DE2713661A1

DE2713661A1 - Geschwindigkeitsabhaengiger einrueckmechanismus fuer hydrodynamische geraete

Info

Publication number: DE2713661A1
Application number: DE19772713661
Authority: DE
Inventors: Russell Earl Silberschlag
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2713661C3; FR2376337B1; CA1050855A; US4117918A; FR2376337A1; SE420642B; JPS6135413B2; JPS5382946A; DE2713661B2; SE7702872L; AU508854B2; IT1071325B; GB1572616A; AU2327077A

Description

Die Erfindung betrifft einen geschwindigkeitsabhängigen Einrückmechanismus für hydrodynamische Geräte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bekanntlich werden hydrodynamische Geräte mit Verriegelungskupplungen versehen. Solche Verriegelungskupplungen besitzen insbesondere Schuhanordnungen, die eine Rolle aufweisen und aufgrund der Zentrifugalkraft eingerückt werden. Ein zusätzliches Einrücken beruht auf einem Keileffekt einer Nockenfläche auf die Rolle. Diese Kupplungen verriegeln Flügelrad und Turbine miteinander. Dadurch wird durch Vermeidung von Schlupf der Wirkungsgrad verbessert.

Es gibt bekannte Lösungen für solche Kupplungen von Drehmomentenwandler, die funktionsfähig sind und auch beträchtliche Verbesserungen gegenüber dem zuvor bekannten Stand der Technik brachten. Diese können in bestimmten Umgebungen arbeiten, in denen der selbsttätige Effekt der Nockenfläche und der Rolle so groß ist, daß die Schuhe nicht mehr zur rechten Zeit ausrücken. Typischer-

Steuerunge^

weise benötigen daher selbsttätige Kupplungen bei denen in einfacher Weise Sorge dafür getragen ist, daß sie zum richtigen Zeitpunkt ein- und ausrücken.

809826/0464

271366Ί

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einrückmechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Beibehaltung der Vorteile der bekannten Kupplungen das Drehmoment begrenzt, welches von der Anordnung selbsttätig entwickelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Kupplungsmechanismus

für einen hydraulischen Drehmomentenwandler; Figur 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 von Figur 1; Figur 3 eine Teilansicht gemäß Linie 3-3; Figur 4 eine Teil-Unteransicht der Schuhanordnung von Figur

2;
Figur 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 die Unteransicht der Schuhanordnung von Figur 5; Figur 7 einen Schnitt gemäß Linie 7-7 von Figur 5; Figur 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform

der Erfindung;
Figur 9 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

8 0 9 8 2 6 / 0

-6-

In Figur 1 ist eine Verriegelungskupplung bzw. ein Einrückmechanismus 10 vorgesehen. Die Kupplung 10 ist in einem hydrodynamischen Gerät 12 dargestellt. Dabei kann es sich um einen hydraulischen Drehmomentenwandler handeln. Dieser weist eine Antriebsgehäuseschale 14 auf, welche mit einem Flügelrad 16 verbunden ist und dieses antreibt. Der Drehmomentenwandler 12 enthält eine mit Flügel versehene Turbine, die hydrodynamisch vom Flügelrad 16 angetrieben wird, sowie einen Stator 20. Die Verriegelungskupplung 10 verriegelt die Turbine mit dem Flügelrad aufgrund der Reibungsberührung zwischen der Kupplung 10 und einer inneren Ringfläche 22 in der Gehäuseschale 14.

Die Turbine 18 enthält einen radial äußeren Flügelabschnitt 26, der mit einer Nabe 30 durch Nieten 28 verbunden ist. Die Nabe 30 ist bei 24 in bekannter Weise auf eine Transmissionseingangswelle aufgekeilt. Die Antriebs-Gehäuseschale 14 enthält einen radial verlaufenden Abschnitt 32, der mit einer Mittelnabe 34 verbunden ist. Letztere kann vom Motor des Fahrzeugs angetrieben werden. Die Nabe 30 der Turbine 18 enthält einen axial verlaufenden Lagerabschnitt 38. Ein Lager 40 befestigt die Nabe 30 innerhalb des Nabenabschnitts 34. Auf diese Weise dreht sich die Turbine 18 konzentrisch innerhalb der Gehäuseschale 14 und sorgt für eine konzentrische Drehung zwischen Turbine und Flügelrad 16 und Antriebsgehäuseschale 14.

Die Kupplung 10 besteht aus einer ringförmigen gekrümmten Scheibe 42 und als Reibeinrichtungen dienenden Schuhanordnungen 44. Die Scheibe 42 ist konzentrisch auf der Turbinennabe 30 angebracht

809826/0464 "⁷~

und dort mittels der Nieten 28 befestigt. Die Ringscheibe 42 ist so gekrümmt, daß sie zur Form und Krümmung der Turbine 18 und des radialen Abschnitts 32 paßt. Auf diese Weise benötig . die Kupplung 10 innerhalb des Drehmomentenwandlers 12 einen minimalen Raum. Wie in Figur 2 dargestellt, besitzt die Scheibe 42 eine Reihe von öffnungen 50, in denen die Schuhanordnungen 44 angebracht sind. Die öffnungen 50 enthalten eine Reihe T-förmiger Vorsprünge 52, an denen Nasen 54 ausgebildet sind. Diese erstrecken sich radial auf die Mitte der öffnungen 50 zu. Die Nasen 54 wirken mit den Schuhanordnungen 44 zusammen und halten diese auf der Scheibe 42. In der Mitte der öffnungen 50 ist außerdem eine Nockenfläche 56 vorgesehen, die auch als Keil- bzw. Rampenfläche bezeichnet wird. Die Nockenflächen 56 besitzen eine verhältnismäßig geringe Krümmung, wodurch ein verhältnismäßig gleichförmiger Keilwinkel beibehalten wird.

Die Schuhanordnungen 44 umfassen einen rechteckigen Reibschuh 60, der im Querschnitt so gekrümmt ist, daß er zur gekrümmten Form der Fläche 22 paßt. An dem Schuh 60 sind die Federn 62 und 63 sowie ein Reibbelag 64 angebracht. Außerdem ist an dem Schuh ein Rollenmechanismus 66 sowie ein Rollenhalter 68 befestigt. Der Rollenmechanismus 66 umfaßt einen Rollenzapfen bzw. die Rollenachse 70, auf der eine Rolle 72 angeordnet ist. Die Rolle 72 ist zentral im Schuh 60 in einem rechteckigen Schlitz 74 auf der Achse 70 angebracht. Die Achse 70 wird in teilzylindrischen Lagern 76 aufgenommen, die innerhalb eines erhabenen Abschnitts 78 an den Haltern 68 beiderseits des Schlitzes 74 ausgebildet sind.

809826/0464 "⁸ "

Die Rollenanordnung 66 ist fest innerhalb des Halters 68 angebracht, so daß die Rolle auf dem Zapfen 70 abrollt, wobei der Zapfen 70 als nichtumlaufende Achse dient. Wahlweise kann sich der Zapfen 70 auch in den Lagern 76 drehen und im Preßsitz in der Rolle 72 befestigt sein. Dann drehen Rolle und Achse zusammen als Einheit.

Der Reibbelag 64 ist auf die äußere gekrümmte Fläche 80 des Schuhs 60 aufgeklebt. Der Reibbelag 64 kann aus Papier oder anderer Art sein.

Die Federn 62 und 63 sowie der Halter 68 können am Schuh 60 mittels Schrauben 82, wie dargestellt, oder in anderer Weise befestigt sein. Die Anordnung 44 wird zusammengebaut, indem der Halter 68 auf dem Schuh 60 angeordnet wird, wobei die Rollenanordnung und ihre Achsen 70 in den Lagern 76 montiert sind. Die beiden mit Schultern versehenen Schrauben 82 befestigen den Halter 68 am Schuh 60.

Wie in Figur 3 gezeigt, besitzen die Schuhe 60 Schlitze 90, in denen zur Positionierung der Schuhe auf der Scheibe die Nasen 54 aufgenommen werden. Die Schlitze 90 weisen Anschlagflächen 92 auf, welche den gekrümmten Bewegungsweg der Schuhe 60 gegenüber den Scheiben 42 beschränken. Die Federn 62 und 63 besitzen jeweils einen Montagefuß 94, der mittels Schrauben 82 am Schuh 60 befestigt ist. Sie haben ferner einen Haltearm 96, der unter die Nasen 54 eingreift und die Schuhanordnungen auf der Scheibe 42 sichert. >

809826/0464

Wie oben erläutert, schafft die Erfindung eine besondere Drehmomentenbegrenzung in der selbsttätigen Zentrifugalkupplung 10. Die Drehmomentenbegrenzung erfolgt durch die Verwendung von zwei Spiralfedern 102. Die Spiralfedern sind an einem Ende des Schuhs 60 durch die Schrauben 82 befestigt, die durch eine Schleife 104 am Ende der Feder 102 verlaufen. Das andere Ende der Feder weist eine Schleife 106 auf, die zum Teil eines der Augen 108 umgibt, die am Halter 68 vorgesehen sind. In den Augen 108 befindet sich eine Nut 109, welche die Schleife 106 aufnimmt. Die Augen 108 erstrecken sich aus beiden Seiten des Halters 68 unter einem Winkel von 90° über ungefähr die Breite des Reibschuhs 60. Der Halter 68 besitzt an beiden Enden Schlitze 110, die zwei Schrauben 82 aufnehmen. Unter den Schrauben 82 befinden sich Führungen 112, die von den Schlitzen 110 aufgenommen werden, Die Köpfe der Schulterschrauben 82 sind so groß, daß sie nicht durch die Schlitze 110 passen. Auf diese Weise wird der Halter 68 am Schuh 60 befestigt; der Halter 68 kann sich jedoch gegenüber dem Schuh 60 auf einem gebogenem Weg bewegen, wie in Figur 2 zu erkennen ist, und zwar über die Länge der Schlitze 110 hinweg. Dies wird später noch ausführlicher erläutert.

Die Spiralfedern 102 liegen, wie in Figur 4 zu erkennen ist, längs beider Seiten des Halters 68 und im wesentlichen oben gegen den Schuh 60. Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte Einheit. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, verläuft ein Abschnitt des Hakens 106 um das Ende der Zapfen bzw. Achsen 70 herum. Auf diese Weise können die Achsen 70 lose innerhalb

809826/0464

des Halters 68 befestigt werden und können aufgrund der Schleife 106 der Spiralfedern 102 sich nicht aus der Anordnung lösen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen die folgende: Wenn sich die Teile in Ruhe befinden, ziehen die Spiralfedern 102 am Halter 68 und bewegen diesen in die in Figur 2 dargestellte Stellung. Das untere Ende der Schlitze 110 berührt die Führungen 112 unter den Schrauben 82. Dabei befindet sich der Halter in der im weitesten im Uhrzeigersinn verdrehten Stellung, wie in Figur 2 gezeigt. Die Federn 63 und 62 ziehen den bzw. die Schuhanordnungen 44 nach innen und halten die Schuhanordnungen 44 innerhalb der Scheiben 42. Wenn eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erreicht ist, bewegt sich die Schuhanordnung 44 soweit nach außen, daß der Reibbelag 64 mit der Fläche 22 in der Gehäuseschale 14 in Berührung kommt. Die Gehäuseschale 14 bewegt sich zu dieser Zeit schneller als die Scheibe 42 und die Turbine 18. Die Relativbewegung zwischen der Gehäuseschale 14 und der Scheibe 42 bewegt die Schuhanordnungen 4 4 im Uhrzeigersinn, in der Sicht der Zeichnung. Die Rolle 72 bewegt sich an der Nockenfläche 56 entlang und bewirkt einen Keileffekt. Aufgrund dieser Nocken-Keilwirkung ergibt sich eine selbsttätige Erhöhung der Drehmomentenkapazität der Kupplung.

Die Rolle wird deshalb verwendet, weil sich so eine minimale Reibung zwischen den Schuhanordnungen und der Nockenfläche 56 ergibt. Dies hat sich bei Drehmomentenwandler-Kupplungen dieser Art als nützlich herausgestellt. Normalerweise wächst die Drehmomentenkapazität mit zunehmender Verkeilung zwischen Rolle und Nocken.

809826/0464

-11-

Bei der vorliegenden Erfindung ergibt sich jedoch die besondere Begrenzung des Drehmoments dadurch, daß bei Erreichen einer ausreichenden Drehmomentenkapazität der Widerstand gegen eine weitere Keilwirkung der Rollen 72 und Nocken 56 eine solche Kraft erzeugt, daß die Kraft der Federn 102 überschritten wird. Wenn die Kraft dieser Federn 102 überschritten wird, kann sich der Schuh 44 bei wachsendem Drehmoment weiter, bezogen auf die Scheibe 42, gegen den Uhrzeigersinn bewegen; die Rolle 72 bleibt _3doch in ihrer Position auf der Nocke 56 und bewegt sich relativ zum Schuh 60. Unter diesen Bedingungen werden die Federn 102 gestreckt. Wenn sich also die Feder 102 zu dehnen beginnt, kann sich nur eine geringfügige Erhöhung der Drehmomentenkapazität zwischen Schuhanordnung 44 und Fläche 22 entwickeln, da zusätzliche Kräfte zu einer Relativbewegung zwischen Rolle 72 und Schuh 60 führen, anstelle daß der Keileffekt nennenswert vergrößert würde. Wenn ein zusätzliches Drehmoment die Rolle weiter zu verkeilen sucht und sich die Feder 102 ausdehnt, wird schließlich eine Stellung des Schuhes 60 erreicht, in der die Anschlagfläche 92 das Ende der Nasen 54 berührt. Dann ist keine weitere Bogenbewegung des Schuhs 60 mehr möglich. Die einzige Erhöhung der Einrückkraft, die zu dieser Zeit möglich ist, besteht in der Vergrößerung der Zentrifugalkraft, die aus einer erhöhten Drehzahl der Scheibe 42 resultiert. Die Bogenbewegung des Schuhs 60 ι bezogen auf die Scheibe 42 ist nämlich beendet.

Wenn die Anschlagfläche 92 das Ende der Nase 54 berührt, wird der Kraftweg durch die Kupplung 10 aufgespalten. Ein Teil des

809826/0464 - 12 -

Drehmoments kann über die Verbindung zwischen der Anschlagfläche 92 und den Nasen 54 und ein weiteres Teil über die Rollen 72 und deren Berührung mit der Nockenfläche 56 geleitet werden. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Reibungsflächen, der Rollen und Nockenflächen, da die Belastung der Rollen und Nockenflächen verringert wird und keine weitere axiale Verschiebung zwischen Schuh 60 und Fläche 22 möglich ist. Durch die Verwendung eines gleitenden Halters 68, wie beschrieben, sowie der dehnbaren Spiralfedern 102, welche die Rollenanordnung 66 und .den Halter 68 befestigen, wird also das maximal verfügbare Drehmoment, das: durch die Reibberührung der Fläche 22 mit der Schuhanordnung 44: entwickelt werden kann, begrenzt, je nach der Größe der verwendeten Federn 102. Durch Variation der Drehmömentenkapazität der Kupplung kann in sehr einfacher und bequemer Weise jede Kupplung für öi'ne besondere Kombination aus Motor: und. automatischem Getriebe- mäßgeschneidert werden, wodurch sichrxüeurichtigen* Schalt*- .,i vorgängen inder automatischen Kupplung .ergeben* DieiKuppIüng>.? rüikfe ausy -wenn erwüfieeht ν -da deriKeilef £ekt J begrenzt: ist i jj. i. oä ;\9:x^J !;..;:, ^ ^,■ ι ^ ;'ii J i.i: cui _^a&a ·: -ijjpi jSFjiisfi "iod . jsi J ps 3 ;:dU üd In-äien-Fdigücen.55, 6- unfli 2 aisiz. eineiabgewäädeltejAhSfübriangsforiBc

' AusfuhrangsfoiirHUiSfoneffigaai 5iferadffiOus&ighe Elemente*j. ssb idä&iien der Bauweise naeh denxS'dgürön-; 1 öbiisa4i.>entsprechen, j -^-_: gleiche Bezugszahlen mit einer vörgesßi^tenjJSiff ejr 2_: ,Auf, diese. Weise sind entsprechende Bezugszahlen di.«jjjgni.gen der, Serie .... "200" in Figur 5, soweit sie nicht besonder^erörtert sind. Ungerade Zahlen zeigen an, daß es sich um ein anderes strukturelles Element handelt.

80982 670464

-13-

" ¹³ " 27Ί3661

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 enthalten die öffnungen 250 in der Scheibe 242 die Nockenflächen 256. Die Nockenfläche 256 besitzt einen abgestuften Abschnitt 209. In diesen kann die Rolle 272 eingreifen, wenn der Schuh ausgerückt ist, wie dies gestrichelt in Figur 5 dargestellt ist. Durch den abgestuften Abschnitt 209 an der Nockenfläche 256 wird sichergestellt, daß sich die Schuhanordnung 244 vollständig von der Fläche 22 im Drehmomentenwandler löst. Dies würde sich sonst nicht ergeben, wie noch erläutert wird. Die Drehmomentenbegrenzung bei der Bauweise von Figur 5 ergibt sich dadurch, daß ein flexibler Arm 211 durch Schrauben 282 am Schuh 260 befestigt ist. Am flexiblen Arm 211 ist ein Rollenhalter 213 angebracht und dort durch Schrauben 215 befestigt. Der Halter 213 besitzt einen Nutenabschnitt 217, welcher die Achse 270 der Rolle 272 teilweise umgibt. Dadurch werden Rolle und Achse im Arm 211 befestigt. Der Arm 211 weist einen Schlitz 219 auf, in dem die Rolle 272 untergebracht ist. Ein Halter 223 besitzt einen Befestigungsabschnitt 225, der durch den Schlitz 219 verläuft und mittels der Schraube 227 am Schuh 260 befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt 225 besitzt auf beiden Seiten einen Haltearm 229, der den Arm 211 berührt und den Bewegungsweg des Arms 211 vom Schuh 260 auf das Ausmaß beschränkt, das in Figur 7 angedeutet ist. Der begrenzende Halter 223 ist dazu notwendig, daß die Schuhanordnungen 244 an die Scheibe 242 angebaut werden können. Eine Federbelastung muß nämlich auf den Armen 211 liegen, da diese sonst in einer Lage weiter weg vom Schuh 260 wären, wodurch der Zusammenbau schwieriger würde.

809826/0464

- 14 -

Wie oben erwähnt, ähnelt die Feder 2 62 derjenigen, die anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben wurde. Sie greift unter eine der Nasen 254 an der Scheibe 242 und ist durch Schrauben 282 am Schuh befestigt. Zur Unterbringung des Federarms 211 besitzt die Feder 263 jedoch eine andere Bauweise. Sie weist nämlich einen breiten Arm 294 auf, der zwischen dem Arm 211 und dem Schuh 260 angebracht ist; der obere Armabschnitt 296 verläuft durch einen Schlitz 231 im Arm 211 und greift so unter eine der Nasen 254 und befestigt die Schuhanordnung 244 innerhalb der Nuten 250 an der Scheibe 242. Der Schuh 260 besitzt wieder Schlitze 290, welche die Scheibe 242 aufnehmen und die Schuhe 260 an der Scheibe führen. Die Schlitze 290 besitzen eine Anschlagfläche 292, welche die bogenförmige Bewegung der Schuhanordnung gegen die Scheibe 242 begrenzen.

Die Funktionsweise der in den Figuren 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsform ähnelt der oben für die Ausführungsform nach Figuren 1 bis 4 beschriebenen sehr. Bei der Ausführungsform nach Figur 5 bewegen sich die Rollen 272 entlang der Nockenfläche 2 56, wenn die Schuhanordnungen 244 die Fläche 22 berühren und einen Bogenweg gegen die Scheibe 242 ausführen. Dabei verkeilen sie die Schuhanordnungen gegen die Fläche 22, was zu der selbsttätigen Vergrößerung der Drehmomentenkapazität der Kupplung führt. An einem bestimmten Punkt übersteigt die Keilkraft, die vom Nocken 256 und der Rolle 272 entwickelt wird, die Federbelastung des Arms 211. Dann beginnt sich der Arm 211 auf den Schuh 260 zu auszubiegen. Nun ergeben sich nur noch kleine Vergrößerungen der

809826/0464 - 15 -

copy '%

Drehmomentenkapazität der Kupplung. Wenn bei der Bogenbewegung des Schuhs 260 die Anschlagfläche 292 gegen den entsprechenden Vorsprung 254 an der Scheibe 242 stößt, ist keine weitere Bogenbewegung derrSchuhanordnungen 244 gegen die Scheibe 242 möglich. Dann findet eine aufgespaltene Antriebsübertragung durch die Kupplung stattr, - nämlich einerseits durch die Antriebsverbindung zwischen der Aivschlagsflache 292 und den Nasen 254 und andererseits durch.die,Berührung von Rolle,272 und Nockenfläche, 256. .

Aus. Fiigur 5 ist, zu erkennen, . daß der Halter 213 eine beträchtliche Masse-besitzt, so daß, bei; höheren Drehzahlen deri Arm 211 sich, unter,, dem Einf-luß der j&entrifpgalkraf t nach-außen: zu, bewegen beginnt* Dadurch ,wird die F.ederbelastung: dei^.Rolle am Berührungs-, punkt mit der Nockenf läche_; 25|6, verringert^ ,^ie-, Kupplun.g,,1 0, K^,r\n,. wahlweise auch mit einem solchen Gewicht des Halters 213 gebaut werden, daß be^L,-höher en; -Dr^hzah^en» ^eispieisweis^-bei Z6pß,, ym-_{r ;} Drehungen pro^inut^ed^rj ^rm ^;i(Ch,_;Bpweit, a^hehjt.j^^ß dia, J^o},)_% ,,·■., voliständig ryop-,^^._fF,l^e;he_J,2_;56^^-rej.J^cmmt; und_; die;,g,-esamtej An-. j.,, _r tvr_r^«bsy^rbin4wn^f ,-Über ,,d ^e₃ ^
Ζβ,ηί^ if ugaljQf f,^^^,&\\pj 4^P .^F"??W^₁ ^d
die vjpi\, der_uT.

sob pmii^iöipie'

n-.?^oo^r/T rr.r-' s r f. . .t^r-:r?( Γ j.;?>T ρ rf, -tp r_n j^-.r^rifi -):'n<Jⁿ π:^:»:·^.ί; ir-.od ^vjni.-: Wie -in. FjIgUr₂.^,dargestellt:, [ka^n fie^r,Nocken 256 wahlweise ein ^₁-..

Profil^ rai~t- zwefi.;Neigun|geTi ^ufV^eisen..,, ^r besitzt dann, einen -zweiten, F.lächenabschnitt _r257.,r auf dem die jNockenf lache ,nicht weiter ansteigt. Wenn die Rolle 272 in die Zone der Steigung 255 ein-

- ει '" — - ■ -

COPY ORIGINAL INSPECTED

tr int, st dir; Dr efeiomer. -.er,·; rer. ze der Kupplung bereits überschritten. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Rolle rasch an der Nockenfläche 255 entlang, ohne daß dies mit einer Drehmomentenvergrößerung oder einer weiteren Aui-biegung des Arms 211 verbunden wäre. Somit kommen die Schuhe ?4 4 rasch über die Anschlagfläche 292 in Anlage an die Nasen 254. Zu diesem Zeitpunkt geschieht der gesamte Antrieb über die Nasen 2 54.

Aus der obigen Erläuterung folgt, daß durch die vorliegende Erfindung eine Drehmomentbegrenzung dadurch geschaffen wird, daß ein Rollenmechanismus an einem Federarm 211 angebracht ist, welcher an den Schuhanordnungen 244 befestigt ist.

In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform tragen Elemente, die solchen der Figuren 1 bis 4 entsprechen, dieselbe Bezugszahl mit einer vorgesetzten Zahl 3. D.h., die Bezugszahlen sind, soweit es sich um gemeinsame Elemente handelt, aus der "300"-Serie. Ungerade Zahlen werden für in Figur 8 neu gezeigte Strukturen verwendet.

Bei der Ausführungsform nach Figur 8 ist eine Nockenfläche 2 56 auf einem flexiblen Arm 3 57 vorgesehen. Dieser wird dadurch gebildet, daß von der Scheibe 342 durch Stanzen Material entfernt wird. Dadurch wird eine zusätzliche öffnung bzw. ein zusätzlicher Schlitz 359 erzeugt. Die Funktion der in Figur 8 dargestellten Bauweise ist so, daß sich die Rollen 372 entlang der Nockenfläche 3 56 bewegen und dabei einen Keileffekt selbsttätig er-

809826/0464

-17-

' ¹⁷ " 271/661

zeugen. Dadurch wird die Drehmomentenkapazität, die von der Reibungsverbindung zwischen den Schuhanordnungen 344 und der rläche 22 gebildet wird, erhöht. Wenn sich die Drehmomentenkapazität der Einheit erhöht, vergrößert die Bogenbewegung der Rolle 372 und des Schuhs 344 die Keilwirkung, wodurch eine noch größere Drehmomentenkapazität entwickelt wird. Der Arm 3 57 wird federartig nach innen gebogen, wodurch die selbsttätige Verstärkung verringert wird. Schließlich berührt, wie oben anhand der anderen Figuren beschrieben wurde, die Anschlagfläche 392 die Nasen 3 54. Dadurch wird eine zusätzliche Drehmomentenverbindung zwischen der Kupplungsfläche 222 und der Scheibe 342 neben dem Antrieb über die Berührung der Rollen mit den Nockenflächen 3 56 geschaffen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 9 gezeigt. Diese entspricht der Ausführungsform nach Figur 8 mit der Ausnahme, daß die Bauweise der Nockenflächen 4 56 geringfügig anders ist. Wiederum tragen solche Elemente, die denen in anderen Figuren entsprechen, gleiche Bezugszahlen mit einer vorgesetzten Ziffer 4. D.h., diese Bezugszahlen sind in der "400"-Reihe. Bei der Ausführungsform nach Figur 9 sind die Nockenflächen 456 jedoch auf einem flexiblen Arm 457 angeordnet, der durch Stanzen oder sonstiges Ausbilden eines relativ geraden Schlitzen 459 in der Scheibe 442 in der Zone der öffnung 4 50 gebildet wird.

Die Herstellung der Konstruktion nach Figur 9 kann geringfügig einfacher sein als diejenige der Ausführungsform nach Figur 8, da der Schlitz 459 gerade ist. Im übrigen entspricht die Funktion

der in Figur S gezeigten £inheit derjenigen von Figur 8. Der flexible Arm 4 57 kann nach innen ausbiegen, wenn die bestimmte Drehmomentenkapazität der Kupplung überschritten wird. Die Kapazität wird jedoch durch das Ausbiegen des Arms begrenzt, was durch einen zunehmend längeren Hebelarm unterstützt wird. Dadurch kann sich der Schuh gegen den Anschlag bewegen.

Die Ausführungsformen nach den Figuren 8 und 9 besitzen recht unterschiedliche Betriebscharakteristiken, was beim Entwurf einer Einheit mit Drehmomentenbegrenzung dieser Art in Rechnung gestellt werden muß. Bei der Ausführungsform nach Figur 8 wird der effektive Hebelarm bzw. freitragende Arm verkürzt, wenn sich die Rolle 372 am Arm 3 57 entlang bewegt und der Arm 3 57 ausbiegt. Auf diese Weise wird die Federkonstante und die Kraft, die zu einer kleinen zusätzlichen Ausbiegung erforderlich ist, erhöht. Wenn der Arm 357 ausbiegt, wird zusätzlich der Steigungswinkel vergrößert. Dies erhöht die tangentiale Drehmomentenkomponente am Berührungspunkt zwischen Rolle und Scheibe.

Bei der Bauweise nach Figur 9 verlängert sich jedoch der effektive Hebelarm bzw. freitragende Arm, wenn sich die Rolle 472 am Arm 457 entlangbewegt. Auf diese Weise wird die Federkonstante und die Kraft, die für eine kleine zusätzliche Auslenkung benötigt wird, reduziert. Außerdem wird der Steigungswinkel kleiner, so daß die tangentiale Drehmomentenkomponente am Berührungspunkt zwischen Rolle und Nockenfläche verringert wird.

809826/0464

ORIGINAL INSPECTED

Zusätzlich ist zu bemerken, daß die Zentrifugalkraft die Arme 357 und 457 beeinflußt, da die Scheiben 342 und 442 umlaufen. Stellt man die oben geschilderten Eigenschaften in Reclining, so kann entweder ein Gerät nach Figur 8 oder ein solches nach Figur 9 je nach den in der bestimmten Umgebung gewünschten Eigenschaften gewählt werden.

Der Einrückmechanismus 10 der vorliegenden Erfindung löst sich, wenn er bei einem hydraulischen Drehmomentenwandler, wie er für automatische Autogetriebe verwendet wird, unter bestimmten Bedingungen. Dies ist bei dieser Arbeitsumgebung erwünscht. Das Lösen und Wiedereinrücken der Kupplung 10 erfolgt aufgrund der inhärenten Bauweise des Geräts/ohne daß äußere Steuerungen erforderlich wären.

Aufgrund der Bauweise der Kupplung 10 steigt das Drehmoment in der Antriebslinie auf einen größeren Wert als die Drehmomentenkapazität der Kupplung 10, wenn zunächst beim Betrieb des Fahrzeugs die Kupplung verriegelt ist und die Drosselklappe des Fahrzeugs plötzlich zur Erzeugung höheren Drehmoments niedergedrückt wird. Dann rutscht die Kupplung 10 durch und läßt den hydraulischen Drehmomentenwandler in den Schlupfzustand zurückkehren, was in einem solchen Falle erwünscht ist. Dieser Zustand kann auch beim Hochschalten des Getriebes auftreten, wenn zeitweise eine plötzliche Drehmomentenerhöhung auftritt.

Wenn in der Antriebslinie eine Umkehr des Drehmoments auftritt, wird aufgrund der inhärenten Eigenschaften der Kupplung 10 der

809826/0464

- 20 -

— 9 n —

Keileffekt aufgehoben und die Drehmomentenkapazität der Kupplung 10 fällt auf einen geringeren Wert ab.

Daher löst sich die Kupplung zeitweise beim Herabschalten, da hierbei eine Drehmomentenumkehr auftreten kann. Dem Fachmann ist bekannt, daß beim Gangwechsel ein Lösen der Kupplung 10 erwünscht ist. Dadurch kann der Wandler in seine stoßabsorbierende Betriebsart zurückkehren.

Auch beim Einbau in ein automatisches Getriebe löst der Drehmomentenimpuls bzw. die Drehmomentenumkehr, die bei einem Gangwechsel auftritt, die Verriegelungskupplung 10. Diese inhärente Merkmal der vorliegenden Bauweise ist insofern von größter Bedeutung, als automatische Gangwechsel sehr viel glatter erfolgen, wenn der hydraulische Drehmomentenwandler gelöst bzw. normal arbeitet. Wenn der Drehmomentenwandler verriegelt ist, wie dies beispielsweise bei einer herkömmlichen Verriegelungskupplung während des Gangwechsels der Fall ist, ist der Gangwechsel häufig sehr viel ruckartiger als erwünscht. Die Drehmomentenbegrenzung, die oben beschrieben wurde, stellt sicher, daß die Drehmomentenkapazität der Kupplung immer so ist, daß sich die Kupplung auch unter den schwierigsten äußeren Bedingungen nach Wunsch löst.

B09826/0A64

Claims

Dipl. Ing. H. Hauck Dfpl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalis Dipl. Ing. VV. Wehnert Dipl. Phys. VV. Carstens ü i.^vünchen 2

Borg-Warner Corporation

South Michigan Ave.

Chicago, 111. 60604 22. März 1977

USA Anwaltsakte M-4221

Patentansprüche

I, 1 .1 Geschwindigkeitsabhängiger Einrückmechanismus für hydrodynamische Geräte mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Teilen, mit einer Ringscheibe, die am einen Teil befestigt ist; mit einer Mehrzahl von Schuhanordnungen, die an der Scheir be befestigt sind; mit Nockenflächen an der Scheibe, wobei die Schuhanordnungen Mittel enthalten, die in Eingriff mit den Nockenflächen stehen und eine Reibfläche aufweisen, wobei die Zentrifugalkraft die Schuhanordnungen gegen das andere Teil bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit drücken und sich die Schuhanordnungen an den Nockenflächen entlang _: nach der anfänglichen Berührung bewegen, wodurch eine Verkeilung zwischen der Scheibe und dem zweiten Teil auftritt und

die Drehmomentenkapazität der Kupplung selbsttätig erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Drehmoment begrenzende Einrichtung (68,102,211) den Schuhanordnungen (44) zugeordnet ist, welche die Drehmomentenkapazität der Kupplung, die aufgrund des selbsttätigen Effektes entwickelt wird,

809826/0464 ~²~

ORIGINAL INSPECTED

begrenzt,
2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Schuhanordnungen (44) eine Rolle (66) enthalten, welche die Nockenfläche (56) berührt und daß die das Drehmoment begrenzende Einrichtung eine Feder (102) enthält, welche die Rolle (66) haltert.
3. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhanordnungen (44) eine Anschlagfläche (92) aufweisen, welche die Bogenbewegung der Schuhanordnung (44) gegen die Scheibe (42) begrenzen.
4. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment begrenzende Einrichtung einen flexiblen Arm (211) an der Schuhanordnung (44) enthält, an dem die Rolle (66) angebracht ist, wobei der Arm (211) ausbiegt, wenn die bestimmte Drehmomentenkapazität überschritten ist.
5. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment begrenzende Einrichtung mindestens eine Spiralfeder (102) umfaßt, die mit der Rolle (66) und der Schuhanordnung (44) verbunden ist, und daß die Rolle (66) verschiebbar auf der Schuhanordnung (44) angebracht ist, wodurch sich die Rolle (66) gegen die Kraft der Feder (102) gegenüber der Schuhanordnung (44) bewegen kann.

Ö09826/EU8* -3-

271366Ί
6. Mechanismus nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (356) bezogen auf die Scheibe (342) beweglich ist.
7. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (356) auf einem flexiblen Arm (357) an der Scheibe (342) ausgebildet ist, wodurch die Erhöhung der Drehmomentenkapazität, die auf dem selbsttätigen Effekt beruht, aufgrund der Ausbiegung des Armes begrenzt ist, wenn ein bestimmter Drehmomentengrenzwert erreicht ist.

809826/rKßÄ