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Kraftfahrzeug mit einer Reibungskupplung
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Reibungskupplung
im Antriebsstrang zwischen Getriebe und Antriebsmaschine.
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Bei Kraftfahrzeugen mit manuell betätigbaren Getrieben werden, um
den Kraftfluß zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zu unterbrechen und somit
ein einwandfreies Betätigen des Getriebes zu ermöglichen, überwiegend Reibungskupplungen
verwendet, die aus einem auf das Schwungrad der Brennkraftmaschine aufgeschraubten
Druckplattenmechanismus und einer auf der Getriebeeingangswelle aufgenommenen Kupplungsscheibe
bestehen. Bei im Leerlauf drehender Brennkraftmaschine und nicht eingelegtem Gang
sowie geschlossener Kupplung tritt in vielen Fällen ein sogenanntes Leerlaufrassein
auf, welches mechanische Geräusche durch zum Beispiel Aufeinanderschlagen von in
Eingriff sich befindlichen Zähnen der Getriebezahnräder erzeugt. Um dies zu vermeiden,
ist es bereits bekannt, bei Kupplungsscheiben einen zusätzlichen Dämpfer mit geringem
Verdrehwiderstand vorzusehen, der auf die in dem vorerwähnten Betriebszustand zwischen
Brennkraftmaschine
und Getriebe auftretenden Schwingungen abgestimmt
ist.
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Für die während der Fahrt auftretenden Betriebszustände weisen die
Kupplungsscheiben einen Hauptdämpfer auf, der auf die in diesen Zuständen auftretenden
Schwingungen bzw. Drehmomentungleichförmigkeitsgrade abgestimmt ist. Kupplungsscheiben
mit Leerlaufdämpfer sind aufwendig und teuer. Weiterhin erfordern diese Leerlaufdämpfer
eine sehr genaue Abstimmung, die über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung
nicht immer gegeben ist, so daß nach einer gewissen Betriebsdauer auch bei Kupplungsscheiben
mit Leerlaufdämpfer ein Getrieberasseln auftreten kann. Ein solches Rasseln kann
den Komfort erheblich beeinträchtigen.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile beseitigt sowie einen einfachen und
preisgünstigen Aufbau der Kupplungsscheibe ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß eine Einrichtung
vorgesehen wird zum automatischen Offenhalten der Reibungskupplung bei nicht eingelegtem
Gang und im Leerlauf der Antriebsmaschine.
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Durch die erfindungsgemäße Einrichtung kann somit bei stillstehendem
Kraftfahrzeug und im Leerlauf drehender Brennkraftmaschine der Kraftfluß zwischen
Brennkraftmaschine und Getriebeeingangswelle unterbrochen werden, wodurch ein vollkommenes
Unterdrücken des Leerlaufrasselns gegeben ist. Es kann somit auf den aufwendigen
und teueren Leerlaufdämpfer für die Kupplungsscheibe verzichtet werden.
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Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Einrichtung das Schließen
der zuvor geöffneten Kupplung bei nicht eingelegtem Gang verhindert. Dies kann zum
Beispiel dadurch erfolgen, daß in Abhängigkeit der Stellung des Getriebeschalthebels
die Kupplung in ihrer offenen Position, zum Beispiel durch eine Verriegelungsverbindung
blockiert wird. Besonders angebracht kann es hierfür sein, wenn die Einrichtung
ein im Betätigungsstrang der Reibungskupplung vorgesehenes ver- und entriegelbares
Freilaufgesperre enthält. Zweckmäßig ist es dabei, wenn ein solches Freilaufgesperre
in Abhängigkeit der Getriebestellung "Leerlauf eingelgt" und "Kupplung geöffnet"
den Betätigungsstrang blockiert, das heißt ein Schließen der Kupplung verhindert.Weiterhin
kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die Freilaufsperre zusätzlich in Abhängigkeit
des Zustandes "Zündung eingeschaltet" verriegelbar ist. Durch letztere Abhängkeit
kann sichergestellt werden, daß bei stillstehender Brennkraftmaschine die Reibungskupplung
eingerückt ist und somit das Kraftfahrzeug durch Einlegen eines Ganges gegen Wegrollen
gesichert werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und preiswerte Herstellung
der Einrichtung kann gegeben sein, wenn die Freilaufsperre elektromagnetisch ver-
und entriegelbar ist. Besonders angebracht kann es dabei sein, wenn der Elektromagnet
in Abhängigkeit des Zustandes.
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"Leerlauf eingelegt" und "Kupplung geöffnet" abschaltbar und dadurch
das Gesperre betätigbar ist im Sinne eines Verhinderns des Schließens der Reibungskupplung.
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Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn
die Einrichtung mit einer elektromagnetischen Freilaufsperre derart aufgebaut ist,
daß der Elektromagnet in Abhängigkeit des Zustandes "Leerlauf eingelegt" und "Kupplung
geöffnet" erregbar und dadurch das Gesperre betätigbar ist und das Einkuppeln verhindert.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es zweckmäßig sein,
wenn im Betätigungsstrang ein steuerbares Linear-Gesperre vorgesehen ist. Vorteilhaft
kann es dabei sein, wenn das Gesperre derart aufgebaut ist, daß wenigstens ein,
entgegen der Einrückrichtung im Betätigungsstrang angreifendes Sperrglied durch
einen Kraftspeicher in unwirksamer Stellung haltbar ist und bei erregtem Elektromagnet
in seine Sperrposition verlagerbar ist. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das
Sperrglied unter der Wirkung eines dasselbe in seiner Wirkrichtung beaufschlagenden
Kraftspeichers steht, dessen Kraft jedoch geringer ist als die des das Sperrglied
entgegen seiner Wirkrichtung beaufschlagenden Kraftspeichers. Weiterhin kann es
angebracht sein, wenn die Wirkung des das Sperrglied entgegen seiner Wirkrichtung
beaufschlagenden Kraftspeichers über den Elektromagnet aufhebbar ist.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das Gesperre über eine Hysterese-
bzw. Verzögerungseinrchtung betätigbar ist, derart, daß es erst nach einem gewissen
relativ geringen Betrag des Einrückweges wirksam wird.
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Anhand der Figur sei die Erfindung näher erläutert.
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Die Tellerfederzungen 1 der Reibungskupplung 2 sind über ein Ausrücklager
3 in Richtung des Pfeiles 4 um die kreisringförmige Kipplagerung 5 der Tellerfeder
6 verschwenkbar. Durch diese Verschwenkung der Tellerfederzungen 1 wird die Druckplatte
7 entlastet, wodurch die mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundene Kupplungsscheibe
8 freigegeben wird, so daß der Kraftfluß zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe
unterbrochen ist. Das Ausrücklager 3 ist in Richtung des Pfeiles 4 durch eine Ausrückergabel
9 betätigbar, welche als zweiarmiger Hebel wirksam ist und um eine Drehachse 10
drehbar gelagert ist. An dem dem Ausrücker 3 abgewandten Ende 11 der Ausrückergabel
9 greift ein Bewegungsübertragungsmittel, wie zum Beispiel ein Betätigungsgestänge
oder Betätigungskabel 12 an, das mit seinem anderen Ende mit einem Kupplungspedal
13 in Verbindung steht. Im dargestellten Beispeil ist das Kupplungspedal 13 ebenfalls
als zweiarmiger Hebel wirksam, in dem es mit einem Zwischenbereich um eine Drehachse
14 schwenkbar gelagert ist. An der Ausrückergabel 9 greift weiterhin eine Einrichtung
15 an, welche ein Offenhalten der Kupplung bei eingelgtem Gang und im Leerlauf der
Brennkraftmaschine ermöglicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel greift die Einrichtung
15 am Ende 11 der Ausrückgabel 9 an, an dem auch das Bewegungsübertragungsmi ttel
12 angreift.
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Die Einrichtung 15 weist ein lineares Gesperre 16 auf. Das Gesperre
16 besitzt eine linear bzw. axial bewegbare Stange lt, die mit der Ausrückergabel
9 gekoppelt ist, so daß bei Betätigung der Reibungskupplung die Stange 17 durch
die Ausrückergabel 9 mitgenommen wird.
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Die Stange 17 ist axial in einem Gehäuse 18 geführt, welches zum Bespiel
an der Getriebeglocke oder dem Motorblock 19 angeschraubt ist. Zwischen dem Gehäuse
18 und der Stange 17 ist ein Sperrglied in Form einer Klemmrolle 20 vorgesehen.
Die Klemmrolle 20 stützt sich an einer Fläche 21 des Gehäuses 18 ab, welche gegenüber
der Fläche 22 der Stange 17, an der sich die Rolle 20 ebenfalls abstützt, keilförmig
verläuft. Die Spitze des zwischen den beiden Flächen 21 und 22 gebildeten Winkels
weist entgegen der Richtung, in die die Stange 17 beim Ausrücken der Reibungskupplung,
das heißt also beim Verlagern des Ausrückers 3 in Richtung des Pfeiles 4 bewegt
wird.
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Dieser Winkel ist derart ausgebildet, daß zwischen der Rolle 20 und
der Fläche 22 Selbsthemmung auftritt. Das Gesperre 16 umfaßt weiterhin ein axial
verlagerbares Bauteil 23, das eine axial verlaufende Nase 24 aufweist und einen
radialen Bereich 25, der sich unter der Wirkung einer axial wirksamen Feder 26 am
Gehäuse 18 abstützt. Die zwischen die beiden keilförmig zueinander verlaufenden
Flächen 21 und 22 eingreifende Nase 24 ist derart bemessen, daß- sie die Klemmrolle
20 entgegen der Klemmrichtung verlagern kann, so daß das Gesperre 16 bei am Gehäuse
18 anliegendem radialen Bereich 25 entriegelt ist. Die Einrichtung 15 weist weiterhin
einen Elektromagneten 27 auf, der mit dem Bauteil 23 zusammenwirken kann, um dieses
entgegen der Wirkung der Feder 26 axial vom Gehäuse 18 weg zu verschieben.
Eine
derartige Verschiebung bewirkt, daß die Nase 24 des Bauteiles 23 die Klemmrolle
20 freigibt, so daß diese mit der Fläche 21 zusammenwirken kann und somit das Gesperre
16 verriegelbar ist.
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Um eine einwandfreie Funktion der Einrichtung 15 bzw. des Gesperres
16 sicherzustellen, ist die Klemmrolle 20 durch eine Feder 28 in ihre Wirkrichtung,
das heißt also in die Richtung in die der sie das Gesperre 16 verriegelt, beaufschlagt.
Da die von den Federn 26 und 28 jeweils erzeugte Kraft entgegengerichtet sind, sind
diese Federn 26, 28 derart ausgelegt, daß die Feder 26, welche die Klemmrolle 20
in ihrer unwirksamen Stellung hält, eine größere Kraft aufbringt als die Feder 28,
welche die Klemmrolle 20 in Richtung ihrer wirksamen Stellung beaufschlagt. Der
Elektromagnet 27 ist in einem geschlossenen Blechteil 29 aufgenommen, welches mit
dem Gehäuse 18 fest verbunden ist.
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Die Feder 28 stützt sich mit ihrem der Klemmrolle 28 abgewandten Ende
an einer Abschlußplatte 30 ab, durch die die Stange 17 sich axial erstreckt und
die ebenfalls mit dem Gehäuse 18 fest verbunden ist. Letzteres geschieht mit Hilfe
eines umgebördelten Blechteiles 31, welches gleichzeitig zur Halterung eines Staubabdichtung
32 dient. Die Staubabdichtung 32 umgreift die Stange 17 des Gesperres 16.
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Der Elektromagnet 27 kann durch eine Stromquelle 33 bei Vorhandensein
bestimmter Betriebskriterien aktiviert werden. Zwischen der Stromquelle 33 und dem
Elektromagneten 27 sind verschiedene in Reihe
geschaltete Kontakte
angeordnet, nämlich ein Kontakt 34, der bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges,
das heißt also bei eingeschaltetem Zündschloß geschlossen ist, ein Kontakt 35, der
bei Leerlaufstellung des Getriebeschalthebels, das heißt also bei unterbrochenem
Kraftfluß im Getriebe geschlossen ist und ein Kontakt 36, der bei ausgerückter Reibungskupplung
2 geschlossen ist.
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Wie bereits erwähnt ist bei nicht erregtem Elektromagneten 27 das
Gesperre 16 entriegelt, da unter der Wirkung der Feder .26 die Nase 24 des Bauteils
23 die Rolle 20 in ihre entriegelte Position drückt, so daß die Stange 17 und somit
auch die Ausrückergabel 9 frei bewegbar ist. Diese freie Bewegbarkeit ist immer
dann gegeben, wenn einer der Kontakte 34, 35 oder 36 offen ist. Letzteres ist dann
der Fall, wenn das Zündschloß ausgeschaltet ist und/oder ein Gang eingelegt ist
und/oder die Kupplung 2 eingerückt ist. Während des Antriebes des Kraftfahrzeuges
ist der Kontakt 34 geschlossen, die Kontakte 35 und 36 jedoch offen, da einerseits
ein Gang eingelegt ist und andererseits die Kupplung eingerückt ist. Somit wird
der Elektromagnet 27 nicht erregt und das Gesperre 16 ist entriegelt. Beim Ausrücken
der Reibungskupplung 2 für den Gangwechsel wird der Kontakt 36 geschlossen. Der
Kontakt 35 ist jedoch bei eingelegtem Gang offen, so daß der Elektromagnet 27 dann
ebenfalls nicht erregt wird und somit über das Kupplungspedal 13 wieder eingekuppelt
werden kann.
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Das beim Gangwechsel möglicherweise kurzzeitige Schließen des Kon-
taktes
35 stört nicht, da dieser Betriebszustand lediglich der kurzen Phase entspricht,
bei der während des Gangwechsels die neutrale Stellung des Getriebes durchfahren
wird.
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Sobald das Getriebe z. B. zum Zwecke eines Ampelstopps in die neutrale
Stellung gebracht wird, das heißt also die Stellung, bei der im Getriebe der Kraftfluß
zu den Antriebsrädern unterbrochen ist, wird der Kontakt 35 geschlossen, so daß
bei Betätigung des Kupplungspedales 13 zum Zwecke des Ausrückens der Reibungskupplung
2 alle drei Kontakte 34, 35 und 36 geschlossen sind und somit der Elektromagnet
27 aktiviert ist. Letzteres bewirkt, daß das Bauteil 23 entgegen der Wirkung der
Feder 26 durch den Elektromagneten 27 angezogen wird, wodurch die Nase 24 des Bauteiles
23 die Klemmrolle 20 freigibt, welche dann durch die Feder 28 in ihre Wirkposition
gedrückt und somit das Gesperre 16 aktiviert wird. In diesem Zustand kann die Stange
17 des Gesperres 16 lediglich in Ausrückrichtung verschoben werden, Jedoch nicht
mehr in Einrückrichtung, da die Rolle 20 sich dann zwischen den Flächen 21 und 22
verkeilt. Somit wird beim Durchdrücken des Kupplungspedales 13 die Reibungskupplung
2 in ihrer ausgerückten Stellung gehalten, wodurch der Kraftfluß zwischen Brennkraftmaschine
und Getriebe unterbrochen wird. Es können somit die im Leerlauf auftretenden Geräusche
nicht entstehen.
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Um weiterzufahren, muß zunächst das Kupplungspedal 13 wieder gehal
ten und ein Gang eingelegt werden. Infolgedessen öffnet der Kontakt 35, so daß die
Stromzufuhr zum Elektromagneten 27 unterbrochen wird
und somit
das Bauteil 23 durch die Feder 26 in Richtung der Klemmrolle 20 gedrückt wird, so
daß das Gesperre 16 entriegelt wird und die Kupplung 2 wieder eingerückt werden
kann. Bei eingerückter Reibungskupplung wird auch der Kontakt 36 wieder geöffnet.
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Für manche Anwendungsfälle kann der von der Position des Kupplungspedal
es 13 abhängige Kontakt 36 entfallen.