DE3313191C2

DE3313191C2 - Getriebe für Zusatzeinrichtungen

Info

Publication number: DE3313191C2
Application number: DE3313191A
Authority: DE
Inventors: Masami Kamifukuoka Saitama Ogura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1986-11-13
Also published as: DE3313191A1; GB2121127B; GB8309811D0; US4674612A; GB2121127A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für zwei Geschwindigkeiten, durch das entweder ein direkter Antrieb oder ein Antrieb mit einem verringerten Übersetzungsverhältnis erfolgt. Das Getriebe ist direkt mit der Kurbelwelle einer Maschine gekoppelt, deren Geschwindigkeit veränderbar ist. Das Getriebe weist Riemenscheiben zum Antrieb der Zusatzeinrichtungen der Maschine auf. Ein erstes Antriebsgetriebe weist ein Planetengetriebe und eine Einweg-Kupplung auf, während ein direkter Antrieb über eine Schraubenfeder erfolgt, die zylindrische Flächen am Getriebeeingang und am Getriebeausgang koppelt, die in axialer Richtung in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Die Feder besteht aus einem Element mit einer flachen bzw. ebenen Seite, die auf den zylindrischen Flächen angreift. Ein Betätigungsmechanismus enthält Zentrifugalgewichte, durch die ein Ende der Feder in Vorwärtsrichtung bewegbar ist, um diese bei kleinen Geschwindigkeiten der Maschine zu spannen und die zylindrischen Flächen aneinanderzukoppeln. Bei höheren Geschwindigkeiten der Maschine löst der Betätigungsmechanismus die Feder von den zylindrischen Flächen, um einen Antrieb durch das Planetengetriebe zu bewirken.

Description

Die Kurbelwelle 14 erstreckt sich vom Maschinenblock 10 durch eine Kurbelwellendichtung 16 nach außen. Eine Steuerriemenscheibe 18 ist auf dem sich nach außen erstreckenden Teil der Kurbelwelle 14 befestigt

Ein Eingangsglied 24 eines Fliehkraftbetätigungsmechanismus ist mittels eines Keils 25, der sich zwischen Keilflächen in dem Eingangsglied 24 und der Kurbelwelle 14 erstreckt, und mhtels des Kcpfs 22 eines Bolzens 20, der in das Ende der Kurbelwelle 14 geschraubt ist, an der Kuroelwelle 14 befestigt. Das Eingangsglied 24 weist konzentrisch zur Kurbelwelle 14 eine zylindrische Nabe 26 auf, die die Steuerriemenscheibe 18 in der richtigen Lage hält Auf der Nabe 26 sitzt, gesichert durch den Kopf 22 des Bolzens 20, ein Lager 28. Von der Nabe 26 erstreckt sich eine Kreisscheibe 30 nach außen.

Ein Halter 32 für einen die Nabe 24 mit Abstand umfassenden Lagerzylinder 34 ist an dem Maschinenblock 10 mittels der Befestigungsteile 12 befestigt Eine öldichtung 36 befindet sich zwischen der Nabe 26 und dem Lagerzylinder 34.

Eine erste Getriebestufe des Getriebes ist durch ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 38, drei Planetenrädern 40 und einem Zahnkranz 42 gebildet Das Sonnenrad 38 ist innerhalb des Lagerzylinders 34 mittels Keilen 44 an dem Lagerzylinder 34 befestigt Um das Sonnenrad 38 axial in der richtigen Lage zu halten, ist in dem Lagerzylinder 34 ein Sicherungsring 46 vorgesehen. Die Nabe 26 liegt innerhalb des Sonnenrades 38. Zwischen ihr und dem Sonnenrad 38 ist ein Nadellager 48 vorgesehea

Der Zahnkranz 42 ist am Außenumfang der Kreisscheibe 30 befestigt Ein zylindrischer Flansch 50 erstreckt sich seitlich von dem Zahnkranz 42 fort über die Kreisscheibe 30. Der Zahnkranz 42 weist eine glatte, zylindrische Außenfläche 52 auf.

Die drei Planetenräder 40 kuppeln den Zahnkranz 42 mit dem Sonnenrad 38. Die Planetenräder 40 sind mit Lagerwellen 58 in Lagern 56 eines Trägers unter gleichen Winkeln um das Sonnenrad 38 herum angeordnet Der Träger *4 selbst ist mit Lagern 60 auf dem Lagerzylinder 34 gelagert

Durch das Planetengetriebe mit feststehendem Sonnenrad 38 wird der Träger 54 mit einer geringeren Drehzahl gedreht als der Zahnkranz 42. Bevorzugt beträgt das Drehzahlverhältnis 1 :3. Zwischen dem Träger 54 und einem Ausgangsdrehglied 70 des Getriebes ist eine Einwegkupplung 62 vorgesehen (F i g. 4). Sie weist Rollen 64 und Federn 66 auf, die die Rollen 64 in eine erste Richtung vorspannen. Der Träger 54 weist Hohlräume 68 auf, in denen die Rolle 64 und die Feder 66 angeordnet sind. Wenn der Träger 54 mit einer Drehzahl angetrieben wird, die kleiner ist als die Drehzahl des Ausgangsdrehglieds 70, ist die Einweg-Kupplung 62 ausgeschaltet. Wird jedoch das Ausgangsdrehglied 70 nicht angetrieben, so wird der Träger 54 mit dem Ausgangsdrehglied 70 durch Keilung der durch die Federn vorgespannten Rollen 64 in den Hohlräumen 68 blokkiert.

An dem Ausgangsdrehglied 70 sind Riemenscheiben 72 mittels Befestigungselementen 74 und 76 befestigt Von dem Ausgangsdrehglied 70 erstreckt sich eine vordere Wand 78 in radialer Richtung nach innen zu einer Trägernabe 80, die durch das Lager 28 drehbar gelagert ist. Ein vorderer Deckel 82 ist an der Nabe 80 befestigt und bedeckt den Bolzenkopf 22.

An dem Ausgangsdrehglied 70 ist durch die Befestigungselemente 76 ein h^:t?terer Deckel 84 befestigt, der sich in radialer Richtung nach innen bis zu einem Kugellager 86 erstreckt das an dem Halter 32 befestigt ist Eine öldichtung 88 schließt das Getriebe in der Nähe des Kugellagers 86. Der hintere Deckel 84 weist eir.cn sich nach innen erstreckenden Flansch 90 mit einer inneren zylindrischen Oberfläche auf, an der sich die Rollen 64 der Einweg-Kupplung 62 verkeilen können. Der Flansch 90 hat eine äußere zylindrische Fläche 92. die sich in axialer Richtung bis nahe an die zu ihr koaxiale zylindrische Außenfläche 52 des Zahnkranzes 42 erstreckt

Eine zweite Getriebestufe zwischen der Kurbelwelle 14 und dem Ausgangsdrehglied 70 bewirkt einen direkten Antrieb. Diese zweite Getriebestufe enthält eine Schlingfeder 96, die die zylindrische Außenfläche 52 des Zahnkranzes 42 und die zylindrische Fläche 92 umgibt Das eine Ende 98 der Schlingfeder 96 liegt in einem Schlitz 94 des hinteren Deckels 84. Das andere Ende 100 der Schlingfeder 96 verläuft zu einem schwenkbaren Betätigungsmechanismus im Eingang der Getriebestufe.

Die Schlingfeder 96 hat innenseitig ebene Flächen, die ihren Kontaktflächenbereich zu de*, zylindrischen Flächen 52 und 92 vergrößern.

Insbesondere aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Schlingfeder 96 nur ein minimales Volumen erfordert und die Gesamtgröße der Vorrichtung nicht wesentlich beeinti ichtigt Eine feste direkte Kopplung zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang liegt vor, wenn die Schlingfeder 96 fest um die zylindrischen Flächen 52 und 92 gezogen ist Auf diese Weise wird ein direkter Antrieb von der Kurbelwelle 14 zu den Riemenscheiben 72 bewirkt Zur Steuerung der Schlingfeder 96 dient ein schwenkbarer Betätigungsmechanismus. Der schwenkbare Betätigungsmechanismus wird bei der Ausführungsform der F i g. 1 bis 6 durch eine Zentrifugalkupplung gebildet die das Ende 100 der Schlingfeder 96 relativ zu ihrem Ende 98 bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle 14 verschwenkt Im Eingang der Zentrifugalkupplung befinden sich federbelastete Zentrifugalgewichte 102 (F i g. 6), die um Stifte 104

-to an der Kreisscheibe 30 schwenkbar sind und an ihren Innenflächen Reibschuhe 106 aufweisen, die Bogen eines Kreises bilden. Zugfedern 108 ziehen die Zentrifugalgewichte 102 nach innen. Bei einer bestimmten Zentrifugalkraft schwenken die Zentrifugalgev/ichte 102 nach außen und machen die zweite Getnebestufe wirksam.

Ist die Drehzahl der Kurbelwelle 14 und daher die Zentrifugalkraft noch klein, ziehen die Zugfedern 108 die Reibschuhe 106 an eine Reibungstrommel 110. die

so einen radialen Flansch 111 mit einem Schlitz 112 zur Aufnahme des Endes 100 der Schlingfeder % aufweist. Die Reibungstrommel 110 dreht sich im allgemeinen mit dem Ausgangsdrehglied 70, abgesehen von einer kleinen Reiativdrehung, die benötigt wird, damit sie die

Schlingfeder % anziehen oder lösen kann.

Bei kleiner Drehzahl der Kurbelwelle 14, also bei wirksamer erster Getriebestufe, treibt die Kurbelwelle 14 das Eingangsglied 24 an und dieses nimmt, da die Zentrifugalgewich .e 102 an der Reibungstrommel UO anliegen, das Ende 100 der Schlingfeder % mit, so daß sich die Schlingfeder 96 fest um die beiden zylindrischen Flächen 52 und 92 legt Getriebeeingang <inä Getriebeausgang sind dadurch direkt gekoppelt. Der Betätigungsmechanismus erfährt dabei keine übermäßigen Belastungen, da nur eine kleine Kraft benötigt wird, um die Schlingfeder 96 anzuziehen.

Dabei läuft das Planetengetriebe natürlich infolge des Antriebes des Zahnkranzes 42 mit. Da jedoch der Trä-

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ger 54 mit einer kleineren Drehzahl umläuft als der 114 nach außen bewegen, die Eingangsplatte 122 in VorZahnkranz 42, ist die Ein weg- Kupplung 62 abgeschaltet, wärtsrich tung bewegt wird, wie dies durch die unterbrodenn die Rollen 64 werden gegen die Federn 66 ge- chenen Linien dargestellt ist. Die Anordnung der Stifte drückt 126 und die Richtung der Spiralnuten 128 bestimmen die

Wenn die Kurbelwelle 14 eine vorgegebene Drehzahl 5 Bewegungsrichtung derart, daß die Schlingfeder 96 in erreicht, greift an den Zentrifugalgewichten 102 eine ihrer Kupplungsposition gehalten wird, wenn die Zenausreichend große Zentrifugalkraft an, so daß die Zen- trifugalgewichte 114 durch die Zugfedern 116 nach intrifugalgewichte 102 gegen die Federn 108 wirken und nen gezogen werden. Auf diese Weise wird bei höheren sich die Zentrifugalgewichte 102 nach außen bewegen. Eingangsdrehzahlen durch das Getriebe ein verringer-Dadurch wird der Angriff des Eingangsglieds 24 auf das io tes Drehzahlübersetzungsverhältnis erreicht.

Ende 100 der Schlingfeder 96 gelöst die Schlingfeder 96

entspannt sich und hebt sich von den zylindrischen Flä- Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

chen 52 und 92 ab. Die direkte Antriebsverbindung wird

daher unterbrochen. Das Planetengetriebe wird jedoch wetter durch den Zahnkranz 42 angetrieben. Die Last an den Riemenscheiben 72 bewirkt, daß die Drehzahl des Ausgangsdrehglieds 70 gemindert wird, bis die Drehzahl des Trägers 54 gleich der Drehzahl des Ausgangsdrehgiieds 70 ist Dadurch können die Roiien 64 von den Federn 66 an die innere zylindrische Fläche des zylindrisehen Flansches 90 gedrückt werden, und das Ausgangsdrehglied 70 wird mit der Drehzahl des Trägers 54 angetrieben. Der Antrieb ist daher untersetzt. Wird die Drehzahl der Kurbelwelle 14 verringert greift die Zentrifugalkupplung wieder, und es wird zu dem direkten Antrieb zurückgekehrt

Die F i g. 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform, die der Ausführungsform nach den F i g. I bis 6 sehr ähnlich ist Daher sind, soweit dies sachdienlich ist in den F i g. 7 bis 9 die gleichen Bezugszeichen verwendet Der Hauptunterschied besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform ein anderer schwenkbarer Betätigungsmechanismus vorgesehen ist der die Schlingfeder 96 steuert Bei den dargestellten Betätigungsmechanismen handelt es sich um zwei Formen von vielen möglichen Mechanismen. Es können auch hydraulisch oder elektrisch arbeitende Umschalter verwendet werden, die auf Fühler für die Geschwindigkeit der Maschine ansprechen.

Der Betätigungsmechanismus der zweiten Ausführungsform weist federbelastete Zentrifugalgewichte 114 auf, an die Zugfedern 116 angreifen (F i g. 9). Die Zentrifugalgewichte 114 bewegen sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen, wenn eine vorgegebene Drehzahl erreicht ist Um eine Führung. Drehung und Steuerung der Zentrifugalgewichte 114 zu erreichen, greifen Blattfedern 118 an Endvorsprüngen 120 eines jeden Zentrifugalgewichts 114 an. Wenn sich die Zentrifugalgewichte 114 in der Position befinden, in der sie einander am nächsten sind, greifen die Vorsprünge 120 in Vertiefungen ein, die sich in den Blattfedern 118 befinden. Wenn sich die Zentrifugalgewichte 114 nach außen bewegen, wirken sie so gegen die Blattfedern 118, daß sie sich aus den Vertiefungen herausbewegen. Auf diese Weise werden Schwingungen der Zentrifugalgewichte 114 in der Nähe der kritischen Umschalt-Drehzahl vermieden. Die Blattfedern 118 sind an der vorderen Wand 78 des Ausgangsdrehglieds 70 befestigt, um eine Drehung der Zentrifugalgewichte 114 mit dem Getriebeausgang zu bewirken.

In der Nähe der federbelasteten Zentrifugalgewichte 114 ist eine Eingangsplatte 122 vorgesehen, die über einen Schlitz 124 mit dem Eingangsende 100 der Schlingfeder 96 verbunden ist Die Zentrifugalgewichte 114 und die Eingangspiaiie 122 sind über zwei Stifte 126 «5 und zwei entsprechende Spiralnuten 128 miteinander verbunden. Die Stifte 126 und die Spiralnuten 128 sind so angeordnet, daß, wenn sich die Zentrifugalgewichte

Claims

1 2 Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Ober-Patentansprüche: begriff des Anspruchs 1. Getriebe dieser Art werden zum Antrieb von Zube-

1. Getriebe zwischen einem Eingangsdrehglied höreinrichtungen in Kraftfahrzeugen verwendet, bei-(20) und einem zu dem Eingangsdrehglied (20) ko- 5 spielsweise zum Antrieb von Wechselstromgeneratoaxialen Ausgangsdrehglied (70), mit zwei Getriebe- ren, Klimatisierungspumpen, Servolenkungspumpen, stufen (38,40, 42, 54; 24, s£ 84, 90,92, 96, 98,100) durch die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs über und einer selbsttätigen Umschalteinrichtung (24,62, die Kurbeiwelle der Brennkraftmaschine. Ba die Dreh-102,104,106,108,110,111; 24,62,114,116,118,122, zahl der Kurbelwelle schwankt, müssen solche Getriebe 126,128), die die eine Getriebestufe (38, 40, 42, 54) io automatisch einen Drehzahlausgleich bewirken,
oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl des Ein- Ein die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gangsdrehglieds (20) und die andere Getriebestufe aufweisendes Getriebe ist nach der DE-OS 29 51 971 (24,52,84,90,92,96,98,100) unterhalb der vorgege- bekannt Dort ist der Fliehkraftbetätigungsmechanisbenen Drehzahl des Eingangsdrehglieds (20) zwi- mus eine Fliehkraftkupplung, die das gesamte Drehmoschen das Eingangsdrehglied (20) und das Ausgangs- 15 /nent zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang drehglied (70) schaltet, wobei die bei der höheren aufnehmen muß, wenn sie eingeschaltet ist Überdies Drehzahl des Eingangsdrehglieds (20) wirksame Ge- erfolgt bei kleiner Eingangsdrehzahl eine Heraufsettriebestufe (38, 40, 42, 54) ein kleineres Oberset- zung der Drehzahl und bei großer Eingangsdrehzahl zungsverhältnis hat ab die bei der niedrigeren Dreh- eine direkte Kupplung zwischen Eingang und Ausgang, zahl des Ein^angsdrehglieds (20) wirksame Getrie- 20 Nach der DE-PS1 70 958 ist eine Kupplung zwischen bestufe (24,52,84,90,92,96,98,100) und wobei die einesn Eingangsdrehglied und einem Ausgangsdrehgüed Umschalteinrichtung (24,62,102,104,106,108,110, bekannt, die durch eine Schlingfeder umschlossene 111; 24, 62,114,116,118,122,126,128) einen beim Kupplungsglieder aufweist Durch Handbetätigung ist Obergang zwischen den beiden Getriebestufen (38, die Schlingfeder zu spreizen, um eine Kupplung zwi-40, 42, 54; 24, 52, 84, 90, 92, 96, 98, 100) in Zusam- 25 sehen Eingangsdrehglied und Ausgangsdrehglied zu bemenwirken mit einer Überhoblkupplung (62) schal- wirkea

tenden Zentrifugal-Betätigungsmechanismus (24, Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe nach dem

102, 104, 106, 108, 110, 111; 24, 114, 116, 118, 122, Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß

126, 128) aufweist dadurch gekennzeich- es sich durch eine leichtere Konstruktion, geringen

net, daß die eine Getriebestufe (24, 52, 84, 90, 92, 30 Raumbedarf und eine lange Lebensdauer auszeichnet

96,98,100) er ^e sich mit dem Eingangsdrehglied (20) und damit insgesamt preisgünstiger herzustellen ist

drehende erste zylindrische Fläche (52) und eine sich Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des

mit dem Ausgangsdrehglied (70) drehende zweite, Anspruchs 1 angegeben.

zylindrische Fläche (92) aufweist daß beide zylindri- Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe bewirkt der

sehen Flächen (52, 92) den gleichen Durchmesser 35 Fliehkraftbetätigungsmechanismus die automatische

aufweisen und axial nebeneinander liegen, daß eine Umschaltung, ist dabei aber nicht dem gesamter, zu

Schlingfeder (96) beide zylindrischen Flächen (52, übertragenden Drehmoment ausgesetzt, was zur Folge

92) umschließt daß das eine Ende (98) der Schlingfe- hat daß die genannte Aufgabe gelös» wird.

der (96) an dem Ausgangsdrehglied (70) befestigt ist Um die Kupplungskraft der Schlihgfeder zu erhöhen,

und daß das andere Ende (100) der Schlingfeder (96) 40 ist sie bevorzugt gemäß Anspruch 2 ausgebildet

an einem Ausgangsglied (111; 122) des Zentrifugal- Um ein Flattern des Getriebes im automatischen Um-

Betätigungsmechanismus (24,102,104,106,108,110, schaltbereich zu vermeiden, ist das Getriebe bevorzugt

111; 24, 114, 116, 118, 122, 126, 128) befestigt ist gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4 ausgebildet.

mittels dem bei Einschaltung der Getriebestufe (24, Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausfüh-

52, 84, 90, 92, 96, 98, 100) die Enden (98, 100) der 45 rungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen be-

Schlingfeder (96) zum Umfassen und damit Koppeln schrieben. Es zeigt

beider zylindrischer Flächen (52, 92) durch die F i g. I einen Querschnitt durch eine erste Ausfüh-

Schlingfeder (96) relativ zueinander zu verdrehen rungsform,

sind. F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 50 der Funktion der Ausführungsform nach Fig. 1,
zeichnet daß die Schlingfeder (96) einen rechtwinkli- F i g. 3 eine teilweise schematische Vorderansicht des gen Querschnitt aufweist Phnetengetriebes der Ausführungsform nach F i g. 1,

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- F i g. 4 eine teilweise schematische Vorderansicht der kennzeichnet daß der Zentrifugal -Betätigungsme- Einweg-Kupplung der Ausführungsform nach Fig. 1,
chanismus (24, 102, 104, 106, 108, 110) eine Flieh- 55 F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer kraftkupplung ist deren Eingangsglied (24) auf dem Schlingfeder der Ausführungsform nach F i g. 1,
Eingangsdrehglied (20) sitzt. F i g. 6 eine Vorderansicht eines schwenkbaren Betä-

4. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- tigungsmechanismus der Ausführungsform nach F i g. 1, kennzeichnet, daß der Zentrifugal-Betätigungsme- F i g. 7 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungschanismus (24, 114, 116, 118, 122, 126, 128) wenig- 60 form,

stens einen axialen Stift (126) an seinem Ausgangs- F i g. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

glied (122) aufweist, der in eine schräge Nut (128) der Funktion der Ausführungsform nach F i g. 7 und

eines an dem Ausgangsdrehglied (70) radial ver- Fig.9 eine Vorderansicht eines schwenkbaren Betä-

schiebbar gelagerten, federnd vorgespannten Flieh- tigungsmechanismus nach F i g. 7.

gewichts(114)eingreift. 65 Bei der ersten Ausführungsform der Fig. 1 bis 6 ist

ein Getriebe mit der Hilfe von Befestigungsteilen 12, die um das Ende einer Kurbelwelle 14 herum angeordnet

sind, an einem Muschincnbluck 10 befestigt.