DE2713661C3 - Überbrückungskupplung mit selbsttätiger Drehmomentbegrenzung - Google Patents
Überbrückungskupplung mit selbsttätiger DrehmomentbegrenzungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung für hydrodynamische Drehmomentwandler der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.
Bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern verwendete Kupplungen verblocken bzw. überbrücken
das Pumpenrad und das Turbinenrad des Wandlers, um unter bestimmten Betriebsbedingungen den
Schlupf zwischen den Kupplungshälften zu vermeiden und so den Wirkungsgrad des Wandlers zu erhöhen.
Es ist bekannt, abhängig von der Drehzahl einer Kupplungshälfte ein Signal abzuleiten, das dazu verwendet
wird, das Einrücken der Kupplung zu veranlassen und das Ausrücken der Kupplung zu ermöglichen.
Das Einrücken der Kupplung ist besonders dann kritisch, wenn der hydrodynamische Drehmomentwandler
mit einem automatischen Schaltgetriebe versehen ist. Während eines automatischen Gangwechsels
soll nämlich die Kupplung ausgerückt sein, damit der Wandler auftretende Drehmomentstöße ausgleichen
kann, die beim Schalten auftreten. Bleibt die Kupplung während des Gangwechsels im eingerückten
Zustand, müssen an die Steuerung des automatisehen Schaltgetriebes erhöhte Anforderungen gestellt
werden, um einen sanften Gangwechsel zu erhalten, da in diesem Fall auf die stoßabsorbierenden Eigenschaften
des hydrodynamischen Wandlers verzichtet wird.
Um sicherzustellen, daß drehzahlabhängig schaltende Überbrückungskupplungen für hydrodynamische
Wandler zum richtigen Zeitpunkt eingerückt werden, s;nd teure und aufwendige Steuerungen mechanischer,
elektrischer oder hydraulischer Art erforderlich. Diese Steuerungen lassen sich auch dazu verwenden,
daß die Überbrückungskupplung während eines automatischen Wechsels ausgerückt wird (US-PS
3058373). Solche drehzahlabhängig arbeitenden Kupplungen sind aber verhältnismäßig kompliziert.
Die Erfindung geht von einer bekannten Überbrückungskupplung für hydrodynamische Drehmomentwandler
aus (FR-PS 2 166 464), bei der die Reibschuhe drehbar an der inneren Kupplungshälfte
angeordnet sind und gegen Federkraft durch die Zentrifugalkraft in Eingriff mit der äußeren Kupplungshälfte gebracht werden. Erst nach diesem anfänglichen
Reibeingriff bei einer vorbestimmten Drehzahl der inneren Kupplungshälfte schließt die Kupplung
unter der Servowirkung des Keileffektes zwischen den Reibschuhen und der äußeren Kupplungshälfte. Die
bekannte Kupplung ist zwar in dem Ringraum zwischen dem Turbinenrad und dem eingangsseitigen antreibenden
Pumpenrad angeordnet, doch ist der Raumbedarf groß, so daß. entsprechende Abstände
geschaffen werden müssen, um die Kupplung unterbringen zu können.
Bei einer eigenen Konstruktion sind die Reibschuhe auf Keilflächen der inneren Kupplungshälfte
verschiebbar geführt, ist die innere Kupplungshälfte von einer mit der Nabe des Turbinenrades verbundenen
Scheibe gebildet und sind am Umfang der Scheibe Aussparungen vorgesehen, deren Konturen die Keilflächen
bilden. Mit dieser Anordnung läßt sich eine sehr gedrängte Bauweise erzielen sowie ein weitgehend
zuverlässiges Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ausgehend von der eingangs erwähnten
bekannten Überbrückungskupplung diese so auszubilden, daß sie nicht nur einen einfachen und
platzsparenden Aufbau aufweist, sondern daß sie darüber hinaus auch noch eine Drehmomentbegrenzung
aufweist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Kupplung der eingangs genannten Gattung durch die
im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a) bis d) gelöst.
Dadurch läßt sich eine beträchtliche Verbesserung der Funktionsstüchtigkeit der Überbrückungskupplung
erzielen, die darin besteht, daß die Keilwirkung zwischen dem Reibschuh und der äußeren Kupplungshälfte
begrenzt wird. Die Drehmomentbegrenzung stellt sicher, daß die Drehmomentkapazität der
Kupplung immer so ist, daß sich die Kupplung auch unter den schwierigsten äußeren Bedingungen nach
Wunsch löst.
Auf Keilflächen einer Kupplungshälfte verschiebbar geführte Reibschuhe (Merkmal a) sind an sich bekannt,
(US-PS 2 552 747). Ferner ist es bei hydraulisch betätigten Kupplungen selbstverständlich bekannt,
die Kupplungslamellenscheibe auf einer der Turbine des Drehmomentwandlers zugeordneten Nabe anzuordnen
(Merkmal b). Hieraus läßt sich aber eine Überbrückungskupplung nach Art der Erfindung
nicht entnehmen.
Reibschuhkupplungen mit Drehmomentbegrenzung infolge einer elastischen Abstützung einer Stützkugel
(Merkmal d) sind bereits bekannt (US-PS 3118 292). Bei dieser Kupplung handelt es sich jedoch
um keine Fliehkraftkupplung. Außerdem arbeitet die bekannte Kupplung nicht in dem durch Keilwirkung
bedingten Servokraftbereich.
Die elastisch nachgiebige Abstützung der Rolle zur Begrenzung des Drehmomentes bei Überschreitei: eines
vorbestimmten Drehmomentes läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen, wie dies aus den Unteransprüchen
2 bis 4 hervorgeht. Es ist bereits bekannt (FR-PS 1566763) im Sinne des Anspruchs 3
die Keilflächen bei einer Klemmkörperfreilaufkupplung gegenüber der Rolle elastisch nachgiebig auszuführen,
indem unter den Keilflächen Schlitze vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Uberbrükkungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht gemäß Linie 3-3,
Fig. 4 eine Teil-Unteransicht des Reibschuhes von Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform,
Fig. 6 die Unteransicht des Reibschuhes von Fig. 5,
Fig. 7 einen Schnitt gemäß Linie 7-7 von Fig. 3,
Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform,
Fig. 9 einen Schnitt, durch eine weitere Ausführungsform.
In Fig. 1 ist eine Überbrückungskupplung 10 in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 12
dargestellt. Dieser weist ein Antriebsgehäuse 14 auf, welches mit einem Pumpe"· ao i6 verbunden ist und
dieses antreibt. Der Drehmomentwandler 12 enthält ein Turbinenrad 18 sowie einen Stator 20. Die Überbrückungskupplung
10 kuppelt das Turbinenrad mit dem Pumpenrad aufgrund des Reibungseingriffes zwischen einer inneren Ringfläche 22 und dem Antriebsgehäuse
14.
Das Turbinenrad 18 enthält einen Mantel 26. der mit einer Nabe 30 durch Nieten 28 verbunden ist. Die
Nabe 30 ist bei 24 in bekannter Weise auf eine Eingangswelle aufgekeilt. Das Antriebsgehäuse 14 enthält
einen radialen Abschnitt 32, der mit einer vom Motor des Fahrzeugs angetriebenen Nabe 34 verbunden
ist. Die Nabe 30 ist bei 38 mittels Nadeln 40 in der Nabe 34 gelagert.
Die Überbrückungskupplung 10 besteht aus einer ringförmigen gekrümmten Scheibe-42 und Reibschuhen
44. Die Scheibe 42 ist konzentrisch auf der Nabe 30 angebracht und mittels der Nieten 28 befestigt. Die
Scheibe 42 ist so gekrümmt, daß sie zur Form und Krümmung des Turbinenwandlers 18 und des radialen
Abschnitts 32 paßt. Auf diese Weise benötigt die Kupplung innerhalb des Drehmomentwandlers 12 eine/r
minimalen Raum. Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt die Scheibe 42 eine Reihe von Aussparungen 50,
in denen die Reibschuhe 44 angebracht sind. Die Aussparungen 50 enthalten eine Reihe T-förmiger Vorsprünge
52, an denen Anschläge 54 ausgebildet sind. Diese erstrecken sich radial auf die Mitte der Aussparungen
50 zu. Die Anschläge 54 wirken mit den Reibschuhen 44 zusammen und halten diese auf der
Scheibe 42. In der Mitte der Aussparungen 50 ist außerdem eine Keilfläche 56 vorgesehen, die eine
verhältnismäßig geringe Krümmung besitzt, wodurch ein verhältnismäßig gleichförmiger Keilwinkel erhalten
wird.
Die Reibschuhe 44 umfassen einen rechteckigen
j» Reibkörper 60, der im Querschnitt so gekrümmt ist,
daß er zur Ringfläche 22 paßt. An dem Reibkörper 60 sind die Federn 62 und 63 sowie ein Reibbelag
64 angebracht. Außerdem ist an dem Reibschuh eine Drehmomentbegrenzung 66 befestigt. Sie umfaßt einen
Zapfen 70, auf dem eine Rolle 72 angeordnet ist. Die Rolle 72 ist zentral im Reibkörper 60 in einem
recheckigen Schlitz 74 auf dem Zapfen 70 angebracht. Der Zapfen 70 wird in teilzylindrischen Lagern 76
aufgenommen, die innerhalb eines erhabenen Ab-Schnitts 78 an den Haltern 68 beiderseits des Schlitzes
74 ausgebildet sind.
Die Rolle dreht sich auf dem Zapfen 70, 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 Reibkörpers 60 aufgeklebt. Der Reib-
jo belag 64 kann aus Papier oder anderer Art sein.
Die Federn 62 und 63 sowie der Halter 68 können am Reibkörper 60 mittels Schrauben 82 befestigt sein.
Der Reibschuh 44 wird zusammengebaut, indem der Halter 68 auf dem Reibkörper 60 angeordnet wird,
ν» wobei die Rolle und der Zapfen 70 in den Lagern
76 montiert sind. Die beiden mit Schultern versehenen Schrauben 82 befestigen den Halter 68 am Reibkörper
60.
Wie in Fig. 3 gezeigt, besitzen die Reibkörper 60
W) Schlitze 90, in denen zur Positionierung der Reibkörper
auf der Scheibe die Nasen 54 aufgenommen werden. Die Schlitze 90 weisen Anschläge 92 auf, welche
den gekrümmten Bewegungsweg der Reibkörper 60 gegenüber der Scheibe 42 beschränken. Die Federn
b5 62 und 63 besitzen jeweils ein Ende 94, das mittels
Schrauben 82 am Reibkörper 60 befestigt ist. Sie haben ferner einen Haltearm 96, der unter die Anschläge
54 greift und die Reibschuhe auf der Scheibe 42 si-
chert.
Die Drehmomentenbegrenzung erfolgt durch die Verwendung von zwei Federn 102. Die Federn sind
an einem Ende des Reibkörpers 60 durch die Schrauben 82 befestigt, die durch einen Haken 104 am Ende
der Feder 102 verlaufen. Das andere Ende der Feder weist einen Haken 106 auf, der zum Teil eines der
Augen 108 umgibt, die am Halter 68 vorgesehen sind. In den Augen 108 befindet sich eine Nut 109, welche
den Haken 106 aufnimmt. Die Augen 108 erstrecken sich aus beiden Seiten des Halters 68 unter einem
Winkel von 90° über ungefähr die Breite des Reibkörpers 60. Der Halter 68 besitzt an beiden Enden
Schlitze 110, die zwei Schrauben 82 aufnehmen. Unler den Schrauben 82 befinden sich Führungen 112,
die von den Schlitzen 110 aufgenommen werden. Die Köpfe der Schrauben 82 sind so groß, daß sie nicht
durch die Schlitze 110 passen. Auf diese Weise wird der Halter 68 am Reibschuh 44 befestigt; der Halter
68 kann sich jedoch gegenüber dem Reibschuh 44 auf einem gebogenem Weg bewegen, wie in Fig. 2 zu erkennen
ist, und zwar über die Länge der Schlitze 110 hinweg. Dies wird später noch ausführlicher erläutert.
Die Federn 102 liegen, wie in Fig. 4 zu erkennen ist, längs beider Seiten des Halters 68 und im wesentlichen
neben dem Reibkörper 60. Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte Einheit. Wie aus den Fig. 1
und 2 zu erkennen ist, verläuft ein Abschnitt des Hakens 106 um das Ende des Zapfens 70 herum. Auf
diese Weise können die Zapfen 70 lose innerhalb des Halters 68 befestigt werden und können aufgrund des
Hakens 106 der Federn 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 Federn 102 am Halter 68 und bewegen diesen in die in Fig. 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 Fig. 2 gezeigt. Die
Federn 63 und 62 ziehen den Reibschuh 44 nach innen und halten ihn innerhalb der Scheibe 42. Wenn eine
bestimmte Drehzahl erreicht ist, bewegt sich der Reibschuh 44 so weit nach außen, daß der Reibbelag
64 mit der Ringfläche 22 in Berührung kommt. Das Antriebsgehäuse 14 dreht sich zu dieser Zeit schneller
als die Scheibe 42 und das Turbinenrad 18. Die Relativbewegung zwischen Antriebsgehäuse 14 und der
Scheibe 42 bewegt die Reibschuhe 44 im Uhrzeigersinn, in der Sicht der Zeichnung. Die Rolle 72 bewegt
sich an der Keilfläche 56 entlang und bewirkt einen Keileffekt. Aufgrund dieser Keilwirkung ergibt sich
eine selbsttätige Erhöhung der Drehmomentenkapazität der Kupplung.
Die Rolle ergibt eine minimale Reibung zwischen den Reibschuhen und den Keilflächen 56. Dies hat
sich bei Kupplungen dieser Art als nützlich herausgestellt. Normalerweise wächst die Drehmomentenkapazitität
mit zunehmender Keilwirkung.
Die besondere Begrenzung des Drehmomentes ergibt sich dadurch, daß bei Erreichen einer ausreichenden
Drehmomentenkapazität der Widerstand gegen eine weitere Keilwirkung der Rollen 72 und Keilflächen
56 eine solche Kraft erzeugt, daß die Kraft der Federn 102 überschritten wird. Wenn die Kraft dieser
Federn 102 überschritten wird, kann sich der Reibschuh 44 bei wachsendem Drehmoment weiter, bezogen
auf die Scheibe 42, gegen den Uhrzeigersinn bewegen; die Rolle 72 bleibt jedoch in ihrer Position
auf der Keilfläche 56 und bewegt sich relativ zum Reibkörper 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 dem Reibschuh 44 und der Ringfläche 22 entwickeln, da
zusätzliche Kräfte zu einer Relativbewegung zwischen
ίο Rolle 72 und Reibkörper 60 führen, ohne den Keileffekt
nennenswert zu vergrößern. Wenn ein zusätzliches Drehmoment die Rolle weiter zu verkeilen sucht
und sich die Feder 102 ausdehnt, wird schließlich eine Stellung des Reibkörpers 60 erreicht, in der der Anis
schlag 92 das Ende der Anschläge 34 berührt. Dann ist keine weitere Bogenbewegung des Reibkörpers 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.
Wenn der Anschlag 92 das Ende des Anschlages 54 berührt, wird der Kraftweg durch die Kupplung
aufgespalten. Ein Teil des Drehmoments kann über die Verbindung zwischen den Anschlägen 92 und 54
und ein weiterer Teil über die Rollen 72 und deren Berührung mit der Keilfläche 56 geleitet werden. Dies
führt zu einer längeren Lebensdauer der Reibflächen, der Rollen und Keilflächen, da die Belastung der Rollen
und Keilflächen verringert wird und keine weitere axiale Verschiebung zwischen Reibschuh 44 und
Ringfläche 22 möglich ist. Durch die Verwendung eines gleitenden Halters 68 sowie der dehnbaren Federn
102 wird also das maximal verfügbare Drehmoment begrenzt. Die Drehmomentenkapazität der Kupplung
kann in sehr einfacher und bequemer Weise an jede Kombination aus Motor und automatischem Getriebe
angepaßt werden, wodurch sich die richtigen Schaltvorgänge in der automatischen Kupplung ergeben.
Die Kupplung rückt aus, wenn erwünscht, da der Keileffekt begrenzt ist.
In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform
der Kupplung mit Drehmomentbegrenzung dargestellt. Bei der Ausführungsform von Fig. 5 tragen solche Elemente, die denen der Bau-
weise nach den Fig. 1 bis 4 entsprechen, gleiche Bezugszahlen mit einer vorgesetzten Ziffer 2.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 enthalten die Aussparungen 250 in der Scheibe 242 die Keilflächen
256. Die Keilfläche 256 besitzt einen abgestuften Abschnitt 209. In diesen kann die Rolle 272 eingreifen,
wenn der Reibschuh ausgerückt ist, wie dies gestrichelt in Fig. 5 dargestellt ist. Durch den abgestuften
Abschnitt 209 an der Keilfläche 256 wird sichergestellt,
daß sich der Reibschuh 244 vollständig von der Ringfläche 22 löst. Dies würde sich sonst nicht ergeben,
wie noch erläutert wird. Die Drehmomentenbegrenzung bei der Bauweise von Fig. 5 ergibt sich dadurch,
daß ein flexibler Arm 211 durch Schrauben 282 am Reibkörper 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 Fig. 7 angedeutet ist. Der begrenzende Halter 223 ist dazu notwendig,
daß die Reibschuhe 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 Reibschuh 244 wären, wodurch
der Zusammenbau schwieriger würde.
Wie oben erwähnt, ähnelt die Feder 262 derjenigen, die anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde.
Sie greift unter eine der Nasen 254 an der Scheibe 242 und ist durch Schrauben 282 am Reibschuh befestigt.
Zur Unterbringung des Arms 211 besitzt die Feder 263 jedoch eine andere Bauweise. Sie weist nämlich
einen breiten Arm 294 auf, der zwischen dem Arm 211 und dem Reibschuh 244 angebracht ist; der
obere Armabschnitt 296 verläuft durch einen Schlitz 231 im Arm 211 und greift so unter eine der Nasen
254 und befestigt den Reibschuh 244 innerhalb der Nuten 250 an der Scheibe 242. Der Reibkörper 260
besitzt wieder Schlitze 290, welche die Scheibe 242 aufnehmen und den Reibschuh an der Scheibe führen.
Die Schlitze 290 besitzen Anschläge 292, welche die bogenförmige Bewegung der Reibschuhe gegen die
Scheibe 242 begrenzen.
Die Funktionsweise der in den Fig. 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsform ähnelt der oben für die
Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 beschriebenen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bewegen sich
die Rollen 272 entlang der Keilfläche 256, wenn die Reibschuhe 244 die Ringfläche 22 berühren und einen
Bogenweg gegen die Scheibe 242 ausführen. Dabei verkeilen sie die Reibschuhe mit der Ringfläche 22,
was zu der selbsttätigen Vergrößerung der Drehmomentenkapazität der Kupplung führt. An einem bestimmten
Punkt übersteigt die Keilkraft, die von der Keilfläche 256 und der Rolle 272 entwickelt wird, die
Federbelastung des Arms 211. Dann beginnt sich der Arm 211 auf den Reibkörper 260 auszubiegen. Nun
ergeben sich nur noch kleine Vergrößerungen der Drehmomentenkapazität der Kupplung. Wenn bei der
Bogenbewegung des Reibkörpers 260 der Anschlag 292 gegen den entsprechenden Anschlag 254 an die
Scheibe 242 stößt, ist keine weitere Bogenbewegung der Reibschuhe 244 gegen die Scheibe 242 möglich.
Dann findet eine aufgespaltene Antriebsübertragung durch die Kupplung statt, nämlich einerseits durch die
Antriebsverbindung zwischen den Anschlägen 292 und 254 und andererseits durch die Berührung von
Rolle 272 und Keilfläche 256.
AusFig. 5 ist zu erkennen, daß der Halter 213 eine beträchtliche Masse besitzt, so daß bei höheren Drehzahlen
der Arm 211 sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen zu bewegen beginnt. Dadurch
wird die Federbelastung der Rolle am Berührungspunkt mit der Keilfläche 256 verringert. Die Überbrückungskupplung
10 kann wahlweise auch mit einem solchen Gewicht des Halters 213 gebaut werden,
daß bei höheren Drehzahlen, beispielsweise bei 2600 Umdrehungen pro Minute der Arm sich so weit abhebt,
daß die Rolle vollständig von der Keilfläche 256 freikommt und die gesamte Antriebsverbindung über
die Anschläge 254 erfolgt. Durch Ausnutzen des Zentrifugaleffektes auf den Arm und den Halter kann die
Belastung, die von der Rolle 272 über die Keilfläche 256 geleitet werden muß, beträchtlich reduziert werden.
Dadurch wird die Abnutzung der Keilfläche 256 und der Rolle 272 verringert.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Keilfläche 256 wahlweise ein Profil mit zwei Neigungen aufweisen.
Sie besitzt dann einen zweiten Flächenabschnitt 255, auf dem die Nockenfläche nicht weiter ansteigt. Wenn
die Rolle 272 auf dem Flächenabschnitt 255 eintritt, ist die Drehmomentgrenze der Kupplung bereits
überschritten. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die
ίο Rolle rasch an dem Flächenabschnitt 255 entlang,
ohne daß dies mit einer Drehmomentvergrößerung oder einer weiteren Ausbiegung des Arms 211 verbunden
wäre. Somit kommen die Reibschuhe 244 rasch über den Anschlag 292 in Anlage an den Anis
schlag 254. Zu diesem Zeitpunkt geschieht der gesamte Antrieb über die Anschläge 254.
Aus der obigen Erläuterung folgt, daß durch die vorliegende Überbrückungskupplung eine Drehmomentbegrenzung
dadurch geschaffen wird, daß die Rolle an einem federnden Arm 211 angebracht ist,
welcher an den Reibschuhen 244 befestigt ist.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform tragen Elemente,
die solchen der Fig. 1 bis 4 entsprechen, dieselbe Bezugszahl mit einer vorgesetzten Zahl 3.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist die Keilfläche 256 auf einem flexiblen Arm 357 vorgesehen.
Dieser wird dadurch gebildet, daß von der Scheibe 342 durch Stanzen Material entfernt wird. Dadurch
j« wird ein zusätzlicher Schlitz 359 erzeugt. Die Funktion
der in Fig. 8 dargestellten Bauweise ist so, daß sich die Rollen 372 entlang der Keilfläche 356 bewegen
und dabei einen Keileffekt selbsttätig erzeugen. Dadurch wird die Drehmomentkapazität, die von der
Reibungsverbindung zwischen den Reibschuhen 344 und der Ringfläche 22 gebildet wird, erhöht. Wenn
sich die Drehmomentkapazität erhöht, vergrößert die Bogenbewegung der Rolle 372 und des Reibschuhs
344 die Keilwirkung, wodurch eine noch größere Drehmomentkapazität entwickelt wird. Der Arm 357
wird federartig nach innen gebogen, wodurch die selbsttätige Verstärkung verringert wird. Schließlich
berührt, wie oben anhand der anderen Figuren beschrieben wurde, der Anschlag 392 die Anschläge
•Ti 354. Dadurch wird eine zusätzliche Drehmomentverbindung
zwischen der Ringfläche 222 und der Scheibe 342 neben dem Antrieb über die Berührung der Rollen
mit den Keilflächen 356 geschaffen.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 9 gezeigt.
~)0 Diese entspricht der Ausführungsform nach Fig. 8 mit
der Ausnahme, daß die Bauweise der Keilflächen 456 geringfügig anders ist. Wiederum tragen solche Elemente,
die denen in anderen Figuren entsprechen, gleiche Bezugszahlen mit einer vorgesetzten Ziffer 4.
Das heißt, diese Bezugszahlen sind in der »400«- Reihe. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die
Keilflächen 456 jedoch auf eimern flexiblen Arm 457 angeordnet, der durch Stanzen oder sonstiges Ausbilden
eines relativ geraden Schlitzes 459 in der Scheibe
to 442 in der Zone der Aussparung 450 gebildet wird.
Die Herstellung der Konstruktion nach Fig. 9 kann geringfügig einfacher sein als diejenige der Ausführungsform
nach Fig. 8, da der Schlitz 459 gerade ist. Im übrigen entspricht die Funktion der in Fig. 9 ge-
n5 zeigten Einheit derjenigen von Fig. 8. Der flexible
Arm 457 kann nach innen ausbiegen, wenn die bestimmte Drehmomentkapazität 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 Reibschuh gegen den Anschlag bewegen.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 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 Fig. 8 wird der effektive Hebelarm verkürzt, wenn sich die
Rolle 372 am Arm 357 entlang bewegt und der Arm 357 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 Steigungswinke! vergrößert. Dies erhöht die tangentiale Drehmomentenkomponente
am Berührungspunkt zwischen Rolle und Scheibe.
Bei der Bauweise nach Fi g. 9 verlängert sich jedoch der effektive Hebelarm, 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 Keilfläche verringert
wird.
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 Rechnung, so kann
entweder die Ausführungsform nach Fig. 8 oder die nach Fig. 9 je nach den in der bestimmten Umgebung
gewünschten Eigenschaften gewählt werden.
Die Überbrückungskupplung 10 löst sich unter bestimmten
Bedingungen, ohne daß beim Lösen und Wiedereinrücken eine äußere Steuerung erforderlich
wäre.
Aufgrund der Bauweise der Überbrückungskupplung 10 steigt das Drehmoment im Zuge des Antriebs
auf einen größeren Wert als die Drehmomentkapazität der Kupplung, 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 durch und läßt den hydrodynamischen
Drehmomentwandler in den Schlupfzustand zurückkehren, was in einem solchen Falle erwünscht
ist. Dieser Zustand kann auch beim Hochschalten des Getriebes auftreten, wenn zeitweise eine plötzliche
Drehmomenterhöhung auftritt.
Wenn im Antrieb eine Umkehr des Drehmoments auftritt, wird aufgrund der Eigenschaften der Kupplung
der Keileffekt aufgehoben und die Drehmomentkapazität der Kupplung fällt auf einen geringeren
Wert ab.
Daher löst sich die Kupplung zeitweise beim Herabschalten, da hierbei eine Drehmomentumkehr auftreten
kann. Dem Fachmann ist bekannt, daß beim Gangwechsel ein Lösen der Kupplung erwünscht ist.
Dadurch kann der Wandler in seine stoßabsorbierende Betriebsart zurückkehren.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Überbrückungskupplung für hydrodynamische Drehmomentwandler mit mehreren am
Umfang gleichmäßig verteilten Reibschuhen, die an der inneren ausgangsseitigen, mit dem Turbinenrad
verbundenen Kupplungshälfte gehalten sind und gegen Federkraft bei einer vorbestimmten
Drehzahl der inneren Kupplungshälfte durch Fliehkraft in Eingriff mit der ringförmigen Reibfläche
der eingangsseitigen äußeren Kupplungshälfte gebracht werden, worauf die Kupplung unter
der Servowirkung eines Keileffektes schließt, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Reibschuhe (44,244,344,444) auf Keilflächen
(56, 256, 356, 456) der inneren Kupplungshälfte verschiebbar geführt sind;
b) die innere Kupplungshälfte von einer mit der Nabe (30) des Turbinenrades (18) verbundenen
Scheibe (42, 242, 342, 442) gebildet ist;
c) am Umfang der Scheibe (42, 242, 342, 442) Aussparungen (50, 250, 350, 450) vorgesehen
sind, deren Konturen die Keilflächen bilden, und
d) jedem Reibschuh (44, 244, 344, 444) eine in Umfangsrichtung etwa mittig angeordnete
Rolle (72,272,372, 472) zugeordnet ist, die mit dem Reibschuh verbunden ist und die auf
der Keilfläche (56, 256, 356,456) läuft, und daß die Rolle elastisch nachgiebig zur Begrenzung
des Drehmomentes bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmomentes abgestützt ist.
2. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische nachgiebige
Abstützung für die Rolle (72) durch in Umfangsrichtung der Kupplung wirkende, am
Reibschuh befestigte Federn (102) erfolgt und die Rolle in Umfangsrichtung gegenüber dem Reibschuh
verschiebbar geführt ist (Fig. 1 bis 4).
3. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (272) an
einem mit dem Reibschuh (244) verbundenen flexiblen, als elastische Abstützung dienenden Arm
(211) angeordnet ist (Fig. 5, 6).
4. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (372,472)
unmittelbar am Reibschuh (344, 444) gelagert ist und die Keilfläche (356,456) gegenüber der Rolle
elastisch nachgiebig ist (Fig. 8, 9).
5. Überbrückungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reibschuhe (44, 244, 344, 444) mit in Umfangsrichtung weisenden Anschlägen (92, 292,
392, 492) versehen sind, die mit Stirnflächen an T-förmigen Anschlägen (54, 254, 354, 454) der
Scheibe (42, 242, 342, 442) zusammenwirken.
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