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Kupplungsautomat für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kupplungsautomat für Kraftfahrzeuge mit einem mit dem Ansaugteil des Motors in Verbindung stehenden Zylinder, dessen Kolben mittels Übertragungsorgane mit dem einem von der Betätigung des Gaspedals abhängigen, durch einen Elektromagneten betätigbaren Luftsteu- erventil als Hauptventil und einem ebenfalls durch einen Elektromagneten betätigbaren Hilfsventil.
Bei einer bekannten Vorrichtung ähnlicher Art ist ein unter dem Einfluss eines Solenoids stehendes Hauptventil vorgesehen, während ein zweites Ventil ohne elektrische Betätigung zu diesem in Stufenschaltung angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird das Solenoid durch Arbeitsstromschaltung beeinflusst.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung eines Kupplungsautomaten für Kraftfahrzeuge ist ebenfalls nur ein Ventil mit einem Solenoid vorgesehen, wobei dieses Solenoid unter Federwirkung steht und in der Grundstellung erregt ist. Der Kolben ist als Doppelventil ausgebildet und durch das Stromloswerden des Solenoids wird unter Federwirkung die zweite Öffnung frei, so dass entkuppelt werden kann.
Weitersist ein Kupplungsautomat für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchem an Stelle von Ventilen mit elektrischer Betätigung ein Regelorgan in Form eines elektrisch betätigbaren Kolbenschiebers vorgesehen ist. Das Regelorgan ist ein Widerstand u. zw. ein. stufenloser Widerstand, der von einem Differentialkolben gesteuert wird. Es wird dabei der Druckunterschied zwischen zwei Stellen des Ansaugerohres ausgenützt.
Bei einem weiterhin bekannten Kupplungsautomaten sind drei Ventile vorgesehen, von denen zwei unter dem Einfluss von Solenoiden stehen, die in Arbeitsstromschaltung geschaltet sind. Es ist von dem Gaspedal ein Kolbenschieber abhängig, der einseitig mit einer Rohrleitung zum Ansaugteil des Motors verbunden ist, während der andere Raum dieses Schiebers mit Schaltorganen in Verbindung steht, die bei Endstellung des Kolbens in dem dem Saugteil abgewendeten Endedes zugehörigen Zylinders die Solenoide einschalten. Damit ist zwischen der Betätigung der Solenoide und dem Gaspedal ein komplizierter Zwischenträger oder ein Zwischenorgan geschaltet, abgesehen von dem komplizierten Aufbau der genannten Vorrichtung.
Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen besteht das wesentliche Kennzeichen der Erfindung darin, dass das Hauptventil in den Verbindungsweg zwischen der Ansaugseite des'Motors und dem Luftraum über dem Kolben geschaltet ist, wobei dieses Hauptventil durch seinen Elektromagneten den Verbindungsweg zwischen der Ansaugseite des Motors und dem Luftraum über dem Kolben so lange aufrecht hält, bis durch Öffnen der zugehörigen Kontakte der Magnet stromlos wird und die Saugwirkung des Kolbens die Verbindung des über dem Kolben befindlichen Raumes mit der Aussenluft herstellt sowie der unter dem Kolben befindliche Raum im Zylinder durch ein Steuerventil mit dem Hilfsventil in Verbindung steht, und die beiden Elektromagneten (im wesentlichen als Ruhestrommagneten) je für sich mit einem gestuft betätigbaren Schalter verbunden sind, der vom Gaspedal aus schaltbar ist.
Durch den Gegenstand der Erfindung wird insbesondere durch den kompendiösen Zusammenbau der Steuervorgang vereinfacht. Es kann dadurch eine genaue Abstimmung der Steuervorgänge vorgenommen werden und die Abfolge der einzelnen Stufen des Entkuppeln und des Kuppeins können so aufeinander abgestimmt werden, dass eine stossfreie, rasche und von sonstigen Verzögerungen freie Bedienung des Fahrzeuges hinsichtlich Schaltung und Kupplung in Abhängigkeit von der Betätigung des Gaspedals allein möglich ist.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, u. zw. stellt die Fig. l eine Schnittansicht des Zylinders mit Kolben und dem elektrisch gesteuerten Hauptventil im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 3 dar, während die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D der
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Fig. 3, aber nur des oberen Teiles, darstellt, und die Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kopf des Zylinders des Automaten veranschaulicht ; die Fig. 4 zeigt beispielsweise einen Schalter zur phasenabhängigen Steuerung der beiden Ventile durch das Gaspedal, wobei die an sich bekannten Pedale nur schematisch angedeutet sind.
Der Zylinder 1, der in bekannter Weise am Motor- oder Getriebeblock befestigt ist, ist oben mit einem Deckel 2 und unten mit einem Deckel 3 abgeschlossen. In diesem Zylinder ist ein Kolben geführt, der aus einer Platte 4, einem zylindrischen Stück 5, einer dazwischen eingespannten Liderung 6 und einem Schmierfilz 7 besteht, welch letzterer mittels eines Spanntellers 7a durch die Mutter der Kolbenstange 8 festgespannt ist. Die Kolbenstange 8 durchsetzt den unteren Zylinderdeckel 3 und ist in diesem bei 9 abgedichtet geführt. Die Kolbenstange weist eine Nut. 10'auf (deren Zweck später erläutert wird) und ist an dem äusseren Ende mittels eines an sich bekannten biegsamen Organs 11, das über ein gezahntes Rad 12 geführt ist, mit einem Hebel 14 verbunden, der auf die Betätigung der Kupplung einwirkt.
Die Kupplung selbst ist nicht dargestellt.
In dem unteren Zylinderdeckel 3 ist an einer Seite ein Ventil 15 vorgesehen, das z. B. als Kugelventil ausgebildet sein kann und Luft in den Zylinder unter dem Kolben 4,5, 6,7 einlässt, wenn der Kolben eine Aufwärtsbewegung vollführt, während beim Abwärtsgang dieses Ventil 15 schliesst. Das Ventil ist in einem nachstellbaren Schraubteil 16 vorgesehen.
An dem oberen Deckel 2 ist mittels Schraubenbolzen 17,17 eine Platte 18 befestigt, die einen gehäuseartigen Ansatz 19 aufweist. In diesem Ansatz 19 sind zwei Bohrungen vorgesehen, von denen die eine Bohrung 20 einerseits einen Ansatznippel 21 aufweist, der mittels einer Rohrleitung (die nicht gezeichnet ist) mit dem Ansaugteil des Motors in Verbindung steht, wie dies bei Kupplungsautomaten bekannt ist. Die Bohrung 20 ist mittels einer Bohrung 22 mit dem Raum 23 ober dem Kolben 4,5, 6,7 verbunden. Der Ansatz 20 weist ferner einen weiteren Nippel 26 auf, der in die Öffnung oder Bohrung 20 von der andern Seite eingeschraubt ist, mit einer Bohrung 27 in einem ringförmigen Ansatz 28 sowie mit einem Rohr 29 versehen ist, das den Halter einer Spule 30 für die elektromagnetische Betätigung des Kernes 31 in dem Rohr 29 bildet. Das Röhrchen 29 ist am Ende bei 32 abgeschlossen.
Der axial bewegliche Kern 31 weist einen Stift 33 auf, der einen doppeltwirkenden Ventilkörper 34 trägt, der sich einerseits auf den Sitz 35 des Nippels 21, anderseits auf den Sitz 36 des Nippels 26 anpressen kann.
Es ist ferner ein zweites elektromagnetisch betätigbares Ventil vorgesehen, das aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Die zweite Bohrung 37 des Ansatzes 19 ist bei 38 mit einer Verengung versehen. In der Bohrung 37 ist ein Nippel 39 eingeschraubt, der mit einem Führungsröhrchen 40 versehen ist, auf welchem die zweite Spule 41 einer elektromagnetischen Wicklung vorgesehen ist. Das Röhrchen 40 ist bei 42 abgeschlossen. Der axial bewegliche Kern 43 weist vorne einen Ventilteller 44 mit Dichtung 45 auf, der sich in Normallage gegen den Sitz 46 der Verengung 38 anlegt und die Bohrung 37 abschliesst.
In die Bohrung 37 mündet eine Bohrung 47, in deren Erweiterung bei 48 mittels einer Muffe 49 das verdickte Ende 50 eines Rohres 51 befestigt ist, das gemäss Fig. l mittels einer Muffe 52 in einer Bohrung 53 des Deckels 3 eingepasst und dort befestigt ist, so dass der unter dem Kolben 4, 5,6, 7 befindliche Raum 54 mittels des Rohres 51 mit dem Ventil bei 44, 46in Verbindung steht ; mit 19a ist ein Anschlag bezeichnet.
Die Draufsicht zeigt die Fig. 3, wobei das in Fig. l gezeigte Ventil als Hauptventil Ha, das in Fig. 2 gezeigte Ventil als Hilfsventil Hi bzeichnet ist.
Der Elektroschalter für die Betätigung der Magnete. in den Fig. l und 2 ist in der Fig. 4, von der Seite gesehen, dargestellt. An dem Teil 55 des Motorblocks ist ein Winkelstück 56 od. dgl. bei 57 angeschraubt.
Durch die Isolationen bei 58 und 59 gegen Masse abisoliert, sind drei Kontakte 60, 61 und 62 durch die Schraubenbolzen 60a, 61a und 62a befestigt (wobei hochwertiges Kontaktmaterial verwendet wird). Der Kontakt 61a ist mittels einer elektrischen Leitung 64 über einen am Armaturenbrett vorgesehenen Schalter 65 mit der Batterie B verbunden, während der Kontakt 60 über die Leitung 66 mit der Spule 41 der Fig. 2 verbunden ist, die anderseits an Masse angeschlossen ist. Der zweite Kontakt 62 ist über die Leitung 67 mit der Spule 30 der Fig. l verbunden, die anderseits ebenfalls an Masse angeschlossen ist.
Durch einen Schraubenbolzen 61 ist eine (aus hochwertigem Material bestehende) Feder 69 mit dem Träger 56 verspannt, wobei die Feder 69 die in der Zeichnung gezeigte Form aufweist und zwei Kontakte 70 und 71 besitzt, welche sich im geschlossenen Schalterzustand nach der Lage des (noch zu beschreibenden) Schalthebels gegen die Kontakte 60 und 62 anlegen und diese schliessen. Die Feder 69 hat die Form eines "L" und weist die Tendenz auf, dass in unbelastetem Zustande die beiden Schenkel sich einander nähern, so dass die Kontakte 70 und 71 sich von den Kontakten 60 und 62 abheben.
An einer Achse 73ist ein doppelarmiger Hebel 74,75 drehbar gelagert, dessen Hebelteil 75 mit dem Gaspedal in Richtung des Pfeiles 76 verbunden ist, während der zweite Teil 74 an einem Ende ein Isolier-
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stück 77 trägt, das in der Ruhestellung die beiden Arme des"L"der Feder 69 auseinanderdrückt und die entsprechenden Kontakte in Schliessstellung hält. Durch die Betätigung dieses Gaspedals werden die im folgenden näher beschriebenen Vorgänge ausgelöst.
Durch Einschalten der Zündung des Fahrzeuges wird die Batterie an den Schalter angeschlossen, der nunmehr geschlossen werden kann, wodurch über die stromführenden. Leitungen beigeschlossenen Kontak- ten 60,70 und 62,71 die beiden Spulen 30 und 41 unter Strom gesetzt und erregt werden.
Wird nunmehr durch den Elektromotor der elektrischen Anlage der Motor angeworfen, so wird durch den Anschluss des Saugteils des Motors über die Rohrleitung oder den Kanal 22 in dem Raum 23 ein Un- terdruck erzeugt, durch welchen der Kolben 4,5, 6,7 sich nach oben bewegt. Durch das Ventil 15 kann dabei Luft in den Raum 54eindringen, bis der Kanal 10 in den Bereich des Raumes 54 gelangt, so dass auch hier Luft einströmen kann. Durch die Bewegung des Kolbens 4,5, 6,7 und der Kolbenstange 8 wird das
Auskuppeln in an sich bekannter Weise besorgt. Durch ein geringes Niederdrücken des Gaspedals wird der
Kontakt 62,71 unterbrochen, wodurch der Magnet 30 stromlos wird und der Ventilkörper 34 sich an den
Ventilsitz 35 anlegt.
Dadurch wird über die Öffnung 27 und den Kanal 22 der Raum 23 wieder mit der
Aussenluft in Verbindung gebracht, wodurch der Kolben 4,5, 6,7 sich ziemlich rasch abwärts bewegt und damit das Kupplungspedal freigibt bis zu einem Ausmass, in welchem die Kupplung zu greifen beginnt, jedoch die völlige Kupplung noch nicht vollzogen ist. Aus dem Raum 54kann die Luft durch den Kanal 10 der Kolbenstange 8 rasch entweichen. Durch die Begrenzung der Länge des Kanals 10 kann diese Bewe- gung des Kolbens 4,5, 6,7 über 2/3 des gesamten Kolbenweges rasch vollzogen werden, wobei nach die- sem Weg durch den Kanal 10 keine Luft mehr entweichen kann.
Das weitere Entweichen der Luft kann nun durch die Einstellung der Muffe 16 oder eines damit regulierbaren Spaltes geregelt und eingestellt werden und der Rest der Luft kann nur durch das Hilfsventil Hi und die Betätigung des entsprechenden Schalters rasch zum Entweichen gebracht werden. Wird nun für den letzten Weg des Kuppelvorganges das Gaspedal rasch niedergedrückt, so wird auch der Kontakt 60,70 abgehoben und dadurch das Hilfsventil geöffnet, so dass die Luft aus dem Raum 54 bis zum völligen Niedergang des Kolbens 4,5, 6,7 entweichen kann und das völlige Einkuppeln vollzogen wird.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung arbeitet auf Grund der Zweistufigkeit des Kuppelvorganges ausserordentlich rasch und verzögerungsfrei und ergibt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten rein pneumatischen Kupplungsautomaten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kupplungsautomat für Kraftfahrzeuge mit einem mit dem Ansaugteil des Motors in Verbindung stehenden Zylinder, dessen Kolben mittels Übertragungsorgane mit dem Kupplungspedal in Verbindung steht sowie mit einem von der Betätigung des Gaspedals abhängigen, durch einen Elektromagneten betätigbaren Luftsteuerventil als Hauptventil in einem ebenfalls durch einen Elektromagneten betätigbaren Hilfsventil, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (Ha) in den Verbindungsweg zwischen der Ansaugseite des Motors und dem Luftraum (23) über dem Kolben (4,5, 6,7) geschaltet ist, wobei dieses Hauptventil (Ha) durch seinen Elektromagneten (30) den Verbindungsweg zwischen der Ansaugseite des Motors und dem Luftraum über dem Kolben (4, 5, 6,7) so lange aufrecht hält,
bis durch Öffnen der zugehörigen Kontakte (62,71) eines Schalters der Magnet (30) stromlos wird und die Saugwirkung des Kolbens die Verbindung des über dem Kolben befindlichen Raumes (23) mit der Aussenluft herstellt, und der unter dem Kolben (4,5, 6,7) befindliche Raum (54) im Zylinder (l) durcheineSteuerleitung (51) tnitdem Hilfsventil (Hi) in Verbindung steht, und die beiden Elektromagneten (im wesentlichen als Ruhestrom- magnete. n) (30,41) je für sich mit einem gestuft betätigbaren Schalter (60,70 bzw. 62,71) verbunden sind, der vom Gaspedal (76) aus schaltbar ist.