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Elektromagnetische Kupplungseinrichtung für
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung für Brennkraftmaschinen von
Kraftfahrzeugen, die beim Überschreiten einer Mindestdrehzahl ein mit der Maschinendrehzahl steigen- des Drehmoment zu übertragen vermag. Bei derartigen Kupplungen muss dafür gesorgt werden, dass das
Kupplungsmoment bei Drehzahlen, die nur geringfügig über der Leerlaufdrehzahl liegen, kleiner als das kleinste zum Rollen auf ebener Fahrbahn erforderliche Antriebsmoment bleibt. Diese Forderung steht teilweise mit der weiteren Forderung im Widerspruch, wonach die Kupplung ihr volles Drehmoment übertragen muss, sobald die Antriebsdrehzahl auf einen sogenannten Nullschlupfwert angestiegen ist, bei dem das Drehmoment ohne Schlupf übertragen wird.
Diese Antriebsdrehzahl soll nicht höher als beim dreifachen Wert der Anfahrdrehzahl liegen. Darüber hinaus wird angestrebt, in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebsmaschine die niedrigste, den Kupplungsvorgang auslösende Anfahrdrehzahl zu erhöhen, damit bei niedrigen Betriebstemperaturen die dann notwendige. Erhöhung der Leerlaufdrehzahl den Kupp- lungsvorgang nicht einleitet. Es hat sich ferner als notwendig erwiesen, die zur Betätigung der Kupplung dienende elektrische Energie in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit zu beeinflussen.
Diese Aufgaben lassen sich bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art in einfacher Weise lösen, wenn er erfindungsgemäss im Anfahrbetrieb die zur Drehmomentübertragung erforderliche Energie der Kupplungswicklung in Form von elektrischen Gleichspannungsimpulsen aus einem synchron zur Maschinendrehzahl arbeitenden Impulserzeuger zugeführt wird, der einen monostabilen, mit einem Eingangstransistor und einem Ausgangstransistor ausgerüsteten Multivibrator enthält, bei dem in einem vom Ausgangstransistor zum Steuerkreis des Eingangstransistors führenden Rückkopplungskreis ein elektrischer, die Impulsdauer bestimmender kapazitiver oder induktiver Energiespeicher vorgesehen ist.
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen elektromagnetischen Kupplung sowie des zugehörigen Steuergerätes dargestellt. Es zeigen Fig. l eine vierzylindrige Viertakt-Brennkraftmaschine mit Magnetpulver-Kupplung und elektronischer Steuereinrichtung schematisch ; Fig. 2 die Kupplung dieser Maschine im Mittelschnitt ; Fig. 3 ein Schaltbild des Steuergerätes für diese Kupplung ; Fig. 4 und 5 sowie Fig. 6 und 7 von zwei weiteren Varianten des Steuergerätes jeweils das Schaltbild sowie ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungsweise ; Fig. 8 zu einer Abwandlung dieses letzten Steuergerätes gemäss Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Schaltbild ; schliesslich Fig. 9 und 10 ein Steuergerät mit elektronischer Impulsverlängerung im Schaltbild bzw. ein Diagramm hiezu.
Die zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges bestimmte Brennkraftmaschine 10 arbeitet mit einer Hochspannungszündanlage mit dem Verteiler 11 zusammen. An die Brennkraftmaschine ist das Gehäuse 12 der Magnetpulver-Kupplung angeflanscht, welche durch das elektrische Steuergerät 13 - dessen Schaltbild in Fig. 3 veranschaulicht ist - automatisch eingerückt wird, wenn die Drehzahl der Maschine auf einen vorgegebenen, über der Leerlaufdrehzahl liegenden Mindestwert hinaus gesteigert wird ; an das Gehäuse 12 der Magnetpulver-Kupplung ist ein übliches Getriebe 15 angeflanscht, dessen einzelne Gänge durch einen Schalthebel 16 wahlweise eingerückt werden können.
Wie Fig. 2 erkennen lässt, enthält die Magnetpulverkupplung in ihrem Gehäuse 12 einen aus zwei Schalen 21 und 22 zusammengesetzten, mit der Kurbelwelle 23 der Brennkraftmaschine fest verbundenen, zugleich das Schwungrad der Brennkraftmaschine bildenden Käfig und einen auf einer Abtriebswelle 24 sitzenden Läufer 25, der an seiner Mantelfläche mehrere nebeneinander liegende Nuten 26 aufweist. Zwi-
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schen der Mantelfläche des Läufers und der zylindrischen Innenwand 28 des Käfigs befindet sich ein in
Wirklichkeit etwa 1 - 2 mm breiter Ringspalt. In den Hohlraum zwischen dem Käfig 21,22 und dem
Läufer 25 ist magnetisierbares Pulver 30 eingefüllt, das bei laufender Brennkraftmaschine infolge der
Zentrifugalkraft in jenen Ringspalt geschleudert wird.
In die einander zugekehrten Stirnflächen der Käfigschalen 21 und 22 ist je eine sich gegen die Drehachse hin erweiternde Ringnut 31 eingestochen, in die eine Magnetwicklung 35 eingelegt ist. Die Enden der Magnetwicklung 35 sind an je einen von isoliert gegeneinander auf der äusseren Stirnfläche der Schale 22 sitzenden Schleifringen 36 und 37 geführt. An der Innenseite des Gehäuses 12 sind ebenfalls isoliert gegeneinander zwei Schleifbürsten 38 und 39 befestigt. Jede dieser beiden Bursten arbeitet mit einem der beiden Schleifringe zusammen. Von den Bürsten führen Leitungen zu einer aussen am Gehäuse 12 sitzenden Anschlussdose 40, über welche die Magnetwicklung 35 der Kupplung an die Steuereinrichtung 13 angeschlossen ist.
Die Steuereinrichtung liefert die zur Momentübertragung erforderliche elektrische Energie als etwa rechteckförmige Stromimpulse 41, zu deren Erzeugung die Eingangsseite des Steuergerätes 13 mit dem Verteiler 11 der Hochspannungszündanlage durch ein Kabel 42 verbunden ist, über das bei jedem Zündvorgang dem Steuergerät ein kurzer Steuerimpuls 43 zugeführt wird.
Wie das in Fig. 3 dargestellte Schaltbild der Steuereinrichtung zeigt, kann an die zum Betrieb der Hochspannungszündanlage vorgesehene Batterie 50 eine zur Steuereinrichtung führende Plusleitung 51 sowie die Primärwicklung 52 und die Sekundärwicklung 53 der Zündspule der Hochspannungszündanlage über einen Zündschalter 54 angeschlossen werden. Die Primärwicklung 52 ist in Reihe mit dem im Gehäuse des Verteilers 11 untergebrachten Unterbrecherarm 56 geschaltet. Der Unterbrecherarm arbeitet mit einem feststehenden, an die Masseleitung 55 angeschlossenen Kontakt 57 zusammen und wird von einem ebenfalls im Verteilergehäuse untergebrachten vierhöckrigen Nocken 58 bei jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine zweimal von dem feststehenden Kontakt 57 abgehoben.
So oft der Schaltarm 56 den über die Primärwicklung 52 fliessenden Zündstrom J unterbricht, entsteht an der Primärwicklung eine Spannung U, die dem Multivibrator 65 über einen Widerstand 60 und einen mit diesem in Reihe geschalteten Kondensator 61 zugeführt wird. An den Kondensator sind zwei in Reihe geschaltete, zwischen der Plusleitung 51 und der Masseleitung 55 liegende Widerstände 62 von 10000 Ohm und 63 von 5000 Ohm sowie ein Kondensator 64 von 0,02 JLF angeschlossen.
Der Multivibrator 65 ist dazu bestimmt, bei jedem der beim Öffnen des Unterbrechers 56 entstehen-
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gender Drehzahl vergrössert werden kann-wie unten näher erläutert. Der Multivibrator enthält einen Eingangstransistor 70 und einen Ausgangstransistor 71, beide vom p-n-p-Typ.
Der Eingangstransistor 70 liegt mit seiner Emitterelektrode unmittelbar an der Plusleitung 51, sein Kollektor ist mit der Basis des Ausgangstransistors 71 direkt verbunden und liegt über einen Widerstand 72 von 8 000 Ohm an der Minusleitung 55. Die bei jeder Öffnungsbewegung des Unterbrecherhebels 56 entstehenden Steuerspannungen U werden der Basis des Eingangstransistors über einen in dieser Richtung stromdurchlässigen Germaniumgleichrichter 74 zugelühn. Die Basis des Eingangstransistors ist ausserdem über einen Widerstand 75 von 2 000 Ohm mit dem Verbindungspunkt eines an die Minusleitung 55 angeschlossenen Festwiderstandes 76 von etwa 10 000 Ohm und eines veränderbaren, mit einem Abgriff 77 versehenen Widerstandes 78 verbunden, der an die Plusleitung 51 angeschlossen ist.
An den in Fig. 3 mit A bezeichneten Verbindungspunkt dieser Widerstände ist ausserdem die Zuleitungselektrode eines Germaniumgleichrichters 80 angeschlossen. Seine Ableitungselektrode führt zu der mit ihrem andern Wicklungsende an die Basis B des Eingangstransistors 70 angeschlossenen Sekundärwicklung 81 eines Transformators, der auf einem gemeinsamen Eisenkern 82 eine Primärwicklung 83 trägt. Die Primärwicklung ist in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 71 geschaltet und mit einem Germaniumgleichrichter 84 überbrückt. Dieser liegt mit seiner Zuleitungselektrode an der Masseleitung und wird in SperrRichtung beansprucht, solange der Ausgangstransistor 71 stromleitend ist. An den in der Emitterzuleitung zum Ausgangstransistor 71 liegenden Arbeitswiderstand 86 von 1000 Ohm ist die Basis eines Verstärkungstransistors 87 angeschlossen.
Dieser arbeitet auf einen ebenfalls in der Emitterzuleitung liegenden Arbeitswiderstand 88 von 20 Ohm. Die an diesem entstehende Steuerspannung wird einem Leistungstransistor 30 zugeführt, der die in Fig. 1 angedeuteten impulsförmigen Stromstösse 41 an die in seinem Kollektorkreis liegende Magnetwicklung 35 der Kupplung liefert. Zur Unterdrückung der am Ende der Stromimpulse entstehenden Spannungsspitzen ist die Magnetwicklung 35 durch eine Siliziumdiode 91 und einen mit : lies er in Reihe geschalteten Widerstand 92 von 10 Ohm überbrückt.
Die Stromimpulse werden von dem Multivibrator 65 in folgender Weise hervorgerufen : Da der Ein-
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gangstransistor 70 mit seiner Basis an dem gegenüber seinem Emitter negativen Verbindungspunkt A liegt, vermag er im Ruhezustand über seinen Arbeitswiderstand 72 Strom zu führen und sperrt dadurch den Aus- gangstransistor 71 und die beiden nachfolgenden gleichphasig arbeitenden Transistoren 87 und 90. Sobald jedoch der Unterbrecherhebel 56 von seinem Gegenkontakt abgehoben wird, gelangt dt ! i- Gleichricater 74 an stark positives Potential, so dass der Eingangstransistor 70 gesperrt und der Ausgangstransistor 71 strom- leitend gemacht wird.
Der jetzt einsetzende, über die Primärwicklung 83 fliessende Kollektorstrom kann jedoch wegen der verhältnismässig hohen Induktivität der Primärwicklung 83 nur langsam ansteigen. Das von ihm erzeugte, ebenfalls langsam ansteigende Magnetfeld im Eisenkern 82 induziert in der Sekundär- wicklung 81 eine Spannung, die einen über den Widerstand 75 und den Gleichrichter 80 fliessenden Strom
JR hervorruft. Der am Widerstand 75 erzeugte Spannungsabfall verschiebt das Potential der Basis B des
Eingangstransistors gegen positive Werte hin und hält den Eingangstransistor auch dann noch gesperrt, wenn der von der Zündanlage erzeugte Steuerimpuls U bereits wieder abgeklungen ist. Der Sperrzustand des
Eingangstransistors 70 hält so lange an, bis sich der über die Primärwicklung 83 fliessende Kollektorstrom des Ausgangstransistors 71 seinem Maximalwert stark genähert hat.
Mit kleiner werdender Anstiegsge- schwindigkeit des Kollektorstromes sinkt nämlich die in der Sekundärwicklung 81 induzierte Spannung ab und wird schliesslich kleiner als die zwischen dem Verbindungspunkt A und der Plusleitung eingestellte, durch das Grössenverhältnis der Widerstände 78 und 76 bestimmte Vorspannung des Eingangstransistors.
Dann kann der Eingangstransistor nicht mehr in seinem Sperrzustand gehalten werden und fängt an strom- leitend zu werden ; dabei sperrt er zunehmend den Ausgangstransistor 71, so dass der Rückkopplungsstrom
JR verschwindet und der Eingangstransistor 70 in seinen voll stromleitenden Zustand zurückkippt. Gleich- zeitig mit dem Ausgangstransistor 71 gelangen die beiden Transistoren 87 und 90 ebenfalls in den Sperr- zustand, so dass der seither über die Magnetwicklang 35 gehende Magnetisierungsstrom aufhört. Das beschriebene Spiel beginnt von neuem, sobald der Unterbrecherhebel 56 erneut abgehoben wird. Die hiebei erzeugten Stromimpulse 41 folgen umso schneller aufeinander, je rascher die Brennkraftmaschine läuft.
Die jeweilige Dauer der Stromimpulse wird praktisch durch diejenige Zeit bestimmt, die vergehen kann, bis der von dem abklingenden Rückkopplungsstrom JR erzeugte Spannungsabfall am Widerstand 75 kleiner als die am Widerstand 78 eingestellte Spannung wird. Wenn die am Widerstand 78 eingestellte Vorspannung des Eingangstransistors 70 auf einem gleichbleibenden Wert gehalten würde, wäre auch die Impulsdauer konstant. Dann könnte die mittlere, in der Kupplung wirksame magnetische Erregung mit der Drehzahl nur langsam, nämlich mit der Folgefrequenz der Impulse ansteigen.
Damit die Erregung wesentlich stärker ansteigt, wird erfindungsgemäss mit zunehmender Drehzahl der Abgriff 77 vom Fliehgewichtregler 66 gegen das mit der Plusleitung 51 verbundene Ende des Widerstandes 78 verschoben, so dass sich zwischen dem Punkt A und der Plusleitung eine mit zunehmender Drehzahl kleiner werdende Emitter-Basis-Spannung einstellt. Dies bewirkt, dass vom Öffnungszeitpunkt des Unterbrechers 56 bis zu demjenigen Zeitpunkt bei dem der Eingangstransistor 70 wieder in seinen leitenden Zustand zurückkippt und die Stromimpulse 41 beendet, eine mit zunehmender Drehzahl länger werdende Zeit vergeht und die Stromimpulse daher verlängert werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist an Stelle eines Fliehgewichtsreglers 66 eine elektronische Einrichtung vorgesehen, die ausser der beabsichtigten, mit zunehmender Drehzahl eintretenden Verlängerung der Stromimpulse noch die Aufgabe hat, die Anfahrdrehzahl gegen höhere Maschinendrehzahlen hin zu verschieben, wenn die Brennkraftmaschine bei niedrigen Kühlwassertemperaturen arbeitet. Darüber hinaus gewährleistet die Schalteinrichtung, dass bei niedriger Betriebstemperatur die Brennkraftmaschine trotz erhöhter Anfahrdrehzahl das volle Kupplungsdrehmoment bei einer solchen Motordrehzahl erreicht, die nur wenig oberhalb der bei warmer Brennkraftmaschine geltenden Nullschlupfdrehzahl liegt.
Soweit die Steuereinrichtung nach Fig. 4 gleiche oder gleichwirkende Teile wie die Steuereinrichtung nach Fig. 3 enthält, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die an Stelle des Fliehgewichtsreglers 66 vorgesehene Einrichtung ist mit unterbrochenen Linien 100 umrahmt und enthält zwei als Verstärker geschaltete Transistoren 101 und 102 sowie eine Gleichrichteranordnung, die dazu dient, eine mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigende Gleichspannung zu erzeugen.
Wie bereits beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dargelegt wurde, kann man die erwünschte Verlängerung der Stromimpulse 41 dadurch erzielen, dass man die zwischen dem Anschlusspunkt A des Eingangstransistors 70 des Kippgerätes und der Plusleitung 51 wirksame Vorspannung des Transistors 70 verkleinert. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird diese Verkleinerung dadurch erreicht, dass der Transistor 102 mit zunehmender Drehzahl in seinen stärker stromleitenden Betriebszustand gesteuert wird. Der Kollektorstrom Jc des Transistors 102 ist nämlich über einen Widerstand 103 geführt, der mit den Widerständen 78 und 76 in Reihe geschaltet ist. Je höher der Kollektorstrom Jc ansteigt, umso mehr ändert sich das
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Potential des Anschlusspunktes A dem Potential der Plusleitung 51.
Die Steuerspannung für den Transistor
102 wird durch Gleichrichtung der beim Betätigen des Unterbrecherhebels 56 entstehenden Spannungssprünge U gewonnen. Hiezu ist ein Gleichrichter 105 und ein an die Primärwicklung 52 angeschlossener Widerstand 106 von 10 000 Ohm vorgesehen. Von der Ableitungselektrode des Gleichrichters 105 führt ein Begrenzungswiderstand 107 von 10 K-Ohm zur Basis des Transistors 101. Dieser ist mit seinem Emitter über einen einstellbaren, etwa 1000 Ohm betragenden Widerstand 108 an die Plusleitung 51 angeschlossen. Er ist mit seiner Kollektorelektrode an die Minusleitung 55 über einen NTC-Widerstand 110 angeschlossen, der durcn Mittel mit dem Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung steht.
Die zur Gewinnung der drehzahlabhängigen Steuerspannung dienende Gleichrichteranordnung umfasst ausserdem einen Potentiometerkreis, der aus einem an die Masseleitung 55 angeschlossenen Widerstand 112 und einem an die Plusleitung 51 angeschlossenen Widerstand 113 besteht. Dieser hat ebenfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten und steht wie der Widerstand 110 mit dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung.
Zwischen dem Verbindungspunkt C der Widerstände 112 und 113 und dem Verbindungspunkt D des Gleichrichters 105 und des Widerstandes 107 liegt ein Widerstand 114 von 25000 Ohm und ein zu diesem parallelgeschalteter Ladekondensator 116 von 25 pF, der umso höher aufgeladen wird, je schneller die Brennkraftmaschine läuft und je kürzer demzufolge die zeitlichen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Unterbrecheröffnungen werden. In Fig. 5 ist mit einem durchgehenden Linienzug 120 dargestellt, wie sich das von der Kupplung übertragbare Drehmoment M in Abhängigkeit von der Motordrehzahl n ändert, wenn die Brennkraftmaschine bei einer Kühlwassertemperatur von mehr als 400 arbeitet.
Der unterbrochene Linienzug 121 gibt den Verlauf des Kupp- lungsmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine für den Fall wieder, dass die Brennkraftmaschine bei einer solch niedrigen Betriebstemperatur, beispielsweise bei+ 100 C und weniger arbeitet, dass eine (nicht dargestellte) automatisch arbeitende Reguliervorrichtung die Leerlaufdrehzahl von dem bei normalen Betriebstemperaturen geltenden, bei etwa 750 Umdr/min liegenden Leerlaufwert 0. auf einen bei etwa 1250 Umdr/min liegenden Leerlaufwert 0. 0' anhebt. Da in diesem Fall die Leer-
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0.würde bereits bei der Leerlaufdrehzahl ein Drehmoment übertragen, durch das das Kraftfahrzeug in Bewegung gesetzt werden könnte.
Durch die in Fig. 4 dargestellte elektronische Steuereinrichtung wird die Fassdrehzahl bei niedrigen Temperaturen gegen den bei etwa 1500 Umdr/min liegenden neuen Wert n, ver schoben. Dies kommt folgendermassen zustande :
Da der Transistor 102 umso stärker stromleitend wird und dabei die Stromimpulse 41 in der Magnetwicklung 35 verlängert, je stärker der Transistor 101 seinem Sperrzustand durch Potentialerhöhung am Punkte D genähert wird, muss der Temperaturgang des aus den Widerständen 112 und 113 gebildeten Spannungsteilers so gewählt werden, dass bei gleichbleibender Drehzahl, jedoch mit steigender Temperatur der Brennkraftmaschine das Potential des Punktes C ebenfalls steigt. Im vorliegenden Fall wird dies dadurch erreicht, dass der Widerstand 113 einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und daher in warmem Zustand besser leitet als in kaltem.
Daher ergibt sich beispielsweise bei der Drehzahl n, von 1500 Umdr/min eine eben erst einsetzende Kupplungswirkung, falls die Betriebstemperatur niedrig ist ; bei hoher Betriebstemperatur dagegen kann bei der gleichen Drehzahl schon ein beträchtliches Kupplungs- moment entstehen. Die gleiche Wirkung kann man selbstverständlich dann erzielen, wenn man an Stelle des Widerstandes 112 einen solchen Widerstand wählt, der einen positiven Temperaturkoeffizienten hat und daher in kaltem Zustand besser leitet als in warmem. Damit man diejenige Drehzahl, bei der die Impulsverlängerung wirksam wird, den jeweiligen Typen der Brennkraftmaschine anpassen kann, empfiehlt es sich, den Widerstand 112 einstellbar zu machen.
Der in der Kollektorleitung des Transistors 101 liegende NTC-Widerstand 110 bringt den steileren Anstieg der Kurve 121 mit sich, da sein Widerstand mit sinkender Temperatur ansteigt und dann eine grö- ssere Verstärkung erzielt wird. In diesem Fall reichen bereits kleinere Werte der zwischen den Verbindungspunkten C und D durch Gleichrichtung entstehenden Spannung aus, den Transistor 102 stärker strom leitend zu machen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind weitere Verbesserungen gegenüber dem in Fig. 4 dargestellten Ausfdhrungsbeispiel durch die (stark ausgezogenen) Schaltanordnungen erzielt worden. Dort ist ein weiterer Transistor 130 vorgesehen, der mit seinem Emitter an den Kollektor des Eingangstransistors 70 des Multivibrators angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 130 liegt über einen Arbeitswiderstand 131 von 8 000 Ohm an der Minusleitung 55 und ist ausserdem unmittelbar mit der Basis des Ausgangstransistors 71 verbunden. Im Basiskreis des Transistors 130 liegt ein Schutzwiderstand 132 von 20 000 Ohm.
Dieser ist mit jeder der Zuleitungselektroden von zwei Gleichrichtern 133 und 134 verbunden, von denen
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der mit 133 bezeichnete über einen weiteren Gleichrichter 135 mit einem beweglichen Schaltarm 136 verbunden ist. Der Schaltarm 136 bildet zusammen mit einem feststehenden Gegenkontakt 137 ein Ar- beitskontaktpaar, das mit dem am Schalthebel 16 des Getriebes 15 sitzenden Knopf 115 derart gekuppelt ist, dass es geschlossen wird, sobald der Fahrer zum Einlegen eines Ganges den Schaltknopf 115 erfasst.
Der mit dem Schutzwiderstand 132 verbundene andere Gleichrichter 134 ist mit seiner Ableitungselektro- de an den beweglichen Schaltarm 140 eines im Ruhezustand geschlossenen Schaltkontaktpaares angeschlos- sen, zu dem der an der Minusleitung liegende Gegenkontakt 141 gehört. Der Schaltarm 140 wird durch (nicht dargestellte) mit der Tachometerwelle des Kraftfahrzeuges gekuppelte Mittel dann aus seiner
Schliessstellung in die dargestellte Offenstellung gebracht, sobald das Kraftfahrzeug über eine Geschwin- digkeit von etwa 15 km/h hinaus beschleunigt wird. Bei geschlossenem Schalter 140,141 ist der Transi- stor 130 stromleitend und verbindet daher den Ausgangstransistor 71 des Kippgerätes mit seinem Eingangs- transistor 70.
Der Multivibrator kann dann die eingangs beschriebenen Stromimpulse liefern, deren Zeit- dauer durch die von den Transistoren 101 und 102 gelieferte drehzahlabhängige Steuerspannung bestimmt wird.
Bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine können jedoch die einzelnen, von der Zündanlage gelie- ferten Steuersignale so schnell aufeinander folgen, dass das Kippgerät bei einer weiteren Steigerung der
Drehzahl jeweils ein Steuersignal auslassen und nur die halbe Anzahl von Stromimpulsen für die Kupp- lung liefern würden Um dies zu vermeiden, sind die Schaltbedingungen des Schalters 140,141 so ge- wählt, dass dieser in seine Offenstellung gelangt, wenn das Kraftfahrzeug 15 km/h erreicht, die Brennkraftmaschine jedoch beim kleinsten Untersetzungsverhältnis die erwähnte hohe Drehzahl noch nicht erreicht hat, bei der der Multivibrator auf die halbe Impulszahl zurückfällt.
Durch das Abheben des Schaltarms 140 wird der Transistor 130 stromlos gemacht und bringt dabei den Ausgangstransistor 71 dauernd in seinen stromleitenden Zustand, ohne dass dieser den vom Eingangstransistor gelieferten Signalen gehorchen kann. Die beiden Transistoren 87 und 90 bleiben dann ebenfalls dauernd stromleitend und halten die Kupplung in kraítschlüssiger Verbindung.
Beim Gangwechsel wird der bewegliche Schaltarm 136 in seine Schliessstellung gebracht. In dieser Stellung verbindet er die Basis B des Eingangstransistors 70 über einen Widerstand 142 von 400 Ohm und einen mit diesem in Reihe liegenden Gleichrichter 143 mit der Minusleitung 55, so dass der Eingangstransistor 70 durch die ihm über den Gleichrichter 74 zugeleiteten Steuersignale nicht mehr in den Sperrzustand gelangen kann. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Multivibrator Steuerimpulse erzeugt.
Die Transistoren 71,87 und 90 werden in diesem Fall auch dann in ihren Sperrzustand übergeführt, wenn der Fahrgeschwindigkeitsschalter 140 geöffnet ist, da der Transistor 130 gleichzeitig über seinen Schutzwiderstand 132, den Gleichrichter 133 und den Gleichrichter 135 einen über den Schaltarm 136 gehenden Basisstrom erhält, durch den er stromleitend gemacht wird und daher die Basis des Ausgangstransistors 71 an den Kollektor des jetzt stromleitenden Eingangstransistors 70 anschliesst.
Bei der bisher beschriebenen Arbeitsweise würde zwar die Kupplung beim Beginn des Gangwechsels in der erforderlichen Weise gelöst. Es würden sich jedoch Schwierigkeiten am Ende des Gangwechsels ergeben, besonders beim Herunterschalten vom direkten, beispielsweise dritten Gang auf den ein grösseres Untersetzungsverhältnis zwischen Kurbelwelle und Antriebsrädern ergebenden zweiten Gang. Wenn nämlich zwischen dem Anfassen des Schaltknopfes 115 beim Beginn des Schaltvorgangs und dem Loslassen des Schaltknopfes am Ende des Schaltvorgangs die Brennkraftmaschine Gelegenheit bekommt, in ihrer Drehzahl bis auf die Leerlaufdrehzahl abzufallen, so müsste vor dem Loslassen des Schalthebels die Brennkraftmaschine erst erneut durch Gasgeben beschleunigt werden.
Andernfalls würde nämlich das Fahrzeug ruckartig abgebremst, wenn der langsam laufende Motor von der sofort mit voller Erregung einsetzenden Kupplung mit den Antriebsrädern beim Loslassen des Schalthebels verbunden wird.
Durch die im folgenden näher beschriebenen Schaltmassnahmen wird ein weicher Kupplungsübergang nach dem Gangwechsel gewährleistet. Hiezu sind zwei an den Schaltarm 136 angeschlossene Potentiometer 145 und 146 vorgesehen, die je etwa 1 000 Ohm haben und beide an die Plusleitung 51 angeschlossen sind. Ausserdem führt vom Abgriff des Potentiometers 146 ein Gleichrichter 147 zum Verbindungspunkt eines an den Kollektor des Transistors 101 angeschlossenen Widerstandes 148 von 40000 Ohm und eines an die Basis des Transistors 102 angeschlossenen Widerstandes 149 von 10000 Ohm. An den gleichen Verbindungspunkt ist ein Kondensator 150 angeschlossen, der mit seiner andern Belegung an der Minusleitung 55 liegt. Vom Abgriff des andern Potentiometers 145 führt ein Gleichrichter 151 zum Verbindungspunkt D im Basiskreis des Transistors 101.
Ein Kondensator 152, der ebenso wie der Kondensator 150 100 jF hat, liegt zwischen der Minusleitung 55 und dem Verbindungspunkt D. Ausserdem ist an den Verbindungspunkt der beiden im Basiskreis des Transistors 130 bzw. 70 liegenden Gleichrichter 135 und 133 ein zur Minus-
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leitung 55 führender Kondensator 155 von 100 pF und ein veränderbarer, einen Höchstwert von 100000 Ohm aufweisender Widerstand 156 angeschlossen, der zur Minusleitung 51 führt.
Für die im folgenden beschriebene Wirkungsweise wird zunächst unterstellt, dass die Verbindungslei- tung, die vom Schalter 136 und den beiden Gleichrichtern 135 und 143 zum Anschlusspunkt der Potentio- meter 145 und 146 führt, unterbrochen ist. Während des Schaltens von einem Gang des Getriebes auf den nächst höheren oder nächst niedrigeren Gang liegt der Kontaktarm 136 in der eingangs beschriebenen
Weise an dem mit der Minusleitung verbundenen Gegenkontakt 137 so lange an, bis der Fahrer nach dem
Einlegen des gewählten Ganges den Schalthebel loslässt. Bis unmittelbar zu diesem Zeitpunkt bleibt der
Kondensator 155 vollständig entladen, da er über den in dieser Richtung stromdurchlässigen Gleichrich- ter 135 und den Kontaktarm 136 mit seinen beiden Belegungen an die Minusleitung 55 angeschlossen ist.
Dann sind die beiden Transistoren 70 und 130 stromleitend und sperren den Transistor 71 und die an die- sen angeschlossenen Transistoren 87 und 90, so dass die Kupplung kein Moment übertragen kann. Wenn der Kontaktarm beim Loslassen des Schaltknopfes abhebt, bleibt der Transistor 130 zunächst in seinem stromleitenden Zustand, da sich der Kondensator 155 über den Schutzwiderstand 132 und den Gleichrich- ter 133 aufzuladen versucht ; die Verbindung von der Basis des Eingangstransistors'70 über den Widerstand
142 und den Gleichrichter 143 wird jedoch unterbrochen, da der nachfolgende Gleichrichter 135 in Sperr-
Richtung beansprucht wird.
Die Basis des Transistors 70 liegt jedoch über den Widerstand 75 an dem Ver- bindungspunkt A, dessen Potential die Dauer der Stromimpulse bestimmt, die bei jedem der über den
Gleichrichter 74 an die Basis des Eingangstransistors 70 gelangenden Auslöseimpulse erzeugt werden.
Da beim Betrieb der Kupplung damit gerechnet werden muss, dass zwischen dem beginnenden Ende des Schaltvorganges bis zu 3 sec und mehr verstreichen können und die Brennkraftmaschine auf ihre Leer- laufdrehzahl abfällt, würden die Auslöseimpulse 43 so langsam aufeinanderfolgen, dass die Kupplung nicht in Eingriff gelangen könnte. Um jedoch auch bei einer langsamen Impulsfolge ein, wenn auch klei- nes, aber zur Mitnahme des Motors ausreichendes Magnetfeld in der Magnetisierungswicklung 35 erzeugen zu können, müssen die vom Multivibrator erzeugten Impulse erheblich verlängert werden. Hiezu dient der in Fig. 6 bei 150 angedeutete Kondensator. Um die Wirkungsweise dieses Kondensators besser erklären zu können, wird angenommen, dass der Abgriff des Potentiometers 146 in der Nähe des mit dem Schalter
136 verbundenen Endes steht.
Dann kann der Kondensator sich während der Schliessungszeiten des Kontakt- armes 136 vollständig entladen. Er wird daher von dem mit dem Loslassen des Schaltknopfes 115 zusam- menfallenden Öffnungszeitpunkt des Kontaktarmes 136 ab sich über die Emitter-Basis-Strecke des Transi- stors 102 und dessen Basiswiderstand 149 aufzuladen versuchen und dabei den Kondensator 102 so lange stromleitend halten, bis die dann erreichte Ladespannung das Potential der Basis des Transistors 102 in die
Nähe seines Emitterpotentials gebracht hat. Wenn der Transistor 102 stromleitend ist, hält er das Poten - tial des Verbindungspunktes A in der Nähe des Potentials der Plusleitung 51 und bewirkt eine grosse Impulszeit.
Diese Impulszeit wird mit zunehmender Spannung am Kondensator 115 kleiner und bewirkt eine ebenfalls kleiner werdende Impulslänge der dann erzeugten Impulse, die jedoch wegen der zunehmenden Motordrehzahl rascher aufeinanderfolgen und dabei die Verkürzung der Impulslänge kompensieren. Durch Verstellen des Abgriffs kann am Potentiometer 146 dafür gesorgt werden, dass der Kondensator im Öffnungszeitpunkt des Kontaktarmes 136 bereits eine bestimmte Ladespannung hat und daher in kürzerer
Zeit aufgeladen ist.
Während der Kondensator 150 eine zunächst grosse und dann kleiner werdende Impulslänge sicherstellt, dient der Kondensator 152 in Zusammenarbeit mit dem Gleichrichter 151 und dem Potentiometer 145 dazu, die Impulslänge gegen Ende des Schaltvorganges so zu beeinflussen, dass die Kupplung ohne ruckartigen Übergang selbsttätig wieder ihr volles Drehmoment übertragen kann. Wenn der Abgriff des Potentiometers 145 in der Nähe des mit dem Kontaktarm 136 verbundenen Potentiometerendes steht, wird der Kondensator 152 über den in den Schaltpausen in der Schliessstellung stehenden Kontaktarm 136 vollständig entladen. Sobald der Kontaktarm beim Loslassen des Schalthebels 16 abhebt, versucht sich der Kondensator über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 101 und den Widerstand 107 aufzuladen und hält dabei den Transistor 101 stromleitend.
Die am Widerstand 114 zwischen den Verbindungspunkten C und D entstehende drehzahlabhängige Steuerspannung bleibt dabei so lange wirkungslos, bis der Kondensator 152 sich weitgehend aufgeladen hat. Bis zu diesem Zeitpunkt hält der Transistor 101 den Transistor 102 auch dann noch in seiner inzwischen erreichten, die niedrigst mögliche Impulsdauer bestimmenden geringen Leitfähigkeit. Sobald jedoch der Kondensator 152 aufgeladen ist, nähert sich der Transistor 101 infolge der zunehmend wirksamer werdenden drehzahlabhängigen Steuerspannung am Widerstand 114 seinem Sperrzustand und macht gleichzeitig den Transistor 102 unter zunehmender Verlängerung der Impulse stärker stromleitend, so dass sich ein weicher Kupplungseingriff einstellt.
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Die eben beschriebenen Vorgänge sind in der Skizze nach Fig. 7 verdeutlicht. In dieser ist über der waagrechten Zeitachse t die jeweilige Dauer T der zur Kupplungswicklung 35 fliessenden Stromimpulse J aufgetragen. Bis zu dem bei tl angedeuteten Augenblick, in dem der Schalthebel 115 zum Einlegen eines andern Ganges erfasst wird, fliesst bei genügender, über 15 km/h liegender Fahrzeuggeschwindigkeit ein
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ges erfolgenden Loslassen des Schaltknopfes 115 können nach der vorher beschriebenen Wirkungsweise keine Stromimpulse auftreten, weil die beiden Transistoren 70 und 130 stromleitend sind und die Transistoren 71,87 und 90 gesperrt halten.
Beim Loslassen des Schaltknopfes hebt der Kontaktarm 136 wieder ab und lässt den Multivibrator bei jedem der von der Zündung gelieferten Auslöseimpulse 43 wieder zur
Wirkung kommen, wobei der Kondensator 150 bis zu dem in Fig. 7 bei t angedeuteten Zeitpunkt eine erhebliche Verlängerung der jetzt vom Multivibrator erzeugten Stromimpulse J bewirkt. Von dort ab werden die Stromimpulse zunehmend kürzer und erreichen schliesslich ihren niedrigsten Wert von 5 m/sec.
Diesen Wert behalten sie kurze Zeit bei, bis im Zeitpunkt t der Aufladevorgang für den Kondensator 152 so weit beendet ist, dass jetzt die mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine grösser werdende Steuerspannung am Widerstand 114 die Impulsdauer wieder ansteigen lässt und im Zeitpunkt t der Transistor 130 selbsttätig wieder auf einen Dauerstrom umschaltet, weil sich dann auch der Kondensator 155 so weit aufgeladen hat, dass er den Transistor 130 nicht mehr stromleitend halten kann. Hiedurch wird der Multivibrator infolge der jetzt durch den Transistor 130 unterbrochenen Wirkungsverbindung zwischen dem Eingangstransistor 70 und dem Ausgangstransistor 71 ausser Tätigkeit gesetzt, wobei gleichzeitig die Transistoren 71,97 und 90 in ihren voll stromleitenden Zustand gelangen.
Sobald dann beim nächsten Gangwechsel der Kontaktarm 136 mit der Minusleitung 55 wieder in Verbindung kommt, wird sowohl der Eingangstransistor 70 als auch der Transistor 130 stromleitend und sperrt sofort die Transistoren 71,97 und 90 für die Dauer des Schaltvorganges in der eingangs beschriebenen Weise, bis dann beim Loslassen des Schalthebels der Kontaktarm 136 wieder in seine Offenstellung gelangt und dabei selbsttätig ein weiches Einrücken der Kupplung unter gleichzeitiger Mitnahme des Motors durch das in Fahrt befindliche Fahrzeug bewirkt.
Während beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel die Umschaltung auf den die Kupplung in ihrer vollen Erregung haltenden Dauerstrom mit Hilfe des Schaltarmes 140 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt, ist bei dem in Fig. 8 ausschnittsweise in seinem Schaltbild dargestellten Steuergerät die Anordnung so getroffen, dass die Umschaltung auf Dauerstrom sowohl mit Hilfe des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schalters 140/141, als auch rein elektrisch durch eine Schaltvorrichtung bewirkt wird, zu der die Transistoren 170 und 171 gehören.
Im Kollektorstromkreis des Transistors 171 liegt der Kontaktarm 140, der ebenso wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel aus seiner Schliess- stellung in die dargestellte Offenstellung gelangt, sobald das Fahrzeug über eine etwa bei 15 km/h liegende Mindestgeschwindigkeit hinaus beschleunigt wird.
Der in der Wirkungsverbindung zwischen den zum Multivibrator gehörenden Transistoren 70 und 71 liegende Transistor 130 ist abweichend von der Schaltung nach Fig. 6 mit seiner Basis über den Schutzwiderstand 132 und den Gleichrichter 133 über einen
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Sperrzustand zu bringen, wenn der Kontaktarm 140 sich bei einer unter 15 km/h liegenden Geschwindigkeit des Fahrzeuges in seiner Schliessstellung befindet, jedoch die Drehzahl der Brennkraftmaschine sich demjenigen Wert nähert, bei dem der Multivibrator den zu rasch aufeinanderfolgenden Auslöseimpulsen der Zündung nicht mehr zu folgen vermag, muss der Transistor 171 stromleitend gemacht werden. Hiezu dient der Transistor 170, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 171 über einen gemeinsamen Emitterwiderstand 174 von 250 Ohm an die Plusleitung 51 angeschlossen ist.
Sein Kollektor liegt über einen Widerstand 175 von 500 Ohm an einem mit der Minusleitung 55 verbundenen, 3000 Ohm grossen Widerstand 176, der zu einem Spannungsteiler gehört. Der Spannungsteiler umfasst ausserdem einen an die Plusleitung 51 angeschlossenen Widerstand 177 von2 000 Ohm und einen Widerstand 178 von 10000 Ohm.
An den Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände ist die Basis des Transistors 171 angeschlossen. Der im Ruhezustand stromleitende Transistor 170 liegt mit seiner Basiselektrode über einen Gleichrichter 180 an dem Verbindungspunkt D. An diesen ist ausser dem Widerstand 118, an dem wie beim vorher beschriebenen Beispiel mit steigender Drehzahl eine das Potential des Verbindungspunktes D anhebende Spannung entsteht, noch die Ableitungselektrode eines Gleichrichters 181 angeschlossen, dessen Zuleitungselektrode über einen Widerstand 107 an die Basis des Transistors 101 angeschlossen ist.
Der Transistor 101 dient wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel dazu, die am Widerstand 118 entstehenden Potentialänderungen
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zu verstärken und dabei in der oben beschriebenen Weise die Dauer der vom Multivibrator erzeugten Im- pulse mit zunehmender Drehzahl zu vergrössern. An der Zuleitungselektrode des Gleichrichters 181 liegt ausserdem die Zuleitungselektrode eines Gleichrichters 182. Dessen Ableitungselektrode ist mit einer Be- legung des an die Minusleitung 55 angeschlossenen Kondensators 152 und ausserdem mit der Zuleitungs- elektrode des zum Potentiometer 145 führenden Gleichrichters 151 verbunden. Von der Plusleitung 51 zum
Verbindungspunkt der Gleichrichter 151 und 182 fahrt ein nur in dieser Richtung durchlässiger Gleich- richter 185 und ein Widerstand 186.
Solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine klein ist, entsteht am Widerstand 118 nur eine kleine
Spannung, die sich der am Verbindungspunkt C der Widerstände 112 und 113 eingestellten Spannung über- lagert und dabei das Potential des Punktes D gegen positive Werte hin verschiebt. Wenn die Drehzahl stark erhöht wird und dabei am Widerstand 118 eine genügend grosse Spannung entsteht, wird der Transi- stor 170 gesperrt und bringt dabei den Transistor 171 in stromleitenden Zustand. Für den Fall, dass der
Kontaktarm 140 sich in seiner Schliessstellung befindet, weil die Fahrgeschwindigkeit unter 15 km/h liegt, wird hiedurch der Transistor 130 gesperrt und die an diesen angeschlossenen Transistoren 71, 87 und
90 auf Dauerstrom geschaltet.
Während bei den seither beschriebenen Ausführungsbeispielen die an der Zündung abgegriffenenAus- löseimpulse dazu benützt werden, mit zunehmender Drehzahl auch die Dauer der einzelnen, vom Multivibrator erzeugten Stromimpulse J zu vergrössern, ist bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 die Anordnung so getroffen, dass jeweils der vorausgehende Impuls dazu benützt wird, die Dauer des nachfolgenden Impulses zu vergrössern, wenn der nächste Impuls bei hoher Drehzahl rasch folgt, oder zu verkleinern, wenn die Drehzahl niedrig ist : Das Steuergerät nach Fig. 9 enthält verschiedene Schaltungsteile, die im Aufbau und in der Wirkungsweise denjenigen nach den Fig. 1 - 8 entsprechen und daher mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Der an den Transistor 87 angeschlossene Leistungtransistor 90 ist in Fig. 9 nicht dargestellt. Wie bei den vorher beschriebenen Beispielen wird der Eingangstransistor 70 des Multivibrators bei jedem der über den Gleichrichter 74 zugeführten Auslöseimpulse 43 gesperrt. Er wird erneut wieder stromleitend, sobald die in der Sekundärwicklung 81 des Transformators. erzeugte Spannung so weit abgesunken ist, dass der dann am Widerstand. 75 entstehende Spannungsabfall
Ue den Spannungsunterschied Ul zwischen dem Verbindungspunkt A und der Plusleitung 51 nicht mehr überwiegt. Die Dauer der auf diese Weise erzeugten Impulse wird umso grösser, je näher das Potential des Verbindungspunktes A am Potential der Plusleitung 51 liegt. Dieses Potential wird jedoch vom Transistor 102 in der nachstehenden Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl beeinflusst.
Dazu ist an den Kollektor des Transistors 87, der während der einzelnen Stromimpulse stark stromleitend ist, ein Kondensator 200 von 1 tfF angeschlossen. An die andere Belegung des Kondensators 200 führt von der Basis des Transistors 102 her ein Widerstand 202 von 2 000 Ohm und ein in dieser Richtung strom durchlässiger Gleichrichter 203. Vom Verbindungspunkt Q dieser beiden Schaltelemente zweigt ein Widerstand 205 von 30000 Ohm und ein zu diesem parallelgeschalteter Kondensator 206 von l pF ab.
Diese sind an ihrem andern gemeinsamen Verbindungspunkt P an die Ableitungselektrode eines Gleichrichters 207 angeschlossen, der mit seiner Zuleitungselektrode zusammen mit der Ableitungselektrode des Gleichrichters 203 am Kondensator 200 liegt. Vom Verbindungspunkt P führen zwei hintereinandergeschaltete Widerstände, nämlich ein 50 Ohm-Widerstand 208 und ein NTC-Widerstand 209 von 1500 Ohm sowie ein zu diesem parallelgeschalteter Widerstand 210 zur Minusleitung 55, während ein einstellbarer, etwa 40 Ohm grosser Widerstand 211 zur Plusleitung 51 führt.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist ein Kondensator 150 und ein Kondensator 152 von je 100 1 ! F und jeweils ein zugehöriges Potentiometer 145 bzw. 146 sowie ein Anschlussgleichrichter 151 bzw.
152 vorgesehen und dazu bestimmt, beim Schalten der Gänge des Kraftfahrzeuges einen weichen Kupplungseinsatz dadurch zu erzielen, dass die Dauer der der Kupplung zugeführten Stromimpulse J gemäss dem in Fig. 7 angegebenen Kurvenverlauf geändert wird. Wie oben bereits dargelegt wurde, dient die Aufla- dungskurve des Kondensators 150 dazu, die Impulse vom Zeitpunkt tg bis zum Zeitpunkt t zu verkürzen, während der Aufladungsvorgang am Kondensator 152 dazu ausgenützt ist, vom Zeitpunkt t ab die Impulsdauer wieder zu verlängern, bis im Zeitpunkt t. bei genügend hoher Fahrgeschwindigkeit die Impulse in einen Dauerstrom übergehen.
Vom Kondensator 152 führt ein Widerstand 212 von 10 000 Ohm zur Basis eines Transistors 213 und ein Widerstand 214 von 50 000 Ohm zur Plusleitung 51. An die Kollektorelektrode des Transistors 213 sind ein mit der Minusleitung 55 verbundener Widerstand 215 von 5000 Ohm und die Zuleitungselektrode eines Gleichrichters 216 angeschlossen, dessen Ableitungselektrode über einen Widerstand 217 zur Basis des Transistors 102 führt. Der andere Kondensator 150 ist über einen einstellbaren Widerstand 217 von etwa
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50000 Ohm mit der Plusleitung 51 verbunden.
In der Verbindungsleitung vom Punkt Q zum Kondensator
150, zum Gleichrichter 152 und zum Widerstand 217 liegt ein in dieser Richtung stromdurchlässiger
Gleichrichter 218, durch den verhindert wird, dass sich beim Schalten durch Schliessen des Kontaktarmes
136 Nebenwirkungen auf die zum Einstellen der Impulsdauer dienende Spannung zwischen den Verbin- dungspunkten P und Q ergeben.
Zur Erklärung der Wirkungsweise wird davon ausgegangen, dass die Brennkraftmaschine mit einer kon- stanten Drehzahl läuft, bei der die Umschaltung auf Dauerstrom noch nicht erfolgt ist und bei der daher der Multivibrator bei jedem Zündvorgang einen Stromimpuls erzeugt. In Fig. 10 ist angenommen, dass im
Zeitpunkt tl der durch den Transistor 87 fliessende Strom, der durch den Linienzug 230 angedeutet ist, mit einer steilen Rückenflanke endigt, weil der Transistor 87 in diesem Augenblick gesperrt wird.
Bis zu diesem Zeitpunkt war der Transistor 87 voll stromleitend ; der Kondensator 200 konnte sich daher, weil er einerseits über den sehr niederohmigen Widerstand 210 und den Gleichrichter 207, anderseits über den niederohmigen Emitter-Widerstand 88 und die stromleitende Emitter-Basisstrecke des Transistors 87 mit der gemeinsamen Plusleitung 51 verbunden war, bis auf eine für die Wirkungsweise unwichtige Restspan- nung entladen. Im Zeitpunkt tl bringt der in sein Sperrgebiet gelangende Transistor 87 die mit seinem
Kollektor verbundene Belegung des Kondensators 200 an das Potential der Minusleitung 55. Da der Kon- densator sich jedoch über den Gleichrichter 207 nicht aufladen kann, muss sein Ladestrom über den Wi- derstand 205 bzw. den Kondensator 206 und den Gleichrichter 203 gehen, an dem er praktisch keinen Wi- derstand findet.
Der Verbindungspunkt Q nimmt daher sofort ein sehr niedriges Potential an und bringt den Transistor in voll stromleitenden Zustand, während der Kondensator 206 sofort stark aufgeladen wird.
Vom Zeitpunkt-t ab, kann sich der Kondensator dauernd über den Widerstand 205 entladen, so dass das
Potential q des Punktes Q den in Fig. 10 durch die Linie 231 angedeuteten Verlauf bekommt. Mit anstei- gendem Potential am Punkt Q nimmt der über den Widerstand 103 gehende Strom des Transistors 102 langsam ab, so dass die Spannung Ul am Widerstand 76 in der durch die Linie 232 angegebenen Weise langsam ansteigen kann. Wenn nun im Zeitpunkt t der Transistor 70 durch den nächstfolgenden Auslöseimpuls 43 gesperrt wird und dabei den Transistor 71 stromleitend macht, so beginnt über die Primärwicklung 83 ein wegen der Induktivität der Wicklung exponentiell ansteigender Strom zu fliessen. Das vom Strom erzeugte Magnetfeld induziert in der Sekundärwicklung 81 des Transformators eine Spannung, die einen über den Widerstand 75 fliessenden Strom zur Folge hat.
Dabei entsteht am Widerstand 75 die durch die Linie 235 angedeutete Spannung UR, die den Transistor 70 so lange gesperrt hält, bis sie in der durch die Kurve 235 angedeuteten Weise auf einen Wert abgesunken ist, der kleiner als der dann vorhandene Wert der langsam ansteigenden Spannung U ist. In Fig. 10 schneiden sich die Kurven 232 und 235 in dem mit t bezeichneten Zeitpunkt. In diesem Zeitpunkt wird der Transistor 70 wieder stromleitend und sperrt den Transistor 71 und damit auch die nachfolgenden Transistoren 87 und 90. Der Stromimpuls ist daher im Zeitpunkt t wieder beendet. Seine Dauer Tl reicht vom Zeitpunkt t bis zum Zeitpunkt t., während die Impulsfolgezeit mit Z angegeben ist.
Im Zeitpunkt t wiederholt sich dann der beschriebene Vorgang, wobei im Zeitpunkt t der nächste Auslöseimpuls 43 den Transistor 70 zur Erzeugung des nachfolgenden Stromimpulses sperrt.
Der bisherigen Erläuterung ist unterstellt, dass die Auslöseimpulse 43 verhältnismässig rasch aufeinanderfolgen. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine langsamer läuft, folgen auch die Auslöseimpulse langsamer aufeinander ; bei sehr niedriger Drehzahl wird daher der nächste Auslöseimpuls beispielsweise erst im Zeitpunkt t erzeugt und die nach der Linie 235 verlaufende Spannung UR erscheint dann in der Zeichnung stark nach rechts verschoben-wie durch die unterbrochene Kurve 236 angedeutet ; da jedoch die Spannung U infolge der zunehmenden Entladung des Kondensators 206 inzwischen beträchtlich angestiegen ist, unterschreitet die Spannung UR bereits im Zeitpunkt t, der durch den Schnittpunkt der Kurvon 232 und 236 angedeutet ist, den Wert der Spannung U.
Der auf diese Weise erzeugte Stromimpuls ist daher sehr kurz und hat dann den mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verlauf ; er beginnt im Zeitpunkt t. Seine zugehörige Impulsfolgezeit, die durch den zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Zündvorgänge bestimmt ist, wird in Fig. 10 durch Z angedeutet. Aus diesem Schaubild kann man daher deutlich erkennen, dass bei niedriger Drehzahl zu einer langen Impulsfolgezeit Z eine sehr kleine Impulsdauer T gehört. Bei hohen Drehzahlen dagegen ist die Impulsfolgezeit Z wesentlich kleiner, die Impulsdauer tel dagegen erheblich grösser, so dass sich die gewünschte slarke Verlängerung der Impulsdauer bei steigender Drehzahl einstellt.
Hiedurch kann man es erreichen, dass man zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Anfahrdrehzahl nur einen schmalen Zwischenbereich vorzusehen braucht, in dem die Kupplung noch kein Moment zu übertragen vermag, während derjenige Drehzahlbereich, innerhalb dessen die Kupplung ihr volles Drehmoment erreicht, verhältnismässig breit gehalten werden kann, so dass man einen weichen Kupplungseingriff erhält.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist das Anfahrverhalten der Kupplung durch ein zusätzliches
Relais weiter verbessert. Das Relais hat eine Relaiswicklung 240, die mit einem ihrer Enden an den Kon- taktarm 140 angeschlossen ist. Dieser wird wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit dann in seine Offenstellung gebracht, wenn die Fahrgeschwindigkeit über
15 km/h ansteigt. Das andere Ende der Relaiswicklung 240 liegt an der Plusleitung. In die Verbindungs- leitung 241, die von dem beim Berühren des Schaltknopfes 115 in seine Schliessstellung gelangenden Kon- taktarm 136 zu den beiden Potentiometern 145 und 146 führt, sind die Kontakte 242 und 243 des Relais eingeschaltet. Sie sind so lange durch eine gemeinsame Kontaktbrücke 245 verbunden, solange der Schal- ter 140 geöffnet ist.
Dieser Schaltzustand tritt jedoch nur ein, wenn die Fahrgeschwindigkeit über 15 km/h liegt. Dann können die Kondensatoren 150 und 152 in der eben beschriebenen Weise den in Fig. 7 ange- deuteten weichen Kupplungseinsatz bewirken, der beim Loslassen des Schalthebels nach dem Einlegen eines neuen Ganges erforderlich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetische Kupplungseinrichtung für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, die beim Überschreiten einer Mindestdrehzahl ein mit der Maschinendrehzahl steigendes Drehmoment zu übertra- gen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass im Anfahrbetrieb die zur Drehmomentübertragung erforderliche Energie der Kupplungswicklung (35) in Form von elektrischen Gleichspannungsirrpulsen aus einem synchron zur Maschinendrehzahl arbeitenden Impulserzeuger zugeführt wird, der einen monostabilen, mit einem Eingangstransistor (70) und einem Ausgangstransistor (71) ausgerüsteten Multivibrator (65) enthält, bei dem in einem vom Ausgangstransistor (71) zum Steuerkreis (B) des Eingangstransistors (70) führenden Rückkopplungskreis ein elektrischer, die Impulsdauer bestimmender kapazitiver oder induktiver Energiespeicher (81,82, 83) vorgesehen ist.