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Selbsttätige Aus- und Einrückvorrichtung einer Kupplung, insbesondere zwischen Motor und
Wagenantrieb bei Kraftfahrzeugen.
Selbsttätige Aus-und Einrückvorriehtungen für Kupplungen bei Kraftfahrzeugen, die auch als Freilaufeinrichtung wirken und die von der Drehzahl des Motors sowie von derjenigen des Wagenantriebes z. B. mittels Fliehkiaftpendeln beeinflusst und von seiten des Fahrers lediglich durch Gasgeben geschaltet werden, sind bereits bekannt. Es ist auch bekannt, Einrichtungen vorzusehen, die bewilken, dass die Kupplung erst bei einer einstellbaren niedrigsten Drehzall ausrückt und erst dann einrückt, wenn die beiden zu kuppelnden Teile mit gleicher Drehzahl umlaufen.
Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und Ausgestaltung einer solchen Kupplung dahin, dass der Verlauf des Einrückvorganges der Kupplung einerseits den jeweils vorhandenen Widerständen des Fahrzeuges angepasst und anderseits durch den Fahrer, je nach der von il. m gewünschten Fahrweise beeinflusst werden kann. Die Bewegung des beweglichen Kupplungsteiles passt sich dabei in jeder Phase des Einrückvorganges selbsttätig diesen beiden Einflüssen an.
Der Erfindung gemäss wird eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen, durch welche das Einrücken der Kupplung beim Steigern der Motordrehzall selbsttätig in der Weise bewirkt wird, dass zunächst unverzüglieh Anlage der Kupplungsteile herbeigeführt wird und dass danach der Anpressdruck der Kupplung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, also entsprechend der Motorregelung durch den Fahrer und dem
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Mittels der zusätzlichen Einrichtung wird durch Umstellen eines Unterbrechergliedes zuerst an Stelle des das Ausrücken bewirkenden Druckes des Druckmittels plötzlich eine solche Höhe des Druckes eingestellt, dass dadurch die Aus- und Einrückvorricl :
tung der Kupplung unverzüglich in die Stellung gebracht wird, in welcher die Kupplungsteile eben aneinanderliegen. dann wird durch ein Regelglied der zusätzlichen Einrichtung das Druckmittel in seiner Druckhöhe in direkter Abhängigkeit von der Motordrehzahl gesteuert, dieser Druck über ein von den Drehzahlen beider Kupplungsteile abhängiges Umsteuerglied durch die Ein- und Ausrückvorrichtung auf die Kupplung zur Einwirkung gebracht, so dass der Anpressdruck in Abhängigkeit von der Motordrehzahl wächst, und schliesslich, wenn Gleichlauf oder annähernd Gleichlauf der Kupplungsteile erreicht ist, plötzlich auf den vollen Anpressdruck des Druckmittels umstellt.
Weiterhin wird nach der Erfindung ein weiteres Umsteuerglied vorgesehen, welches bei Annäherung
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des Druckmittels umschaltet.
Die Erfindung erlaubt ein völlig stossfreies Anfahren in jedem Gelände, u. zw. wirkt die neue Vorrichtung so, dass nach dem Überschreiten der Leerlaufdrehzahl der bewegliche Kupplungsteil sich mit
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grosser Geschwindigkeit gegen den andern Kupplungsteil hin bewegt. diesen aber noch nicht kraftschlüssig berührt. In dem gleichen Masse, in dem sich die Motordrehzahl weiter erhöht. wird der bewegliche Kupplungsteil nunmehr mit stetig wachsender Kraft gegen den andern Kupplungsteil gepresst, und beim Erreichen des Gleiclaufes beider Kupplungsteile wird der variable, von der Drehzahl abhängige Anpressdruck durch den vollen. konstanten Pressdruck der Kupplung z.
B. durch die Kupplungsfeder sofort und rasch abgelöst.
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sehr hoher Beschleunigung die Drehzahl des Motors sich entsprechend erhöhen (z. B. auf 500-1000 Um- drehungen pro Minute über die Leerlaufdrehzahl), ehe die Kupplung endgültig fasst. Schliesslich wird bei grösstem Anfahrwiderstand (aussergewöhnlich starke Steigung bei schlechter Strasse) eine noch höhere Drehzahl erreicht, die je nach der hiebei gewünschten Anfahrbeschleunigung sich einstellt (z. B. bis zur Hälfte oder Dreiviertel der grössten MotordrehzaM).
Besondere Vorteile bietet die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung bei solchen Getriebesehalteinrichtungen, welche beim Wechseln keine Kupplungsbedienung mehr benötigen, z. B. bei solchen. deren Gänge durch Weehselkupplungen ohne mittlere Ruhestellung der Schaltmuffe geschaltet werden.
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hebel für die Kupplung weggelassen werden, da die Kupplungsbetätigung dann auch für den letzten Zweck, nämlich das Anfahren, selbst unter schwierigsten Verhältnissen nicht mehr notwendig ist.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, dass das Anfahren in Stei- gungen wesentlich erleichtert ist. da kein Kupplungshebel mehr bedient zu werden braucht. Der Fahrer bedient mit dem einen Fuss den Fussbremshebel, mit dem andern den Gashebel. In dem Mass, als die
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werden. Der Fahrer kann also durch Bedienung dieser beiden Hebel den Wagen aus dem Stillstand auch in den grössten Steigungen zum Anfahren bringen, während es bisher wegen der gleichzeitig notwendigen Bedienung des Kupplungshebels und des Gashebels durch beide Füsse und ausserdem der Handbremse
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bringen. ohne dass ein Zurücklaufen des Fahrzeuges eintrat.
Ein solches Zurücklaufen ist gerade in bergigem
Gelände äusserst gefährlich. weshalb man schon Einrichtungen zur Verhinderung eines derartigen Zurücklaufens vorgesehen hat. Derartige besondere Einrichtungen sind bei der Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls nicht mehr notwendig.
Die Erfindung ist anwendbar bei jeder Art von Kraftfahrzeugen, also bei Personenwagen. Omnibussen, Lastkraftwagen und Schienenfahrzeugen mit Motorantrieb. Bei der letzteren Art ist die erfindungsgemässe Vorrichtung auch deshalb wichtig, weil der Führer seinen Platz oft in solcher Entfernung von der Maschinenanlage hat, dass er den Einrückvorgang nicht nach dem Geräusch des Motors beurteilen und entsprechend abstimmen kann.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann zweckmässig mit einer Aus- und Einrück- vorrichtung der Kupplung des betreffenden Fahrzeuges für Freilaufzweeke verbunden werden. wie sie z. B. in dem österreichischen Patent Nr. 139505 angegeben ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. in schematischer Weise, haupt- sächlich im Schnitt. Dabei ist als Druckmittel für die Betätigung der Aus-und Einrüekvorriehtung der
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auch mit Betätigung durch ein Druckgas, z. B. Druckluft, hergestellt werden.
1 bedeutet einen Behälter, von dem aus die Unterdruekzufuhr zu der Einrichtung erfolgt und der an das Vergaserrohr des Motors angeschlossen sein kann. Von ihm führt die Leitung 2 mit den Abzweigungen 3 und 4 zu den Steuerorganen. 7 ist eine über die biegsame Welle 8 und den Schneckentrieb von der Kurbelwelle 10 aus angetriebene Flüssigkeitspumpe. 11 ist eine zweite Flüssigkeitspumpe, welche über die biegsame Welle 12 und den Schneckentrieb 13 von der Welle 14 des Kupplungsteiles 23 (Wagen- antriebswelle) aus angetrieben wird. Das Schwungrad 16 des Motors bildet gleichzeitig die andere Kupp- lungshälfte. Die Kupplung wird durch die Feder 17 während der Fahrt eingerückt gehalten.
In dem Gehäuse 5 der Flüssigkeitspumpen ist 18 der Saugraum, aus welchem die vom Wagen angetriebene Pumpe 11 die Flüssigkeit ansaugt. 19 ist der zwischen den beiden Pumpen liegende Flüssig-
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steht, sowie ein Kolben 23, dessen nadelförmige Fortsetzung 24 an seinem unteren Ende den Ausfluss aus der Öffnung 25 reguliert. Über dem Kolben 23 befindet sich eine Feder 26 und ein Steuerschieber 2'/. auf welchen eine Feder 28 drückt, deren Druck durch die Schraube 38 eingestellt werden kann. 35 ist eine Entlüftungscffnung. Aus dem Raum 20 kann die Flüssigkeit ausserdem durch die Öffnung 29. deren freier Querschnitt durch die Schraube 30 eingestellt werden kann. ausfliessen.
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Die Flüssigkeit in dem zwischen beiden Pumpen liegenden Raum 19 kann auf den Schieber 31 einwirken, welcher unter dem Druck der Feder 32 steht, wobei die Anschläge 33 und. 34 die beiden End- stellungen dieses Schiebers begrenzen.
Ein Schieber 40 steht unter der Einwirkung der Feder 42 und ist über die Leitungen 61 und 43 mit dem Gehäuse des Schiebers 31. über die Leitungsstücke 44 und 45. welche zu der Leitung 41 vereinigt sind, mit dem Gehäuse des Schiebers 21 und über die Leitung 46 und deren Abzweigungen 47 und 48 mit dem Gehäuse des Schiebers 27 in Verbindung. Am einen Ende des Gehäuses des Schiebers 40 ist eine Entlüftungsöffnung 39.
Von den Gehäusen der Schieber 40 und-M führen die Leitungen 49 und 50 zu der Leitung 51, welche in den Zylinder 52 der Betätigungsvorrichtung für die Kupplung mündet. in welchem der Kolben 53 unter der Wirkung der Feder 54 steht und über die Stange 55 und die Lasche 56 sowie den Doppelhebel 57 auf den verschiebbaren Teil 15 der Kupplung einwirkt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Beim Stillstand des Wagens läuft der Motor mit der niedrigsten Leerlaufdrehzahl. Der Flüssigkeitsdruck im Raum 20 ist infolge entsprechender Einstellung der Regulierschraube 30 so niedrig, dass der Kolben 23 und der Schieber 21 sich in ihrer unteren Stellung befinden. Der Unterdruck kann deshalb von dem Bel. älter 1 durch die Leitungen 2 und 4 über den Schieber 21 und die Leitungen 41 und 45 hinter die rechte Seite des Schiebers 40 gelangen, wodurch dieser entgegen der Wirkung der Feder 42 in seine rechte Endstellung gezogen wird. Dadurch wird die von der Leitung 41 abgezweigte Leitung 44 mit der Leitung 49 verbunden.
Es gelangt also auf diesem Wege der volle, bei der Leerlaufdrehzahl wirkende Unterdruck durch das die Leitung 49 mit dem Kupplungszylinder 52 verbindende Leitungsstüek 51 hinter den Kolben 53 der Ausrückvorrichtung, und die Kupplung wird mit der grössten Kraft vollständig ausgerückt.
Ehe auf die weiteren Vorgänge beim Anfahren eingegangen wird. sei zuerst die Wirkungsweise des Druckregelorgans 27 beschrieben. Bei dem der Leerlaufdrehzahl entsprechenden Flüssigkeitsdruck ist der Kolben 23 in seiner untersten Lage und die Feder 26 ganz oder nahezu spannungslos. Der Schieber 27 besitzt oben und unten je eine Steuerkante. Die obere Steuerkante regelt den Durcrgang zu der Leitung 5, welche über die Leitung 2 zu dem UnterdruckbeLälter führt, die untere Steuerkante regelt den Zutritt von Aussenluft in die Leitung 48. Durch die Wirkung der beiden Steuerkanten stellt sich im Raum. 36 über dem Sehieber 27 und in den angesclossenen Leitungen ein Unterdruck ein. welcher niedriger ist als der in dem Behälter 1 und von der Spannung der Feder 28 abhängt.
Durch Veränderung der Spannung der Feder 28 vermittels der Regulierschraube 38 kann die Höhe des wirksamen Unterdrucks verändert werden. Bei Steigerung der Motordrehzal I. also zunehmendem Flüssigkeitsdruck in dem Raum 20, wird der Kolben 23 nach oben bewegt und die Feder 26 stärker gespannt. Der Kolben 27 macht unter dem stärkeren Druck der Feder 26 einen kleinen Weg nach oben. Durch diese Bewegung wird durch Zutritt von Luft an der unteren Steuerkante des Schiebers 27 in die Leitungen 48, 47, 46 und auch in den Raum 36 über dem Schieber 27 der vorher vorhandene Unterdruck entsprechend der Drehzahländerung etwas ermässigt.
In dem Raum 36 hat also eine Druckerhöhung stattgefunden. welche bewirkt, dass der Schieber27 sich wieder etwas nach unten bewegt und die Leitung 48 wieder abschliesst. Die drei an dem Schieber 27 wirkenden Kräfte : Feder 26 sowie Wirkung des ermässigten Unterdrucks, Feder 28, sind nun wieder in Gleielgewicht. Bei den Regulierwegen des Schiebers 27 handelt es sich natürlich nur um ganz geringe Grössen (Zehntelmillimeter nach oben oder unten).
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Wirkung des ermässigten Unterdrucks freigibt.
Dadurch werden der Kolben 53 der Aus-und Einrüek- vorrie1tung und damit der verschiebbare Kupplungsteil 15 sprungartig den Abhebeweg zwischen der voll ausgerückten Stellung und derjenigen Stellung zurücklegen, bei welcher die Kupplungsteile sich eben leicht ohne eigentliche Htnal. mekraft berühren.
Je nach der vom Führer mit dem Gashebel eingestellten Motordrehzahl wird nun die Drehzahl der Pumpe 7 und damit der Flüssigkeitsdruck in dem Raum 20 zunehmen. Dadurch wird der Kolben 23 entsprechend nach oben gehen und unter Zusammendrücken der Feder 26 auf den Schieber 27 einwirken.
Der wirksame Unterdruck wird damit durch den Schieber 27 jeweils unter entsprechender rückstellender Wirkung auf den Schieber 27 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors verändert und wirkt auf dem beschriebenen Wege in der geänderten Höhe auf den Kolben 53 der Ausrückvorrichtung. Die Kupplungs- teile werden also bei zunehmender Motordrehzahl stärker aneinander gedrückt, u. zw. entsprechend der
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Drehmomentes genügt, wird der Kupplungsteil 15 durch Reibung bei schleifender Kupplung mitgenommen. und der Wagen beginnt sich in Bewegung zu setzen.
Sobald danach beide Kupplungsteile gleiche Drehzahl erreicht haben, also die beiden Flüssigkeitspumpen 7 und 11 mit gleicher Drehzal 1 laufen, verschwindet der vorher in dem Raum 19 zwischen den beiden Pumpen vorhandene Unterdruck in der Flüssigkeit. Dadurch wird der Schieber 37 unter dem Druck der Feder 32 in seine rechte Endlage verschoben, die Verbindung zu der Leitung 43 usw. mit dem Raum 36 über dem Schieber 27 verschlossen und dafür über die Leitung 61 und die Bohrung 60 in dem Sel. ieber 40 die Verbindung der Leitung 50 und damit des Zylinders der Aus- und Einrückvorrichtung mit der Aussenluft hergestellt.
Nachdem also vor dem Gleichlauf sieh ein Anpressdruck der Kupplung entsprechend dem bei der jeweiligen Xotordrehzahl vorhandenen wirksamen Unterdruck eingestellt hatte, wird jetzt die Kupplung mit der vollen Kraft der Feder 17 ohne entgegenwirkende Unterdruckkraft angepresst, d. h. die Kupplung fasst endgültig.
Wenn im weiteren Betrieb die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird, hat dies auf die Kupp- lung keinen Einfluss, da der Schieber M in seiner rechten Endlage verbleibt, also der Kupplungszylinder dauernd entlüftet ist. Erst wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bis auf die der niedrigsten Leerlauf- drehzahl des Motors entsprechende Geschwindigkeit gesunken ist, wird durch die Wirkung des auf seinen niedrigsten Wert gesunkenen Flüssigkeitsdruckes in dem Raum 20 der Schieber S. ? unter dem Druck der Feder 22 in seine untere Endstellung gelangen und in der oben beschriebenen Weise die Kupplung mit dem vollen Ansaugeunterdruck des Motors ausrücken. Wenn der Wagen angehalten wird. kann in der oben beschriebenen Weise wieder angefahren werden.
Wenn der Wagen ohne anzuhalten weiterfährt. bleibt die Kupplung so lange ausgerückt gehalten, bis die MotordrehzaM wieder gesteigert wird. Bei geringer Erhöhung der DrehzaH über die Leerlaufdrehzahl des Motors gelangt der Schieber 21 wieder in seine obere und damit der Schieber 40 wieder in seine linke Endlage, und der Kupplungszylinder wird in der oben beschriebenen Weise entlüftet.
Das Einrücken der Kupplung erfolgt stets bei Gleichlauf der Kupplungsteile und bei je nach den Anfahrverhältnissen verschiedennen Drehzahlen, ohne von der Gashebelstellung direkt abhängig zu sein.
Ausser dieser im Interesse einer guten Übersicht rein schematisch und einfach gehaltenen. \nord- sung können natürlich im Sinne der Erfindung und ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen entsprechend andere Anordnungen gewählt werden. Unter anderem kann z. B. zur möglichsten Ersparnis von Druckmittel statt des Absperrens und Wiederöffnens der Leitung 46, welche das in seiner Druckhöhe durch den Schieber 27 geregelte Druckmittel führt, sinngemäss die Zuleitung 3 zu diesem Schieber. welche den vollen Druck des Druckmittels führt, abgesperrt und wieder freigegeben werden und anderes mehr.
Die in der Abbildung angegebenen Schieberwege und Querschnitte sind rein schematisch angegeben.
Sie werden bei der Ausführung so gewällt, dass hohe Empfindlielkeit. genaue und rasehe Wirkung der Steuervorgänge erzielt wird. Zur Erzielung rascher Regelwilkung können z. B. auch Regelorgane mit verhältnismässig sehr kleinem Querschnitt auf Hilfsorgane einwirken und diese Hilfsorgane ihrerseits verhältnismässig grosse Steuerquerschnitte rasch öffnen.
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