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Aus-und Einruekvorriehtung für die Hauptkupplung von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Aus-und Einrüekvorriehtung für die Hauptkupplung von Kraftfahrzeugen, welche durch ein Druckmittel oder elektrisch oder mechanisch betrieben sein kann und bei welcher das Wiedereinrücken der Kupplung aus dem Freilaufzustand solange verhindert wird, bis die beiden Hälften der Kupplung die gleiche oder annähernd gleiche Drehzahl erreicht haben. Zum Zwecke dieser Verhinderung des Wiedereinrückens sind in an sich bekannter Weise zwei Elemente vorgesehen, von denen das eine von der Motordrehzahl und das andere von der Getriebewellendrehzahl abhängig ist.
Bei derartigen Kupplungen, welche gleichzeitig als Freilaufeinrichtung für das Fahrzeug dienen, ist meist noch ein besonderes, durch den Fahrer willkürlich bewegbares Einstellglied vorgesehen, welches durch Einstellung auf eine oder eine andere Stellung die Freigabe der Ausrückung der Vorrichtung oder die Hemmung dieses Eintritts oder die Aufhebung dieser Wirkung ermöglicht. Dieses Einstellglied kann je nach dem Betriebsmittel der Ausrückvorrichtung ein Absperrglied für das Druckmittel, ein Schalter für den elektrischen Strom oder eine Absehaltvomehtung für das mechanisch bewegte Gestänge od. dgl. sein.
Durch derartige Vorrichtungen wird zwar erreicht, dass bei Einstellung des Einstellgliedes im Sinne der Freigabe des selbsttätigen Ausrückens (Freilaufstellung) das Einrücken der Kupplung nur jeweils bei Gleichlauf der zu kuppelnden Teile ruckfrei und ohne Störung erfolgt. Wenn dagegen der Fahrer während der Fahrt mit ausgerückter Kupplung (Freilaufzustand) aus Betriebsgründen, z.
B. um die Reibung des Motors mit zum Bremsen heranzuziehen, rasch. zu der Herstellung des kraftschlüssigen An-. triebs zwischen dem Motor und den Fahrzeugrädern genötigt ist, und zu diesem Zweck das Einstellglied aus der Freilaufstellung in die der Aufhebung des Freilaufzustandes entsprechende Lage (Normalstellung) bringt, so erfolgt bei allen bekannten Vorrichtungen ein sofortiges mehr oder weniger plötzliches Einrücken der Kupplung bei beliebigen in diesem Augenblick gerade vorhandenen Drehzahlen der zu kuppelnden Teile.
Das Aufheben der Freilaufwirkung während der Fahrt ist deshalb bei den bisher bekannten Bauarten derartiger Ausrückvorrichtungen nur bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten zulässig, da das plötzliche Einkuppeln von den Insassen des Fahrzeuges wegen des infolge des Drehzahlunterschiedes der zu kuppelnden Teile auftretenden Rucks oder sich ergebender Stösse äusserst unangenehm empfunden wird und auch entsprechende Abnutzung der Kupplungsteile zur Folge hat. Gerade bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ist oft plötzlich die Bremswirkung des Motors erwünscht und es kann dann in solchen Fällen sogar ein Bruch auftreten oder die Steuerfähigkeit des Fahrzeuges ernstlich gefährdet werden. Die oben erwähnten Nachteile konnten auch durch andere Massnahmen nicht behoben werden, wenn z.
B. besondere Dämpfungsmittel vorgesehen wurden, da das Einrücken der Kupplung je nach den Betriebsverhältnissen, der Art der Bewegung des Einstellgliedes usw. verschieden, zu schnell oder zu langsam und mit mehr oder weniger starkem Ruck erfolgt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden derartige Aus-und Einrückvorrichtungen verbessert, unter allen Betriebsumständen eine selbsttätig sich anpassende ruckfreie Wirkungsweise erreicht und ein Aufheben der Freilaufwirkung in jedem beliebigen Zeitpunkt, auch bei den höchsten. Fahrgeschwindigkeiten in einwandfreier Weise ohne Nachteil ermöglicht, dadurch dass die Ein-und Ausrückvorrichtung
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während der Freilauffahrt aus der Freilauf-in die Normalstellung die Aufhebung der Freilaufwirkung nicht plötzlich, lediglich unter dem Einfluss der willkürlichen Einstellung durch den Fahrer erfolgt, sondern dass auch in diesem Fall das Einrücken der Kupplung zunächst verhindert und die Kupplung erst dann wieder eingerückt wird,
wenn die beiden zu kuppelnden Teile mit gleicher oder annähernd gleicher Drehzahl laufen.
Zu diesem Zweck wird das Einstellglied für die willkürlich Freilaufeinstellung so ausgebildet, dass es auch in seiner Normalstellung (entsprechend Normalfahrt mit eingerückter Kupplung) das Betriebsmittel (Druckluft, elektrischer Strom, mechanische Kraft) in gleicher Weise leitet wie in seiner Freilaufstellung.
Vorteilhafter Weise wird die Anordnung so getroffen, dass zwei Zuleitungen für das Betriebsmittel zu den Bewegungsgliedern der Aus-und Einrückvorrichtung der Kupplung vorgesehen sind, welche durch Steuerglieder überwacht werden, die unter der Einwirkung der beiden von der Motordrehzahl und der Getriebewellendrehzahl abhängigen Elemente stehen und wobei die Stellung eines der Steuerglieder unter dem Einfluss der abnehmenden Motordrehzahl oder bei vom Führer in die Leerlauf Stellung gebraehten Motorstellzeug geändert wird. Dabei werden dann die erwähnten beiden Zuleitungen durch das Glied zur willkürlichen Freilaufeinstellung je nach dessen beiden Stellungen mit der Zuleitung zu der Aus-und Einrückvorrichtung der Kupplung wechselweise verbunden.
Wenn bei dieser Einrichtung während Freilauffahrt das Einstellglied durch den Fahrer in die Normalstellung gebracht wird, bleibt die Zufuhr des Betriebsmittels zu der Bedienungsvorrichtung der Kupplung während des folgenden Gasgebens durch den Fahrer ebenfalls von einem unter dem Einfluss der Drehzahlen der beiden zu kuppelnden Teile stehenden Steuerglied abhängig. Bei einem nach dem Kuppeln folgenden Gaswegnehmen während der Einstellung des Einstellgliedes auf Normalfahrt ist das von dem Gaszufuhrorgan abhängige Steurglied unwirksam, da die von ihm gesteuerte Betriebsmittelzuleitung über das Einstellglied durch dieses unterbrochen ist.
Die Wirkungsweise des Einstellgliedes ist eine mittelbare, das Einrücken selbst erfolgt unter den durch die Aus-und Einrüekvorrichtung bestimmten Verhältnissen.
Um zu erreichen, dass nach der Umstellung des Einstellglieds bei Freilauffahrt in die Normalstellung auch sofort das Einrücken der Kupplung erfolgt, wird selbstätig Gleichlauf der zu kuppelnden Teile herbeigeführt z. B. dadurch, dass in diesem Fall das die Gaszufuhr regelnde Organ vorübergehend in eine einer hohen Leerlaufdrehzahl des Motors entsprechende Stellung gebracht wird, solange bis die Drehzahlen der beiden zu kuppelnden Teile annähernd gleich sind, worauf dann durch die Freigabe der Kraftwirkung auf die Bewegungsglieder der Aus- und Einrückvorrichtung die Kupplung eingerückt wird.
Erfindungsgemäss soll weiterhin die Einrichtung so getroffen werden, dass die unter dem Einfluss der Drehzahlen der beiden zu kuppelnden Teile stehenden Steuerorgane bei einer etwas niedereren Drehzahl ansprechen als diejenigen der angetriebenen Welle, da die Drehzahl des Motors bis zum Fassen der Kupplung noch um einen gewissen Betrag weiter zunimmt. Zu diesem Zweck kann z. B. das vom Motor angetriebene Element mit etwas grösserer Drehzahlübersetzung angetrieben oder bei gleicher Drehzahl- übersetzung mit grösserer Verstellkraft ausgeführt werden als das andere Element.
Als Elemente, welche in ihrer Wirkung von den Drehzahlen der zu kuppelnden Teile abhängig sind, können beispielsweise Fliehkraftpendel dienen. Um möglichst hohe Empfindlichkeit zu erzielen, wird gemäss der Erfindung bevorzugt, durch jeden der zu kuppelnden Teile eine Flüssigkeitspumpe antreiben zu lassen. Wenn man z. B. die Saugleitung der einen (etwa der mit dem Motor verbundenen) Pumpe mit der Druckleitung der anderen Pumpe in Verbindung setzt, kann der in diesem Verbindungsraum herrschende Druck zur Betätigung der Steuerorgane benutzt werden, durch welche z. B. beim Verschwinden oder auch bei Erreichung oder Überschreitung eines bestimmten Druckes die Aus-und Ein- rückvorrichtung der Kupplung freigegeben wird.
-In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung in Verbindung mit dem Motor und seiner zugehörigen Kupplung schematisch dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform in verschiedenen Arbeits-bzw. Betriebsstellungen, die Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform.
1 ist der Gasfusshebel, welcher durch die Rückzugfeder 2 in seiner Ruhelage gegen den Anschlag 3 gezogen wird. 4 ist der Kupplungsfusshebel, 5 das Schwungrad des Motors M, welches die eine Kupplungshälfte bildet, während 7 die auf der getriebenen Welle 6 sitzende verschiebbare Kupplungshälfte darstellt, welche durch die Feder 8 für gewöhnlich eingedrückt gehalten wird. Entgegen der Wirkung dieser Feder kann die Kupplung J, 7 durch den Hebel 9 und die daran anschliessende Kolbenstange 10 und den Kolben 11 durch Unterdruckwirkung ausgerückt werden. Der Kolben 11 ist durch eine Feder 12 belastet, welche bei eingerückter Kupplung den Kolben in seine in Fig. 2 dargestellte andere Endstellung drückt. 13 ist das Ansaugrohr des Motors, von welchem die Unterdruckleitungen 14 und 15 ausgehen.
Die Leitung 14 führt zu einem Schieber 16, welcher mit Hilfe des geschlitzten Zuggliedes 17 an den Gasfusshebel 1 angelenkt ist. Der Schieber 16 ist an seinem dem Gasfusshebel entgegengesetzten Ende mit einer Feder 18 versehen, die bestrebt ist, ihn in der Richtung nach links zu drücken. In der Ruhelage des Gasfusshebels wirdjedoch der Schieber mit liilfe des Zuggliedes 17 entgegen der Wirkung der Feder 18 in der äusseren Rechtslage gehalten. Die Leitung 15 führt zu einem gleichzeitig als Schieber ausgebildeten
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Regulierstift 19, der an seinem rechten Ende durch eine Feder 20 so belastet ist, dass er für gewöhnlich in seiner äussersten Linksstellung gehalten wird.
Am linken Ende des Schiebers 19 ist ein Gehäuse 31 vorgesehen, in welchem sich zwei Flüssigkeitspumpen, z. B. Zahnradpumpen, befinden. Die Zahnradpumpe 21 wird durch eine biegsame Welle 22 von einem auf der Kurbelwelle 23 des Motors befindlichen Rad 24 und einer Schnecke 25 angetrieben.
Die Zahnradpumpe 26 wird von der Kupplungswelle 6 durch das Rad 28, die Schnecke 29 und die biegsame Welle 30 angetrieben. In dem Gehäuse 31 befindet sich eine Flüssigkeit, welche durch die Pumpe 26 angesaugt wird und dadurch das linke Ende des Schiebers 19 durch Flüssigkeitsdruck belastet. Von der Pumpe 21 wird die in dem Verbindungsraum 27 zwischen beiden Pumpen vorhandene Flüssigkeit abgesaugt.
Von dem Schieber 16 führt eine Leitung 32 zu einem willkürlich durch den Fuss des Fahrers zu bewegenden Schieber 33. Ebenso führt die Leitung 34 vom Schieber 19 zum Schieber 33. Der Schieber 33 ist an seinem unteren Ende durch eine Feder 35 belastet und vom Schieber 33 führt eine Leitung 36 zur rechten Seite des Kolbens 11 im Zylinder 11'.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist folgende : Während der Fahrt des Kraftfahrzeuges hat der Führer für gewöhnlich den linken Fuss auf dem Knopf des willkürlich zu bewegenden Schiebers 33. Dabei wird die Leitung 32 mit der Leitung 36 verbunden. Wenn der Führer nun den Gasfusshebel aus irgendeiner Betriebsstellung in die in Fig. 1 dargestellte Ruhelage (Leerlaufstellung) zurücknimmt, wird auf dem letzten Teil seines Weges kurz vor Erreichung der Endlage durch das Zugglied 17 der Schieber 16 mit nach rechts gezogen, so dass er in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung gelangt und dadurch Unterdruck vom Ansaugrohr 13 des Motors her durch die Leitungen 14, 32 und 36 hinter den Kolben 11 gelangt und diesen entgegen dem Druck der Feder 12 nach rechts bewegt, wodurch mittels des Hebels 9 die Kupplung 5, 7 entgegen der Wirkung der Feder 8 ausgerückt wird.
Die Kupplung bleibt nun solange ausgerückt, bis der Fahrer den Gasfusshebel in der angegebenen Pfeilrichtung wieder betätigt.
Solange die Kupplung 5, 7 eingerückt war, haben die beiden Pumpen 21 und 26, welche vom Motor M bzw. von der Kupplungswelle 6 angetrieben sind, beispielsweise gleiche Drehzahl gehabt. Dadurch ist in dem Verbindungsraum 27 zwischen den beiden Pumpen kein Druck vorhanden. Der Schieber 19 wird also während der normalen Fahrt (Gasfusshebel in Betriebstellung) durch die Feder 20 in seiner linken Endstellung gehalten. Wenn nun die Kupplung 5, 7 wie vorher beschrieben, nach Zurücknahme des Gasfusshebels 1 in seine Ruhestellung durch den Unterdruck im Zylinder 11'ausgekuppelt wird, wird die Drehzahl des Motors und damit die der Pumpe 21 bis auf diejenige des leerlaufenden Motors herabsinken.
Dadurch entsteht in dem Verbindungsraum 27 der Pumpe 21 und 26 Flüssigkeitsdruck, da ja die Pumpe 26 noch entsprechend der auf sie übertragenen Drehzahl der mit dem Fahrzeug verbundenen Kupplungswelle 6 Flüssigkeit fördert. Der Schieber 19 wird also bei ausgerückter Kupplung 5,7 in die in Fig. 1 dargestellte rechte Endlage gedrückt. Auch wenn jetzt der Gasfusshebel in eine Betriebsstellung verschwenkt wird, verhindert zunächst der an der Verlängerung des Schiebers 19 angebrachte Teller 37 ein Zurückgehen des Schiebers 16 nach links. In dem Masse, wie die Drehzahl des Motors und damit der von ihm angetrieben Pumpe 21 zunimmt, wird der Druck in dem Verbindungsraum 27 zwischen den Pumpen 21 und 26 abnehmen.
Sobald die Pumpe 21 die gleiche oder eine etwas grössere Flüssigkeitsmenge absaugt, als die Pumpe 26 zuführt, wird der Druck in diesem Verbindungsraum auf Null zurückgehen und dadurch der Schieber 19 durch die Feder 20 in die in Fig. 2 dargestellte linke Endlage gebracht. Nun kann auch der Schieber 16 durch den Druck der Feder 18 nach links verschoben werden. In dieser in Fig. 2 gezeigten Stellung ist die Leitung 14 durch den Schieber 16 abgeschlossen und die Leitung 32 mit dem Entlüftungloch 38 verbunden. Dadurch wird über den Schieber 33 und die Leitung 36 der hinter dem Kolben 11 liegende Zylinderraum entlüftet, wodurch der Kolben 11 durch die Feder 12 in seine in Fig. 2 wiedergegebene linke Endlage gelangt, in welcher der Hebel 9 in der Pfeilrichtung bewegt und die Kupplung 5, 7 durch die Feder 8 wieder eingerückt wird.
Die Kupplung wird also mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung, wie beabsichtigt, erst dann selbsttätig einrücken, wenn die Drehzahl des Motors und der Kupplungswelle annähernd die gleichen sind.
Wenn nun der Fahrer nach Zurücklegen des Gasfusshebels aus irgendeinem Grunde den linken Fuss von dem Knopf des Schiebers 33 entfernt und dadurch der Schieber 33 unter der Wirkung der Feder 35 nach oben in die in Fig. 3 dargestellte Stellung verschoben wird, würde, da die Verbindung zwischen der Leitung 32 und 36 unterbrochen ist, der Unterdruck verschwinden und dadurch die Kupplung eingerückt. Da dies jedoch erst stattfinden soll, wenn die beiden zu kuppelnden Teile 5, 7 annähernd gleiche Drehzahlen haben, ist die Einrichtung so getroffen, dass in der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Schiebers 33 die Leitung 36 durch die Leitung 34, über den Schieber 19 und durch die Leitung 15 mit dem Ansaugrohr des Motors in Verbindung steht.
Es bleibt deshalb, auch wenn der Fahrer den linken Fuss von dem Knopf des Schiebers 33 entfernt, der Unterdruck hinter dem Kolben 11 bestehen und die Kupplung rückt noch nicht ein. Erst wenn in der vorgeschriebenen Weise der Fahrer wieder Gas gibt, tritt die oben beschriebene Wirkung ein und die Kupplung wird bei annähernd gleicher Drehzahl der beiden zu kuppelnden Teile eingerückt.
Bei eingerückter Kupplung 5, 7 und verschwenktem Gasfusshebel ist dann auch die Leitung 34,
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wie in Fig. 2 dargestellt, bei der linken Endstellung des Kolbenschiebers 19'durch das Entlüftungsloch 89 mit der Aussenluft verbunden.
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hebel 4 durch Fusskraft unabhängig von der Stellung des Kolbens 11 ausgerückt werden, da der Hebel 9 an die Kolbenstange 10 mit Hilfe einer geschlitzten Schiene 40 angelenkt ist.
Die Fig. 4 zeigt die beispielsweise Ausführung einer erfindungsgemässen Vorrichtung, durch welche die einwandfreie Aufhebung der Freilaufwirkung bei beliebiger Fahrzeuggeschwindigkeit willkürlich durch den Fahrer ermöglicht wird. Der Fahrer hat während der Fahrt den Gasfusshebel in die Ruhestellung zurückgenommen. Dadurch ist die Kupplung wie vorher ausführlich beschrieben, selbsttätig ausgerückt worden. Lässt der Fahrer, um die Freilaufwirkung aufzuheben, den Steuerschieber durch Entfernen des linken Fusses in die obere Endstellung gelangen, so wird durch die Leitung 44 der obere Teil des Zylinders 45 mit der Leitung 34 verbunden und durch den zutretenden Unterdruck der Kolben 46 entgegen der Wirkung der Feder 48 nach oben bewegt.
Die Kolbenstange 47 bewegt mit dem Arm l' den Gashebel 1 bis in die gestrichelt gezeichnete Stellung, in welcher der Motor bis auf die höchste Leerlaufdrehzahl beschleunigt wird. Dadurch wird die Drehzahl der Pumpe 21 ebenfalls entsprechend erhöht bis zu annähernd gleicher Drehzahl mit der Pumpe 26, und die Kupplung 5, 7 in der vorher beschriebenen Weise eingerückt. Durch das Zurückgehen des Regulierstiftes 19 wird gleichzeitig auch die Unterdruckzufuhr durch die Leitung 34 zu dem Kolben 46 aufgehoben und der über demselben liegende Raum ent-
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hebel in die Ruhestellung zurückgezogen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aus- und, Einrückvorrichtung für die Hauptkupplung von Kraftfahrzeugen, bei der das Wiedereinrücken der Kupplung aus dem Freilaufzustand solange verhindert wird, bis beideKupplungshälften (5 und 7) die gleiche oder annähernd gleiche Drehzahl erreicht haben, mit zwei Elementen (21 und 26), von denen das eine von der Motordrehzahl und das andere von der Getriebewellendrehzahl abhängig ist und mit einem Glied (33) zur natürlichen Freilaufeinstellung, das in seiner einen Stellung (Freilaufstellung) bei Kraftwegnahme das Ausrücken der Kupplung vermittelt, gekennzeichnet durch eine solche Bauart, dass auch bei Umstellung dieses Gliedes (33) während Freilauffahrt in die Normalstellung (entsprechend Normalfahrt mit eingerückter Kupplung)
die Kupplung erst dann wieder eingerückt wird, wenn die beiden zu kuppelnden Teile mit gleicher oder annähernd gleicher Drehzahl laufen.
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