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Brennkraftmaschine,
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die mit einem Getriebe verbunden ist Die Erfindung bezieht sich auf
eine Brennkraftmaschine, die mit einem Getriebe verbunden ist, zum Antreib eines
Fahrzeuges, Stromerzeugers oder eing: Arbeitsmaschine, wobei die Verbindung mit
dem Getriebe durch eine Kupplung hergestellt wird.
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Der Anbau eines Getriebes an- eine Brennkraftmaschine erfolgt in der
Regel durch eine Flanschverbindung. Aus diesem Grunde sind bei Brennkraftmaschinen
an der Schwungradseite überwiegend kreisrunde Flansche mit Zentrierungen nach SAE
Norm vorgesehen, Ebenso haben Getriebe oder Kupplungsgehäuse, die für den Anbau
an Brennkraftmasdtnen vorgesehen sind, entsprechende Flanschabmessungen nach SAE-Norm.
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Bevor die Flanschflächen von Motor und Getriebe miteinander verschraubt
werden, müssen jedoch die Drehmoment übertragenden Wellen von Motor und Getriebe
miteinander verbunden werden. Hierzu eignet sich u.a.-eine Wellenverbindung, die
als Steckverbindung in axialer Richtung zusammengefügt werden kann.
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Es ist bekannt, die Wellen von Motor und Getriebe durch eine Sternkeilwelle
und eine entsprechende innen verzahnte Hülse zu verbinden. Eine ähnliche Verbindung
wird mit den bekannten Zahnkupplungen erreicht.
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Beide Verbindungen sind starr und formschlüssig. Sie bedürfen einer
hohen Fertigungs- und Montagegenauigkeit. Trotz enger Toleranzen neigen diese Kupplungen
dazu, auszuschlagen und zwar als Folge von Torsionsschwingungen, die von der Brennkraftmaschine
ausgehen. Diese Torsionsschwingungen werden durch das Masseverhältnis von antreibender
und getriebener Masse häufig zu starken Resonanzen angeregt, die die Kupplungen
zerstören.
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Es ist ferner eine Kupplung bekannt (DT-OS 1 816 939), bei der zylindrische
Flächen wie eine Steckverbindung zusammengefügt werden und nach dem Zusammenfügen
das Außenteil spannringartig um das Innenteil geklemmt wird. Nachteilig ist hieran
die starre Verbindung im Hinblick auf die unvermeidlichen Torsionsschwingungen bei
Hubkolbenbrennkraftmaschinen und die einseitige Befestigung des klemmringartigen
Außenteils der Kupplung am Schwungrad der Maschine.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung einer Brennkraftmaschine
mit einem Getriebe so zu gestalten, daß sich eine einfache Montage ergibt, die Nachteile
einer starren Verbindung vermieden werden und die Übertragung eines Drehmoments
sowohl von der Antriebsseite als auch von der Getriebeseite möglich ist.
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Dieses wird bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß die Kupplung aus zwei Fliehkraftkupplungen mit zylindrischen
Reibflächen besteht, von denen auf der Antriebsseite ein Nabenteil mit Fliehgewichten
angeordnet ist, das in eine'
mit der Abtriebsseite verbundene Kupplungsglocke
mit zylindrischer Reibfläche hineinragt und auf der Abtriebsseite ein zweites Nabenteil
mit Fliehgewichten angeordnet ist, das in eine zweite mit der Antriebsseite verbundene
Kupplungsglocke mit zylindrischer Reibfläche hineinragt. Diese Ausbildung der Kupplung
als Fliehkraftkupplung mit zylindrischer Reibfläche ermöglicht eine einfache Montage,
ähnlich der einer Steckverbindung. Dabei kann das Getriebe mit Zentrierung durch
axiales Zusammenftigen der Kupplungsnabe und Kupplungsglocke angeflanscht werden.
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Die Fliehkraftkupplung kann durch die Masse der Fliehkörper und nötigenfalls
durch Rückholfedern so ausgelegt werden, daß der Start der Brennkraftmaschine im
ausgekuppelten Zustand erfolgt und kurz nachher bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl
eingekuppelt wird. Ein ganz besonderer Vorteil ergibt sich durch die Anordnung des
zweiten Nabenteiles auf der angetriebenen Getriebeseite. Hierdurch ist es möglich,
auch von der Getriebeseite her ein Drehmoment auf den Motor zu übertragen, womit
von der Getriebeseite her der Motor angeschleppt werden kann.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
ein Kupplungsnabenteil als Winkelprofilring ausgebildet ist, dessen zylindrischer
Teil segmentweise durch einen Schlitz vom radialen Teil getrennt ist und an den
abgetrennten zylindrischen Bereichen segmentförmige Fliehgewichte befestigt sind.
In den
abgetrennten zylindrischen Bereichen des Kupplungsnabenteiles
ist die Formsteifigkeit wesentlich geringer, so daß die in diesem Bereich befestigten
Fliehgewichte mit steigender Drehzahl den Ringabschnitt in radialer Richtung verformen,
bis sie an der gegenUberliegenden Kupplungsreibfläche anliegen. Durch Abstimmung
der Schlitzlänge und Wandstärke des Nabenteiles sowie der Masse der Fliehgewichte
kann sich die Verformung des zylindrischen Teiles im elastischen Bereich bewegen,
so daß für die Rückführung der Fliehgewichte keine Federn notwendig sind.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
ein Kupplungsnabenteil aus einem Zylindermantel besteht, an dessen äußeren Umfang
segmentweise federnde Bleche mit Fliehgewichten einseitig befestigt sind. Die einseitige
Befestigung der federnden Bleche bewirkt ein Abheben der Fliehgewichte unter der
Wirkung der Fliehkraft bis zur Anlage an die zylindrische Kupplungsfläche. Die Dicke
der federnden Bleche und die Masse der Fliehgewichte sind so abgestimmt, daß die
Verformung der Bleche innerhalb des elastischen Bereiches bleibt. Damit sind auch
bei dieser Ausführung für die Rückführung der Fliehgewichte keine Federn notwendig,
so daß sich eine besonders einfache und zuverlässige Fliehkraftkupplung ergibt,
die durch axiales Zusammenfügen beider Kupplungsseiten für eine Verbindung einer
Brennkraftmaschine mit einem Getriebe besonders geeignet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Die Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Schwungradseite einer
Brennkraftmaschine und eines hieran angebauten Getriebes.
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Die Abb. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A - B in Abb.
1.
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Die Abb. 3 zeigt einen Schnitt entsprechen der Linie C - D in Abb.
1.
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Die Abb. 4 zeigt eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles ttZlt in
Abb. 3.
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In Abb. 1 ist eine Schwungscheibe dargestellt, die aus einer Nabe
1, einer topfförmigen Scheibe 2 und einem Zahnkranz 3 zusammengesetzt ist. Der Antrieb
der Schwungscheibe erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine.
An die Schwung scheibe ist ein Kupplungsnabenteil 4 angeflanscht, auf dem federnde
Bleche 5 mit Fliehgewichten 6 befestigt sind. Die mit den federnden Blechen 5 verbundenen
Fliehgewichte 6 sind seitlich neben den Fliehgewichten 6 am Kupplungsnabenteil 4
befestigt (Abb. 2). Durch diese Lage der Befestigung können sich die Fliehgewichte
6 unter der Fliehkraft vom Kupplungsnabenteil 4 soweit abheben, bis sie an der zylindrischen
Reibfläche 8 der Kupplungsglocke anliegen und diese durch Reibschluß mitnehmen.
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Als zusStzliche Führung der Fliehgewichte 6 dienen die Mitnehmer 10.
(Abb. 2). Die Kupplungsglocke 9 ist am Gehäuse 11 eines nicht näher dargestellten
Flüssigkeitsgetriebes 12 durch eine Flanschverbindung
befestigt.
Damit wird bei Mitnahme der Kupplungsglocke auch das Gehäuse 11 des Flüssigkeitsgetriebes
12 in Rotation versetzt.
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Innerhalb des Raumes, der von der zylinderförmigen Kupplungsglocke
9 eingeschlssen wird, ist ein winkelförmiges Nabenteil 13 am Gehäuse 11 des Flüssigkeitsgetriebes
12 befestigt. Der zylindrische Teil des winrelförmigen Nabenteiles 13 ist durch
Schlitze 14, die jeweils über einen Teil des Umfanges verlaufen, von dem sich radial
erstreckenden Teil getrennt. Am äußeren Umfang der durch die Schlitze 14 abgetrennten
zylindrischen Nabensegmente 15 (Abb. 4) sind Fliehgewichte 16 befestigt, die unter
der Einwirkung der Fliehkraft die Nabensegmente 15 idbadialer Richtung verformen
und sich schließlich an den verlängerten zylindrischen Teil der Nabe 4 anlegen,
der als zylindrische Kupplungsreibfläche 17 (Abb. 3) ausgebildet ist.
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Mit dem Reibschluß der Fliehgewichte 16 an der Kupplungsfläche 17
wird zugleich das Ubertragbare Drehmoment größer, weil zwei Kupplungen die Leistung
Ubertragen.
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Bei umgekehrter Einleitung der Drehbewegung vom Gehäuse 11 des Flüssigkeitsgetriebes
12 aus wird zuerst die getriebeseitige Kupplung 15, 16, i7, 4 und dann die motorseitige
Kupplung 4, 5, 6, 8, 9 durch die Fliehkraft mitgenommen, so daß der Motor vom Getriebe
her geschleppt werden kann.
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In Abb. 2 ist die der Brennkraftmaschine zugeordnete Fliehkraftkupplung
im Querschnitt dargestellt. Die Fliehgewichte 6 mit federnden Blechen 5 sind am
Kupplungsnabenteil 4 durch eine seitlich neben jedem Fliehgewicht 6 angeordnete
Schraubverbindung 7 befestigt.
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Die Elastizität des federnden Bleches 5 läßt das Fliehgewicht 6 unter
dem Einfluß der Fliehkraft vom Kupplungsnabenteil 4 abheben und an der zylindrischen
Reibfläche 8 der Kupplungsglocke 9 anliegen. Durch diese Reibschlußverbindung wird
die Kupplungsglocke 9 mitgenommen und zugleich das nicht näher dargestellte Strömungsgetriebe
12. Zur Führung der Fliehgewichte 6 sind außer der Befestigung der federnden Bleche
5 noch besondere Mitnehmer 10 vorgesehen.
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In der Abb. 3 ist die nachgeschaltete, dem Strömungsgetriebe 12 zugeordneten
Fliehkraftkupplung im Querschnitt dargestellt. Der Nabenteil 13 ist abschnittsweise
durch Schlitze 14 (Abb. 1 und 4) in die zylindrischen Nabensegmente 15 und den sich
radial erstredenden Flanschtefll geteilt. An den zylindrischen Nabensegmenten 15
sind am äußeren Umfang die Pliehgewichi 16 befestigt und zusätzlich durch Mitnehmer
gehalten. Unter dem Einfluß der Fliehkraft verformen die Fliehgewichte 16 die zylindrischen
Nabensegmente 15 und legen sich an die Kupplungsreibfläche 17 an. Durch diese Reibschlußverbindung
wird der als Kupplungsglocke ausgebildete verlängerte Nabenteil 4 mitgenommen, Damit
arbeitet die zunächst hinter die erste Kupplung geschaltete zweite Kupplung parallel
zur ersten Kupplung und gestattet die Übertragung größerer Drehmomente. Umgekehrt
erlaubt
diese Anordnung der Kupplungen auch die Einleitung eines Drehmoments von der Getriebeseite
zum Anschleppen des Motors.
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In den Abbildungen sind die Fliehgewichte so dargestellt, daß sie
an den Kupplungsreibflächen anliegen. Die geringen Ausschläge der Fliehgewichte
beim Abheben von der Nabe 4 oder beim Verformen der Nabe 13 wurden in den Abbildungen
nicht genau dargestellt.
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In Abb. 4 ist eine Ansicht in Richtung "Z" auf einen Abschnitt der
zylindrischen Nabensegmente 15 dargestellt. Im Bereich des mit dem Nabensegment
15 verbundenen Fliehgewichts verläuft ein Schlitz 14, der die Verformung des Nabenteils
13 durch die Fliehkraft schon bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl möglich
macht.
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