DE1063469B

DE1063469B - Kraftfahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE1063469B
Application number: DES37338A
Authority: DE
Inventors: Jean Maurice; Michel Rist
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1953-01-27
Filing date: 1954-01-27
Publication date: 1959-08-13

Description

Kraftfahrzeugkupplung Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkupplung, die die Motorwelle über ein insbesondere synchronisiertes Wechselgetriebe mit den Antriebsrädern verbindet und aus einer insbesondere durch Fliehkraft zu betätigenden Reibscheibenkupplung besteht und bei der zwischen der motorseitigen Welle und der getriebeseitigen Welle der Kupplung eine nur in einer Drehrichtung ansprechende Sperrvorrichtung vorgesehen ist, die dann in Tätigkeit tritt, wenn sich die motorseitige Welle schneller als die getriebeseitige Welle drehen will, und die außer Tätigkeit kommt, sobald die motorseitige Welle von der getriebeseitigen Welle überholt wird.
Es sind bereits Kupplungen der oben beschriebenen Art bekannt. Bei diesen erfolgt jedoch die Betätigung nicht selbsttätig, sondern mechanisch bzw. von Hand. So ist ein Freilauf zwischen der getriebeseitigen Welle und einer Zwischenwelle bekannt, die mit der motorseitigen Welle über eine Fliehkraftkupplung und ein Reibungsaggregat verbunden ist. Dieser Freilauf kann wahlweise mittels verzahnter Ringscheiben ver- und entriegelt werden, indem von Hand ein Betätigungshebel bewegt wird. Je nach Bedienung dieses Hebels sind die Ringscheiben entweder vollständig im Eingriff oder vollständig außer Eingriff.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unbegrenztes Drehmoment vom Motor über die Kupplung auf die Antriebsräder zu übertragen, die Bremskraft des Motors jedoch nur so weit auszunutzen, daß im allgemeinen ein Blockieren der Antriebsräder vermieden wird. Dadurch wird, zumal da eine Einwirkung durch den Fahrer nicht möglich sein soll, die Fahrsicherheit erhöht, weil auch eine unsachgemäße Bedienung der Kupplung selbsttätig ausgeglichen wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die Sperreinrichtung mit einer das Drehmoment begrenzenden einstellbaren Reibungskupplung zusammengebaut ist, die selbsttätig anspricht und von den Antriebsrädern auf die motorseitige Welle der Kupplung nur ein einstellbares Bremsmoment überträgt, das kleiner ist als das Drehmoment, das ein Schleifen der Antriebsräder hervorruft. Hierdurch wird der selbsttätige Ablauf des Kupplungsvorgangs, insbesondere dessen zeitlicher Ablauf und der Grad der Entkupplung, dem Fahrer beim Gasgeben und Gangwechsel spürbar vermittelt.
Bei Kupplungen ohne Begrenzung des übertragbaren Bremsmomentes können beim Umschalten der Gänge, insbesondere beim Zurückschalten, Stöße in der Kraftübertragung auftreten, die bis zum Schleifen der Fahrzeugantriebsräder führen können. Beispielsweise ermöglicht beim Schalten vom dritten zum zweiten Gang auch beim Wegnehmen des Gases zur Verlangsamung des Fahrzeuges die Synchronisiereinrichtung ein rasches Einrücken des Ganges, so daß die motorseitige Welle plötzlich mit der getriebeseitigen Welle gekuppelt ist, deren Drehzahl durch das Ändern des Übersetzungsverhältnisses vielfach höher geworden ist als die der motorseitigen Welle beim Gaswegnehmen. Dadurch entsteht ein Bremsmoment, das ein Schleifen der Antriebsräder verursachen kann, was um so gefährlicher ist, je länger es dauert.
Die eben beschriebenen Nachteile werden sämtlich durch die Erfindung ausgeschaltet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Reibscheibenkupplung und die Sperrvorrichtung bzw. die das Drehmoment begrenzende Kupplung hintereinandergeschaltet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sperrvorrichtung und die das Drehmoment begrenzende Kupplung in die Kupplungsscheibe der Reibscheibenkupplung eingebaut, wobei die das Drehmoment begrenzende Kupplung eine mit der Kupplungsnabe verbundene Scheibe aufweist, die zwischen Platten festgeklemmt ist, deren eine den Reibbelag der Kupplungsscheibe trägt.
Die Sperrvorrichtung kann entweder elastische Platten aufweisen, die lediglich in der einen Drehrichtung in Nuten einrasten, die sich in der einen der beiden Platten der das Drehmoment begrenzenden Kupplung befinden, oder sie kann aus einem mit der Kupplungsnabe verbundenen Klinkenrad bestehen, in das durch Federn belastete Klinken eingreifen, die an der einen der beiden Platten der das Drehmoment begrenzenden Kupplung schwenkbar befestigt sind. Bei der zuletzt genannten Ausführungsform ist zweckmäßigerweise eine Klinkenanhebevorrichtung mit leichter Reibung um die Kupplungsnabe drehbar angeordnet, die die Klinken anhebt, solange die motorseitige Welle langsamer als die getriebeseitige Welle umläuft, so daß die Klinken geräuschlos um das Klinkenrad laufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Kupplungsscheiben vorgesehen sind, stellt die das Drehmoment begrenzende Kupplung einen Teil der Reibscheibenkupplung selbst dar, der kuppelt, sobald sich die getriebeseitige Welle schneller als die motorseitige Welle drehen will, während eine in das Schwungrad eingebaute Sperrvorrichtung die normalerweise mit dem Schwungrad drehfest verbundenen Druckplatten von diesem abschaltet, wogegen das Antriebsdrehmoment von der motorseitigen Welle auf die getriebeseitige Welle über sämtliche Kupplungsscheiben der Kupplung dadurch übertragen wird, daß die Sperrvorrichtung die beiden Druckplatten mit dem Schwungrad kuppelt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die nur in einer Drehrichtung ansprechende Sperrvorrichtung sowie die das Drehmoment begrenzende Kupplung in einigen Kupplungsscheiben eingebaut ist.
Insbesondere bei der mit mehreren Kupplungsscheiben versehenen Ausführungsform der Erfindung kann in dem Schwungrad ein an einer Druckplatte befestigter Kranz drehbar gelagert sein, mit dem weitere Druckplatten drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden sind und der von der in das Schwungrad eingebauten Sperrvorrichtung derart beeinflußt wird, daß das Bremsmoment von der getriebeseitigen Welle auf die motorseitige Welle lediglich über zwei Druckplatten übertragen wird, das Antriebsdrehmoment von der motorseitigen Welle dagegen über sämtliche Druckplatten der Kupplung.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Teilansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig.3 den Schnitt nach der gebrochenen und gekrümmten Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 den Axialschnitt einer mit der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung ausgerüsteten Fliehkraftkupplung, Fig. 5 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform, Fig. 6 und 7 Schnitte nach der gebrochenen Linie VI-VI bzw. VII-VII der Fig. 5, Fig.8 den Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 den Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig.8, Fig. 10 den Längsschnitt einer weiteren, der Vorrichtung nach Fig. 8 ähnlichen Ausführungsform und Fig. 11 den Längsschnitt einer weiteren, der Vorrichtung nach Fig. 8 ähnlichen Ausführungsform. Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform, die eine Anwendung der Erfindung auf eine einem Synchrongetriebe zugeordnete Fliehkraftkupplung für Kraftfahrzeuge darstellt, ist in Fig. 4 eine motorseitige Welle der Fliehkraftkupplung mit 40 und eine getriebeseitige Welle, von der das Synchrongetriebe angetrieben wird, mit 41 bezeichnet. Die motorseitige Welle 40 ist mit einer Gegendruckplatte 42 drehfest verbunden, an der ein Gehäuse 43 fest angebracht ist. Um die getriebeseitige Welle 41 ist eine Hülse 44 angeordnet, die gleitbar und frei drehbar vom Gehäuse 43 getragen wird, jedoch in axialer Richtung durch eine Feder 45 belastet ist. Die Hülse 44 ist mit einem Reibungsring 46 fest verbunden, der zwischen dem Gehäuse 43 und einem Elektromagneten 47 angeordnet ist, so daß die Hülse 44 drehfest mit dem Gehäuse 43 verbunden wird, wenn der Elektromagnet 47 für das Einrücken der Kupplung ausgeschaltet wird, während sie festgehalten wird, wenn der Elektromagnet für das Ausrücken der Kupplung erregt wird.
Der Fliehgewichteträger 48, der drehfest mit der Hülse 44 verbunden, jedoch in axialer Richtung nicht verschiebbar ist, trägt die Fliehgewichte 49 mit den Rollen 50, welche mit einer Steuerscheibe 51 zusammenwirken, die frei drehbar, jedoch in axialer Richtung nicht verschiebbar auf einer übertragungsplatte 52 gelagert ist. Die Übertragungsplatte 52 ist gegen die Druckplatte 53 hin axial verschiebbar, welche ihrerseits gegenüber der Gegendruckplatte 42 verschiebbar ist, wobei die Platten 52, 53 und 42 drehfest miteinander verbunden sind.
Zwischen der Übertragungsplatte 52 und der Druckplatte 53 ist ein Satz Kupplungsdruckfedern 54 angeordnet.
Zwischen der Gegendruckplatte 52 und der Druckplatte 53 liegt eine Reibscheibe 13 mit den angenieteten Belägen 10. Die Reibscheibe 13 ist durch eine mit Keilnuten versehene Nabe 11 drehfest mit der getriebeseitigen Welle 41 über eine Vorrichtung verbunden, welche gemäß der Erfindung den vollen Durchgang des Antriebsmomentes gestattet, wenn das Fahrzeug vom Motor angetrieben wird, und das übertragbare Drehmoment auf einen Sicherheitswert begrenzt, wenn der Motor vom Fahrzeug geschleppt wird und dadurch ein Bremsmoment entsteht.
Bei dieser Vorrichtung ist die ringförmig ausgebildete Reibscheibe 13 durch Niete 14 an einer Mittelplatte 15 befestigt, die um die Nabe 11 frei drehbar ist. Die Mittelplatte 15 hat in einem der Nabe benachbarten ringförmigen Teil einen geringeren Querschnitt und weist auf der der Scheibe 13 abgekehrten Seite eine radiale, ringförmige und im wesentlichen ebene Fläche 18 auf, die innen von einer ringförmigen Schulter 17 begrenzt ist.
In der Fläche 18 der Platte 15 sind flache Nuten 19 in regelmäßigen Abständen um die Achse der Platte vorgesehen. Diese Nuten 19 sind verhältnismäßig breit und erstrecken sich zwischen dem Außen- und dem Innenumfang der Fläche 18 mit einer geradlinigen, im wesentlichen radialen Seite 20 und einer geradlinigen, zur Seite 20 parallelen Seite 21, die daher exzentrisch verläuft.
Der Drehsinn der Beläge 10 und der Mittelplatte 15 ist in Fig. 1 und 3 durch den Pfeil F angegeben, wobei, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die radiale Seite 20 jeder Nut 19 der exzentrischen Seite 21 in der Drehrichtung F vorauseilt und die Seite 20 mit einem stumpfen Winkel zur Lauffläche 18 geneigt ist, während die Seite 21 mit einem spitzen Winkel zu dieser Fläche geneigt ist (Fig.3).
Eine Ringscheibe 22 ist durch Niete 23 an einem Flansch 24 der Nabe 11 befestigt. Die Niete 23 erstrecken sich, wie Fig. 2 zeigt, in den von der Schulter 17 begrenzten Hohlraum der Mittelplatte 15, so daß die Ringscheibe 22 ohne Schwierigkeiten gegen die Fläche 18 angedrückt werden kann. Die Ringscheibe 22 ist im wesentlichen eben mit einem kreisförmigen Umfang 25 und ist an den Stellen 26 eingeschnitten, so daß sie mehrere gesonderte Platten 27 aufweist. Diese sind in gleichen Abständen verteilt und bilden dem Drehsinn des Pfeiles F entgegengerichtete Vorsprünge. Jede Platte 27 ist in Richtung zur Mittelplatte 15 gebogen und hat einen exzentrischen, abgeschrägten Außenrand 28, so daß bei mindestens einer Winkelstellung von Ringscheibe und Platte alle Ränder 28 an den eingezogenen Rändern 21 der Eintiefungen 19 zur Anlage kommen und sich gegen diese abstützen.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind sechs gleichmäßig verteilte Nuten und drei gleichmäßig verteilte Platten vorgesehen, so daß der Rand 28 jeder Platte an dem Rand 21 einer der sechs Nuten 19 zur Anlage kommen kann.
Eine ringförmige Gegenplatte 29 erstreckt sich im Abstand um den Flansch 24 und ist drehfest, jedoch gegenüber der Mittelplatte 15 axial verschiebbar in der Weise angeordnet, daß sie in gleitendem Eingriff mit den überstehenden Schäften 30 von an der Mittelplatte 15 und an der Scheibe 13 befestigten Nieten 31 steht, wobei diese mit den Nieten 14 abwechseln und die Ringscheibe 22 zwischen der Mittelplatte 15 und der Gegenplatte 29 angeordnet ist.
Das Ende jedes Schaftes 30 ist mit einem Gewinde 32 versehen, das zur Aufnahme einer Mutter 33 dient, wobei zwischen der Gegenplatte 29 und der Mutter 33 Tellerfedern 34 angeordnet sind, so daß durch mehr oder weniger starkes Anziehen der Muttern 33 der Andruck der Ringscheibe 18 gegen die Mittelplatte 15 und die Gegenplatte 29 geregelt werden kann.
Wenn das den Belägen 10, der Mittelplatte 15 und der Gegenplatte 29 mitgeteilte Drehmoment für den Antrieb des Fahrzeugs dient, d. h. wenn sich die Platte 15 schneller in Richtung des Pfeiles F drehen will als die Nabe 11 und die Ringscheibe 22, stützen sich die Ränder 21 von drei Nuten 19 gegen die Ränder 28 der gebogenen Platten 27 ab, so daß das Antriebsdrehmoment durch die Beläge 10 auf die Nabe 11 voll übertragen wird.
Wenn das den Belägen 10, der Mittelplatte 15 und der Gegenplatte 29 mitgeteilte Drehmoment ein Bremsmoment des Fahrzeuges ist, d. h. wenn sich die Nabe 11 und die Ringscheibe 22 schneller in Richtung des Pfeiles F drehen wollen als die Mittelplatte 15, können die Platten 27 aus den Nuten 19 austreten. Diesem Bestreben sowie dem Gleiten der Ringscheibe 22 gegenüber den Platten 15 und 29 wirkt die Reibung zwischen der Ringscheibe und den erwähnten Platten sowie die elastische Kraft, die die Biegung der Platten 27 geradezurichten bestrebt ist, entgegen. Ein solcher Widerstand, der nach Belieben durch Drehen der Mutter 33 regelbar ist, wird so gewählt, daß er, mit einem Sicherheitsspielraum, etwas geringer ist als der Wert, der dem Drehmoment entspricht, das ein Schleifen der Treibräder des Fahrzeugs bewirkt.
Wenn die durch den Motor ausgeübte Bremskraft geringer ist als dieser gewählte Widerstand, wird das Bremsmoment voll übertragen. Wenn jedoch die durch den Motor ausgeübte Bremskraft größer ist als der gewählte Widerstand, wird das tatsächlich übertragene Bremsmoment auf diesen Widerstand begrenzt und beträgt daher nur einen Bruchteil des zu gefährlichen Antriebsdrehmoments. Eine solche obere Begrenzung für das übertragbare Drehmoment durch das Sicherheitsreibungsaggregat hängt von den Haftverhältnissen auf der Fahrbahn ab. Es ist vorteilhaft, einen Haftkoeffizienten für die schlechtesten Bedingungen des normalen Fahrzeuggebrauchs vorzusehen und beispielsweise einen Haftkoeffizienten von etwa 0,4 für Kraftfahrzeuge auf der Straße zu wählen. Dieser Haftkoeffizient kann jedoch innerhalb weiter Grenzen schwanken. Er erreicht z. B. 0,9 mit guten Bereifungen auf Autobahnen und kann bis auf 0,1 auf vereisten Straßen abfallen. Bei besonderen Verhältnissen, beispielsweise bei sportlichen Veranstaltungen, bei trockenem Wetter oder bei normalem Verkehr auf vereisten Straßen legt man gemäß der Erfindung das Sicherheitsreibungsaggregat auf der Grundlage des den jeweiligen Verhältnissen angepaßten Haftkoeffizienten aus, um gefahrlos aus dem höchsten Bremsmoment Nutzen ziehen zu können. Jedenfalls ergibt sich aus dem Vorangehenden, daß auch bei Haftverhältnissen, die verschieden von denjenigen sind, die als Grundlage zum Auslegen des Sicherheitsreibungsaggregats gedient haben, das Schleifen der Treibräder, wenn nicht völlig aufgehoben, so doch mindestens in seiner Dauer verringert wird und dadurch weniger gefährlich ist.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung auf Fliehkraftkupplungen, wie dies in dem dargestellten Beispiel der Fall ist. Dabei wird die Kupplung besonders beim Herunterschalten rasch eingerückt, so daß die getriebene Welle 41, die sich wesentlich schneller als die motorseitige Welle 40 dreht, ruckartig durch die Wirkung der Fliehgewichte 49 (Fig. 4) mit dieser Welle gekuppelt wird, ohne daß der Fahrer darauf einwirken kann und ohne daß das Fahrzeug wesentlich verlangsamt worden ist.
Beim Fehlen der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann eine übermäßige Motorbremsung wirksam werden, die das Schleifen der Treibräder zur Folge haben kann. Dies ist bei Synchrongetrieben um so unangenehmer, als der Fahrer auch noch den Bruch der Ritzel befürchten muß.
Hieraus ergibt sich, daß bei einer Fliehkraftkupplung für Synchrongetriebe, die mit einem geeigneten Bremsmomentbegrenzer gemäß der Erfindung ausgerüstet sind, alle Vorteile eines solchen selbsttätigen Kraftübertragungsorgans aufrechterhalten bleiben, ohne daß dabei jedoch die bei diesem normalerweise vorhandenen ernsten Gefahren auftreten.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die den Bremsmomentbegrenzer bildende Reibscheibe im Innern der Kupplung angeordnet ist, so daß der Raumbedarf der Kupplung gemäß der Erfindung der gleiche wie bei einer normalen Kupplung ist. Außerdem ist die die Drehmomentsbegrenzung bewirkende Reibscheibe von leichter Bauart, durch die die Masse der getriebenen Welle 41 der Kupplung praktisch nicht erhöht wird.
Bei der in Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung ähnlich wie bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschriebenen mit der Ausnahme, daß die den Momentenbegrenzer bildende Reibscheibe abgeändert ist.
In Fig. 5 bis 7 sind mit 10 die Reibbeläge und mit 13 die diese Reibbeläge tragende Scheibe bezeichnet. Die Scheibe 13 ist an einer Platte 80 durch gewöhnliche Niete 81 und wechselweise durch Niete 82, deren Schaft ein Gewinde 83 trägt, befestigt. An der Platte 80 ist durch die Niete 81 ein Kranz 84 befestigt, der mit Aussparungen 85 versehen ist. In diesen Aussparungen 85 sind Klinken 86 angeordnet, die um Achsen 87 schwenkbar sind, die in den Kranz 84 und in die Platte 80 eingesteckt sind. Die Klinken 86 wirken mit einer Sperrverzahnung 88 der Nabe 11 der Reibscheibe zusammen. Um Achsen 90 gewickelte Federn 89 halten die Klinken 86 im Eingriff mit der Sperrverzahnung 88.
Mit den Nieten 82 steht eine Platte 91 im Eingriff, so daß sie drehfest mit der Platte 80 verbunden, jedoch gegenüber dieser axial verschiebbar ist. Durch die Platte 91 werden die Ringscheiben 92 aus Reibbelagstoff, welche zwischen der Platte 91, der Nabe 11 und der Platte 80 angeordnet sind, geklemmt. Die Ringscheiben 92 werden durch Muttern 93, die auf die Gewinde 83 aufgeschraubt sind, über Tellerfedern 94 an die Platte 91 gepreßt.
Eine Klinkenanhebevorrichtung 95, die um die Nabe zwischen zwei Winkelstellungen bewegbar ist, ist zwischen zwei Reibringen 96 aus Bronze, die mit der Nabe 11 mittels Abflachungen 97 fest verbunden sind, eingeklemmt. Die Kraft, mit der die Vorrichtung 95 zwischen den Ringen 96 eingespannt ist, wird durch Federn 98 aufgebracht, wobei ein ringförmiger Anschlag AA als Widerlager vorgesehen ist.
Wenn das den Belägen 10, der Scheibe 13, den Platten 80 und 91 und dem Kranz 84 mitgeteilte Antriebsdrehmoment für den Antrieb des Fahrzeugs dient, d. h. wenn sich der Kranz 84 schneller im Drehsinn des Pfeils F als die Nabe 11 und die Sperrverzahnung 88 drehen will, werden die Klinken 86 durch die Federn 89 in Eingriff mit der Sperrverzahnung 88 gebracht und das Antriebsdrehmoment unabhängig von seiner Größe auf die Nabe 11 übertragen.
Wenn das den Belägen 10, der Scheibe 13, den Platten 80 und 91 und dem Kranz 84 mitgeteilte Drehmoment ein Bremsmoment des Fahrzeugs ist, d. h. wenn sich die Nabe 11 und die Sperrverzahnung 88 im Drehsinn des Pfeiles F schneller als der Kranz 84 drehen will, werden die Klinken 86 angehoben, so daß das übertragene Drehmoment von dem durch die Tellerfedern 94 auf die Ringscheiben 92 ausgeübten Druck abhängt. Die Klinkenanhebevorrichtung führt unter der Wirkung der Bronzeringe 96 eine Schwenkbewegung aus und greift unter die Klinken, so daß diese nicht in Eingriff kommen können. Auf diese Weise wird ein mit Geräusch verbundenes Ein-und Ausrasten der Klinken vermieden.
Wie bei der in Verbindung mit Fig. 1 und 4 beschriebenen Ausführungsform wird gemäß der Erfindung die Anpreßkraft durch die Muttern so eingestellt, daß der Reibungswiderstand der Ringscheiben 92 unter Berücksichtigung eines Sicherheitsspielraumes etwas geringer ist als der Wert, der dem Drehmoment entspricht, das ein Schleifen der Treibräder des Fahrzeugs hervorruft.
Außer dieser Sicherung gewährt, wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, der Klinkenanheber 95 eine geräuschlose Arbeitsweise, was bei einer für Kraftfahrzeuge bestimmten Kupplung besonders vorteilhaft ist.
Der Klinkenanheber 94 wird unwirksam, wenn das Drehmoment wieder in der normalen Richtung übertragen wird, so daß die Klinken mit der Verzahnung 88 in Eingriff kommen können.
In Fig.8 und 9 ist eine andere Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung mit einem Bremsmomentbegrenzer gemäß der Erfindung dargestellt. Bei dieser Kupplung handelt es sich um eine Dreischeibenkupplung mit zwei Zwischenplatten.
In Fig. 8 ist mit 40 die motorseitige Welle der Kupplung und mit 41 die getriebeseitige Welle bezeichnet, von der ein Synchrongetriebe angetrieben wird und die in der treibenden Welle 40 zentriert ist. Die motorseitige Welle 40 ist durch Schrauben 113 mit einem Schwungrad 114 fest verbunden, das seinerseits durch Schrauben 115 mit einem Kupplungskorb 116 fest verbunden ist, an dem ein Schutzgehäuse 43 drehfest angebracht ist. Eine Gegendruckplatte 117 ist am Schwungrad 114 unter Zwischenschaltung von zwei Axialkugellagern 118 abgestützt. Die Gegendruckplatte 117 wird beim Entkuppeln gegen die Kugellager 118 mittels einer durch Schrauben 120 am Schwungrad 114 befestigten Ringscheibe 119 gehalten. Eine Reibscheibe 121, die gleitbar, jedoch durch ein Keilprofil 122 drehfest auf der getriebenen Welle 41 sitzt, ist mit ihren Belägen 123 zwischen der Gegendruckplatte 117 und einer ersten Zwischenplatte 124 angeordnet. Eine weitere Reibscheibe 125, die ebenfalls gleitbar, jedoch durch ein Keilprofil 126 drehfest auf der getriebenen Welle 41 sitzt, ist mit ihren Belägen 127 zwischen der ersten Zwischenplatte 124 und einer zweiten Zwischenplatte 128 angeordnet. Eine dritte ebenfalls gleitend, jedoch durch ein Keilprofil 130 drehfest auf der getriebenen Welle 41 sitzende Reibscheibe 129 ist mit ihren Belägen 131 zwischen der zweiten Zwischenplatte und einer äußeren Druckplatte 132 angeordnet. Diese Druckplatte 132 ist mit der Fliehkrafteinrichtung verbunden, die die Druckplatte 132 entweder in der Einrückstellung belastet, in welcher die drei Scheiben 121, 125 und 129 zwischen den Platten 117, 124, 138, 132 eingeklemmt sind, oder in einer Ausrückstellung hält, in der die Scheiben 121, 125 und 129 frei sind.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel ist die Druckplatte 132 in der Einrückstellung durch Federn 133 belastet, deren Federkraft durch Muttern 134 von der Übertragungsplatte 52 der Fliehkrafteinrichtung aus regelbar ist. Die Druckplatte 132 ist gleitbar, jedoch drehfest im Kupplungskorb 116 angeordnet und weist zu diesem Zweck Zapfen 135 auf, die in Aussparungen 136 des Kupplungskorbs eingreifen. Die Zwischenplatte 128 ist ebenfalls gleitbar, jedoch drehfest im Kupplungskorb 116 angeordnet und weist Zapfen 137 auf, die in Aussparungen 136 eingreifen. Die Zwischenplatte 124 und die Gegendruckplatte 117 sind jeweils mit Zapfen 138 und 139 versehen, die in Aussparungen 140 eines Kranzes 141 eingreifen. Dieser ist gegen im Kupplungskorb angeordnete Ringe 142 drehbar gelagert. Der Kranz 141 ist an seinem Umfang und zwischen den Ringen 142 mit einer Verzahnung 143 versehen, die mit Klinken 144 (Fig. 8 und 9) zusammenwirken, welche regelmäßig verteilt angeordnet und bei 145 im Kupplungskorb schwenkbar gelagert sind. Eine Feder 146 belastet jede Klinke 144 in Richtung zur Verzahnung 143.
Wie bei der in Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform kann eine der Vorrichtung 95 ähnliche Klinkenanhebevorrichtung vorgesehen sein, um die Arbeitsweise geräuschlos zu machen.
Die mit der Verzahnung 143 zusammenwirkenden Klinken 144 gewährleisten einen starren Antrieb des Kranzes 141 zur Drehung durch den Kupplungskorb 116 im Drehsinn des Pfeiles F (Fig. 9) des Motors, wenn sich die motorseitige Welle 40 bzw. der treibende Kupplungskorb 116 schneller als der Kranz 141 drehen wollen, während sie ein Gleiten zulassen, wenn sich der Kranz 141 im Drehsinn des Pfeils F schneller dreht als der Kupplungskorb 166. Wenn das Drehmoment des Kupplungskorbs 116 die getriebeseitige Welle 41 durch die eingerückte Kupplung antreibt, sind alle Platten 117, 124, 128 und 132 drehfest mit dem Kupplungskorb verbunden, so daß das Antriebsdrehmoment über sechs Reibflächenpaare 117-123, 123-124, 124-127, 127-128, 128-131 und 131-132 auf die getriebeseitige Welle 41 übertragen wird. Diese sechs Reibflächenpaare und die Kraft der Federn sind so gewählt, daß das Antriebsdrehmoment mit Sicherheit voll übertragen wird.
Wenn der Motor über die Kupplung angetrieben wird, d. h. wenn sich die getriebeseitige Welle 41 schneller in Richtung des Pfeiles F als der Kupplungskorb 116 drehen will, können sich die Platten 117 und 124 infolge der Anordnung der Kugellager 118 sowie der zwischen dem Kranz 141 und dem Kupplungskorb 116 möglichen Gleitbewegung frei gemeinsam mit der getriebenen Welle 41 unter der Wirkung der Scheiben 121 und 125 drehen. Die Reibflächenpaare 117-123, 123-124 und 124-127 können daher die Welle 41 vom Kupplungskorb 116 aus nicht bremsen. Eine Bremswirkung ist nur über die anderen drei Reibscheibenpaare 127-128, 128-131 und 131-132 möglich.
Im Gegensatz zu den in Verbindung mit Fig.1 bis 4 und Fig. 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen, bei welchen der Momentenbegrenzer in Reihe mit dem Reibungsaggregat zwischen der treibenden und der getriebenen Welle angeordnet war, besitzt die Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 zwischen der motorseitigen und der getriebeseitigen Welle ein Kupplungsreibungsaggregat, das parallel unterteilt ist, und zwar in ein erstes Teilreibungsaggregat, das sowohl das Antriebsdrehmoment als auch das Bremsmoment durchläßt, und in ein zweites Teilreibungsaggregat, das das Antriebsdrehmoment nur in Zusammenwirkung mit dem ersten Teilreibungsaggregat durchläßt, aber für den Durchlaß des Bremsmoments unwirksam gemacht worden ist.
Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, tritt bei dieser Ausführungsform der Bremsmomentbegrenzer gemäß der Erfindung nicht infolge der Trägheitskraft der getriebenen Welle in Wirkung, die bei den beiden anderen Ausführungsformen auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist. Ferner sind die Scheiben 121, 125 und 129 Scheiben der üblichen Art, wodurch eine einfache Auswechselbarkeit der am meisten dem Verschleiß ausgesetzten Teile der Kupplung ermöglicht wird. Ferner sind durch die Anordnung der Klinken am Umfang der treibenden Welle diese nur mäßigen Beanspruchungen ausgesetzt.
Bei einer solchen Parallelanordnung hängt das durch die Reibflächenpaare 127-128, 128-131 und 131-132 des Bremsmomentbegrenzers übertragbare Drehmoment stets von der Augenblickskraft der ganzen Kupplung ab. Bei einer Fliehkraftkupplung ist die Kraft der Kupplung im allgemeinen um so geringer, je geringer die Drehzahl des Motors ist. Selbstverständlich werden die Reibflächenpaare 127-128, 128-131 und 131-132 so gewählt, daß für die maximale Kraft der Fliehkraftkupplung das übertragbare Moment geringer ist als das Drehmoment, das ein Schleifen der Treibräder des Fahrzeugs hervorruft. Außerdem ist bei einer verminderten Drehzahl des Motors das übertragbare Drehmoment kleiner und infolgedessen der Sicherheitsspielraum weiter.
Dies ist bei einer Fliehkraftkupplung besonders in Verbindung mit einem Synchrongetriebe wertvoll, bei welchem eine getriebene, sich mit hoher Drehzahl drehende Welle mit einer sich mit geringer Geschwindigkeit drehenden, treibenden Welle gekuppelt werden kann, insbesondere beim Herunterschalten, wobei die Gefahr, daß die Treibräder des Fahrzeuges schleifen, um so größer ist, je langsamer sich bei einer gegebenen Drehzahl der getriebenen Welle die treibende Welle dreht.
Bei der Parallelanordnung des Momentenbegrenzers in einer Fliehkraftkupplung führt der Begrenzer, der einer mit der Motordrehzahl veränderlichen Anpreßkraft ausgesetzt ist, somit automatisch, mit einem Sicherheitsspielraum; ein um so stärkeres Gleiten herbei, je größer die Gefahr des Schleifens ist.
Bei der Kraftübertragungseinrichtung gemäß der Erfindung können alle Vorteile der den Fliehkraftkupplungen eigenen Automatik, vor allem bei in Verbindung mit Synchrongetrieben verwendeten Fliehkraftkupplungen, ausgenutzt werden.
Der Anteil der Gesamtreibungsfläche, der für die Übertragung des Motorantriebsmoments wirksam wird und der der Teilreibungsfläche, der für die Übertragung des Bremsmoments wirksam wird, kann nach Belieben mit großer Genauigkeit in jedem besonderen Fall gewählt werden, indem man die Zahl der von allen Reibflächenpaaren unwirksam gemachten Reibflächenpaare verändert und/oder indem man bei einer vorzugsweise gleichmäßigen Entfernung von der Achse bei bestimmten Reibflächenpaaren breitere Beläge vorsieht als bei den anderen. Dies ist, unabhängig von der vorgesehenen Zahl der Kupplungsscheiben, beispielsweise bei einer Scheibe, bei zwei Scheiben sowie drei oder mehr Scheiben möglich.
Außerdem können verschiedene Reibflächenmaterialien vorgesehen werden. Bei der Ausführungsform mit drei Scheiben nach Fig. 8 sind drei Reibflächenpaare von sechs unwirksam, so daß, wenn die Beläge die gleiche Breite haben und aus dem gleichen Material bestehen, das übertragbare Bremsmoment gleich der Hälfte des übertragbaren Motorantriebsmoments ist. Diese Verhältnisse können für stark belastete Fahrzeuge wünschenswert sein, bei denen die Getriebesprünge klein sind.
Wenn mit den beiden Zwischenplatten 124 und 128 Klinken zusammenwirken und die äußeren Platten mit dem Kupplungskorb fest verbunden sind, werden von sechs Reibflächenpaaren beispielsweise vier Reibflächenpaare unwirksam, so- daß das übertragbare Bremsmoment ein Drittel des übertragbaren Motorantriebsmoments beträgt. Es kann auch jeder andere Anteil ohne weiteres erzielt werden.
Ein anderes Beispiel einer Parallelanordnung ist in Fig. 10 dargestellt, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Die Anordnung der Fig. 10 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 8 und 9 mit der Ausnahme, daß die Klinkensperrung od. dgl. sich zwischen den Reibbelägen und der getriebenen Welle befindet.
In Fig.-10 sind die getriebeseitige Welle mit 41, die motorseitige Welle mit 40, das in diesem Falle als Gegendruckplatte dienende Motorschwungrad mit 114, der treibende Kupplungskorb mit 116, ferner mit 121, 125 und 129 die drei Scheiben mit den Belägen 123, 127 und 131, mit 124 und 128 die Zwischenplatten und mit 132 die Druckplatte bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform sind alle Platten 114, 124, 128 und 132 drehfest mit dem Kupplungskorb 116 verbunden. Die Platten 124, 128 und 132 sind jetveils mit Zapfen 150, 151, 152 versehen, die in Aussparungen 153 des Kupplungskorbes 116 eingreifen.
Die Scheibe 121 ist eine gewöhnliche Scheibe, die gleitbar, jedoch drehfest durch Keilnuten 154 mit dergetriebenen Welle 41 verbunden ist.
jede der Scheiben 125 und 129 ist auf der Welle 41 gleitbar und mit dieser nur in einer Drehrichtung drehfest verbunden, während sie in der anderen Drehrichtung unabhängig voneinander sind. jede der Scheiben 125 und 129, die mit einer beliebigen, vor-: zugsweise geräuschlosen Freilaufeinrichtung versehen: sein können, ist bei dem dargestellten Beispiel wie. die in Fig.5 bis 7 dargestellte Scheibe ausgebildet, so daß die in diesen Figuren verwendeten Bezugsziffern für die Fig. 10 übernommen worden sind. Die Tellerfedern 94 sind jedoch mit einem geringen Druck eingestellt, so daß sie als genau regelbare Abstützung für den durch die Scheibe 121 gebildeten Momentenbegrenzer dienen können.
Die Klinken 86 führen eine drehfeste Verbindung der Welle 41 mit der Scheibe 125 bzw. 129 in der Drehrichtung der Kupplung herbei, wenn sich die Scheibe 125 bzw. 129 schneller als die Welle 41 drehen will, während sie eine gleitende Drehung mit einem bestimmten Widerstand zulassen, wenn sich die Welle 41 in der gleichen Drehrichtung schneller als die Scheibe 125 bzw. 129 drehen will. Wie vorangehend beschrieben, werden die Klinken durch die Anhebevorrichtung 95 zur Vermeidung von Geräuschen unwirksam gemacht.
Wenn das dem Kupplungskorb 116 mitgeteilte Drehmoment die getriebene Welle 41 über die eingerückte Kupplung antreibt, d. h. wenn sich der Kupplungskorb 116 in der Drehrichtung der Kupplung schneller als die Welle 41 drehen will, sind alle Scheiben 121, 125 und 129 drehfest mit der Welle 41 verbunden, so daß das Antriebsdrehmoment auf die Welle 41 über sechs Reibflächenpaare 114-123, 123-124, 124-127, 127-128, 128-131 und 131-132 übertragen wird.
Wenn der Motor dem Kupplungskorb 116 ein Bremsmoment mitteilt, d. h. wenn sich die Welle 41 schneller als der Kupplungskorb drehen will, können sich die Scheiben 125 und 129 wegen der Anordnung der Klinken frei gemeinsam mit den Platten 124, 128 und 132 und dem treibenden Kupplungskorb 116 drehen. Die Reibflächenpaare 124-127, 127-128, 128-131 und 131-132 sind auf diese Weise für das Bremsen der Welle 41 vom Kupplungskorb 116 aus unwirksam gemacht, so daß das übertragbare Bremsmoment ein Drittel des übertragbaren Motorantriebsmoments beträgt. Wie vorher beschrieben, kann nach Belieben jedes andere Verhältnis durch Verstellen der Muttern 93 gewählt werden.
Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die beschriebene Anordnung ohne weiteres bei einer Kupplung üblicher Bauart durch Auswechseln bestimmter Scheiben gegen nur in einer Drehrichtung Drehmoment übertragende Scheiben angewendet werden kann. Ferner wird der Staub durch die Fliehkraft von den Klinken, die eine Mittelstellung einnehmen, abgeschleudert.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung ähnlich wie bei der in Verbindung mit Fig. 8 und 9 beschriebenen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 sind die Scheiben 121, 125 und 129 gewöhnliche Reibscheiben wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8, wobei die Druckscheibe 132 drehfest mit dem Kupplungskorb verbunden ist, während die Zwischenplatten 124 und 128 sowie die Gegendruckplatte 117 drehfest mit einem Kranz 141 verbunden sind, der ähnlich dem in Fig. 8 beschriebenen ist und mit im Kupplungskorb 116 angeordneten Klinken 144 zusammenwirkt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kranz 141 mit einer der Platten, nämlich mit der Platte 117, fest verbunden dargestellt. Die Gegendruckplatte 117 liegt gegen einen am Schwungrad befestigten Reibbelag 170 an. Dadurch beträgt bei dieser Anordnung, wenn die Beläge 123, 127, 131 und 170 die gleiche Reibfläche bei im wesentlichen gleicher Entfernung von der Achse aufweisen, das übertragbare Bremsmoment annähernd ein Drittel' des übertragbaren Motorantriebsmoments, wobei die Reibflächenpaare 132-129 und 117-170 nur in der nicht sperrenden Richtung der Klinken wirksam werden.
Wie früher beschrieben, kann jedes beliebige andere Verhältnis durch Verwendung entsprechender Reibstoffe, Reibflächen und entsprechender Achsabstände der Beläge gewählt werden.
Die Anordnung nach Fig. 11, bei der keine Kugellager vorgesehen sind, ist besonders wirtschaftlich. Wie ersichtlich, ist bei dieser Anordnung eine Hintereinanderanordnung durch den Belag 170 mit einer Parallelanordnung nach Fig. 8 kombiniert.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren. Insbesondere können die auf Platten und die auf Scheiben od. dgl. angeordneten, in einer Richtung wirkenden Sperreinrichtungen kombiniert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kraftfahrzeugkupplung; die die Motorwelle über ein insbesondere synchronisiertes Wechselgetriebe mit den Antriebsrädern verbindet und aus einer insbesondere durch Fliehkraft zu betätigenden Reibscheibenkupplung besteht und bei der zwischen der motorseitigen und der getriebeseitigen Welle der Kupplung eine nur in einer Drehrichtung ansprechende Sperrvorrichtung vorgesehen ist, die dann in Tätigkeit tritt, wenn sich die motorseitige Welle schneller als die getriebeseitige Welle drehen will, und die unwirksam ist, sobald die Motorwelle von der Getriebewelle überholt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (27 bzw: 86 bzw. 144) mit einer das Drehmoment begrenzenden, einstellbaren Reibungskupplung (18 bzw. 92 bzw. 128 und 132 bzw. 123 und 92 bzw. 117 und 132) zusammengebaut ist, die selbsttätig anspricht und von den Antriebsrädern auf die motorseitige Welle (40) der Kupplung nur ein einstellbares Bremsmoment überträgt, das kleiner ist als das Drehmoment, das ein Schleifen der Antriebsräder hervorruft.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibenkupplung und die Sperrvorrichtung bzw. die das Drehmoment begrenzende Kupplung hintereinandergeschaltet sind.
3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung und die das Drehmoment begrenzende Kupplung in die Kupplungsscheibe (10 bis 13) der Reibscheibenkupplung eingebaut sind, wobei die das Drehmoment begrenzende Kupplung eine mit der Kupplungsnabe (11) verbundene Scheibe (22) aufweist, die zwischen Platten (15 und 29) festgeklemmt ist, deren eine (15) den Reibbelag (10) der Kupplungsscheibe trägt.
4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmung durch Federn (34) erfolgt, deren Spannung entsprechend dem zu übertragenden Drehmoment einstellbar ist.
5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung elastische Platten (27) aufweist, die lediglich in der einen Drehrichtung in Nuten (19) einrasten, die sich in der einen der beiden Platten der das Drehmoment begrenzenden Kupplung befinden (Fig. 1 bis 4).
6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung aus einem mit der Kupplungsnabe verbundenen Klinkenrad (88) besteht, in das durch Federn (89, 90) belastete Klinken (86) eingreifen, die an der einen der beiden Platten der das Drehmoment begrenzenden Kupplung schwenkbar gelagert sind.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klinkenanhebevorrichtung (95) mit leichter Reibung um die Kupplungsnabe drehbar angeordnet ist, die die Klinken anhebt, sobald sich die Motorwelle langsamer dreht als die Getriebewelle, so daß die Klinken geräuschlos um das Klinkenrad umlaufen (Fig. 5 bis 7). B. Kupplung nach Anspruch 1 mit mehreren Kupplungsscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment begrenzende Kupplung (128 und 132) einen Teil der Reibscheibenkupplung selbst darstellt, der kuppelt, sobald sich die getriebeseitige Welle (41) schneller drehen will als die motorseitige Welle (40), während eine in das Schwungrad (114) und den fest mit diesem verbundenen Kupplungskorb (116) eingebaute Sperrvorrichtung (143 bis 146) die normalerweise mit dem Schwungrad (114) drehfest verbundenen Druckplatten (117 und 124) von diesem abschaltet, wogegen das Antriebsdrehmoment von der motorseitigen Welle (40) auf die getriebeseitige Welle (41) über sämtliche Kupplungsscheiben (121, 125 und 129) der Kupplung dadurch übertragen wird, daß die Sperrvorrichtung die beiden Druckplatten mit dem Schwungrad (114) kuppelt (Fig.
8 und 9).
9. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8 mit mehreren Kupplungsscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die nur in einer Drehrichtung ansprechende Sperrvorrichtung sowie die das Drehmoment begrenzende Kupplung in einigen dieser Kupplungsscheiben eingebaut ist (Fig. 10).
10. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8 mit mehreren Kupplungsscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schwungrad (114) ein an einer Druckplatte (117) befestigter Kranz (141) drehbar gelagert ist, mit dem weitere Druckplatten (124 und 128) drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden sind und der von der in das Schwungrad (114) eingebauten Sperrvorrichtung derart beeinflußt wird, daß das Bremsmoment von der getriebeseitigen auf die motorseitige Welle lediglich über zwei Druckplatten (117 und 132) übertragen wird, das Antriebsdrehmoment von der motorseitigen Welle (40) auf die getriebeseitige Welle (41) dagegen über sämtliche Druckplatten (117, 124, 128 und 132) der Kupplung (Fig. 11). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 616 50'1; französische Patentschrift Nr. 875 190; USA.-Patentschrift Nr. 1941588.