Vorrichtung zur Steuerung des Eingriffes automatischer Kupplungen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Steuerung des Einkupplungsvorganges von automa tisch betätigten Kupplungen von Kraftfahrzeugen und lässt sich bei allen Arten von automatischen Kupp lungen anwenden, bei welchen Steuermittel vorhan den sind, die ein weiches und langsames Wiederein- kuppeln nach dem Schalten des Getriebes bewirken, solange kein Gas gegeben wird, während sie ein schnelleres Einkuppeln hervorrufen, wenn unmittel bar nach der Schaltung Gas gegeben wird.
Derartige Steuerungen haben sich in der Praxis als notwendig erwiesen, weil sonst entweder beim Zurückschalten von einem grösseren in einen kleineren Gang sich die Verzögerung des Fahrzeuges zu unangenehm be merkbar macht oder bei genügend weicher Einstel lung des Kupplungseingriffes ein übermässiges Durch rutschen bei unmittelbarem Gasgeben nach dem Um schalten auf einen höheren Getriebegang eintritt. Nun hat sich aber gezeigt, dass sich die Beschleunigung des Wiedereinkuppelvorganges nach der Schaltung recht unangenehm bemerkbar macht, sobald nach dem Zurückschalten von einem grösseren auf einen kleineren Gang unmittelbar und plötzlich Gas ge geben wird.
Das durch dieses plötzliche Gasgeben verursachte schnelle Greifen der Kupplung verursacht zunächst eine recht spürbare Verzögerung des Fahr zeuges und unmittelbar darauf, sobald die Motordreh zahl die Drehzahl der Antriebswelle überschritten hat, eine Beschleunigung. Dieser unmittelbare Wechsel von Verzögerung auf Beschleunigung ist für die Fahr zeuginsassen unangenehm.
Die Erfindung zeigt eine Möglichkeit auf, diese unangenehme Erscheinung zu beseitigen oder wenig stens so weitgehend zu mindern, dass sie sich für die Fahrzeuginsassen nicht mehr bemerkbar macht. Ge mäss der Erfindung steuert eine durch die Verzöge rung und Beschleunigung des Fahrzeuges beeinflusste Regelmasse die Arbeitsweise der Kupplung so, dass eine Beschleunigung des Einkuppelvorganges nicht oder nur verlangsamt erfolgt, solange das Fahrzeug verzögert wird. Diese Regelmasse kann in verschie dener Weise ausgebildet und angeordnet sein, z. B. als Pendel, am einfachsten aber wohl als eine in einer etwa zylindrischen Bohrung in Fahrtrichtung beweg lich angeordnete Kugel, die jeweils eine oder mehrere öffnungen schliesst oder öffnet. Auch eine unmittel bare mechanische Einwirkung, z.
B. des Pendels, auf ein Steuerorgan der Kupplung, z. B. eine Membrane, wäre denkbar.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes gezeigt.
Fig. 1 stellt eine schematische Anordnung der für eine automatische Betätigung der Kupplung durch den Motorunterdruck erforderlichen Elemente an einem Automobilmotor dar.
Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Schnitt durch eine Steuervorrichtung für eine durch Unterdruck betätigte Kupplung, und zwar die Fig. 2 bei Stellung (geschlos sen) eines Ventils bei normaler Betätigung, Fig. 3 bei Stellung (offen) dieses Ventils bei schnellem Gasgeben und dadurch schnellerem Greifen der Kupplung. Diese Steuervorrichtung ist als Ausgangsmittel der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig.4 und 5 zu betrachten.
In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinder des Servomotors bezeichnet, der über eine Stange 2 mit dem die Kupp lung betätigenden Hebel 3 verbunden ist. Durch eine Rohrleitung 4 ist der Servomotor 1 mit der Steuer vorrichtung 5 verbunden, die durch zwei Rohrleitun gen 7 und 8 mit dem Ansaugrohr 6 des Motors in Verbindung steht. Die Einzelheiten der Steuervor richtung 5 sind in Fig. 2 und 3 gezeigt. Hier stellt 9 einen Elektromagnet dar, der über einen mit dem Getriebeschalthebel oder -gestänge verbundenen Schalter während des Schaltvorganges mit Strom ge speist wird und dadurch den Kupplungsvorgang aus löst. Der Magnetanker 10 ist mit dem Ventilteller 11 verbunden, der durch eine Feder 12 die mit dem Ansaugrohr in Verbindung stehende Bohrung 13 ver schliesst.
Durch Erregung des Magnetes 9 wird der Ventilteller 11 unter Überwindung der Kraft der Feder 12 an den gegenüberliegenden Ventilsitz 14 ge drückt, wobei der Kanal 13 mit der zum Servomotor führenden Leitung 4 verbunden wird und damit die Kupplung ausgekuppelt wird. Sobald (nach dem Schalten des Getriebes) der Elektromagnet 9 wieder stromfrei wird, wird der Ventilteller 11 wieder an den die Bohrung 13 verschliessenden Ventilsitz gedrückt, wodurch die Leitung 4 mit der Einströmöffnung 15 für die Atmosphäre verbunden wird und dadurch der Wiedereinkuppelvorgang eingeleitet wird.
Um ein relativ langsames Einkuppeln zu erreichen, ist zwi schen dieser Einströmung 15 und dem Servomotor ein Reduzierventil 16, das von einer einstellbaren Feder 17 auf den Sitz im Gehäuse gedrückt wird, vorgesehen. Dieses Reduzierventil bewirkt zunächst einen relativ schnellen Abbau des Unterdruckes beim Wiedereinkuppelvorgang, und zwar so weit, dass die Kupplung zunächst ganz leicht zu greifen beginnt, während der weitere Einkuppelvorgang dann über eine Düse 18 ganz langsam bis zum vollständigen Fassen der Kupplung erfolgt.
Um bei einem schnel len Gasgeben nach dem Schalten von einem niedrige ren auf einen höheren Gang ein übermässiges Durch gehen des Motors zu verhindern, wird das Reduzier- ventil 16 durch eine Membrane 19, die über die Leitung 8 mit dem .Saugrohr 6 in Verbindung steht, zusätzlich beeinflusst. Diese Stellung ist in Fig. 3 dar gestellt. An der Membran 19 ist ein Bolzen 20 be festigt, der durch die Feder 22 gegen das Reduzier ventil 16 gedrückt wird und dieses öffnet oder zu mindest den Schliessdruck der Feder 17 verringert.
Solange kein Gas gegeben wird (Fig. 2), herrscht in dem Raum hinter der Membran 19 hoher Unter druck, der bewirkt, dass die Feder 22 zusammen gedrückt wird und der Bolzen 20 das Reduzierventil 16 nicht berührt. Wenn plötzlich Gas gegeben wird, tritt eine plötzliche starke Verringerung des Unter druckes im Saugrohr und damit auch hinter der Mem brane 19 ein, was bewirkt, dass die Feder 22 über den Bolzen 20 das Ventil 16 öffnet oder den Schliess druck auf dieses Ventil wenigstens verringert, was ein schnelles Greifen der Kupplung zur Folge hat (Fig. 3).
Gemäss Fig. 4 und 5 sind nun an einer Steuer vorrichtung der erläuterten Art Massnahmen getrof fen, die bei bestimmten Fahrbedingungen verhindern, dass der Wiedereinkuppelvorgang durch das Sinken des Unterdruckes im Saugrohr beeinflusst wird, und zwar wird dies dadurch erreicht, dass zwischen den Leitungen 21 und 8 eine als Kugel ausgebildete Masse 23 in einer etwa zylindrischen Bohrung 24, deren Durchmesser nur um Geringes grösser ist als der Kugeldurchmesser, so angeordnet ist, dass, solange das Fahrzeug verzögert wird, die Kugel 23 gegen die Wand 25 des Gehäuses gedrückt wird und damit den Kanal 21 verschliesst (Fig. 5).
Dadurch ist die Ver bindung zwischen dem hinter der Membran 19 be findlichen Raum und dem Motorsaugrohr unterbro chen und die beim Gasgeben eintretende Unterdruck verminderung wird in dem Raum hinter der Membran 19 nicht wirksam. Der Kupplungsvorgang wird damit also nicht beschleunigt oder - im Falle die Kugel die Öffnung des Kanals 21 nicht völlig, sondern nur teilweise verschliesst - die Beschleunigung des Ein kuppelvorganges wenigstens verlangsamt. Die Boh rung 24 wird am besten horizontal in Fahrtrichtung angeordnet oder unter Umständen etwas geneigt, und zwar zweckmässig dann so, dass die Kugel durch ihre Schwerkraft sich bereits leicht an die Wand 25 an legt und der Kanal 21 normalerweise geschlossen ist. Sobald das Fahrzeug beschleunigt wird, gibt die Kugel dann den Kanal 21 frei.
In Fig.6 ist eine erfindungsgemässe Steuerein richtung einer elektromagnetischen Kupplung sche matisch gezeigt. Hier sind mehrere Widerstände 26, 27, 28, 29 angedeutet, die über eine Stange 30 w und abgeschaltet werden können. Diese Stange 30 ist mit einem Kolben 31, der in einem Zylinder 32 be weglich angeordnet ist, in Verbindung, der wieder über einen Kanal 33 und die Leitung 34 mit dem Motorsaugrohr in Verbindung steht. Durch eine Fe der 35 wird der Kolben nach rechts in die äusserste Lage gedrückt, in welcher nur ein geringer Wider stand im Stromkreis der Kupplung eingeschaltet ist, so dass also die Kupplung voll greift.
Wenn kein Gas gegeben wird, herrscht durch dieVerbindung mit dem Saugrohr in dem Zylinder 32 hoher Unterdruck und der Kolben 31 wird so weit nach links bewegt, dass die Widerstände 27, 28 und 29 in den Stromkreis der Kupplung zugeschaltet werden und damit die Kupplung nur ein geringes Drehmoment überträgt. Bei plötzlichem Gasgeben würde bei einer direkten Verbindung des Saugrohres mit dem Zylinder 32 ein schnelles Abschalten der Widerstände 29 bis 26 er folgen und damit die Kupplung schnell zum Eingriff kommen. Durch Einschaltung der Kugel 36, die, wie im vorangehenden Beispiel den Kanal 33 so lange verschliesst als das Fahrzeug verzögert wird, wird das schnelle Abschalten der Widerstände und damit das schnelle Greifen der Kupplung verhindert bzw. verlangsamt.
In Fig. 7 ist als Beispiel ein Ventil für eine Druck luftbetätigung der Kupplung gezeigt. Hier ist ein Magnet 37 vorhanden, der die Druckluftleitung 38 mit der zum Servomotor führenden Leitung 39 in Verbindung bringt, sobald der Ventilteller 40 unter Überwindung der Kraft der Feder 41 an den Sitz 42 im Gehäuse gedrückt wird. Sobald der Stromkreis für den Steuermagneten 37 unterbrochen wird, drückt die Feder 41 den Ventilteller 40 wieder in die ge zeichnete Lage und die Druckluft kann nunmehr aus dem Servomotor über eine mit einem Nadelventil 43 einstellbare Düsenöffnung 44 abblasen.
Bei einem plötzlichen Gasgeben nach der Schaltung wird die Stange 45, die eine Bohrung 46 verschliesst und mit dem Vergasergestänge verbunden ist, so verschoben, dass die Bohrung 46 freigegeben wird und die Luft auch durch diese abblasen kann. Diese zusätzliche Öffnung 46, die eine Beschleunigung des Einkuppel vorganges bewirkt, wird durch eine Regelmasse ver schlossen, solange das Fahrzeug verzögert wird. Diese Regelmasse ist als Winkelhebel ausgebildet, der um eine Achse 48 drehbar ist und an seinem längeren und nach unten gerichteten Hebelarm die Masse 47 aufweist, während der kurze, etwa horizontal liegende Hebel 49 als Platte ausgebildet ist, die die Öffnung der Bohrung 46 am Gehäuse verschliessen kann.
Die Masse verschliesst in der dargestellten Lage dauernd die Bohrung 46, und zwar solange das Fahrzeug nicht beschleunigt wird. Sobald jedoch eine Beschleunigung eintritt, wird die Masse durch ihr Beharrungsvermö gen entgegen der Fahrtrichtung bewegt und gibt nun mehr den Kanal 46 frei.
Wie die Beispiele zeigen, lässt sich der Erfindungs gedanke an allen möglichen Arten von automatischen Kupplungen anwenden, welche Steuermittel besitzen, die ein schnelles Greifen der Kupplung bei unmittel barem Gasgeben nach der Getriebeschaltung bewir ken. Die von der Verzögerung und Beschleunigung des Fahrzeuges beeinflusste Regelmasse wird aber auch durch die Lage des Fahrzeuges beeinflusst, je doch in durchaus günstigem Sinne.
Bei Bergauffah ren übt die Masse eine geringe Wirkung auf die Steuereinrichtung aus, was bedeutet, dass der Kupp lungseingriff bei unmittelbarem Gasgeben weniger abgebremst wird als bei horizontaler Lage des Fahr zeuges oder beim Bergabfahren. Das ist insofern durchaus erwünscht, weil sich beim Bergauffahren beim Zurückschalten ohnedies ein Bremsstoss weniger bemerkbar macht und die Motorkraft nach der Schal tung schnellstens gebraucht wird, um die beim Schalt vorgang eingetretene Kraftunterbrechung möglichst schnell wieder herzustellen. Beim Bergabfahren hin gegen wird der Motor meist in stärkerem Masse als Bremse benutzt, so dass die zusätzliche Verzögerung des Kupplungseingriffes durch die Regelmasse keine unerwünschten Folgen mit sich bringt.
Die Grösse der Regelmasse kann gering sein, besonders bei den in Fig. 4-6 gezeigten Ausführungsbeispielen. Durch den Druckunterschied vor und hinter der Kugel ent steht eine zusätzliche Kraft, die die Kugel an die Wand 25 bzw. an diejenige bei Kanal 33 andrückt. Um diesen Einfluss weitgehend auszuschalten, muss das Verhältnis zwischen Kugeldurchmesser und dem Durchmesser des verschliessenden Kanals ziemlich gross gewählt werden. Wie praktische Versuche zeig ten, soll dieses Verhältnis möglichst 15 : 1 oder grö sser sein. Es wird meist genügen, den Kanal 21 bzw. 33 mit einem Durchmesser von etwa 0,8-1 mm aus zuführen und eine Kugel von etwa 15-20 mm Durchmesser zu wählen.