DE3220572A1

DE3220572A1 - Fliehkraftkupplung fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE3220572A1
Application number: DE19823220572
Authority: DE
Inventors: Grzegorz K. 42453 Angered Janiszewski; Berndt E. 42153 Västra Frölunda Rådbo
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1981-06-04
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1982-12-23
Anticipated expiration: 2002-06-02
Also published as: US4485905A; JPH0559284B2; SE8103523L; FR2507269B1; GB2099934B; FR2507269A1; JPS58641A; SE442896B; GB2099934A; IT1148578B; DE3220572C2; IT8248578A0

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING. W. EITLE . DR.RER. NAT. K. HOFFMAN N · Dl PL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

36 947 p/hl

AB Volvo,

Göteborg / Schweden

Fliehkraftkupplung für Motorfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einem angetriebenen Kupplungselement in Form von zumindest einer Scheibe mit einem Reibbelag, welche gegen eine Reibfläche eines angetriebenen Kupplungselements, beispielsweise ein Schwungrad, durch eine Druckplatte drückbar ist, welche Druckplatte nicht drehbar, jedoch axial verschiebbar mit dem angetriebenen Kupplungselement verbunden ist, mit einem starr mit dem angetriebenen Element verbundenen Kupplungsdeckel, mit zwischen dem Kupplungsdeckel und der Druckplatte angeordneten Fliehkraftgewichten, die mit der Druckplatte zusammenwirken, um ihre Druckkraft gegen die Scheibe in Er-

• widerung auf die Drehzahl zu ändern, um mit einem Lösemecha-

• nismus, welcher zwischen dem Kupplungsdeckel und der

Druckplatte wirkt, welcher bei seiner Betätigung eine axiale Verschiebung der Druckplatte in Richtung weg von der Scheibe erlaubt.

Fliehkraftkupplungen dieser Art werden zusammen mit manuell verschobenen Transmissionen und automatischen Transmissionen verwendet, beispielsweise mit solchen, die entsprechend denselben Prinzipien konstruiert sind, wie eine herkömmliche manuelle Transmission, bei der jedoch das Verschieben stattdessen elektromagnetisch erfolgt. Bei einer herkömmlichen Fliehkraftkupplung der zuvor beschriebenen Art werden die Fliehkraftgewichte von schwenkbar im Kupplungsdeckel befestigten Hebeln getragen und gegen eine zurückgezogene Lage federvorgespannt. Wenn die Drehzahl des Motors zunimmt, werden diese Hebel nach außen geschwungen und bewegen die Druckplatte näher und näher an die Scheibe und drücken die Scheibe fest gegen das Schwungrad, wenn die Betriebsdrehzahl erreicht wird. Zum Verschieben wird eine Löselagerung gegen die Kupplungshebel gedrückt, wobei die Druckplatte von der Kupplungsscheibe weg gezogen wird.

Eine Fliehkraftkupplung dieser Konstruktion und dieser Funktion bringt eine Anzahl von bezeichnenden Nachteilen mit sich. Sie sieht eine volle Kupplungskraft nur nach dem Erreichen einer Drehzahl von nahezu 1500 UpM vor, welche es unmöglich macht, eine niedrige Motordrehzahl zu verwenden, welche andererseits jedoch einen Wirtschaftliehen Brennstoffverbrauch zur Folge hat. Bei höheren Motordrehzahlen werden sehr große Lösekräfte erforderlich, da das Lösen gegen die Eingriffskraft der Fliehkraftgewichte erfolgt. Schließlich wird ein spezieller Blockierungsmechanismus erforderlich, mit dem es möglich sein soll, ein Schiebeanfahren des Motors zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung der einleitend beschriebenen Art zu schaffen,

· .

bei der die Nachteile der vorgenannten Konstruktionen beseitigt sind und die darüber hinaus weitere Vorteile hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fliehkraftgewichte in Form von radial verschiebbaren Elementen vorgesehen sind, die in radial äußeren Verengungsräumen angeordnet sind, die mit axial verschiebbaren, in Richtung auf die Druckplatte gerichteten Wandelementen versehen sind, welche in Richtung auf die Druckplatte federvorgespannt sind und welche mittels des Lösemechanismus in entgegengesetzter Richtung verschiebbar sind.

Die Konstruktion entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung sieht ein Lösen bei hoher Motordrehzahl vor, indem die Räume für die Fliehkraftgewichte geweitet werden, so daß der schmälste Abschnitte der Räume breiter ist als die Gewichte. Dadurch wird die Eingriffskraft von den Gewichten beseitigt. Das Lösen wird durch Versetzen der federvorgespannten Wandelemente weg von der Druckplatte bewirkt, was bedeutet, daß die Lösekraft nur die Federkraft überwinden muß. Dies ist vollständig unabhängig von der Motordrehzahl, Der Eingriff mit der konstanten Federkraft, unabhängig von der Motordrehzahl, kann auf umgekehrte Weise dadurch erzielt werden, daß die Wandelemente sich so weit in entgegengesetzter Richtung bewegen können, daß der weiteste Abschnitt der Räume gleich der Breite der Gewichte ist, oder so, daß Anschläge, die starr mit den Wandelementen verbunden sind, in direkter Berührung mit der Druckplatte sind. Dies sieht eine vollständige Eingriffskraft vor, wenn ein Betrieb bei niedriger Motordrehzahl erfolgt und elimi-• niert das Erfordernis besonderer Blockierungsmittel für die Ermöglichung eines Schiebestartes des Motors.

Wenn die Wandelemente in einer Lage zwischen den genannten äußeren Lagen gebracht werden, wird ein Eingriff durch Wirkung der Fliehkraftgewichte erzielt, da sie graduell

mit zunehmender Motordrehzahl nach außen in die Verengungsräume gedruckt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 eine Endansicht einer Kupplung gemäß der Erfindung, 10

Fig. 2.. einenliängsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 mit der Darstellung des Lösemechanismus in einer ersten Lage,

Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2, jedoch mit der Darstellung des Lösemechanismus in einer zweiten Lage,

Fig. 4 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 3 mit der Darstellung des Lösemechanismus in einer dritten Lage und

Fig. 5 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 mit der Darstellung einer ein wenig abgeänderten Kupplung entsprechend der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Motorschwungrad, welches mit einem Starterrand 2 versehen ist. Ein Kupplungsdeckel 3 ist sicher auf das Schwungrad geschraubt. Eine herkömmliche Scheibe 4 mit einem Reibbelag 5 liegt zwischen einer Reibfläche 6 auf dem Schwungrad 1 und einer Reibfläche 7 auf einer Druckplatte 8, welche nicht drehbar, jedoch axial verschiebbar mit dem Schwungrad 1 verbunden ist.

. ' .

Die Druckplatte 8 wird durch Federn 9 vom Schwungrad weg vorgespannt. Die Scheibe 4 ist mit einer Nabe 10 versehen, welche über Keile mit der Eingangswelle 11 eines Getriebes verbunden ist.

Zwischen dem Kupplungsdeckel 3 und der Druckplatte. 8 befindet sich eine Platte 12, die an drei Kupplungsarmen 13 hängt, welche ihrerseits schwenkbar auf bekannte Weise mit dem Kupplungsdeckel 3 verbunden sind. Die Schwenkachsen 14 der Arme 13 sind mit Muttern 16 an Einstellschrauben 15 befestigt. Druckfedern 17 sind zwischen dem Kupplungsdeckel 3 und der Platte 12 befestigt und drücken letztere in Richtung auf die Druckplatte 8. Ein Versetzen der Platte 12 gegen die Kraft der Federn 17 in Richtung auf den Kupplungsdeckel 3 wird durch Verschwenken der Kupplungsarme 3 im Gegenuhrzeigersinn erzielt (bei Betrachtung von Fig. 2-4), was durch eine axiale Verschiebung einer herkömmlichen Hülsen-montierten Löselagerung 18 erfolgt (Fig. 3 und 4), welche mit einer Kupplungsgabel 19 zusammenwirkt.

In den Räumen zwischen der Druckplatte 8 und der Platte 12 befinden sich Fliehkraftgewichte 21, welche radial beweglich sind. Die Gewichte 21 bestehen aus einem ersten Metallzylinder 22 und einem zweiten Metallzylinder 23, welcher kürzer

25- ist als der erstgenannte Zylinder und drehbar auf Nadellagern desselben gelagert ist. Der Zylinder 23 liegt in einer Nut 24 der Druckplatte. Der Zylinder 22 sieht Schaftenden für den Zylinder 23 vor und ruht auf den Rändern der Nut 24. Die Tiefe der Nut ist hier größer als der Unter- .

schied zwischen den Radien der Zylinder, so daß der Außenzylinder frei drehen kann. Wenn er sich in den Räumen 20 bewegt, kann er gegen das Wandelement 25 der Platte 12 rollen. Die Platte 12 hat äußere Grenzwände 26, welche an einer Anschlagfläche 27 enden. ' . ·

Mittels eines BetätigungsZylinders 28, der in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, kann die Kupplungsgabel 19 so gesteuert werden, daß die Kupplung in drei verschiedenen Betriebszuständen eingestellt werden kann. In einem ersten Zustand, welcher in Fig, 2 dargestellt ist, werden die Kupplungsarme 13 nicht durch die Löselagerung (nicht dargestellt) beeinträchtigt, und zwar mit dem Resultat, daß die Federn 17 über die Platte 12 mit ihrem Anschlag 27 die Druckplatte 8 gegen die Scheibe drücken. In dieser Lage funktioniert die Kupplung als eine herkömmliche Einzelscheiben-Trockenscheibenkupplung mit konstantem Druck auf der Druckplatte.

Fig. 3 zeigt die Kupplung in einer Lage, in der die Kupplungsarme 13 ein wenig aus der Lage gemäß Fig. 4 im Gegen-Uhrzeigersinn verschwenkt sind. In dieser nun von der Platte 12 eingenommenen Lage ist der Abstand zwischen den Wand-. elementen 25 und der Druckplatte 8 so, daß die Federn 9 zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte die letztere bei Leerlaufgeschwindigkeiten außer Eingriff mit der Scheibe drücken kann, wenn die Fliehkraftgewichte 21 sich in ihrer radial inneren Lage befinden. Wenn die Drehzahl zunimmt, werden die Fliehkraftgewichte 21 graduell nach außen gedrückt, und durch Zusammenwirkung mit den Wandelementen 25 drückt die Druckplatte 8 gegen die Scheibe. Wenn die Betriebsgeschwindigkeit und der volle Eingriff erreicht worden sind, wird die Maximalkraft auf die Druckplatte durch die Federn 17 bestimmt. In diesem Fall sollte ein Spalt einerseits zwischen den Gewichten 21 und der Wand 26 und andererseits dem Anschlag 27 und der Druckplatte 8 .

vorhanden sein, wie dies in Fig. 3 durch die Buchstaben a und b angegeben ist, bevor der volle Eingriff erreicht wird. So wirkt gemäß Fig. 3 die Kupplung als Fliehkraftkupplung .

. '

In Fig. 4 sind die Lösearme ein wenig weiter im Gegenuhrzeigersinn aus der Lage gemäß Fig. 3 verschwenkt. In dieser Lage stößt die Platte 12 gegen den Kupplungsdeckel 3, die kleinste Breite der Räume 20 ist größer als die aktive Breite der Gewichte, d.h. es befindet sich ein Spiel c zwischen den Gewichten 21 und den Wandelementen 25, wenn die Gewichte sich in ihrer radial äußersten Lage befinden. Hier funktioniert die Kupplung als eine herkömmliche Kupplung mit gelöster Scheibe, wobei die Lösekraft von den Federn 17 unabhängig ist.

In Fig. 5 ist die Kupplung in ein wenig geänderter Form dargestellt, und zwar im Betriebszustand der Fig. 2.

Hier hat die Platte 12 kein Gegenstück zur Wand 26 der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Stattdessen wird der Kupplungsdeckel 3 so radial nach innen abgebogen, daß dessen Wandabschnitt 50 als begrenzende Anlagefläche für die Zentrifugalgewichte in ihrer radial äußersten Lage dient, d.h.

die Lage entsprechend Fig. 4. In der Lage der Fig. 5 stoßen die äußeren Abschnitte 51 zwischen den Gewichten direkt gegen die Druckplatte 8. Die äußeren Abschnitte 51 haben so dieselbe Funktion wie die Anschlagflächen 27 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Alternativ kann die Druckkraft von der Platte 12 auf die Druckplatte 8 über die Gewichte in einerradial innersten Lage übertragen werden, um den Betriebszustand gemäß Fig. 2 zu erreichen. Der Vorteil der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform gegenüber der in Fig. 1-^-4 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß die Kupplung leichter auszugleichen ist, wenn der Kupplungsdeckel als eine äußere Begrenzungsanschlagfläche verwendet wird, da der Deckel 3 mit dem Schwungrad 1 fest verbunden ist und nicht federaufgehangen ist wie die Platte 12.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE DR. ING, E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL.-I NG. W. EITLE · DR.RER. NAT. K.HOFFMANN . DIPl.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FDCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARA-BELLASTRASSE 4 . D-8000 MÜNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE) 36 947 p/hl AB Volvo, Göteborg / Schweden Fliehkraftkupplung für Motorfahrzeuge Patentansprüche

1. Reibungskupplung, insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einem angetriebenen Kupplungselement in Form von zumindest einer Scheibe mit einem Reibbelag, welche gegen eine Reibfläche eines angetriebenen Kupplungselements, beispielsweise ein Schwungrad, durch eine Druckplatte drückbar ist, welche Druckplatte nicht drehbar, jedoch axial verschiebbar mit dem angetriebenen Kupplungselement verbunden ist, mit einem starr mit dem angetriebenen Element verbundenen Kupplungsdeckel, mit zwischen dem Kupplungsdeckel und der Druckplatte angeordneten Fliehkraftgewichten, die mit der Druckplatte zusammenwirken, um ihre Druckkraft gegen die Scheibe in Erwiderung auf die Drehzahl zu ändern-, um mit einem Lösemechanismus, welcher zwischen dem Kupplungsdeckel und der Druckplatte wirkt, welcher bei

seiner Betätigung eine axiale Verschiebung der Druckplatte in Richtung weg von der Scheibe erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftgewichte in Form von radial verschiebbaren Elementen

(21) vorgesehen sind, die in radial äußeren Verengungsräumen (20) angeordnet sind, die mit axial verschiebbaren, in Richtung auf die Druckplatte gerichteten Wandelementen (25) versehen sind, welche in Richtung auf die Druckplatte (8) federvorgespannt sind und welche mittels des Lösemechanismus (13) in entgegengesetzter Richtung verschiebbar sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (25) Abschnitte einer Zwischenplatte (12) bilden, die zwischen der Druckplatte (8) und dem Kupplungsdeckel (3) angeordnet ist, daß die Wandelemente (25) in Richtung auf die Druckplatte geneigt verlaufen, und daß die Fliehkraftgewichte (21) in den Räumen (20) zwischen den Wandelementen und der Druckplatte angeordnet sind.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß jedes Fliehkraftgewicht (21) aus zwei konzentrisch angeordneten Zylinderelementen (22, 23) besteht, die relativ zueinander drehbar sind und von denen das innere Zylinderelement (22) eine größere axiale Dimension hat als das äußere Zylinderelement (23) und auf den Rändern bzw. Kanten einer Radialnut (24) der Druckplatte ruht, wobei die Tiefe der Nut größer ist als der Unterschied zwischen den Radien der Zylinderelemente, und wobei das äußere Zylinderelement direkt vor dem genannten Wandelement (25) angeordnet ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenplatte (12) Anschlagflächen (27) hat, die auf die Druckplatte (8) weisen, und mittels eines Lösemechanismus (13) zwischen einer ersten Lage, in der Druckfedern (17), die zwischen dem Kupplungsdeckel (3) und der Zwischenplatte (12) angeordnet sind, über Anschlagflächen der Druckplatte gegen die Scheibe (4) drücken; einer zweiten Lage, in der die Druckfedern über die Wandelemente (25) und die Fliehkraftgewichte (21) die Druckplatte gegen die Scheibe drücken und einer dritten Lage, in der die Wandelemente so weit von den Fliehkraftgewichten weg verschoben sind, daß die Druckplatte unabhängig von der Drehzahl von der Scheibe weg geschoben werden kann, axial verschiebbar ist,

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kupplungsdeckel (3) einen Grenzanschlag bildet, welcher die radial äußerste Lage der Fliehkraftgewichte (21) bestimmt.