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Temperaturabhängige automatische Kupplung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine temperaturabhängige automatische Kupplung für Kraftfahrzeuge, deren
Motor von einem mit einer Starteinrichtung ausgestatteten Vergaser gespeist wird
und die einrückt, sobald die Motordrehzahl einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
Unter Starteinrichtung versteht man eine Vorrichtung, durch die die Lieferung des
Brennstoffes in den Vergaser zeitweilig erhöht werden kann, um das Anlassen und
den Betrieb des kalten Motors zuverlässig zu ermöglichen.
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Gewisse, in Kraftfahrzeugen eingebaute automatische Kupplungen, z.
B. Kupplungen mit hydraulischer oder pneumatischer Steuerung, stellen die Verbindung
zwischen dem Motor und dem Getriebe her, sobald die Drehzahl des Motors einen Grenzwert
überschreitet, der im allgemeinen knapp über der dem Leerlauf entsprechenden Drehzahl
liegt.
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Wenn diese Hilfseinrichtung zum Anlassen in Betrieb ist, dann ist
die Motordrehzahl verhältnismäßig hoch, da mehr Brennstoff als normal von dieser
Hilfseinrichtung abgegeben wird. Unter diesen Umständen kommt es häufig vor, daß
die Mindestdrehzahl des Motors über dem oben angegebenen Grenzwert liegt, bei dem
der Kupplungsvorgang automatisch ausgelöst wird.
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Das ist bei einem vom Fahrer zu bedienenden Wechselgetriebe sehr nachteilig,
da der Fahrer dann die Gänge nicht einrücken kann, und bei automatischen Getrieben
wirkt die Motorkraft unvermittelt auf das Fahrzeug ein.
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Wenn die Hilfseinrichtung zum Anlassen vom Fahrer bedient wird, dann
muß man es dem Fahrer überlassen, diese Hilfseinrichtung auszuschalten, bevor die
Motordrehzahl diesen Grenzwert erreicht hat. Dies bedeutet jedoch einen zusätzlichen
und gelegentlich störenden Handgriff, und es besteht die Gefahr, daß der Motor bei
einer derartigen Drehzahl noch nicht die Temperatur erreicht hat, die einen richtigen
Betrieb ermöglicht. Bei den automatischen Hilfseinrichtungen zum Anlassen jedoch
hat der Fahrer keine Möglichkeit, auf diese Einrichtungen einzuwirken.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, eine
automatische Kupplung einer Hilfseinrichtung zum Anlassen so zuzuordnen, daß der
Grenzwert der Drehzahl, bei dem der Kupplungsvorgang automatisch ausgelöst wird,
höher liegt, wenn die Hilfseinrichtung eingeschaltet ist, als wenn diese Einrichtung
ausgeschaltet ist. Das System, mit dem die Betriebsweise der automatischen Kupplung
abgeändert wurde, wurde also durch die Hilfseinrichtung zum Anlassen selbst betätigt.
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Ziel der Erfindung ist es, für die obenerwähnte Aufgabe eine andere
Lösung zu finden, durch die es insbesondere möglich wird, eine gewisse Verzögerung
zwischen demjenigen Augenblick zu erreichen, in dem diese Hilfseinrichtung ein-
und ausgeschaltet wird, und demjenigen Augenblick, in dem die Charakteristik der
Betriebsweise der Kupplung geändert wird.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein auf
die Temperatur an einer bestimmten Stelle des Motors ansprechendes System vorgesehen
ist, durch das dieser Grenzwert erhöht wird, wenn diese Temperatur unter einem vorher
festgelegten Wert Regt, und bei einer mit einem Druckmittel arbeitenden Kupplung
lediglich unterhalb des festgelegten Temperaturwertes der Druck des Druckmittels
vermindert wird, alle übrigen Verhältnisse dagegen unverändert bleiben.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplung so ausgebildet,
daß das auf die Motortemperatur ansprechende System eine elektromagnetische Steuerung
aufweist, in deren Stromkreis ein temperaturempfindlicher Unterbrecher eingeschaltet
ist. Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Druckmittelkreislauf mit
einer Rücklaufleitung auszustatten, die durch ein Ventil gesteuert wird, das wiederum
von einer elektromagnetischen Steuerung betätigt wird.
Zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben, es zeigt Fig.
1 die wichtigsten Antriebsteile eines Fahrzeuges mit einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Kupplung, Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung. Der Motor
1 wird von einem Vergaser 2 gespeist, während seine Kurbelwelle
3 über eine automatische, hydraulisch oder pneumatisch gesteuerte Kupplung
A
mit der Antriebswelle 4 eines beliebig ausgebildeten Wechselgetriebes
5 verbunden ist# dessen Abtriebswelle 6 in an sich bekannter Weise
mit den Antriebsrädern des Pahrzeuges verbunden ist.
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Der Vergaser 2 hat eine Hilfseinrichtung zum Anlassen, die bei Betätigung
ein reiches Gemisch bildet und an eine hinter der Drosselklappe liegende Stelle
der Ansaugleitung 7 liefert, wobei dieses Gemisch einerseits aus mit Luft
emulgiertem Brennstoff und andererseits aus zusätzlicher Startluft besteht. Die
Hilfseinrichtung zum Anlassen ist mit einem Verteiler ausgestattet, der eine Scheibe
9 trägt, die entweder von Hand vermittels eines an der Scheibe
9 befestigten Hebels oder durch eine automatische Steuerung gedreht wird,
die aus einem Bimetallthermostaten besteht.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet
man eine automatische, hydraulisch oder pneumatisch gesteuerte Kupplung, wie sie
unter A schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Eine derartige Kupplung
ist im wesentlichen folgendermaßen aufgebaut: Eine Antriebsscheibe 40 ist auf die
Motorwelle 3 aufgekeilt. Die Platte 23, die auf der Welle 4 des Getriebes
5 befestigt ist, kann mittels eines Hebels 41 axial verschoben werden, der
von einem in einem Zylinder 43 verschiebbaren Kolben 42 betätigt wird. Es wird angenommen,
daß der Kolben 42 der Einwirkung einer Druckflüssigkeit ausgesetzt ist
(hy-
draulische Steuerung). Würde man an Stelle der hydraul-ischen Flüssigkeit
ein Druckgas (pneumatische Steuerung) verwenden, so wäre die Arbeitsweise die gleiche.
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Um die Flüssigkeit unter Druck gegen den Kolben 42 strömen zu lassen,
verwendet man eine Pumpe 44, die z. B. von einem eigenen Motor angetrieben wird
und die wegen des überdruckventils 45 Flüssigkeit unter konstantem Druck liefert.
Die Druckflüssigkeit wird in ein Druckgefäß 46 geleitet, das mit dem Zy-
linder
43 über einen Kanal 47 Verbindung hat, wenn dieser Kanal durch den unter der Wirkung
einer Feder 49 stehenden Kegel 48 geöffnet ist. Schließlich wird durch eine Zweigleitung
mit einer kalibrierten Öffnung 50 die Verbindung zwischen dem Kanal 47 und
einem Vorratsbehälter 51 hergestellt. Zur Betätigung des Kegels 48 verwendet
man eine Einrichtung, die einem Fliehkraftregler 52 entspricht, der von der Motorwelle
3 angetrieben wird, wobei diese Einrichtung von einer bestimmten Drehzahl
der Motorwelle 3
an über einen Hebel 53 auf den Kegel 48 einwirken
kann.
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Wenn der Motor 1 stillsteht, dann sind die beiden Platten 40
und 23 entkuppelt. Wenn die Drehzahl des Motors 1 zunimmt, dann wird
der Hebel 53 durch den Fliehkraftregler 52 verschoben, und sein unteres Ende
dlückt auf den Kegel 48, wodurch die von diesem Kegel gesteuerte Öffnung geöffnet
wird. Die Druckflüssigkeit dringt in den Kanal 47 ein und wirkt entgegen einer Feder
54 auf den Kolben 42, wobei die Platte 23 axial verschoben wird. Es ist offensichtlich,
daß die Wirkung des Kolbens 42 unter dem Einfluß der Druckflüssigkeit durch die
entsprechende, durch den Kegel 48 begrenzte Durchtrittsöffnung und durch die öffnung
50 begrenzt wird. Man kann den Querschnitt dieser Öffnung 50 und ebenso
die verschiedenen Teile der Kupplung so einstellen, daß der Kontakt und die Mitnahme
der Platte 23 durch die Platte 40 normalerweise dann erfolgt, wenn die Drehzahl
über der dem Leerlauf entsprechenden Drehzahl liegt. Die kritische Drehzahl des
Motors, die höher liegt, beispielsweise in der Größenordnung von 1500 U/min,
ist also größer als die Drehzahl, die er erreichen könnte, wenn er durch seine für
das Anlassen vorgesehene Hilfseinrichtung für den Leerlauf gespeist würde. Diese
Drehzahl liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1100 bis 1200 U/min.
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Daher stattet man diese Hilfseinrichtung mit Mitteln aus, mit denen
man den Druck des von dem Kanal 47 zu dem Zylinder 43 geführten Druckmittels auf
einen Wert bringen kann, der kleiner ist, wenn die Temperatur an einer sorgfältig
ausgewählten Stelle des Motors unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei die übrigen
Verhältnisse unverändert bleiben. Diese Mittel bestehen aus einem Nadelventil
55, das zwischen dem Kanal 47 und dem Vorratsbehälter 51
liegt und
durch einen Elektromagnet 32 gesteuert wird. Die Stelle, an der die Temperatur
abgenommen wird, liegt in den abströmenden Gasen bzw. in einem Luftstrom, der durch
die Abgase erwärmt wird.
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Zu diesem Zweck ist ein kleines Rohr 56 aus nicht oxydierendem
Stahl vorgesehen, das an einem Ende offen in die Atmosphäre mündet und das durch
die Abgasleitung 57 führt und an seinem anderen Ende in die Ansaugleitung
7 mündet. Ein thermostatischer Unterbrecher 35a, der beispielsweise aus einem
Bimetallstreifen besteht, der auf dem Rohr 56 aufliegt, ist in dem Versorgungsstromkreis
für den Elektromagnet 32 angeordnet, der durch eine Stromquelle 34 gespeist
wird.
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Bei diesem Aufbau übt der in der Ansaugleitung 7
herrschende
Unterdruck eine dauernde Saugwirkung im Rohr 56 aus, und die Luft strömt
in diesem Rohr immer von außen nach innen. In dem durch die Ab-
gasleitung
führenden Teil dieses Rohres erwärmt sich die Luft je nach der Temperatur
der Abgase auf die Temperatur des Rohres 56 in Höhe des Unterbrecherstreifens
35a. Dieser Einbau ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Hilfseinrichtung
zum Anlassen automatisch durch ein thermostatisches Sy-
stem, gesteuert wird,
das von einem Luftstrom umspült wird, der durch die Abgase erwärmt wird, wobei das
Rohr 56 dann gleichzeitig zur Erwärmung des thermostatischen Systems dient,
das auf die Hilfseinrichtung zum Anlassen und auf den Unterbrecherstreifen 35a wirkt.
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Der Betrieb einer derartigen Anlage verläuft folgendermaßen: Solange
die Temperatur der in dem Rohr 56 strömenden Luft unterhalb eines bestimmten
Wertes liegt, ist der thermostatische Unterbrecher 35 a
geschlossen,
wodurch der Elektromagnet 32 mit Strom versorgt wird. Das Nadelventil 55
öffnet sich, und der Auslaß, der dadurch geschaffen wird, wirkt im gleichen Sinne
wie die öffnung 50, durch die ein dauerndes Ausströmen des Druckmittels stattfindet.
Man muß daher den Kegel 48 weiter anheben, um im Zy-
linder 43 den zur Kupplung
erforderlichen Druck aufrechtzuerhalten. Diesen zusätzlichen Hub kann man
nur
durch eine größere Verschiebung des Hebels 53
erhalten, und zwar bei einer
höheren Drehzahl des Motors 1, als wenn die Temperatur der in dem Rohr
56 strömenden Luft diesen Wert erreicht oder überschreitet. In diesem Fall
öffnet sich der Unterbrecher 35a, wodurch die Stromversorgung des Elektroniaaneten
32 unterbrochen wird. Das Nadelventil 55
schließt sich dann, und der
im Zylinder 43 herrschende Druck hängt nur noch vom Hub des Kegels 48 und von dem
dauernden Abstrom durch die öffnung 50 ab. Die auf diese Weise herabgesetzt kritische
Drehzahl des Motors, z. B. in der Größenordnung von 800 U/min, liegt auf
alle Fälle über der Drehzahl, die dem Leerlauf des Motors entspricht (etwa
600 U/min).
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Die Stelle, an der die Temperatur für die Steuerung des Magnets
32 abgenommen wird, kann jedoch auch im Kühlwasserkreislauf liegen, wie dies
in Fig. 2 dargestellt ist.
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Dazu ordnet man einen thermostatischen Unterbrecher 35, der
in einem wasserdichten Gehäuse 36
untergebracht ist, im Inneren des Umlaufsystems
des Kühlmittels für den Motor 1 an, von dem in Fig. 2 nur der Kühler
37 und die zum Kühler führenden und vom Kühler wegführenden Rohre
38 und 39 eingezeichnet sind.
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Die Betriebsweise einer derartigen Einrichtung ist folgende: Solange
die Temperatur des im Rohr 38
umlaufenden Wassers nicht eine bestimmte Höhe
erreicht hat, ist der thermostatische Unterbrecher 35
geschlossen, wodurch
der Elektromagnet 32 mit Strom versorgt wird. Der weitere Verlauf des Regelvorganges
erfolgt dann so, wie es bei der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert wurde.
Sobald die Temperatur des umlaufenden Wassers im Rohr 38
einen bestimmten
Wert überschreitet, werden die Streifen des Unterbrechers 35 voneinander
gelöst, wodurch die Versorgung des Elektromagnets 32 mit Strom unterbrochen
wird.
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Wenn die Hilfseinrichtung zum Anlassen des Motors automatisch gesteuert
wird, dann kann man die Charakteristik des thermostatischen Unterbrechers
35
derart ändern, daß sich dessen Kontaktfedern zur gleichen Zeit voneinander
lösen, in der auch die Hilfseinrichtung zum Anlassen ausgeschaltet wird. Trotzdem
kann es von größerem Interesse sein, diese Charakteristiken derart zu ändern, daß
sich die Kontaktfedern mit einer gewissen Verzögerung nach dem Ausschalten der Hilfseinrichtung
zum Anlassen voneinander lösen. Die Erfindung ist nicht auf die beiden beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern diese können in verschiedener Weise abgeändert
werden. Die Hilfseinrichtung zum Anlassen kann, anstatt ein reiches Gemisch in die
Ansaugleitung hinter die Drosselklappe zu liefern, auch eine Erhöhung des Unterdruckes
in dieser Ansaugleitung hervorrufen, z. B. durch eine am Hauptlufteintritt des Vergasers
angeordnete Luftklappe.
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Die Ansprüche 2 und 3 gelten als echte Unteransprüche nur in
Verbindung mit dem Anspruch 1.