DE1108314B

DE1108314B - Steuerstromkreis fuer elektromagnetische und aehnliche Kupplungen, insbesondere fuerKraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1108314B
Application number: DES58520A
Authority: DE
Inventors: M Jean Maurice; M Michel Rist
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1957-06-05
Filing date: 1958-06-06
Publication date: 1961-06-08

Description

Steuerstromkreis für. elektromagnetische und ähnliche Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung geht von einem Steuerstromkreis für elektromagnetische und ähnliche Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, aus, bei dem die Kupplung durch den Induktor eines Dynamos gespeist wird, welcher einen durch eine kontinuierliche Spannungsquelle speisbaren Induktionsstromkreis und einen weiteren im Nebenschluß durch den Induktor speisbaren Induktionsstromkreis enthält und mit einer Umschalteinrichtung zur Steuerung der Speisung der Induktionsstromkreise des Dynamos versehen ist.
Außer dem Auskuppeln, das bei jedem Umschalten der Geschwindigkeit erfolgen muß und das entweder durch die elektromagnetische Kupplung selbst hervorgerufen werden muß oder durch eine Hilfs-Auskupplungsvorrichtung mit allen geeigneten selbsttätigen oder nicht selbsttätigen Mitteln, müssen solche elektromagnetische Kupplungen, insbesondere beim Anfahren des Fahrzeuges, eine ausgesprochene Progressivität des Eingriffes und der Wiedereingriffe sicherstellen.
Zu diesem Zweck ist es bekannt, die elektromagnetische Kupplung durch einen Dynamo zu speisen - vorteilhafterweise den Dynamo des Fahrzeuges -, indem dessen normaler Aufbau verändert wird, mindestens während einer Funktionsphase, so daß die charakteristische Kurve (Spannung/Motordrehzahl) an den Klemmen der Kupplung mehr oder weniger parabolisch wird und analog der Kurve einer Zentrifugalkupplung verläuft. Es ist ebenso bekannt, den Dynamo mit Stromkreisen veränderlicher Charakteristika zusammenzubauen, die von verschiedenen Funktionsparametern abhängen.
Jedoch genügen die bekannten Einrichtungen schlecht der doppelten Bedingung, unter allen Umständen eine stufenlose Progressivität des Einkuppelnd beim Anfahren und eine wirksame Ladung der Batterie durch den Dynamo zu erzielen, ohne den Aufbau zu komplizieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen an der elektrischen Speisung, insbesondere von elektromagnetischen Kupplungen vorzusehen, wie sie oben genannt sind, um eine charakteristische Kurve (Spannung/Drehzahl) zu schaffen, die für die Progressivität günstig ist, um jegliche Stöße während des Zeitraumes des Schleifens der Kupplung zu vermeiden und um eine sehr wirksame Ladung der Batterie sicherzustellen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Umschalteinrichtung zwischen einer ersten Stellung einer gemischten Erregung, bei der ein Induktionsstromkreis durch eine konstante Spannungsquelle und ein zweiter Induktionsstromkreis durch den Dynamo gespeist werden, und einer zweiten Stellung einer Selbsterregung beweglich angeordnet ist, bei der die beiden Induktionsstromkreise durch den Dynamo gespeist werden, und daß die Umschalteinrichtung durch eine einem Betriebsfaktor unterworfene Steuerung betätigt wird, derart, daß die Drehgeschwindigkeit des Dynamos die erste gemischte Erregungsstellung während einer ersten Periode, bei der die Kupplung zu schleifen beginnt, und die zweite Stellung der Selbsterregung während einer zweiten Periode, bei der die Kupplung vollständig im Eingriff ist, einnehmen kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer in den schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 ein Montageschaltbild des Dynamos in einer Stellung, die einer Erregungsart der Lichtmaschine entspricht, Fig. 2 ein der Fig. 1 analoges Schema, aber in einer Stellung, die einer anderen Erregungsform entspricht, Fig. 3, 4, 5 und 6 graphische Darstellungen, welche die Veränderungen verschiedener Faktoren in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit darstellen, Fig. 7 ein Schaltschema, bei dem die Anzahl von Ampere je Umdrehungen der Zusammenschaltungsvorrichtung von dem Unterdruck in dem Ansaugkrümmer für das Gas abhängig gemacht wird, Fig. 8 eine Abwandlung dieses Schemas, Fig. 9 ein Schema, in dem die Steuerung der Kupplung von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig gemacht wird, Fig. 10 eine Abwandlung dieses Schemas, Fig. 11 ein Schema, in dem der Widerstand eines der Induktorstromkreise in Abhängigkeit vom Verhältnis des Getriebes veränderlich gemacht wird, Fig. 12 ein Schema, in dem die Zusammenschaltungsvorrichtung verzögert ist, Fig. 13 eine Abwandlung dieses Schemas, Fig. 14 ein Schema eines allgemeinen Speisestromkreises einer elektromagnetischen Kupplung, Fig. 15 eine Abwandlung des elektrischen Schaltschemas eines Fahrzeuges, das mit einer selbsttätigen Kupplung ausgerüstet ist, gemäß einer besonderen Form einer gemischten Erregung des Dynamos, Fig. 16 bis 18 im Schnitt einen Umschalter in drei verschiedenen Betriebsstellungen und Fig.19 verschiedene Schemen der Dynamospannung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl.
In Fig.1 ist B die Akkumulatorenbatterie des Fahrzeuges, D die Lichtmaschine oder der Dynamo und E die elektromagnetische Kupplung des Fahrzeuges, die von der Lichtmaschine D gespeist wird. Die Anstiegkurve der von dem Dynamo D entwickelten Spannung U in Abhängigkeit von der Drehzahl N der Lichtmaschine, d. h. von der Drehzahl des Motors (Fig. 3) ändert sich nach der Art der Schaltung der Erregerwicklung der Induktorgruppe. Wenn die Induktorgruppe durch eine unabhängige Quelle erregt wird, ist die Spannung U der Drehzahl N proportional, was sich durch die Gerade A der Fig.3 ausdrückt. Wenn die Induktoreinheit im Nebenschluß erregt wird, d. h. durch die Lichtmaschine D, wird eine Kurve S erzielt, die zunächst fast waagerecht verläuft und dann sehr steil ansteigt. Diese letztere Art der Erregung ist klassisch und eignet sich am besten für die beabsichtigten Ladebedingungen. Sie gestatten es, das Zusammenschalten bei einer verhältnismäßig niedrigen Motorengeschwindigkeit hervorzurufen, und zwar bei der Größenordnung von ungefähr 1000 Umdrehungen je Minute. Jedoch entsprechen weder die Gerade A noch die Kurve S den doppelten gewünschten Bedingungen des Ladens und der progressiven Speisung der Kupplung E während der Schleifperiode, und zwar deswegen, weil die erste zu flach liegt und die zweite zu steil ist.
Wenn diese beiden Kurven A und S durch jede beliebige geeignete Anordnung der Schaltung der Lichtmaschine kombiniert werden, kann eine Art von Kompromiß erreicht werden, und gewisse Einrichtungen sind zu diesem Zweck bereits vorgeschlagen worden, weisen aber bei verschiedenen Graden Nachteile auf.
Die Erfindung umfaßt ein besonderes Mittel, die Kurven A und S zu kombinieren, das besser als in der Vergangenheit den Anforderungen der Praxis entspricht. Gemäß diesem Mittel wird, anstatt nacheinander verschiedene Einrichtungen zum Erregen der Induktoreinheit anzuwenden, vorgesehen, die Induktoreinheit in zwei Teile Il, 12 zu unterteilen und einen dieser Teile in abgeänderter Art und Weise zu erregen gegenüber der, mit der gleichzeitig der andere Teil erregt wird. Die Teile Il und I2 können symmetrisch auf den Polstücken der Lichtmaschine verteilt werden. Es können auch die eine auf einem Polstück oder einer Polgruppe und die andere auf einem anderen Polstück oder einer anderen Polgruppe vorgesehen werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der Teil h von der Batterie B über einen Widerstand R1 gespeist, während der Teil I2 von einer Bürste des Dynamos D über einen Widerstand R2 gespeist wird. Die so erzielte Kurve J hat einen parabolischen Verlauf und zeigt einen ausgezeichneten Progressivitätszustand. Die Justierung der Widerstände R1 und/oder R" gestattet gemäß der Erfindung, der Kurve J nach Belieben die Form zu geben, die sich am besten für die gewünschten Bedingungen eignet. Wenn R1 verringert wird, wird der Winkelkoeffizient der Tangente am Beginn der Kurve J um den Ausgangspunkt 0 vergrößert. Wenn R2 verringert wird, ergibt sich eine Verschiebung der Kurve J nach links.
In der Praxis wird zu Beginn der Widerstand R1 geregelt, um eine gute Arbeitsprogressivität zu erreichen, und auch der Widerstand R" um die Erscheinung des Pumpens zu verhüten, die sich durch Sprünge ausdrückt. Sowohl der eine als auch der andere der Widerstände R1 und R2, vorzugsweise der Widerstand R1, kann von Zeit zu Zeit verstellbar vorgesehen werden, um eine Entwicklung des Drehmomentes in Betracht zu ziehen, das von der Kupplung in Abhängigkeit von der Abnutzung übertragen wird, wobei alle anderen Dinge im übrigen Bleichbleiben.
Bei der in vollen Strichen in Fig. 1 dargestellten Bauweise stellt so der Dynamo D eine progressive Speisung der Kupplung E sicher, die sich insbesondere beim Anfahren durch ein progressives Eingreifen der Kupplung ausdrückt.
Aber der Dynamo D muß außerdem seine Funktion des richtigen und wirksamen Ladens der Batterie B ausüben, die nach wie vor wesentlich bleibt. Es wird demgemäß eine Kupplung der Lichtmaschine und der Batterie mit einer Steuerung vorgesehen, um das Zusammenschalten hervorzurufen.
Nach der Erfindung wird diese Steuerung so geregelt, daß das Zusammenschalten sich erst nach dem Aufhören des Schleifens der Kupplung ergibt, und zwar um jegliche Spannungssprünge infolge des Zusammenschaltens zu vermeiden, so daß sich demgemäß auch kein fühlbarer Stoß in der Kraftübertragung zeigt.
Andererseits ist es, wenn die Zusammenschaltung einmal geschehen ist, wichtig, daß die Erregung der Lichtmaschine so ist, daß das Laden der Batterie wirksam erfolgt. Es muß festgestellt werden, daß die Anordnung nach Fig. 1, die für die Progressivität des Einkuppelns günstig ist, wenig geeignet ist, ein wirksames Laden der Batterie sicherzustellen, und gemäß der Erfindung ist vorgesehen, im geeigneten Augenblick die traditionelle Nebenschlußschaltung (in vollen Strichen in Fig. 2 dargestellt) an Stelle der nach Fig. 1 einzusetzen, um das Laden der Batterie besser durchführen zu können. Zu diesem Zwecke gestattet eine Steuerung den Übergang der Schaltung nach Fig. 1 zu der Schaltung nach Fig. 2, und diese Steuerung wird auch in diesem Falle so geregelt, daß der Übergang erst nach dem Aufhören des Schleifens in der Kupplung erfolgt, und zwar immer deswegen, um Spannungssprünge zu vermeiden, die durch diesen Übergang auftreten können, und um zu vermeiden, daß durch sie ein fühlbarer Stoß in der Kraftübertragung erfolgt.
Eine solche Steuerung der Schaltungsänderung kann in jeder beliebigen geeigneten Form ausgeführt sein. Sie umfaßt beispielsweise (Fig. 1 und 2) ein Relais 10, dessen Spule 11 von einer Stromquelle 12 gespeist wird und das Unterbrecher oder Umkehrschalter 13 betätigt, so daß die Progressivitätsschaltung der Fig. 1 erzielt wird oder die Ladungsschaltung nach Fig. 2, je nachdem, ob die Stromquelle 12 eine geringere oder eine größere Spannung entwickelt als ein vorher bestimmter Wert. Diese Stromquelle 12 kann von jedem beliebigen charakteristischen Funktionsfaktor des Dynamos abhängig gemacht werden, beispielsweise von der Geschwindigkeit des Dynamos und/oder der Spannung des Dynamos und/oder von jedem anderen geeigneten Faktor.
Gemäß der Erfindung kann diese Steuerung der Schaltungsänderung entweder vor oder nach der Zusammenschaltungssteuerung wirksam gemacht werden, von dem Augenblick an, indem das Einschalten dieser beiden Steuerungen nach der Schleifphase der Kupplung liegt. Im ersteren Falle wird die Ladung immer unter optimalen Bedingungen sichergestellt, ist aber leicht verzögert. Im zweiten Falle stellt die Ladung eine vorherige Phase dar, die das Ausmaß in ungewohnten Bedingungen vergrößert.
Um die Vorteile der beiden Fälle zu kombinieren, wird nach der Erfindung vorzugsweise vorgesehen, das Inbetriebnehmen der Steuerung der Schaltungsänderung und der Steuerung des Zusammenschaltens zusammenfallen zu lassen, und zwar mit Hilfe einer einzigen gemeinsamen Vorrichtung, wie etwa der Einheit 10, 11, 12, wodurch außerdem der zusätzliche Vorteil einer vereinfachten Bauweise ausgenutzt wird.
Selbstverständlich beziehen sich die obengenannten Besonderheiten im Rahmen der Erfindung sowohl auf die schematische Schaltung der Fig. 1 als auch auf jede andere Progressivitätsschaltung, bei der eine Lichtmaschine als Stromquelle mindestens während einer Funktionsphase vorhanden ist.
In der graphischen Darstellung der Fig. 4 sind die Dynamogeschwindigkeit, d. h. die Motorgeschwindigkeit, auf der Abszisse ON und die Drehmomente auf der Ordinate 0C abgetragen. In Fig. 4 ist bei F die charakteristische Kurve des von der Kupplung übertragenen Drehmoments gezeigt und bei M die charakteristische Kurve des vom Motor entwickelten Drehmoments, wobei die Kurve M für volle Öffnung der Drosselklappe ausgezogen ist. Die Kurven F und M kreuzen sich im Punkt P, der den Angriffspunkt der Kraftübertragung bei voll geöffneter Drosselklappe darstellt, entsprechend beispielsweise einer Drehzahl von 1800 Umdrehungen je Minute. Im. Punkt P kann die Kupplung schleifen oder nicht, je nachdem, ob das Widerstandsmoment des Fahrzeuges größer oder kleiner als die Ordinate des Punktes P ist. Wie dem auch sei, in dem Bereich der graphischen Darstellung, der rechts vom Punkt P liegt, neigt der Motor dazu, durch die Kupplung abgebremst zu werden, die dessen gesamtes Drehmoment überträgt, und im Bereich der graphischen Darstellung links vom Punkt P hat der Motor die Neigung schneller zu werden, da ein Teil seines Drehmomentes nicht durch die Kupplung übertragen wird. Aus diesem Grunde wird der Punkt P als Eingriffspunkt bezeichnet. Es ist im Laufe von Versuchen festgestellt worden, daß unter der Einwirkung des Gashebels der Motor den Eingriffspunkt P nicht mit einer konstant steigenden Veränderung seiner Drehzahl erreicht. Das Antriebsdrehmoment wächst mit einer kürzeren Ansprechzeit als das von der Kupplung übertragbare Drehmoment, wobei diese Kupplung von einer Lichtmaschine gespeist wird, deren Spannung mit der Motordrehzahl zusammenhängt. Der Motor weist so eine Drehzahlspitze L auf und wird dann bei H langsamer, um endlich die Angriffsdrehzahl 'zu erreichen. Diese Erscheinung ist in der graphischen Darstellung der Fig. 5 gezeigt, wo die Drehzahl ON auch in Abszissen dargestellt ist, während die Zeit 0t auf den Ordinaten abgetragen ist. Die Spitzendrehzahl L kann so beispielsweise 2100 Umdrehungen je Minute erreichen.
Nach der Erfindung wird, um zu verhüten, daß das Anwachsen der Spannung infolge der Spitzendrehzahl L nicht das zu frühe Übergehen von der Progressivitätsschaltung des Dynamos zur Ladeschaltung und/oder zu einem vorzeitigen Zusammenschalten hervorruft, was in beiden Fällen mit sich bringen würde, daß in der Kraftübertragung ein Stoß entsteht, vorgesehen, den kritischen Wert der doppelten Steuerung des Schaltungswechsels und Zusammenschaltwechsels, der diese Doppelsteuerung wirksam macht, über die Spitzendrehzahl L hinaus zu verlegen. Beispielsweise wird dieser kritische Wert Q so gewählt, daß er einer Drehzahl von 2300 Umdrehungen je Minute entspricht. In der graphischen Darstellung der Fig. 6, in der die Drehzahl ON in Abszissen und die Spannung O U an den Klemmen der Lichtmaschine in Ordinaten aufgetragen sind, wird die Progressivitätskurve J auf diese Weise bis nach Q verlängert, und die Ladekurve K folgt ihr.
Nach der Erfindung kann die Zusammenschaltungsdrehzahl Q, die, wie vorstehend angegeben, vorzugsweise in der Nähe von 2300 Umdrehungen je Minute gewählt wird, um den schärfsten Benutzungsbedingungen zu entsprechen, in der Praxis gleich jedem anderen Wert gewählt werden, wenn dieser nur zwischen 1500 und 2500 Umdrehungen je Minute liegt. Er wird als zwischen zweimal und fünfmal der Drehzahl bei abgedrosseltem Motor liegen und vorteilhafterweise in der Nähe von dreimal dieser Umdrehungszahl. Vorzugsweise liegt der Wert zwischen 60 und 120 °/o- der Motordrehzahl, was einem maximalen Antriebsdrehmoment bei voller Öffnung der Drosselklappe entspricht, und beispielsweise in der Nähe von 80 % dieser Motordrehzahl.
Eine solche kritische Drehzahl Q, deren Wert gemäß der Erfindung hoch gewählt wird, weist keine Nachteile an sich für das Laden während der Arbeitsweise bei abnehmender Drehzahl auf; denn die Lichtmaschine ist mit einer üblichen Erregung geschaltet und folgt einer Kurve K' und schaltet nur bei der gewöhnlichen Unterbrechungsdrehzahl Q', beispielsweise von 900 Umdrehungen je Minute, ab.
Deswegen kann nur während eines Arbeitens bei zunehmender Drehzahl von einer Drehzahl unterhalb Q' der hohe Wert Q nach der Erfindung, wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, den Augenblick verzögern, von dem an die Batterie geladen wird.
Nach der Erfindung sind, um eine höchstmögliche Ladedauer sicherzustellen, Mittel vorgesehen, um diesen hohen Wert Q nur unter Umständen auftreten zu lassen, wo dieser Wert wegen der gewünschten Bequemlichkeit nützlich ist, und ihn durch einen schwächeren Wert unter anderen Umständen zu ersetzen.
Die Einstellung des Wertes Q gemäß den Arbeitsbedingungen wird nach der Erfindung entweder durch Regelung der Anzahl von Ampere je Umdrehungen des Zusammenschaltrelais 10 bewirkt oder durch Veränderung des Wertes der Widerstände R1 und/ oder R., oder durch diese beiden Mittel kombiniert. Diese Einstellung kann entweder vom Grad des Eindrückens des Gaspedals oder von jedem beliebigen anderen Faktor abhängig gemacht werden, der gleichzeitig anders wird als dieser Grad, so wie etwa der Unterdruck in der Gaszuleitung, oder vom Zustand des Fahrzeuges, beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder dem Übersetzungsverhältnis im Getriebe usw.
In Fig. 7 wird als Beispiel der kritische Wert Q des Relais 10 in Abhängigkeit vom Unterdruck in dem Ansaugkrümmer für das Gas in einem Punkt verändert, der zwischen der Drossel und den Ventilen liegt. In Fig.7 erkennt man bei D den Dynamo, bei B die Batterie und bei E die Kupplung. Die Spule des Zusammenschaltrelais 10, die den Zusammenschalt-Wendeschalter 14 steuert, ist in zwei Teile 111 und 112 unterteilt. Der Teil 111 wird ständig von dem Dynamo D gespeist, während der andere Teil 112 von dem Dynamo D unter Zwischenschaltung eines Schalters 15 gespeist wird, der von einer Kapsel 16 gesteuert wird, die auf den Unterdruck im Ansaugkrümmer für die Gase empfindlich ist.
Wenn der Benutzer des Fahrzeuges anfährt und stark auf den Gashebel drückt, ist der Unterdruck bei 16 schwach, der Schalter 15 ist offen, und das Zusammenschaltrelais arbeitet nur mit der Spule 111. Die Spannung Q, die auf diese Spule angewendet wird, muß einen hohen Wert haben, um das Relais 10 zu betätigen, und wird mit hoher Drehzahl erreicht, was jeglichen Stoß in der Kraftübertragung trotz des Schwankens der Motorendrehzahl verhütet. Da andererseits in diesem Falle die Drehzahl sehr schnell steigt, erfolgt das Laden der Batterie ohne jede Verzögerung.
Wenn der Benutzer des Fahrzeuges anfährt und nur leicht auf den Gashebel drückt, ist der Unterdruck bei 16 stark, der Schalter 15 wird geschlossen, und das Zusammenschaltrelais arbeitet mit den beiden Spulen 111 und 112. Die Spannung Q, die notwendig ist, um das Relais 10 zu betätigen, wird beträchtlich gesenkt, aber dadurch besteht nicht die Gefahr, einen Stoß hervorzurufen; denn es ist keine übergeschwindigkeit L des Motors vorhanden, und die Drehzahl P selbst ist gering. Auch hier erfolgt das Laden der Batterie schnell, aber diesmal infolge dieses Senkens der Spannung Q.
Es ist demgemäß festzustellen, daß nach der Erfindung die Spannung Q sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Art ändert, in der der Kraftfahrer auf das Gaspedal einwirkt, wobei in jedem Falle ein schnelles Zusammenschalten ohne Stöße sichergestellt wird.
In dem Schema nach Fig.7 ist außerdem ein Widerstand R3 dargestellt, der einen Drehmomentbegrenzer darstellt und der dazu bestimmt ist, die Stöße in der Kraftübertragung zu vermeiden oder das Schlüpfen der Antriebsräder, wenn der Fahrer beim Herunterschalten bei hoher Geschwindigeit des Fahrzeuges das Gaspedal losläßt. Der Widerstand R.; wird in den Zuführungsstromkreis der Kupplung E durch den Dynamo D eingeschaltet und durch einen Schalter in Nebenschluß gebracht, der auf den Zustand des Gaspedals anspricht und auf jeden beliebigen anderen Faktor, der damit zusammenhängt, beispielsweise den Unterdruck in der Kapsel 16. Außerdem wird der Widerstand R3 durch den Umschalter 14 im Nebenschluß geschaltet, so daß er unwirksam ist, gleichgültig wie der Unterdruck bei 16 vor dem Zusammenschalten ist, und zwar, um jegliche Ausschaltung zu verhüten, die während des Anfahrens einen Stoß verursachen könnte.
Die Erfindung umfaßt in ihrem Rahmen einen solchen Drehmoment-Begrenzungswiderstand R." entweder unabhängig oder in Kombination mit jeglichen oder einem Teil der anderen beschriebenen Anordnungen. Eine solche Kombination ist als Beispiel in Fig. 7 dargestellt, wo der Nebenschluß-Schalter des Widerstandes R3 von dem Schalter 15 dargestellt wird, der als Wendeschalter ausgebildet ist. Die Kapsel 16 schaltet bei geringen Unterdrücken die Spule 112 und den Widerstand R3 aus, und bei starken Unterdrücken bringt sie die Spule 112 in den Stromkreis ein und, wenn das Zusammenschalten geschehen ist, den Widerstand R3.
Nachstehend wird das Schema nach Fig.8 beschrieben, wo die Anordnung gleich der ist, die vorstehend unter Hinweis auf Fig. 7 beschrieben wurde und wo die Anzahl der Amperewindungen der Spule des Zusammenschaltungsrelais ebenfalls in Abhängigkeit vom Unterdruck bei 16 veränderlich gestaltet wird. Aber in Fig. 8 ist an Stelle einer Ausschaltung oder einer Einschaltung eines Teiles 112 dieser Spule mit einer gleichen Spule 11 die Einführung oder Ausschaltung eines Widerstandes R4 vorgesehen, der in Serie mit dieser Spule 11 geschaltet ist.
In Abwandlung (Fig. 9) wird die Spule 11 des Zusammenschaltungsrelais durch einen Schalter 17 eines Zentrifugalreglers 18 von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig gemacht. Dieser Schalter 17 ist beispielsweise geöffnet oder geschlossen, je nachdem, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeuges niedriger oder höher als ein gewählter Wert liegt, der zwischen 6 und 40 km/h liegt und vorzugsweise in der Nähe von 25 km/h. Bei diesem Aufbau wird verhütet, daß das Zusammenschalten erfolgt, bevor das Fahrzeug diese Geschwindigkeit erreicht hat, und zwar indem die Stromzuleitung des Zusammenschalters unterbrochen wird. Es kann eine Zusammenschaltung bei niedriger Drehzahl vorgesehen werden, beispielsweise 1100 Umdrehungen je Minute, da infolge des Fliehkraftreglers 18 bei nicht weniger als 25 km/h nicht zusammengeschaltet werden kann.
Außerdem ist ein Widerstand R3 im Zuleitungsstromkreis durch die Batterie B der Kupplung E vorgesehen. Der Widerstand R3 ist durch einen Schalter 28 überbrückt, der der Stellung des Gaspedals 29 unterworfen ist, so daß jenseits einer vorher bestimmten Eindrücktiefe des Pedals 29 der Widerstand R3 eingeschaltet wird und daß jenseits dieses Einschaltens der Widerstand R3 ausgeschaltet wird. Ein solcher kritischer Grad des öffnens der Drosselklappe wird vorzugsweise zwischen der geschlossenen Stellung und der halboffenere Stellung gewählt und vorteilhafterweise im Bereich einer Viertelöffnung. Anstatt durch das Pedal 29 gesteuert zu werden, könnte der Schalter 28 auch von der Kapsel 16 gesteuert werden oder von jeder beliebigen anderen gleichwertigen Steuerung.
Der Widerstand R3 kann nur über der Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingeschaltet werden, die den Schalter 17 schließt, um, wie in Fig. 7, Stöße beim Anfahren zu vermeiden. Dieser Widerstand bildet einen Drehmomentbegrenzer, der dazu bestimmt ist, das Rutschen der Antriebsräder während einer Geschwindigkeitsverringerung, gefolgt von einer geringen Öffnung der Drosselklappe, zu vermeiden. Der Widerstand R3 muß ziemlich stark gewählt werden, um diese Funktion sicherzustellen, muß jedoch schwach genug sein, um kein Schleifen hervorzurufen, wenn sich die Geschwindigkeit bei geringer Öffnung der Drosselklappe oberhalb der kritischen Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei geschlossenem Schalter 17 befindet.
Anschließend wird Fig. 10 beschrieben, bei der die Anordnung gleich derjenigen der Fig. 9 ist, aber eine Anwendungsform der Erfindung betrifft, bei der die Speisung durch eine Lichtmaschine mit progressiver Charakteristik erfolgt, beispielsweise durch die Lichtmaschine der Fig. 1 oder insbesondere eine Lichtmaschine mit drei Bürsten, von denen die dritte Bürste, diejenige zwischen den beiden Hauptbürsten, und zwar stromab der positiven Bürste liegt, die Kupplung speist oder einen Dynamo, dessen Induktor zunächst von einer konstanten Spannungsquelle erregt wird und dann im Nebenschluß usw.
In Fig. 10 ist schematisch bei 30 die progressive Zuleitungsquelle gezeigt und bei B die Batterie mit einem Entstörungsumschalter 31. Bei 17 ist das von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängige Element zu erkennen, und zwar hier unter der Form eines Umkehrschalters und von einem Relais 32 betätigt, das mit dem Fliehkraftregler 18 zusammenarbeitet. Der Umkehrschalter 17 hat eine Klemme, die von der Stromquelle 30 gespeist wird, und eine andere Klemme, die von der Batterie B über den bei 28 im Nebenschluß geschalteten Widerstand R3 gespeist wird. Der Schalter 28 kann entweder von der Kapsel 16 oder von dem Pedal 29 gesteuert werden.
In dem dargestellten Beispiel, das insbesondere auf eine Stromquelle 30 abstellt, von der Art eines Dynamos mit drei Bürsten, ist der bewegliche Kontaktfinger des Umkehrschalters 17 mit der Kupplung über ein Auskupplungsrelais 26 verbunden, das vom Zustand der Steuerung der Gangschaltung abhängig gemacht werden kann, von einem bei 27 verstellbaren Abnutzungswiderstand und von einem Widerstand für angehobenen Fuß Rd. Der Widerstand Rd ist einerseits durch einen Schalter 33 überbrückt, der von einer Kapsel 16 oder von dem Pedal 29 abhängig gemacht wird, und andererseits durch einen Schalter 34, der von der Neigung abhängig ist, in der sich das Fahrzeug befindet.
Die Arbeitsweise ist gleich der, wie unter Hinweis auf Fig.9 beschrieben wurde. Es muß festgestellt werden, daß zwischen dem Widerstand R3, der nur bei der Batteriespeisung eingeschaltet werden kann, ein Widerstand Rd hinzukommt, der unabhängig von der Art der Zuleitung, sei es von der Batterie B oder von der Stromquelle 30, eingeschaltet werden kann. Der Widerstand Rd wird wirksam, wenn gleichzeitig die Neigung geringer ist als ein gegebener Wert, beispielsweise 10 oder 15 "/o, und das Gaspedal losgelassen ist. Der Widerstand wird ausgeschaltet, wenn die Neigung höher ist als dieser Wert und/oder wenn das Pedal genügend eingetreten wird.
Die Einstellung des Schalters 28 und die des Schalters 33 kann durch zwei unabhängige Kapseln 16 erfolgen oder durch eine einzelne Kapsel 16, entweder mit einem versetzten oder gleichzeitigen Arbeiten der Schalter. In der Praxis kann der Ausschaltwert des Widerstandes Rd kleiner oder gleich dem des Widerstandes R3 gewählt werden.
Anschließend wird auf Fig. 11 hingewiesen, wo die Einstellung des Wertes Q durch Veränderung des Widerstandswertes R1 in Abhängigkeit vom Verhältnis des Gangschaltungs-L7bersetzungsgetriebes durchgeführt wird. Bei 19 ist ein Schalter gezeigt, der einen Teil des Widerstandes R1 kurzschließt und der beim 1. Gang oder dem Rückwärtsgang geöffnet und im 2. Gang und den höheren Gängen des Getriebes geschlossen ist. Dank dieser Anordnung wird. eine ausgezeichnete Progressivität der Kupplung im 1. bang und im Rückwärtsgang beibehalten, während das Laden der Batterie verzögert wird, aber dieser letztere Nachteil wiegt nicht besonders schwer, da die Zeit, während der diese Gänge eingeschaltet bleiben, verhältnismäßig kurz ist. Bei den anderen Gängen wird jedoch die Kurve J mit Senken der Eingriffsgeschwindigkeiten P und Zusammenschaltgeschwindigkeiten Q angehoben, was bei einer geringeren Progressivität, wie sie bei den anderen Gängen wünschenswert ist, ein unverzügliches Laden der Batterie B sicherstellt. Es könnte auch auf den Widerstand R2 in Abhängigkeit von dem eingeschalteten Gang eingewirkt werden oder gleichzeitig auf die Widerstände R1 und R..
Die Erfindung umfaßt auch Mittel, um den Sicherheitsbereich, der zwischen dem Zusammenschaltwert Q und dem Eingriffswert P vorgesehen ist, zu verringern. Diese Mittel bestehen darin, den Stromkreis des Zusammenschaltrelais 10 zu verzögern. So wird das Zusammenschalten um eine Zeit verzögert, die genügt, damit die Motordrehzahl ihre Schwankungen in dem Augenblick beendet hat, in dem das Zusammenschalten möglich wird.
Bei einer Ausführungsform dieser Mittel (Fig. 12) ist die Spule 11 des Relais 10 in Serie mit der Kupplung E geschaltet. Dank dieser Anordnung wird während der Geschwindigkeitsspitze L des Motors der Strom, da er nicht in der Kupplung wirkt, auch nicht in der Spule 11 wirksam, die unempfindlich gegen die 1Jberspannungen wird, die sich aus der Spitze L ergeben. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Schaltung der Fig. 11 besonders vorteilhaft ist, wenn das Auskuppeln, das die Geschwindigkeitsveränderungen begleitet, durch eine andere Auskupplungsvorrichtung durchgeführt wird als die Kupplung selbst. Im gegenteiligen Falle würde in der Tat eine Abschaltung bei jedem Gangwechsel erfolgen.
Als Abwandlung (Fig. 13) hat der Zuleitungsstromkreis für die Spule 11 des Relais 10 einen Schalter 20 mit Bimetallstreifen oder jeglicher anderen Verzögerungsvorrichtung, die von einem Spannungsrelais 21 aus in Tätigkeit gesetzt wird, das von der Lichtmaschine D erregt wird. Die Ausschaltgeschwindigkeit des Relais 21 kann so verhältnismäßig niedrig gewählt werden, beispielsweise bei 1000 Umdrehungen je Minute, und die notwendige Dauer für das Ausschalten des Bimetallstreifens 20, beispielsweise 3 oder 4 Sekunden, wird so festgelegt, daß das Schleifen der Kupplung aufgehört hat. Die Verzögerung des Relais 10 kann nach der Erfindung mit dem Gang des Geschwindigkeitswechselgetriebes verbunden sein, so daß sie im ersten Gang und im Rückwärtsgang kürzer ist als bei den höheren Gängen des Getriebes.
Bei einer anderen Ausführungsform ist nach der Erfindung vorgesehen, die Zeitkonstante des Motors im wesentlichen mit der der Kupplung zusammenfallen zu lassen, um die schädliche Auswirkung der Spitze L zu vermeiden, entweder durch Erhöhen der Trägheit des Motors oder durch Verringern der Zeitkonstante der Kupplung.
Nachstehend wird auf Fig. 14 hingewiesen, in der ein komplettes Zuleitungsschema einer elektromagnetischen Kupplung E gezeigt ist. Der Stromkreis der Fig.14 kombiniert die Einrichtungen der Fig.l und 2, der Fig. 7 und der Fig. 11. In Fig. 14 ist bei D der Dynamo mit den Induktoren 11 und I, gezeigt, bei B die Batterie, bei 10 das Zusammenschaltrelais mit den Spulenteilen 111 und 11z, bei 15 der Unterbrecher, der von dem Unterdruck der Kapsel 16 mit dem Widerstand R3 abhängig gemacht ist, bei R1 der Widerstand, der mit dem Teil des Induktors Il zusammenarbeitet und von dem ein Teil durch den Schalter 19 überbrückt wird, der auf den eingeschalteten Gang anspricht, und bei R, der Widerstand, der mit dem Teil des Induktors 1., zusammenarbeitet. Außerdem ist in Fig. 14 bei 27 eine Reglervorrichtung für den Widerstand R1 gezeigt, um die Abnutzung in Betracht zu ziehen, bei 22 der allgemeine Zündkontakt, bei 23 der Spannungsregler, dessen Zusammenschaltvorrichtung getrennt und bei 10 eingebaut ist. Die Spannung dieses Reglers wird höher gewählt als die Zusammenschaltspannung dieser Einrichtung. Das ist vorteilhaft, wenn die Reibungsoberflächen der Kupplung Veränderungen des Reibungskoeffizienten mit der Temperatur und der Schleifdauer unter starker Belastung mit sich bringen. In gewissen Fällen könnte aus Stromersparnisgründen eine Reglerspannung gewählt werden, die niedriger ist als die Zusammenschaltspannung. Bei 24 ist ein Entstörungsumschalter gezeigt, der dazu bestimmt ist, die Kupplung E auf die Batterie umzuschalten, wenn der Dynamo ausfällt, und bei 25 ein Entkupplungsrelais, das von dem Zustand des Schalthebels 26 abhängig ist, so daß es geöffnet oder geschlossen ist, je nachdem, ob der Ganghebel betätigt wird oder nicht.
Nachstehend wird Fig. 15 beschrieben. Wie vorstehend ist mit B die Akkumulatorenbatterie des Fahrzeuges bezeichnet, mit D die Lichtmaschine und mit E die elektromagnetische Kupplung. Der Induktorstromkreis des Dynamos D hat zwei Wicklungen Il und 1.,. Die Wicklung 11 ist zwischen der Masse M und dem beweglichen Kontakt 140 des elektromagnetischen Schalters 110 verbunden, während die Wicklung 1_ zwischen der Erregerklemme 141 des klassischen Zusammenschaltreglers Re eingeschaltet ist (dessen Lichtmaschinenklemme 142 mit dem positiven Pol der Lichtmaschine D verbunden ist) und dem beweglichen Kontakt 143 (die Spannung bei 141 bleibt gleich der Spannung des Dynamos, bis die Reglereinrichtung diese Spannung begrenzt).
Der Kontaktklotz 144 des Schalters 110 ist mit dem positiven Pol der BatterieB über einen WiderstandRl verbunden (Widerstand, der auf R1' verringert wird, wenn er teilweise durch den Kontakt 145 kurzgeschlossen wird, der beeinflußt und geschlossen wird, wenn der eingeschaltete Gang der 2. oder ein höherer Gang ist), und durch den allgemeinen Kontakt 146. Der Kontaktklotz 147 des Schalters 110 ist mit der Masse M durch den Widerstand R2 verbunden. Die Kontaktklötze 148 und 149 sind elektrisch verbunden.
Die beweglichen Kontakte 140 und 143 können je nach ihrer Stellung drei verschiedene Stromkreiszweige herstellen.
Von der in Fig. 15 gezeigten Stellung aus, wo die Kontakte 140 und 143 in elektrischer Verbindung mit den Kontaktklötzen 144 und 147 stehen und bei einer ersten Phase ihrer Verschiebung unter der Einwirkung der Steuerung, wie sie nachstehend beschrieben ist, bleibt diese elektrische Verbindung sich selbst gleich bestehend.
Wenn die Antriebswirkung einen gewissen Wert erreicht, kommt der bewegliche Kontakt 140, während er gleichzeitig mit dem Kontaktklotz 144 in Berührung bleibt, mit dem Kontaktklotz 148 in Berührung, während der bewegliche Kontakt 143, obwohl er mit dem Kontaktklotz 147 in Berührung bleibt, in Berührung mit dem Kontaktklotz 149 kommt.
Wenn die Antriebswirkung einen höheren Wert erreicht, trennt sich der bewegliche Kontakt 140 von dem Kontaktklotz 144 und bleibt mit dem Kontaktklotz 148 verbunden, während der bewegliche Kontakt 143 sich von dem Kontaktklotz 147 trennt und mit dem Kontaktklotz 149 verbunden bleibt.
Nachstehend wird ein Beispiel einer Ausführungsform eines Schalters gegeben, der eine solche Arbeitsweise sicherstellt.
Die Betätigung der beweglichen Kontakte 140 und 143 des Schalters 110 ergibt sich durch die Spule 111, die zwischen der Masse M und dem beweglichen Kontakt 150 des Entstörungs-Umkehrschalters 114 über den Widerstand R4 geschaltet ist, wobei der bewegliche Kontakt 150 normalerweise entweder durch den Leiter 151 mit der Lichtmaschine D verbunden ist und in einem Störungsfalle mit der Batterie B. Die Batterieklemme 152 des Zusammenschaltungsreglers Re ist mit der Batterie B über eine Spule 153 mit einigen Windungen im Schalter 110 verbunden, deren Amperewindungen, wenn sie bestehen, sich zu denen der Spule 111 hinzufügen.
Es ist klar, daß die Kupplung E durch den regelbaren Widerstand R5 über den Kontakt 154 gespeist wird, der von dem Relais 155 gesteuert wird und von da zum beweglichen Kontakt 150 des Umkehrschalters 115 entweder durch den WiderstandR3 oder durch den Kurzschlußkontakt 115 dieses Widerstandes R3 oder durch den Leiter 156, der den Kontakt 157 des Schalters 110 einschließt. Der Kontakt 115 wird durch einen Betriebszustand des Fahrzeuges gesteuert, beispielsweise den Unterdruck im Ansaugkrümmer, und schließt den Widerstand R, kurz, wenn der Unterdruck gering ist (beispielsweise Anfahren mit weit geöffneter Drossel), und den Widerstand R4, wenn der Unterdruck bedeutend ist (Anfahren mit gering geöffneter Drosselklappe).
Es wird hier die Arbeitsweise im Dauerbetrieb dieser Vorrichtung nicht nochmals beschrieben, da bereits vorher zahlreiche Beispiele gegeben wurden. Hier werden nur die Besonderheiten behandelt, die sich auf die vorliegende Anordnung beziehen.
Es wurde gezeigt, daß zum Beginn eines Anfahrens der Induktorstromkreis Il von der Batterie B über den Widerstand R1 gespeist wird (da der Gangschalthebel sich im 1. Gang befindet). Die Wicklung 4 wird durch die Spannung des Dynamos D über den Widerstand R., gespeist. Die beweglichen Kontakte 140 und 143 befinden sich in Verbindung mit den Kontaktklötzen 144 und 147.
Die Kupplung E wird von der Spannung des Dynamos D über den Leiter 156, den geschlossenen Kontakt 157 und den Reglerwiderstand R, gespeist. (Dieser Widerstand R, wird gemäß dem Wert des Luftspaltes, d. h. der Abnutzung der Kupplung, geregelt.) Wenn der Fahrer abfährt und leicht beschleunigt, wird der Widerstand R4 kurzgeschlossen, und die Spannung an den Spulenklemmen 111 des Schalters 110 ist die der Lichtmaschine. Wenn der Fahrer jedoch sehr stark beschleunigt und der Unterdruck gering ist, wird der Widerstand R4 in den Stromkreis eingeschaltet, und die Spannung an den Klemmen der Spule 111 ist geringer als die des Dynamos.
In jedem Falle kommt bei einer gegebenen Dynamospannung (d. h. bei einer gegebenen Motordrehzahl), die je nach der Art des Anfahrens verschieden ist, ein Zeitpunkt, in dem die Anzugskraft der Spule 111 so ist, daß die beweglichen Kontakte 140 und 143 in Verbindung mit den festen Kontaktklötzen 144, 148, 147 und 149 in Verbindung stehen, d. h. daß die Wicklungen Il und 12 jede sowohl von dem Dynamo als auch von der Batterie gespeist bleiben.
Wenn sich die Motorgeschwindigkeit erhöht, dann wird die Spannung an den Klemmen der Spule 111 in dem Augenblick genügend groß, in dem das Einkuppeln beendet ist, um die beweglichen Kontakte 140 und 143 in eine solche Stellung zu bringen, daß sie sich von den festen Kontaktklötzen 144 und 147 trennen und nur noch mit den Kontaktklötzen 148 und 149 verbunden sind. Bei dieser dritten Abwandlung werden die Wicklungen Il und 1., in Serie von der Spannung des Dynamos gespeist, ohne daß irgendein Widerstand eingeschaltet wird. Die Dynamospannung steigt dann sofort bis zu ihrem eingestellten Wert, und der Zusammenschalter Re bringt die Verbindung zwischen den Klemmen 142 und 152 zustande, was das Laden der Batterie B gestattet. Die Kupplung E wird über den Widerstand R5 gespeist, d. h. über Widerstand R3, wenn der Unterdruck stark ist, oder direkt, wenn der Unterdruck gering ist (Widerstand R3 vom Kontakt 115 kurzgeschlossen).
Es muß gesagt werden, daß, sowie das Zusammenschalten erfolgt ist, die Anzugskraft der Spule 111 auf die Kontakte 140, 143 und 157, um sie in der normalen Erregerstellung des Dynamos beim Laden der Batterie zu halten, um die Amperewindungen erhöht wird, die durch die vom Ladestrom durchflossenen Windungen 153 eingebracht werden.
Dank dieser Hilfswicklung wird die gute Synchronisierung der Zusammenschaltung des Zusammenschaltungsreglers Rd und der Umschaltung durch das Gerät sichergestellt, wobei diese Synchronisierung aus den Gründen vorteilhaft ist, die vorstehend beschrieben wurden. Beispielsweise in dem Falle, in dem eine ungenügende Regelung verursachen würde, daß die Zusammenschaltung ein wenig vor der Umschaltung erfolgt, ruft die Speisung der Windungen 153 dennoch die Umschaltung hervor und stellt so das sofortige Laden der Batterie mit einer richtigen Spannung sicher.
Ein weiterer Vorteil der Windungen 153 ist folgender: Wenn die Lichtmaschine im Nebenschluß erregt wird (normales Laden der Batterie), dann kann es bei gewissen verhältnismäßig geringen Drehzahlen des Motors geschehen, daß, wenn plötzlich auf den Gashebel gedrückt wird, der Widerstand R4 in den Stromkreis der Spule 111 eingeschaltet wird, wodurch der diese Spule 111 durchlaufende Strom genügend verringert werden könnte, um den Schalter (Umschalter) 110 in die Stellung gemischter Erregung zu bringen, wodurch das Laden der Batterie begrenzt würde. Eine solche Möglichkeit ist dank den Windungen 153 ausgeschlossen.
Es ist ofensichtlich, daß, wenn der Gangschalthebel sich im 2. oder 3. Gang befindet, der Widerstand in Serie zwischen der Batterie B und dem Kontaktklotz 144 sich infolge des Schließens des Kontaktes 145 auf einen Wert R1' verringert. Die bedeutende Progressivität, die im 1. Gang infolge der Gesamtheit des Widerstandes R1 erreicht wurde, ist hier nicht mehr nötig, und das Steigen der Spannung an den Kupplungsklemmen E erfolgt dann schneller, was den Anforderungen der Praxis entspricht.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Widerstand R3 als Drehmomentbegrenzer 'bei einer Verringerung der Geschwindigkeit bei angehobenem Fuß (starker Unterdruck) wirkt, was es gestattet, jeglichen Stoß an der Kraftübertragung zu verhüten, der sich aus bedeutenden Unterschieden zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl der Übertragungswelle ergeben würde.
Der Wechsel der Erregungsart des Dynamos, der vorstehend beschrieben wurde, kann auf jegliche Steuerungsvorrichtung für eine elektromagnetische Kupplung der Art angewendet werden, bei der die Erregung des Dynamos gesteuert wird, um eine Spannungskurve an den Kupplungsklemmen allgemein parabolischer Art zu erreichen, deren Neigung zu Beginn den feinen Betätigungen sich anpaßt und deren ansteigender Teil steil genug sein muß, um ein Eingreifen bei vernünftiger Drehzahl sicherzustellen, wobei diese Steuerung erreicht werden kann, indem eine Erregung durch die konstante Spannung der Akkumulatorenbatterie damit verbunden wird und durch eine mit der Drehzahl des Motors veränderliche Spannung, sowie die, die an den Klemmen des Ankers der Lichtmaschine erzeugt wird.
In Fig. 16 bis 18 ist eine mögliche Ausführungsform des Umschalters dargestellt, die es gestattet, die Änderungen der Erregung der Kupplung auszuführen. In diesen Figuren ist gezeigt, daß der bewegliche Kontakt 240 des Umschalters 210 die Form einer bei 156 gelenkig angeordneten leitenden Platte hat, die gegen die Wirkung einer Feder 158 auf den Kern 157 im Innern der Spule 111 hingezogen wird. Diese kleine Platte 240 verschiebt sich zwischen den beiden Kontakten 247 und 248, die gelenkig bei 159 und 160 montiert sind, die durch Federn 161 und 162 aufeinander zu gezogen werden, wobei ihr Spiel durch die Anschläge 163 und 164 begrenzt ist, wobei Fig. 16 die Stellung der gemischten Erregung (Beginn des Eingriffs), Fig. 17 die Stellung der Platte 240 in der in Betracht gezogenen Zwischenstellung zeigt (Ende des Eingriffs), die einer bestimmten Anziehungskraft des Kernes 157 unterliegt. Fig. 18 zeigt die Nebenschlußerregungsstellung (Normalgeschwindigkeit beim Laden der Batterie).
Bei dem in Fig. 15 dargestellten Beispiel ist diese Art der Umschaltung verwendbar, wobei jedoch zwei Serien von Kontakten verwendet werden, wie sie in Fig. 16 dargestellt sind. Als Beispiel sind in Fig. 19 verschiedene Kurven des Spannungsanstiegs des Dynamos D gezeigt (ausgedrückt in Prozent der Spannung der Batterie UB) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (in Umdrehung je Minute) für einen Stromkreis, der demjenigen der Fig. 2 entspricht.
Die Kurven stellen die Spannung des Dynamos D in den Stellungen des Hebels einerseits im 1. oder im Rückwärtsgang dar (Kurve I und Kurve 11I, Widerstand R1 in Serie) und andererseits im 2. Gang oder einem höheren Gang (Kurve II und IV, Widerstand R1' in Serie), wobei die Kurven I und II einer 6-Volt-Installation entsprechen. Die Kurven III und IV entsprechen einer 12-Volt-Installation.
Diese Kurven gewisser der durchgeführten Versuche sind mit den folgenden Widerstandswerten erreicht worden: a) Installation von 6 Volt: R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Ohm insgesamt Ri ...................... 4 Ohm R,....................... 8 Ohm 3 * , , " * , « , , * * , * , ......... 3,5 Ohm R, R5....................... 0,2 Ohm Der Widerstand des Induktors war 2,50 Ohm und derjenige der Kupplung 1 Ohm.
b) Anlage von 12 Volt: R1...................... . 42 Ohm R1' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,5 Ohm R,....................... 27,5 Ohm Der Widerstand des Induktors war 7 Ohm und der der Kupplung 4 Ohm. Im Falle einer Erregung, die gemäß Fig.15 durchgeführt wurde (Induktor aus zwei Teilen), ergab sich eine zufriedenstellende charakteristische Spannungskurve für eine Anlage von 6 Volt mit den folgenden Widerstandswerten: R1 ........................... 8,7 Ohm R1' .......................... 4,2 Ohm R, ........................... 6 Ohm Jede Induktorhälfte hat dabei einen Widerstand von 1,25 Ohm.
Aus den Kurven der Fig. 19 ist festzustellen, daß die Zusammenschaltung bei geringerer Spannung (R4 kurzgeschlossen) bei einer Dynamospannung in der Größe von 50 bis 800/9 der Batteriespannung UB erfolgt, während die Zusammenschaltung bei starker Spannung (R4 in Serie) bei einer Dynamospannung in der Größenordnung von 110% der Batteriespannung erfolgt.
Es hat sich im Sinne der Erfindung als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Verhältnisse der einzelnen verwendeten Widerstände in einem begrenzten Rahmen liegen.
So kann das Verhältnis des Widerstandes, der in den Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet ist, welcher die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, wenn sich der Geschwindigkeitsschalthebel in der Stellung des 1. Ganges oder im Rückwärtsgang befindet, zu dem Widerstand in dem Stromkreis, der die Spannung des Dynamos enthält, zwischen 1,25 und 1,75 und vorteilhafterweise zwischen 1,35 und 1,60 betragen und vorzugsweise im Bereich von 1,5 liegen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Verhältnis der Widerstände, die in den Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet sind, der die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, in der Stellung, in der der Geschwindigkeitsschalthebel im 1. Gang oder im Rückwärtsgang sich befindet, und derjenigen, wo er im 2. Gang oder im 3. Gang sich befindet, zwischen 2 und 4 liegen.
Auch ist es möglich, daß das Verhältnis zwischen dem Widerstand, der in dem Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet ist, der die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, wenn der Gangschalthebel sich in der Stellung des 1. Ganges oder des Rückwärtsganges befindet, und dem Widerstand des Induktors (eines jeden Induktors, wenn zwei Wicklungen vorhanden sind) des Dynamos zwischen 4 und 8 liegt.
Schließlich ist es auch möglich, daß das Verhältnis zwischen dem in den Stromkreis des Induktors, der die Spannung des Widerstandes aufnimmt, eingeschalteten Widerstand und dem Widerstand des Induktors (eines jeden Induktors, falls zwei Wicklungen vorhanden sind) der Lichtmaschine zwischen 2,5 und 6, vorteilhafterweise zwischen 3 und 5, liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuerstromkreis für elektromagnetische und ähnliche Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Kupplung durch den Induktor eines Dynamos gespeist wird, welcher einen durch eine kontinuierliche Spannungsquelle speisbaren Induktionsstromkreis und einen weiteren im Nebenschluß durch den Induktor speisbaren Induktionsstromkreis enthält und mit einer Umschalteinrichtung zur Steuerung der Speisung der Induktionsstromkreise des Dynamos versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (13) zwischen einer ersten Stellung einer gemischten Erregung (Fig. 1), bei der ein Induktionsstromkreis (h) durch eine konstante Spannungsquelle (B) und ein zweiter Induktionsstromkreis (12) durch den Dynamo (D) gespeist werden, und einer zweiten Stellung einer Selbsterregung (Fig.2) beweglich angeordnet ist, bei der die beiden Induktionsstromkreise (Il, 1.,) durch den Dynamo (D) gespeist werden, und daß die Umschalteinrichtung (13) durch eine einem Betriebsfaktor unterworfene Steuerung (12) betätigt wird, derart, daß die Drehgeschwindigkeit des Dynamos (D) die erste gemischte Erregungsstellung während einer ersten Periode, bei der die Kupplung (10) zu schleifen beginnt, und die zweite Stellung der Selbsterregung während einer zweiten Periode, bei der die Kupplung vollständig im Eingriff ist, einnehmen kann.
2. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Induktionsstromkreise symmetrisch auf den Polteilen des Dynamos verteilt sind.
3. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Induktionsstromkreisen der eine auf einem Polstück oder einer Polgruppe und der andere auf einem anderen Polstück oder einer anderen Polgruppe angeordnet ist.
4. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedene Erregung der beiden Induktionsstromkreise mit niedrigerer Geschwindigkeit erfolgt als ihre Erregungsform in Serie.
5. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der Erregung des Dynamos im Augenblick des Zusammenschaltens verändert wird.
6. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschalten etwas über den Schleifzeitraum der Kupplung hinaus verzögert wird.
7. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschalten auf eine Geschwindigkeit verzögert wird, die über die Geschwindigkeit hinausgeht, die in übergangsform vom Motor bei einem Anfahren bei voller Öffnung der Drosselklappe erreicht wird. B.
Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschalten bei einer Motorgeschwindigkeit durchgeführt wird, die zwischen zwei- und fünfmal der Drehzahl, vorzugsweise in der blähe von dreimal der Leerlaufdrehzahl, liegt,
9. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschalten erfolgt, wenn die Motordrehzahl über die normale Zusarnmenschaltungsdrehzahl hinausgeht und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges höher als eine Geschwindigkeit zwischen 6 und 40 km/h, vorzugsweise im Bereich von 25 km/h, liegt.
10. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Drehmomentbegrenzer arbeitender Widerstand bei einet vorher bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingeführt wird, wenn die Öffnung der Drosselklappe oder ein anderer gleichwertiger Faktor geringer als ein gewählter Wert, beispielsweise geringer als ein Viertel der Gesamtöffnung ist.
11. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschalten erfolgt, wenn eine vorher bestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem der Motor im Verlaufe eines Anfahrens die normale Zusammenschaltungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges überschritten hat.
12. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais vorgesehen ist, das um das Zusammenschalten beim Übergang von einer Erregungsart des Dynamos zu einer anderen zu bewirken, im Speisestromkreis der Kupplung angeordnet ist.
13. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl, die der Zusammenschaltspannung entspricht, mit der Schaltung im Schaltkasten veränderlich gemacht wird und um so höher ist, als der Gang niedriger ist.
14. Steuerstromkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, um diese Drehzahl zu verändern, aus einer Veränderung mindestens eines der Widerstände besteht, die in den Induktionsstromkreisen eingebaut sind.
15. Steuerstromkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Drehzahl veränderlich gemacht wird, indem der Widerstand der Induktionsstromkreise von der Öffnung der Drosselklappe oder einem anderen gleichwertigen Faktor abhängig gemacht wird, wie etwa einem Unterdruck in dem Ansaugkrümmer für das Gas.
16. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenschaltungsspannung geringer gewählt wird als die Spannung des Reglers des Dynamos.
17. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Amperewicklungen der elektromagnetischen Vorrichtung, die gleichzeitig das Zusammenschalten und die Veränderung der Erregung des Dynamos sicherstellt, von der Öffnung der Drosselklappe oder einem anderen damit verbundenen Faktor abhängt.
18. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsspule, deren Wirkung von der <3ffnung der Drosselklappe oder einem anderen gleichwertigen Faktor abhängt, mit einer Wicklung zusammenhängt, die ständig erregt ist, um das Zusammenschalten und den Wechsel der Erregungsarten des Dynamos zu bestimmen.
19: Steuerstromkreis nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wirkung um so bedeutender ist, als die Drosselklappe weniger geöffnet ist, um die Zusammenschaltung. bei einer geringeren Spannung des Dynamos sicherzustellen.
20. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand in den Speisestromkreis der Spule der Zusammenschaltvorrichtung geschaltet ist.
21. Steuerstromkreis nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Widerstand bei geringen Öffnungen der Drosselklappe kurzgeschlossen ist.
22. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ, das auf die öffnung der Drosselklappe oder einem anderen gleichwertigen Faktor anspricht, die Zusammenschaltungsspannung steuert und gleichzeitig in den Stromkreis der Kupplung einen Widerstand bei geringen Öffnungen der Drosselklappe einbringt.
23. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtungen das Übergehen von einer Erregungsform zur anderen durch eine Zwischenkupplung bewirken, die die permanente Erregung des Dynamos unter einer Spannung sicherstellen, deren Wert zwischen den Grenzwerten der beiden Erregerarten liegt.
24. Steuerstromkreis nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren des Dynamos zwei Wicklungen aufweisen, die während der gemischten Erregungsperiode jede über mindestens einen Widerstand gespeist werden, die eine von der Quelle konstanter Spannung und die andere durch die Induktorspannung des Dynamos, und die während des Zeitraumes der Selbsterregung in Serie an der Induktorspannung des Dynamos liegen.
25. Steuerstromkreis nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß, unter Hinweis auf die Stromrichtung während der gemischten Erregung mit zwei Induktionswicklungen, die mit konstanter Spannung gespeiste Wicklung hinter dem dazugehörigen Widerstand an Masse liegt, während die von der Dynamospannung gespeiste Wicklung vor dem dazugehörigen Widerstand liegt oder umgekehrt, je nach der Polarität der Masse.
26. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Umschaltmittel mindestens eine Platte besitzen, die um einen festen Punkt drehbar ist und einer elektromagnetischen Zugkraft gegen die Wirkung einer entgegenwirkenden elastischen Kraft unterworfen ist, wobei das Ende dieser Platte sich zwischen zwei gelenkigen Kontakten bewegt, die durch eine elastische Kraft aufeinander zu gezogen werden, wobei ihre Bewegung in Richtung der elastischen Kraft durch Anschläge begrenzt wird, so daß ihr Mindestabstand höchstens gleich der Dicke der Platte ist und daß, wenn die kleine Platte sich in einer Endstellung befindet, sie nur einen Kontakt berührt.
27. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung mit elektromagnetischer Steuerung arbeitet und einerseits eine Spule, die von der Spannung des Dynamos, gegebenenfalls unter Einschaltung eines Widerstandes unter gewissen Funktionsbedingungen, und andererseits eine zusätzliche Spule mit einigen Wicklungen besitzt, die von dem Ladestrom der Batterie durchflossen werden.
28. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Widerstandes, der in den Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet ist, welcher die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, wenn sich der Geschwindigkeitsschalthebel in der Stellung des 1. Ganges oder im Rückwärtsgang befindet, zu dem Widerstand in dem Stromkreis, der die Spannung des Dynamos enthält, zwischen 1,25 und 1,75 und vorteilhafterweise zwischen 1,35 und 1,60 beträgt und vorzugsweise im Bereich von 1,5 liegt.
29. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Widerstände, die in dem Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet sind, der die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, in der Stellung, in der der Geschwindigkeitsschalthebel im 1. Gang oder im Rückwärtsgang sich befindet, und derjenigen, wo er im 2. Gang oder im 3. Gang sich befindet, zwischen 2 und 4 liegt.
30. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Widerstand, der in dem Speisestromkreis des Induktors eingeschaltet ist, der die Quelle gleichbleibender Spannung enthält, wenn der Gangschalthebel sich in der Stellung des 1. Ganges oder des Rückwärtsganges befindet, und dem Widerstand des Induktors (eines jeden Induktors, wenn zwei Wicklungen vorhanden sind) des Dynamos zwischen 4 und 8 liegt.
31. Steuerstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem in den Stromkreis des Induktors, der die Spannung des Widerstandes aufnimmt, eingeschalteten Widerstand und dem Widerstand des Induktors (eines jeden Induktors, falls zwei Wicklungen vorhanden sind) der Lichtmaschine zwischen 2,5 und 6, vorteilhafterweise zwischen 3 und 5, liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 744 201; deutsche Auslegeschrift Z 4578 VIII b / 21 dl (bekanntgemacht am 27.12.1956).