersten Fliehkraftmassen 4 über das Zwischenbauteil 8 in Rotation versetzt. Über die Zentrifugalkraft/Fliehkraft werden die ersten Fliehkraftmassen 4 radial nach außen gedrückt, was durch die Drehung um die Achse des Stifts 1 1 zugelassen wird. Die ersten Fliehkraftmassen 4 werden so weit verlagert, bis sie an eine innenseitige Kontaktfläche 13 des Drehmomentausgangsbauteils 5 stoßen. Da die Kontaktfläche 13 auf die Geometrie der ersten Fliehkraftmassen 4 abgestimmt ist, liegt eine Außenfläche 14 der ersten Fliehkraftmassen 4 bündig und mit einer möglichst großen Fläche an der Kontaktflä- che 13 an.
Äquivalent wird die zweite Teilkupplung 6 betätigt. Bei einer Rotation des Drehmomentausgangsbauteils 2, beispielsweise durch die Drehung des Getriebes eines fahrenden Fahrzeugs, werden also die zweiten Fliehkraftmassen 7 in Rotation versetzt. Über die Zentrifugalkraft/Fliehkraft werden die zweiten Fliehkraftmassen 7 radial nach außen gedrückt, was durch die Drehung um die jeweilige Achse des Stifts 1 1 möglich ist. Die zweiten Fliehkraftmassen 7 werden radial so weit verlagert, bis sie eine innenseitige Kontaktfläche 15 des Zwischenbauteils 8 kontaktieren. Wieder sind die Geometrien der Kontaktfläche 15 auf eine Außenfläche 16 der zweiten Fliehkraftmassen, die an der Kontaktfläche 15 anliegen, abgestimmt. Die ersten Fliehkraftmassen 4 sind bevorzugt geometrisch so unterschiedlich zu den zweiten Fliehkraftmassen 7 ausgebildet, dass sie bei erst bei einer höheren Drehzahl die erste Teilkupplung 3 schließen.
Die Fign. 3 bis 6 zeigen unterschiedliche Stufen des Zusammenbaus der ersten Teilkupplung 3. In Fig. 3 ist das Drehmomenteingangsbauteil 2 abgebildet. Das Drehmomenteingangsbauteil 2 ist als Zahnrad mit der Außenverzahnung 9 ausgebildet und drehfest mit dem Motor verbindbar. In dem Drehmomenteingangsbauteil 2 ist ein Dämpfer 17 eingebracht, der die Schwingungen abdämpft. Der Dämpfer 17 hat 8 Dämpferkomponenten, die gleichverteilt über den Umfang in jeweils einer Vertiefung des Drehmomenteingangsbauteils 2 eingebracht sind. Der Dämpfer 17 besteht aus kreisförmigen Kunststoff-/Gummischeiben. Die Dämpferkomponenten sind über jeweils einen Bolzen 18 an dem Drehmomenteingangsbauteil 2 befestigt.
Fig. 4 zeigt das Drehmomenteingangsbauteil 2, an dem eine Scheibe 19 über die Bolzen 18 befestigt ist, wobei in die Scheibe 19 die drei Stifte 1 1 integriert sind, die die ersten Fliehkraftmassen 4 aufnehmen. Die Scheibe 19 ist Teil des Zwischenbauteils 8 und kann separat wie in diesem Ausführungsbeispiel oder auch einstückig mit dem Zwischenbauteil 8 ausgebildet sein. Die Scheibe 19 liegt bündig an dem Drehmo- menteingangsbauteil 2 an und ist drehfest mit ihm verbunden.
In Fig. 5 sind die ersten Fliehkraftmassen 4 an den Stiften 1 1 befestigt. Es sind drei erste Fliehkraftmassen 4 vorhanden, die über den Umfang gleichverteilt angeordnet sind. Die ersten Fliehkraftmassen 4 können durch die Fliehkraft um den Stift 1 1 ver- schwenkt werden, so dass sich ein Teil der ersten Fliehkraftmassen 4 radial nach außen verlagert.
In Fig. 6 ist das Zwischenteil 8 an dem Drehmomenteingangsbauteil 2 montiert. Das Zwischenbauteil 8 besitzt zwei zylinderartige Bereich 20, 21 , dir über einen scheiben- artigen Bereich 22 verbunden sind. Der erste Zylinderbereich 20 hat einen Durchmesser, der so bemessen ist, dass er innerhalb der ersten Fliehkraftmassen 4 hindurch- greifen kann und an dem Drehmomenteingangsbauteil 2 befestigt wird. Über den Scheibenbereich 22, der parallel zu der Scheibe 19 angeordnet ist und die Stifte 1 1 an einem Ende aufnimmt, geht das Zwischenbauteil 8 in den zweiten Zylinderbereich über, der einen Durchmesser ausweist, dass der zweite Zylinderbereich 21 die zwei- ten Fliehkraftmassen 7 radial umgreift und an seiner innenliegenden Kontaktfläche 15 von den zweiten Fliehkraftmassen 7 kontaktiert werden kann. Die Scheibe 19 ist auch Teil des Zwischenbauteils 8, da sie die Stifte 1 1 an dem anderen Ende aufnimmt.
Die Fign. 7 und 8 zeigen die zweite Teilkupplung 6. In Fig. 7 ist das topfartige Dreh- momentausgangsbauteil 5 dargestellt, das über drei Stifte 1 1 die drei gleichverteilten, zweiten Fliehkraftmassen 7 aufnimmt. Der Außendurchmesser des sich in Umlaufrich- tung erstreckenden Teils des Drehmomentausgangsbauteils 5 ist so bemessen, dass er über die zweiten Fliehkraftmassen 7 und auch über das Zwischenbauteil 8 außerhalb herüber greift, so dass er an seiner Kontaktfläche 13, die in der ersten Teilkupp- lung 3 liegt, mit den ersten Fliehkraftmassen 4 in Kraftschluss bringbar ist. Über den Umfang verteilt sind 8 kreisförmige Aussparungen 23 eingebracht, die gewichtstechnische Einsparungen bieten und zur Schmierung der Bauteile eingesetzt werden können. Über die Innenverzahnung 10 wird das Drehmomentausgangsbauteil 5 an das Getriebe drehfest angebunden.
In Fig. 8 ist ein Einsatz 24, der Teil des Drehmomentausgangsbauteils 5 ist, eingesetzt, der die Stifte 1 1 aufnimmt und eine Abgrenzung zu der ersten Teilkupplung 3 bildet. Der Einsatz 24 kann separat oder einstückig mit dem Drehmomentausgangsbauteil 5 ausgebildet sein.
In Fig. 9 ist die Fliehkraftkupplung 1 im zusammengebauten Zustand dargestellt. Dabei umgibt das Drehmomentausgangsbauteil 5 das Zwischenbauteil 8 und die ersten und die zweiten Fliehkraftmassen 4, 7 radial außerhalb. Die Fliehkraftkupplung 1 ist sehr kompakt ausgestaltet und bietet durch die Innenverzahnung 10 an dem Dreh- momentausgangsbauteil 5 und die Außenverzahnung 9 an dem Drehmomenteingangsbauteil 2 eine formschlüssige Anbindungsmöglichkeit für den Motor und das Getriebe. Bezuqszeichenliste Fliehkraftkupplung
Drehmomenteingangsbauteil
erste Teilkupplung
erste Fliehkraftmasse
Drehmomentausgangsbauteil
zweite Teilkupplung
zweite Fliehkraftmasse
Zwischenbauteil
Außenverzahnung
Innenverzahnung
Stift
Feder
Kontaktfläche des Drehmomentausgangsbauteil Außenfläche der ersten Fliehkraftmassen Kontaktfläche des Zwischenbauteils
Außenfläche der zweiten Fliehkraftmassen Dämpfer
Bolzen
Scheibe
erster Zylinderbereich
zweiter Zylinderbereich
Scheibenbereich
Aussparung
Einsatz

Claims

Patentansprüche
1 . Fliehkraftkupplung (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem motorantreibbaren Drehmomenteingangsbauteil (2) und einer nachgeschalteten ersten Teilkupplung (3), die wenigstens eine erste Fliehkraftmasse (4) besitzt, welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verlagerten Zustand in Kraftschluss mit einem getriebeseitigen Drehmomentausgangsbauteil (5) zu gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Teilkupplung (6) mit wenigstens einer zweiten Fliehkraftmasse (7), welche zum Drehmomentübertragen radial verlagerbar ist, um im verlagerten Zustand im Kraftschluss mit einem Zwischenbauteil (8) zu gelangen, im Drehmomentverlauf in Reihe zur ersten Teilkupplung (3) geschalten ist.
2. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenbauteil (8) und/oder das Drehmomentausgangsbauteil (5) winkel- blechartig und/oder topfartig ausgebildet ist/sind.
3. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Fliehkraftmassen (4) drehfest mit dem Zwischenbauteil (8) verbunden sind.
4. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Fliehkraftmassen (7) drehfest mit dem Drehmomentausgangsbauteil (5) verbunden sind.
5. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fliehkraftmassen (4) geometrisch und/oder gewichtsmäßig unterschiedlich zu den zweiten Fliehkraftmassen (7) sind.
6. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fliehkraftmassen (4) mit einer innenseitigen Kontaktfläche (13) des Drehmomentausgangsbauteils (5) in Kraftschluss bringbar sind.
7. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fliehkraftmassen (7) mit einer innenseitigen Kontaktfläche (15) des Zwischenbauteils (8) in Kraftschluss bringbar sind.
8. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenbauteil (8) innerhalb der ersten Fliehkraftmassen (4) hindurchgreift und außerhalb der zweiten Fliehkraftmassen (7) an seiner Kontaktfläche (15) mit den zweiten Fliehkraftmassen (7) in Kraftschluss bringbar ist.
9. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Drehmomentausgangsbauteils (5) außerhalb der zweiten Teilkupplung (6) und/oder des Zwischenbauteils (8) übergreift und an seiner Kontaktfläche (13) mit den ersten Fliehkraftmassen (4) in Kraftschluss bringbar ist.
10. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder die zweiten Fliehkraftmassen (4, 7) drehbar gelagert sind.
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