DE3005368A1

DE3005368A1 - Trennvorrichtung zum an- und abkuppeln einer ersten kurbelwelle an bzw. von wenigstens einer zweiten kurbelwelle

Info

Publication number: DE3005368A1
Application number: DE19803005368
Authority: DE
Inventors: Oswald 7585 Lichtenau Friedmann; Paul Dipl.-Ing. 7591 Sasbach Maucher
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1980-02-13
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1981-08-20
Also published as: US4367704A; JPS56129736A; FR2475630B1; FR2475630A1

Description

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH * ,

Industriestr. 3 "^ö

Postfach 136o 0382 D

7580 Bühl / Baden 12. Februar 1980

Trennvorrichtung zum An- und Abkuppeln einer ersten Kurbelwelle an bzw. von wenigstens einer zweiten Kurbelwelle

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Trennvorrichtung zum An- und Abkuppeln einer ersten Kurbelwelle einer ersten Verbrennungsmotoreinheit an wenigstens eine bzw. von wenigstens einer zweiten Kurbelwelle einer
zweiten Verbrennungsmotoreinheit durch eine ein erstes und ein zweites Kupplungsteil aufweisende Beschleunigungskupplung, wobei jeweils ein Kupplungsteil einer Kurbelwelle zugeordnet ist, bei der beim Ankuppeln die zweite Kurbelwelle durch die erste Kurbelwelle beschleunigbar und mit der zweiten Kurbelwelle verbindbar ist, wenn die zweite Kurbelwelle zumindest annähernd die gleiche Geschwindigkeit aufweist wie die erste Kurbelwelle.

Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ist es bekannt, beispielsweise bei Teillast einen Teil der Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors abzuschalten. Beispielsweise ist in der DE-OS 28 28 298 ein Verfahren zum Betrieb

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einer Brennkraftmaschine mit mehreren, in einem gemeinsamen Zylinderblock angeordneten Zylindern beschrieben, von denen ein Teil beim Teillastbetrieb dadurch abschaltbar ist, daß ein den abzuschaltenden Zylindern zugeordnetes Kurbelwellenteil von dem den übrigen Zylindern zugeordneten Kurbelwellenteil abgetrennt wird, wodurch die abzuschaltenden Zylindern stillgesetzt werden. Zur Wiederzuschaltung der abgeschalteten Zylinder werden die beiden Kurbelwellenteile wieder winkelgetreu und zündfolgerichtig miteinander verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verbrennungsmotor mit einer Trennvorrichtung zum wahlweisen An- und Abkuppeln einer zweiten Kurbelwelle einer zweiten Verbrennungsmotoreinheit an bzw. von einer ersten Kurbelwelle einer ersten Verbrennungsmotoreinheit anzugeben, mit deren Hilfe das richtige Ankuppeln der zweiten Kurbelwelle in einer einfachen, sicheren und sich selbst steuernden Weise erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch einen wie eingangs bereits erwähnten Verbrennungsmotor mit einer Trennvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Kurbelwelle parallel zur zweiten Kurbelwelle angeordnet ist.

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Ein wesentlicher Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einer Trennvorrichtung besteht darin, daß infolge der parallelen Anordnung der Kurbelwellen diese im Vollastbetrieb nicht in derselben Weise in bezug auf Torsionsmomente beansprucht werden, wie dies bei einer Reihenschaltung der Kurbelwellen der Fall wäre. Dadurch können die Kurbelwellen wesentlich preiswerter hergestellt werden.

Weil es durch die vorliegende Erfindung möglich wird, eine weitere Verbrennungsmotoreinheit in einer besonders einfachen und sicheren Weise an und abzukuppeln, ist es vorteilhafterweise auch möglich, neben einer bedeutsamen Verringerung des Brennstoffverbrauches eine Absenkung der Schadstoffemission zu erreichen.

Je nachdem gerade vorliegenden Anwendungsfall kann eine gewünschte Lastaufteilung vorteilhafterweise durch ein dem Anwendungsfall angepaßtes Zu- und Abschalten einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern erreicht werden.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor mit der Trennvorrichtung in einem gemeinsamen Kurbelwellengehäuse vorgesehen, wobei den parallelen Kurbelwellen jeweils eine Nockenwelle parallel zugeordnet ist. Ein Vorteil

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der Unterbringung in einem gemeinsamen Kurbelwellengehäuse ist in dem damit verbundenen verringerten Platzbedarf zu sehen, der eine wesentlich kostengünstigere Herstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungsmotoren ermöglicht.

Vorzugsweise werden die beiden Kurbelwellen dann miteinander verbunden, wenn neben einem annähernden Gleichlauf die zweite Kurbelwelle in bezug auf die erste Kurbelwelle eine vorgegebene Position aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung auf der ersten Kurbelwelle, d. h. auf der Kurbelwelle angeordnet, die im Teillastbetrieb ständig angetrieben wird. Dabei ist ein Kupplungsteil drehfest mit der ersten Kurbelwelle verbunden, während das andere Kupplungsteil über eine Einrichtung (15, 16) mit der zweiten Kurbelwelle drehkraft- bzw. drehformschlüssig verbunden ist. Die Einrichtung besteht vorzugsweise aus einem drehfest mit dem zweiten Kupplungsteil verbundenen ersten Kraftübertragungselement, wie beispielsweise einem Zahnrad, und aus einem mit dem ersten Kraftübertragungselement zusammenwirkenden zweiten Kraftübertragungselement, wie einem zweiten Zahnrad, das drehfest an der zweiten Kurbelwelle angeordnet ist. Das erste und das zweite Kraftübertragungselement weisen ein Obersetzungsverhältnis von 1 : 1 auf.

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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplung auf der zweiten Kurbelwelle, d.h. also auf der zuzuschaltenden bzw. zu beschleunigenden Kurbelwelle angeordnet. Dabei ist ein Kupplungsteil mit der zweiten Kurbelwelle drehfest verbunden. Das andere Kupplungsteil ist über eine Einrichtung mit der ersten Kurbelwelle drehkraft- bzw. drehformschlüssig verbunden. Die Einrichtung besteht vorzugsweise aus einem dritten Kraftübertragungselement, wie beispielsweise einem dritten Zahnrad, das drehfest mit dem einen Kupplungsteil verbunden ist, und einem mit dem dritten Kraftübertragungselement zusammenwirkenden vierten Kraftübertragungselement, wie beispielsweise einem vierten Zahnrad, das drehfest mit der ersten Kurbelwelle verbunden ist. Das dritte und das vierte Kraftübertragungselement weisen ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 auf.

Es ist vorzugsweise eine Vorrichtung vorgesehen, mit der die Kupplungsteile zur Drehmomentübertragung kraftschlüssig verbindbar sind. Außerdem ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die Kupplung derart betätigt, daß die erste Kurbelwelle und die zweite Kurbelwelle die zumindest annähernd gleichen Geschwindigkeiten erreichen, wenn die zweite Kurbelwelle in bezug auf die erste Kurbelwelle die richtige Position aufweist. Bei der Vorrichtung kann es sich

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vorzugsweise um eine druckmittelbeaufschlagte Betätigungseinheit handeln.

Zur Dämpfung von gegebenenfalls beim kraftschlüssigen Schließen der Beschleunigungskupplung auftretenden Schlägen ist vorzugsweise zwischen den Kupplungsteilen eine an sich bekannte Torsionsdämpfungsvorrichtung vorgesehen.

Um eine besonders wirksame Beschleunigung und Positionierung zu bewerkstelligen, ist die Betätigungseinrichtung vorzugsweise über ein Steuergerät und/oder Ventile derart beaufschlagbar, daß zur Beschleunigung der zweiten Kurbelwelle zunächst ein begrenztes Moment aufgebracht wird und daß die Beschleunigungskupplung danach voll eingerückt wird.

Die Steuereinrichtung enthält vorzugsweise Überwachungsmittel, die Signale für die Drehgeschwindigkeit und die Winkelposition der ersten Kurbelwelle und der zweiten Kurbelwelle erfassen. Beim Erreichen zumindest annähernd der gleichen Geschwindigkeiten und zumindest annähernd der gleichen Winkelposition der Kurbelwellen steuert die Steuereinrichtung das Druckmittel zum vollständigen Schließen der Beschleunigungskupplung. Als Überwachungsmittel sind vorzugsweise jeweils auf einen vorgegebenen Bereich der ihr zugeordneten Kurbelwelle ansprechende Einheiten, beispielsweise Induktivgeber, vorgesehen.

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Die Steuereinrichtung weist ein Steuergerät auf, bei dem es sich vorzugsweise um eine Einrichtung handelt, die jeweils aus der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung, die Geschwindigkeiten der Kurbelwellen ermittelt und die aus der zeitlichen Differenz von Ausgangssignalen der Überwachungseinrichtungen die richtige Position der zweiten Kurbelwelle ermittelt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfassen Überwachungsmittel, die in der zuvor genannten Weise ausgestaltet sind, die Drehgeschwindigkeit und die Winkelposition der Nockenwelle.

Vorzugsweise ist als Steuergerät eine Einrichtung vorgesehen, die jeweils aus der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung die Geschwindigkeiten der Nockenwelle ermittelt und die aus der zeitlichen Differenz der Ausgangssignale der Überwachungseinrichtungen die richtige Position der zweiten Nockenwelle ermittelt.

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Zur Platzeinsparung sind vorzugsweise sowohl die erste als auch die zweite Kurbelwelle in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kupplung außerhalb des Kurbelwellengehäuses vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß ein besonders leichter Zugang, beispielsweise zum Zwecke der Wartung, zur Kupplung besteht.

Beispielsweise kann es sich bei der außerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordneten Kupplung um eine Trockenreibungskupplung handeln.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einer Trennvorrichtung, bei dem die Beschleunigungskupplung auf der im Teillastbereich ständig angetriebenen Kurbelwelle vorgesehen ist, und

Figur 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einer Trennvorrichtung, bei der die Beschleunigungskupplung auf der zuzuschaltenden bzw. zu beschleunigenden Kurbelwelle vorgesehen ist.

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In der Figur 1 ist die erste Kurbelwelle der ersten Verbrennungsmotoreinheit, die im Teillastbetrieb, also beispielsweise nach dem Starten, ständig angetrieben wird, mit 1 bezeichnet. Das Ende 3 der Kurbelwelle 1 , das der Seite des Kurbelwellengehäuses gegenüberliegt, an dem der Abtrieb an die Getriebewelle erfolgt, ist aus dem Kurbelwellengehäuse 30 herausgeführt. An dem herausgeführten Ende der ersten Kurbelwelle 1 ist ein erstes Kupplungsteil 4 drehfest angeordnet, das zusammen mit einem zweiten Kupplungsteil 5 die Beschleunigungsvorrichtung in der Form einer Trockenkupplung bildet. Dabei ist das zweite Kupplungsteil 5 vorzugsweise konzentrisch zu dem ersten Kupplungsteil 4 und zu der ersten Kurbelwelle 1 angeordnet. In der aus der Figur 1 ersichtlichen Weise ist das zweite Kupplungsteil 5 auf dem ersten Kupplungsteil 4 und der ersten Kurbelwelle 1 durch Lager 13, 14 gelagert. Das drehbar auf dem ersten Kupplungsteil angeordnete zweite Kupplungsteil 5 weist vorzugsweise ein Zahnrad 15 auf, das integrierter Teil des zweiten Kupplungsteils 5 sein kann. Dieses Zahnrad 15 steht vorzugsweise mit einem weiteren Zahnrad 16 in Verbindung, das drehfest auf der zweiten zuzuschaltenden Kurbelwelle 2 angeordnet ist. Beispielsweise ist das zweite Zahnrad 16 in der aus der Figur ersichtlichen Weise an dem ~Flansdn.J2JTder zweiten Kurbelwelle verschraubt und das Obersetzungsverhältnis der Zahnräder und 16 entspricht dem Wert 1:1. Dadurch wird erreicht, daß

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diese zweite Kurbelwelle 2 mit genau derselben Geschwindigkeit dreht wie die Kurbelwelle 1, wenn die Beschleunigungskupplung geschlossen ist.

Zum Schließen der Beschleunigungskupplung ist eine Betätigungseinheit 7 vorgesehen, die vorzugsweise entgegen einer durch ein Federelement 32 bewirkten Kraft das erste Kupplungsteil 4 derart betätigt, daß es von dem zweiten Kupplungsteil Sausgerückt wird. Dabei wird erreicht, daß das erste Kupplungsteil 4 in Abhängigkeit von der durch die Betätigungseinheit 7 ausgeführten Bewegung mehr oder weniger stark reibschlüssig über eine Reibeinrichtung 34 an dem zweiten Kupplungsteil 5 angreift. Auf diese Weise kann ein Drehmoment von der ersten Kurbelwelle λ, in Abhängigkeit von dem durch die Betätigungseinheit 7 ausgeübten Druck auf das Federelement 32jinehr oder weniger stark auf das zweite Kupplungsteil 5 übertragen werden. Um bei der Drehmomentübertragung schädliche Schläge und dergleichen zu eliminieren, kann in der aus der Figur 1 ersichtlichen Weise am Umfang des ersten Kupplungsteils 5 eine an sich bekannte Torsionsdämpfungseinrichtung 24 vorgesehen sein, deren Belagträgerscheibe die Reibeinrichtung 34 trägt.

Der Betätigungseinheit 7 ist vorzugsweise wenigstens ein Ventil 21 zugeordnet, über das in seinem Betatigungszustand ein Druckmittel in eine Kammer 22 der Betätigungseinheit

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pumpbar ist. In dieser vorzugsweise zylindrischen Kammer 22 ist ein Kolben 33 angeordnet, der in Abhängigkeit von dem in der Kammer 22 bestehenden Druck des Druckmittels in axialer Richtung derart verschiebbar ist, daß er über das Federelement 32 einen den Reibschluß der Kupplungsteile 4 und 5 vermindernden Druck auf das erste Kupplungsteil 4 ausübt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Federelement 32 um eine Tellerfeder, die am Ort 40 kippbar gelagert ist. Wenn von dem Kolben 33 über das Lager 36 eine vorgegebene Kraft ausgeübt wird, entfernt sich das äußere Ende 42 der Feder 32 derart von dem ersten Kupplungsteil 4, daß es nicht mehr gegen den den Reibschluß zum zweiten Kupplungsteil 5 herstellenden Vorsprung 41 drückt. Vorzugsweise ist am Ende 3 der ersten Kurbelwelle 1 ein zylinderförmiger, zentrierter Vorsprung 35 vorgesehen, auf dem das die Kraft des Kolbens 33 in axialer Richtung auf die Feder 32 übertragende Lager 36 angeordnet ist.

Zur Betätigung des Ventils 21 ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die ein Steuergerät 12 und Überwachungsmittel 8, aufweist. Dabei ist vorzugsweise jeweils ein Überwachungsmittel einer Kurbelwelle zugeordnet. Beispielsweise ist das Überwachungsmittel 8 der zweiten Kurbelwelle 2 derart zugeordnet, daß es sich in der Nähe des mit dieser Kurbelwelle drehfest verbundenen Zahnrades 16 befindet. Das

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Überwachungsmittel ist so gestaltet, daß es ein Ausgangssignal abgibt, das Informationen über die Drehgeschwindigkeit und die Winkelposition der ihm zugeordneten zweiten Kurbelwelle beinhaltet. Beispielsweise spricht das Überwachungsmittel 8 auf einen vorgegebenen Bereich 10 der ihm zugeordneten Kurbelwelle 2 bzw. des ihm zugeordneten Zahnrads 16 an. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Überwachungsmittel 8 um einen Induktivgeber.

Das Überwachungsmittel 9, das der ersten Kurbelwelle 1 zugeordnet ist, ist vorzugsweise in entsprechender Weise ausgestaltet, wie das Überwachungsmittel 8. Vorzugsweise ist das Überwachungsmittel 9 in der Nähe des Umfangs des ersten Kupplungsteils 4 angeordnet und spricht auf einen Bereich 11 dieses Umfangs an. Das Überwachungsmittel 9 erzeugt Ausgangssignale, die Informationen über die Drehgeschwindigkeit und die Winkelposition der zweiten Kurbelwelle beinhalten. Die Signale der Überwachungsmittel 8 und werden Eingängen des Steuergeräts 12 zugeführt. Dieses ist so gestaltet, daß es jeweils aus der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der ersten und zweiten Überwachungsmittel die Geschwindigkeiten der Kurbelwellen ermittelt und daß es aus der zeitlichen Differenz von Ausgangssignalen der Überwachungsinittel die richtige Position der zweiten Kurbelwelle ermittelt. Das Steuergerät 12 erzeugt ein das Ventil

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betätigendes Ausgangssignal, wenn die Kurbelwellen zumindest annähernd die gleichen Geschwindigkeiten aufweisen und wenn die zweite Kurbelwelle 2 in bezug auf die erste Kurbelwelle die richtige Position aufweist. Dabei wird das Ventil 21 derart betätigt, daß das in der Kammer 22 unter Druck befindliche Druckmittel über das Ventil 21 entweichen kann, was zur Folge hat, daß die Feder 32 derart entlastet wird, daß sie am Ort 40 eine Kippbewegung ausführt und daß ihre Endfläche 42 gegen den Vorsprung 41 des ersten Kupplungsteil 4 drückt. Dadurch werden die Kupplungsteile 4 und 5 reibschlüssig geschlossen.

Im folgenden wird die Funktion der zuvor beschriebenen Anordnung erläutert. Zunächst wird dabei angenommen, daß nur die Kurbelwelle 1 im Teillastbereich angetrieben wird und daß sich die Kurbelwelle 2 im Ruhezustand befindet. Wenn nun, beispielsweise nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors die Kurbelwelle 2 an die Kurbelwelle 1 angekuppelt werden soll, wird zunächst durch das Ventil 21 Druckmittel aus der Kammer 22 langsam entfernt, so daß sich die Beschleunigungskupplung in Abhängigkeit von der axialen Bewegung des Kolbens 33 und der durch das Federelement 32 auf den Vorsprung 41 ausgeübten Kraft derart reibschlüssig schließt, daß zunächst ein begrenztes Drehmoment übertragen wird. Dabei

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wird die zweite Kurbelwelle 2 beschleunigt. Die Überwachungsmittel 8 und 9 beginnen in der zuvor beschriebenen Weise zu arbeiten und das Steuergerät 12 erzeugt an seinem Ausgang zum Ventil 21 das die Beschleunigungskupplung plötzlich einrückende Ausgangssignal, wenn es aus den von den Überwachungsmitteln 8 und 9 abgegebenen Signalen ermittelt, daß die Kurbelwellen 1 und 2 zumindest annähernd die gleichen Geschwindigkeiten aufweisen und daß die Kurbelwelle 2 in bezug auf die Kurbelwelle 1 die richtige Position besitzt. Durch das Ausgangssignal des Steuergeräts 12 wird bewirkt, daß das Ventil 21 schlagartig öffnet, daß, dadurch

das
bedingt, in der Kammer 22 befindliche Druckmittel plötzlich aus der Kammer 22 entfernt wird, daß der Kolben 33 durch die Kraft des Federelements 32 in die Kammer 22 hineingedrückt wird und daß die Endfläche 42 des Federelements 32 infolge der Kippbewegung um die Lagerstelle 40 fest gegen den Vorsprung 41 zum Einrücken der Beschleunigungskupplung gepreßt wird.

An der Stelle der in der Figur 1 dargestellten Betätigungseinheit 7 kann beispielsweise auch eine durch ein Druckmittel betätigbare balgartige Einrichtung vorgesehen sein. Außerdem ist es auch denkbar, die Betätigungseinheit 7 durch eine mechanische Einrichtung zu ersetzen, die auf das Ausgangssignal des Steuergeräts 12 anspricht.

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Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, kann drehfest mit dem außerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordneten ersten Kupplungsteil eine Riemenscheibe 38 verbunden sein, die zum Antrieb von Nebenaggregaten dienen kann. Dabei handelt es sich bei solchen Nebenaggregaten beispielsweise um eine Lichtmaschine, eine Wasserpumpe oder ein Kühllüfter.

Die in Der Figur 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich prinzipiell von der in der Figur 1 dargestellten Anordnung dadurch, daß die Beschleunigungskupplung, die aus den Kupplungsteilen 17 und 18 besteht, an dem Ende der zweiten Kurbelwelle angeordnet ist, die nur zum Vollastbetrieb zur ersten Kurbelwelle 1 parallel geschaltet wird. Dabei ist das Kupplungsteil 17 der Beschleunigungskupplung vorzugsweise so an der zweiten Kurbelwelle 2 angeordnet, wie dies zuvor im Zusammenhang mit der in der Figur 1 beschriebenen Anordnung für das erste Kupplungsteil 4 und die Kurbelwelle 1 beschrieben wurde. In der entsprechenden Weise ist das Kupplungsteil 18 vorzugsweise konzentrisch zu dem Kupplungsteil 17 in der Weise angeordnet, wie dies im Zusammenhang mit der in der Figur 1 dargestellten Anordnung für das zweite Kupplungsteil 5 beschrieben wurde. Einzelheiten der Figur 2, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurden, sind entsprechend bezeichnet.

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Die erste Kurbelwelle 1, die im Teillastbetrieb ständig angetrieben wird, ist in der aus der Figur 2 ersichtlichen Weise aus dem Zylinderblock herausgeführt und weist an ihrem Ende beispielsweise eine Riemenscheibe 37 zum Antrieb von Nebenaggregaten auf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Beschleunigungskupplung auf der ersten oder zweiten Nockenwelle angeordnet. Zwischen den Kurbelwellen wird bei dieser Weiterbildung eine Trennkupplung vorgesehen. Für den Vollastbetrieb wird bei offener Trennkupplung die Beschleunigungskupplung kraftschlüssig geschlossen. Dies hat zur Folge, daß die Nockenwelle der zuzuschaltenden Einheit, und damit auch die mit ihr in an sich bekannter Weise drehschlüssig verbundenen Kurbelwelle der zuzuschaltenden Einheit beschleunigt werden. Wenn die Kurbelwelle der zuzuschaltenden Einheit zumindest annähernd die gleiche Geschwindigkeit aufweist, wie die Kurbelwelle der im Teillastbetrieb ständig angetriebenen Einheit und wenn sich die Kurbelwelle der zuzuschaltenden Einheit in der richtigen Position befindet, wird die Trennkupplung geschlossen. Ein Vorteil einer solchen Weiterbildung besteht darin, daß beim Viertakt-Motor ein zündfolgerichtiges und positionsgerechtes Ankuppeln

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an der Nockenwelle auf besonders einfache Weise möglich ist, weil die Nockenwelle für jeden Ztändvorgang der Arbeitszylinder im Gegensatz zur Kurbelwelle nur eine Umdrehung ausführt.

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Leerseite

Claims

LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH Industriestr. 3 Postfach 136o 0382 D Bühl/Baden 12. Februar 198O Patentansprüche

1) Verbrennungsmotor mit einer Trennvorrichtung zum An- und Abkuppeln einer ersten Kurbelwelle einer ersten Verbrennungsmotoreinheit an wenigstens eine

zweiten Kurbelwelle einer/

bzw. von wenigstens einer zweiten VerbrennuugSjiiotoreinheit durch eine ein erstes und ein zweites Kupplungsteil aufweisende Beschleunigungskupplung, wobei jeweils ein Kupplungsteil einer Kurbelwelle zugeordnet ist, bei der beim Ankuppeln die zweite Kurbelwelle durch die erste Kurbelwelle beschleunigbar und mit der zweiten Kurbelwelle verbindbar ist, wenn die zweite Kurbelwelle zumindest annähernd die gleiche Geschwindigkeit aufweist wie die erste Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kurbelwelle (1) parallel zur zweiten Kurbelwelle rp) angeordnet ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den in einem gemeinsamen Kurbelwellengehäuse (30) vorgesehenen parallelen Kurbelwellen jeweils eine Nockenwelle parallel zugeordnet ist.

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3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung herstellbar ist, wenn die zweite Kurbelwelle (2) in bezug auf die erste Kurbelwelle (1) eine vorgegebene Position aufweist.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (4, 5) auf der ersten Kurbelwelle (1) angeordnet ist (Figur 1).

5. Motor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (4) drehfest mit der ersten Kurbelwelle (1) verbunden ist und daß das zweite Kupplungsteil (5) über die Einrichtung (15, 16) mit der zweiten Kurbelwelle drehkr; schlüssig verbunden ist (Figur 1).

mit der zweiten Kurbelwelle drehkraft- bzw. drehform-

6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15, 16) aus einem drehfest mit dem zweiten Kupplungsteil (5) verbundenen ersten Kraftübertragungselement, wie einem Zahnrad, und aus einem mit dem ersten Kraftübertragungselement (15) zusammenwirkenden zweiten Kraftübertragungselement (16) , wie einem zweiten Zahnrad, besteht, das drehfest an der zweiten Kurbelwelle (-2) angeordnet ist, und daß das erste und das zweite Kraftübertragungselement ein Übersetzungsverhältnis 1 : 1 aufweisen (Figur 1) .

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7. Motor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (17, 18) auf der zweiten Kurbelwelle angeordnet ist {Figur 2) .

8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungsteil (17) mit der zweiten Kurbelwelle (2) drehfest verbunden ist und daß das erste Kupplungsteil (18) über die Einrichtung (19, 20) mit der ersten Kurbelwelle (1) drehkraft- bzw. drehformschlüssig verbunden ist (Figur 2).

9. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem dritten Kraftübertragungselement (20), wie einem dritten Zahnrad, das drehfest mit dem ersten Kupplungsteil (18) verbunden ist, und einem mit dem dritten Kraftübertragungselement (20) zusammenwirkenden vierten Kraftübertragungselement (19), wie einem vierten Zahnrad, besteht, das drehfest mit der ersten Kurbelwelle (1) verbunden ist und daß das dritte und das vierte Kraftübertragungselement ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 aufweisen (Figur 2).

10. Motor nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (7) vorgesehen ist, mit der das erste Kupplungsteil (4, 18) und das zweite Kupplungsteil (5, 17)

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miteinander zur Drehmomentübertragung kraftschlüssig verbindbar sind, und daß eine Steuereinrichtung (8 - 12) vorgesehen ist, die die Beschleunigungskupplung derart betätigt, daß die erste Kurbelwelle CO und die zweite Kurbelwelle (2) die zumindest annähernd gleichen Geschwindigkeiten erreichen, wenn die zweite Kurbelwelle (2) in bezug auf die erste Kurbelwelle (1) die richtige Position aufweist.

11. Motor nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (7) eine druckmittelbeaufschlagte Betätigungseinheit (23, 33 ) aufweist.

12. Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Kupplungsteil (4, 18) und dem zweiten Kupplungsteil (5, 17) eine an sich bekannte Torsionsdämpfungsvorrichtung (24) vorgesehen ist.

13. Motor nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß über ein Steuergerät (12) einer Steuereinrichtung und/oder Ventile (21) die Betätigungseinrichtung (23, 33) derart beaufschlagbar ist, daß zum Beschleunigen der zweiten Kurbelwelle (2) an der Beschleunigungskupplung zunächst ein begrenztes Moment aufgebracht wird und danach die Kupplung voll eingerückt wird.

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14. Motor nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Überwachungsmittel (8, 9) aufweist, die Signale für die Drehgeschwindigkeit und die Winkelposition der ersten Kurbelwelle und der zweiten Kurbelwelle erfassen und daß bei Erreichen zumindest annähernd der gleichen Geschwindigkeiten und zumindest annnähernd der gleichen Position der Kurbelwellen (1, 2) die Steuereinrichtung das Druckmittel zum vollständigen Schließen der Beschleunigungskupplung steuert.

15. Motor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Überwachungsmittel (8, 9) jeweils eine auf einen vorgegebenen Bereich (10, 11) der ihr zugeordneten Kurbelwelle ansprechende Einheit vorgesehen ist.

16. Motor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Einheit Induktivgeber (8, 10; 9, 11) vorgesehen sind.

17. Motor nach einem der Ansprüche 14 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergerät (12) eine Einrichtung vorgesehen ist, die jeweils aus der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangs signale der ersten und zweiten Über wachungseinrichtung (8, 9) die Geschwindigkeiten der Kurbelwellen ermittelt und die aus der zeitlichen Differenz von Ausgangs Signalen der Überwachungseinrichtungen (8, 9)

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die richtige Position der zweiten Kurbelwelle (2) ermittelt.

18. Motor nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsndttel die Drehgeschwindigkeit und die Wirikelposition der Nockenwellen erfassen.

19. Motor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Überwachungsmittel jeweils eine auf einen vorgegebenen Bereich der ihr zugeordneten Nockenwelle ansprechende Einheit vorgesehen ist.

20. Motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Einheit Induktivgeber vorgesehen sind.

21. Motor nach einem der Ansprüche 18 - 2o, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergerät eine Einrichtung vorgesehen ist, die jeweils aus der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung die Geschwindigkeiten der Nockenwelle« ermittelt und die aus der zeitlichen Differenz von Ausgangs Signalen der Überwachungseinrichtungen die richtige Position der zweiten Nockenwelle ermittelt.

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BAD ORIGINAL

22. Motor nach einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite Kurbelwelle (1, 2) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

23. Motor nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (4, 5; 17, 18) außerhalb des Kurbelwellengehäuses vorgesehen ist.

24. Motor nach einem der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (4, 5; 17, 18) eine Trockenreibungskupplung ist.

25. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskupplung auf der ersten oder zweiten Nockenwelle angeordnet ist und daß eine formschlüssig schließbare Trennkupplung zwischen der ersten Kurbelwelle und der zweiten Kurbelwelle vorgesehen ist, und daß die Trennkupplung schließbar ist, wenn die erste und die zweite Nockenwelle zumindest annähernd die gleichen Geschwindigkeiten aufweisen.

26. Motor nach Ansprch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkupplung schließbar ist, wenn die zweite Kurbelwelle in bezug auf die erste Kurbelwelle die richtige Position aufweist.

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