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Steuereinrichtung für eine elektromagnetische Kraftfahrzeugkupplung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine elektromagnetisch
ein und ausrückbare Anfahr- und Schaltkupplung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die
Magnetwicklung eines Elektromagneten in einer mit der Drehzahl der antreibenden
Brennkraftmaschine steigenden Folgefrequenz rechteckförmige Impulse über ein monostabiles
Kippgerät zu-,geführt werden, das im Takt der Brennkraftmaschinendrehzahl durch
Auslöseimpulse aus seiner stabilen Sperrlage in eine für die Dauer der rechteckförmigen
Impulse maßgebende instabile Kipplage gebracht wird.
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Kupplungen mit bekannten Steuereinrichtungen dieser Art gelangen selbsttätig
in ihre Einrückstellung, wenn die Brennkraftmasch.nendrehzahl vom Kraftfahrzeugführer
über die Leerlaufdrehzahl hinaus gesteigert wird. Infolge der rechteckförmigen;
der Magnetwicklung zugeführten Impulse steigt das von. der Kupplung übertragbare
Moment mit der Drehzahl an, weil mit steigender Drehzahl die Pausen zwischen jeweils
zwei aufeinanderfolgenden rechteckförn-Higen Impulsen stark verkürzt werden, da
diese. auch bei steigender Drehzahl in den bekannten Steuereinrichtungen gleiche
zeitliche Dauer haben. Während der stark verkürzten Pausen bei gesteigerter Drehzahl
kann das während der Dauer der rechteckförmigen Impulse aufgebaute Magnetfeld der
Kuppelung nur unwesentlich absinken. Auf diese Weise wird bei den bekannten Steuerungen
ein weiches Eingreifen der Kupplung beim Anfahren erzielt.
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Beim Fahrbetrieb muß die Kupplung in ihre Einrückstellung gebracht
werden, wenn nach dem Gangwechsel die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor
und der Antriebsachse des Kraftfahrzeuges wiederhergestellt werden soll. Dies ist
bei bekannten Steuereinrichtungen der eingangs beschriebenen Art durch Beschleunigen
der Brennkraftmaschine im allgemeinen ohne weiteres möglich, wenn der eingelegte
Gang eine größere Endgeschwindigkeit des Fahrzeuges erlaubt als der vorhergehende.
Wenn man jedoch beispielsweise bei einer Fahrt bergab die Bremskraft der Brennkraftmaschine
ausnutzen und hierzu von einem Gang mit kleiner übersetzung ins Langsame auf einen
Gang mit größerer Übersetzung ins Langsame zurückschalten will, widerspricht es
dem Fahrgefühl, wenn zum selbsttätigen Wiedereinkuppeln die Brennkraftmaschine erneut
beschleunigt werden muß.
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Bei bekannten Steuervorrichtungen ist ein von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängiger Schalter vorgesehen, über den die Magnetwicklung aus der Fahrzeugbatterie
mit Gleichstrom versorgt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkelt über einen bestimmten
Mindestwert, beispielsweise 15 km/h, hinaus ansteigt.
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Diese Schalter rücken jedoch die Kupplung beim Bergabfahren nicht
ein, wenn die Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl läuft, weil sie unterhalb
des genannten Mindestwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit in ihrer Offenstellung bleiben
und beim überschreiten dieses Wertes die Kupplung schlagartig in Eingriff bringen.
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Es sind auch bereits elektromagnetische Steuer= vorrichtungen bekanntgeworden,
bei welchen mit dem Gangschalthebel eines Wechselgetriebes ein Kontaktpaar verbunden
ist, das beim Loslassen des Gangschalthebels geschlossen wird und dann die Magnetwicklung
der Kupplung unmittelbar an die Fahrzeugbatterie anschließt. Außerdem enthalten
diese Steuereinrichtungen einen Fahrgeschwindigkeitsmesser und einen mit dessen
Zeigerwelle verbundenen Schleifarm, der auf einer den untersten Geschwindigkeitsbereich
überdeckenden Schleifbahn gleitet und über ein Relais und ein. Schaltschütz die
Drosselklappe im Vergaser um einen voreingestellten Winkel öffnet, sobald der Handschalthebel
losgelassen wird und das Kontaktpaar schließt. Diese Steuereinrichtung erlaubt es
jedoch nicht, die Bremskraft der Brennkraftmaschine voll auszunutzen, zumal diese
beim Einrücken der Kupplung infolge der zusätzlich bewirkten Öffnung der Drosselklappe
beschleunigt wird. Außerdem sind diese Steuervorrichtungen nur in dem von der Schleifbahn,
überdeckten kleinen Geschwindigkeitsbereich wirksam.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steuereinrichtungen der
eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß die Kupplung selbsttätig beim Bergabwärtsfahren
einrücken
kann, wenn die Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl läuft oder sogar stillsteht.
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Um auch bei Kupplungen mit einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen
Art eine selbsttätig sich einstellende Arbeitsweise zu erzielen, die derjenigen
bei mit voneinander unabhängigen Kupplungs- und Gaspedalen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen,
insbesondere solchen mit synchronisiertem Wechselgetriebe weitgehend entspricht
und daher keine Umgewöhnung des Fahrzeugführers erforderlich macht, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die Kupplung durch eine mit dem Ge.triebeschaltliebel in Wirkverbindung
stehende Vorrichtung nach Beendigung eines Schaltvorganges selbsttätig für eine
Zeitdauer von 0,1 bis 1 Sekunde in; ihre Einrückstellung bringbar ist.
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Eine besonders einfache Anordnung, die sich dem vom Fahrzeugführer
rascher oder langsamer ausgeführten Schaltvorgang anpaßt, ergibt sich, wenn die
Vorrichtung einen mit einem Widerstand in Reihe liegenden Kondensator enthält, der
während des Schaltvorganges geladen wird und bei Beendigung des Schaltvorganges
einen zusätzlichen, etwa 0,1 bis 1 Sekunde andauernden Steuerimpuls für das Kippgerät
liefert.
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Bei sehr rasch erfolgendem Gangwechsel lädt sich der Kondensator nur
teilweise auf und ergibt dann in Anpassung an die nur geringfügig abgefallene Drehzahl
der Brennkraftmaschme einen entsprechend verkürzten Steuerimpuls, während nach einem
nur langsam durchgeführten Gangwechsel der Steuerimpuls die angegebene volle Länge
aufweist, die jedoch in jedem Falle sicherstellt, daß auch bei stark abgefallener
Drehzahl die Kupplung zwar selbsttätig in Eingriff kommt, jedoch die für einen weichen
Eingriff erforderliche Anpassung des Kupplungsmomentes von der Steuereinrichtung
übernommen werden kann.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist zum Ausgleich der Temperatur
der Brennkraftmaschine und damit zu einem betriebssicheren Arbeiten der Steuereinrichtung
sowohl bei kalter als auch bei warmer Brennkraftmaschine vorgesehen, daß ein Kondensator
an zwei in Reihe geschaltete, in der Kollektorzuleitung des Ausgangstransistors
und des Stromverstärkungstransistors liegende Widerstände angeschlossen ist, von
denen wenigstens einer temperaturabhängig und mit der Brennkraftmaschine wärmeleitend
verbunden ist.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Heißleiterwiderstand einen negativen
Temperaturkoeffizienten hat und der zu diesem parallel geschaltete Widerstand einen
unveränderlichen Widerstandswert aufweist.
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In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutertes Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Kraftfahrbrennkraftmaschine mit angeblocktem Wechselgetriebe
und mit einer elektromagnetisch betätigten Kupplung, Fig. 2 die Kupplung im Längsschnitt,
Fig. 3 ein, elektrisches Schaltbild für die zur Betätigung der Kupplung vorgesehene
Steuereinrichtung und Fig. 4 mehrere Schaubilder zur Erklärung der Wir- i kungsweise
der Steuereinrichtung.
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Die zum Betrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmte
Brennkraftmaschine 10 arbeitet mit einer Hochspannungszündanlage zusammen, deren
Zündverteiler bei 11 angedeutet ist. An die Brennkraftmaschine ist das Gehäuse 12
der Magnetpulverkupplung angeflanscht, die durch eine in Fig. 3 näher dargestellte
elektrische Steuereinrichtung selbsttätig eingerückt wird, wenn die Drehzahl der
Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen, oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegenden
Mindestwert hinaus gesteigert wird. An das Gehäuse der Magnetpulverkupplung ist
ein übliches Getriebe 14 angeflanscht, dessen einzelne Gänge durch einen Schalthebel
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wahlweise eingerückt werden können.
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Wie Fig. 2 besser 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 nebencinanderliegende Nuten 26 aufweist.
Zwischen der Mantelfläche des Läufers und der zylindrischen Innenwand 27 des Käfigs
befindet sich ein in Wirklichkeit etwa 1 bis 2 mm breiter Ringspalt. In den Hohlraum
zwischen dem Käfig und dem Läufer 25 ist magnetisierbares Pulver 28 eingefüllt,
das bei laufender Brennkraftmaschine infolge der Zentrifugalkraft in jenen Ringspalt
geschleudert wird. In die einander zugekehrten Stirnflächen der Schalen 21 und 22
ist je eine Ringnut 29 eingestochen, in die eine Magnetwicklung 30 eingelegt ist.
Die Enden der Magnetwicklung sind an je einen von zwei Schleifringen 31 und 32 geführt,
die isoliert gegeneinander auf der äußeren Stirnfläche der Schale 22 sitzen. Am
Gehäuse 12 sind zwei Schleifbürsten 33 und 34 isoliert befestigt. Jede dieser beiden
Bürsten arbeitet mit einem der beiden Schleifringe zusammen. Von den Bürsten führen
Leitungen zu einer außen am Gehäuse 12 sitzenden Anschlußdose 35, über welche die
Magnetwicklung 30 der Magnetpulverkupplung an die Steuereinrichtung 13 angeschlossen
ist. Die Steuereinrichtung liefert die zur Momentübertragung erforderliche Energie
in Form von etwa rechte.ckförmigen elektrischen Impulsen, von denen einer in Fig.
1 bei 36 angedeutet ist. Zum Erzeugen dieser Impulse ist die Eingangsseite der Steuereinrichtung
13 mit dem Zündverteiler 11 der Hochspannungszündanlage durch ein Kabel
37 verbunden, über das bei jedem Zündvorgang ein kurzer, bei 38 angedeuteter
Steuerimpuls der in Fig. 3 näher dargestellten Steuereinrichtung zugeführt wird.
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Die Steuereinrichtung wird aus einer zum Betrieb dar Hochspannungszündanlage
dienenden Batterie 39 über eine Minusleitung 40 und eine Plusleitung 41 mit Strom
versorgt. Die Primärwicklung 42 der im übrigen nicht näher dargestellten Zündspule
der Hochspannungszündanlage ist in Reihe mit dem im Gehäuse des Zündverteilers 11
untergebrachten Unterbrecherarm 43 des Zündunterbrechers zwischen der Minusleitung
40 und der Plusleitung 41 angeordnet. Der Unterbrecherarm arbeitet mit einem feststehenden,
an die Minusleitung 40 angeschlossenen Kontakt 44 zusammen und wird von einem ebenfalls
im Verteilergehäuse untergebrachten vierhöckrigen Nocken 45 bei jeder Kurbelwellenumdrehung
der Brennkraftmaschine zweimal von dem feststehenden Kontakt 44 abgehoben. Die hierbei
entstehende Spannung an der Primärwicklung 42 wird über einen Widerstand 46 von
15 kOhm einem Gleichrichter 47 und einem Kondensator
48 von 20
000 pF zugeführt und mit Hilfe eines zweiten Kondensators 49 von 20 000 pF und eines
Widerstandes 50 von 10 kOhm und eines Widerstandes 51 von 40 kOhm so differenziert,
daß bei jeder Öffnungsbewegung des Unterbrecherarms 43 ein gegenüber der Plusleitung
41 positiver Steuerimpuls 52 für die Steuereinrichtung 13 entsteht, das aus einem
monostabilen Kippgerät 53 und einem nur bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine
wirksam werdenden, als elektronischer Speicher dienenden bistabilen Multivibrator
54 besteht. Dieser Speicher wird erst weiter unten näher beschrieben und erläutert.
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Im :einzelnen enthält das zum Erzeugen der rechteckförmigen elektrischen
Impulse 36 für die Magnetwicklung 30 dienende Kippgeräte 53 .einen Eingangstransistor
60, einen Ausgangstransistor 61, einen diesem vorgeschalteten Stromverstärkungstransistor
62 sowie einen als Zeitglied wirkenden Kondensator 63, der die zeitliche Dauer der
einzelnen Arbeitsimpulse bestimmt und eine Kapazität von 0,5 ttF hat. Der Kondensator
ist mit einer seiner beiden Elektroden über einen gleichbleibenden Widerstand 64
von 10 kOhm und einen parallel geschalteten, mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender
Verbindung stehenden Heißleiterwiderstand 65 an die miteinander verbundenen Kollektoren
der Transistoren 61 und 62 sowie über einen weiteren, veränderbaren Widerstand 66
an die Minusleitung 40 angeschlossen.
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Die andere Elektrode des Kondensators steht einerseits mit der Basis
des Eingangstransistors 60 über einen Gleichrichter 67 und einen Widerstand 68 von
150 Ohm, andererseits mit der Minusleitung 40 über diesen Widerstand 68 und einen
weiteren Widerstand 69 von 30 kOhm in Verbindung. Der mit seinem Kollektor an die
Basis des Stromverstärkungstransistors 62 und über einen Arbeitswiderstand 70 von
2,5 kOhm an die Minusleitung 40 angeschlossene Eingangstransistor 60 liegt mit seinem
Emitter direkt an der Plusleitung 41. An diese ist über einen Widerstand 71 von
40 Ohm der mit der Basis des Ausgangstransistors 61 verbundene Emitter des Stromverstärkungstransistors
62 angeschlossen, während zum Emitter des Ausgangstransistors 61 ein Gleichrichter
72 führt, der zusammen mit einem an die Minusleitung 40 angeschlossenen Widerstand
73 von 600 Ohm einen Spannungsteiler bildet und gewährleistet, daß der Ausgangstransistor
61 in den Pausen zwischen zwei rechteckförmigen elektrischen Impulsen 36 vollkommen
gesperrt werden kann.
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In der Verbindungsleitung von den Kollektoren der Transistoren 61
und 62 zu der einseitig an die Minusleitung 40 angeschlossenen Magnetwicklung
30 der Kupplung sind außer einem von Hand umlegbaren Schaltarm 74 zwei Ruhekontakte
75 und 76 angeordnet, die durch einen in der angedeuteten Pfeilrichtung unter Federdruck
stehenden Schaltarm 77 eines Relais überbrückt werden, solange die zugehörige, über
einen Schalter 78 an Masse anschließbare, mit ihrem anderen Ende an der Plusleitung
41 liegende Relaisspule 79 stromlos ist. Der Schalter 78 wird geschlossen, dabei
der Schaltarm 77 von den Ruhekontakten 75 und 76 abgehoben und die Magnetwicklung
30 abgeschaltet, sobald zum Wechseln der Gänge des Getriebes 14 (Fig. 1)
der Gangschalthebel 15 erfaßt wird.
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Für die im folgenden näher beschriebene Wirkungsweise des Kippgeräts
wird zunächst davon ausgegang; n, daß sich im Stillstand der Brennkraftmaschine
und - während ihres Laufes - unmittelbar vor dem nächsten Zündvorgang der Eingangstransistor
60 in seinem stromleitenden Zustand befindet, da er mit seiner Basis über den Gleichrichter
67 und dem Widerstand 69 an der Minusleitung 40 liegt. Sobald der Unterbrechernocken
45 nach dem Start der Brennkraftmaschine den Unterbrecherhebel 43 von seinem Gegenkontakt
44 in dem in Fig. 4 bei to angedeuteten Zündpunkt abhebt und dabei den seither über
die Primärwicklung 42 der Zündspule fließenden Strom unterbricht, entsteht ein Steuerimpuls
52, der über den Gleichrichter 80 an die Basis des Eingangstransistors 60 gelangt
und diese positiv gegenüber der Plusleitung macht und den Eingangstransistor daher
sofort sperrt. Dann können der Stromverstärkungstransistor 62 und der Ausgangstransistor
61 in ihren voll stromleitenden Betriebszustand gelangen. Da sich in der vorhergehenden
Ruhepause das Potential der Kollektorelektroden der Transistoren 61 und 62 praktisch
auf demjenigen der Minusleitung befand, während die Basis des Eingangstransistors
60 annähernd auf dem Potential der Plusleitung lag, enthält der Kondensator 63 beim
Beginn des durch den Steuerimpuls 52 ausgelösten rechteckförmigen elektrischen Impulses
36 eine erhebliche Ladung. Die Spannung am Kondensator 63 addiert sich zu der am
Widerstand 66 beim Beginn des rechteckförmigen elektrischen Impulses entstehenden
Teilspannung und hält daher die Basis des Eingangstransistors über den Steuerimpuls
hinaus positiv, bis der Kondensator 63 sich über die Widerstände 68 und 69 entladen
hat. Dann kann der Eingangstransistor 60 in seinen ursprünglichen stromleitenden
Ruhestand zurückkehren und die beiden Transistoren 61 und 62 unter Beendigung des
Arbeitsstromimpulses im Zeitpunkt t1 sperren (Fig. 4). Bei der nächsten Öffnungsbewegung
des Unte,rbrecherhebels 43 entsteht dann der nächste Steuerimpuls, der einen gleich
langen rechteckförmigen elektrischen Impuls 36 im Kippgerät 53 erzeugt.
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Die Kapazität des Kondensators 63 ist in Verbindung mit den im Entladungskreis
liegenden Widerständen 68, 69 und 66 sowie 64 und 65 so gewählt, daß sich bei warmer
Brennkraftmaschine eine rechteckförmige elektrische Impulslänge von 1 . 10-' Sekunden
= 10 Millisekunden einstellt. Da bei einer Leerlaufdrehzahl von 600 U/min der Brennkraftmaschine
die Folgezeit der Steuerimpulse i/zo Sekunde beträgt, ergibt sich nur ein so geringer
zeitlicher Mittelwert der magnetischen Erregung der Magnetpulverkupplung, daß diese
auch bei eingelegtem 1. Gang (größte übe:rsetzung ins Langsame von der Kurbelwelle
auf die Fahrzeugantriebsachse) das Kraftfahrzeug nicht in Bewegung zu setzen vermag.
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Zum Anfahren des Kraftfahrzeuges aus dem Stillstand heraus braucht
die Brennkraftmaschine nur durch Niedertreten des nicht dargestellten Gaspedals
beschleunigt zu werden. Sie erzeugt dann -eine erhöhte Folgefrequenz der rechteckförmigen
elektrischen Impulse 36 im Kippgerät 53, bei der die Dauer der rechteckförmigen
Impulse 36 zwar erhalten bleibt, jedoch die Pausen zwischen den einzelnen Impulsen
mit zunehmender Drehzahl kleiner werden, wie dies aus Fig. 4 aus den für 600 U/min
(Leerlaufdrehzahl) und 1500 U/min geltenden Schaubildern ohne weiteres erkennbar
ist. Außer durch die Erhöhung der Drehzahl wird eine weitere Steigerung des Kupplungsdrehmoments
dadurch
erzielt, daß ein im Stromkreis der Magnetwicklung 30 liegender Vorwidersta:nd 83
von etwa 3 Ohm beim Gasgeben zwangläufig durch einen. Schalter 84 überbrückt wird,
so daß sich ein erhöhter zeitlicher Mittelwert des von den rechteckförmigen Impulsen
hervorgerufenen magnetischen Flusses 0 einstellt und ein größeres, von der Magnetpulverkupplung
übertragbares Drehmoment ergibt.
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Wenn zum Gangwechsel der Schalthebel 15 erfaßt und dabei der Schalter
78 geschlossen wird, unterbricht das Relais infolge des über die Relaiswicklung
79 fließenden Erregerstromes die Verbindungsleitung von den Transistoren 61 und
62 zu der Magnetwicklung 30. Nach dem Gangwechsel muß die Brennkraftmaschine durch
erneutes Gas.geben beschleunigt werden, danüt die Kupplung erneut wieder einrückt.
Dieser Umstand ist jedoch dann unerwünscht, wenn man zur Ausnutzung der Bremskraft
des Motors, beispielsweise bei Fahrt bergab, von einem Gang mit kleiner übersetzung,
beispielsweise dem 4. Gang, auf einen Getriebegang mit größerer übersetzung, beispielsweise
3. Gang, zurückschalten will. In diesem Fall würde nämlich, sofern die Brennkraftmaschine
während des Gangwechsels auf ihre Leerlaufdrehzahl zurückgegangen ist, die Magnetpulverkupplung
nicht wieder einrücken. Dies könnte erst dann erfolgen, wenn die Brennkraftmasehine
durch erneutes Gasgeben beschleunigt würde.
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Erfindungsgemäß ist deshalb eine Vorrichtung vorgesehen, die nach
dem Loslassen des Schalthebels 15 einem von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
unabhängigen, etwa 0,1 bis 0,5 Sekunden langen Steuerimpuls 85 liefert, mit dem
die beiden Transistoren 61 und 62 für die angegebene Zeitdauer stromleitend gemacht
werden und daher die Magnetpulverkupplung zum Eingriff bringen. Die Vorrichtung
besteht aus einem an die Plusleitung 41 angeschlossenen Gleichrichter 86, einem
mit diesem in Reihe liegenden Widerstand 87 von 300 Ohm und einem Kondensator 88
von 25 J sowie einer Steuerleitung 89, die zwischen dem Widerstand 87 und dem Kondensator
88 abzweigt und über einen Gleichrichter 90 zur Basis des Eingangstransistors
60 führt. Der Kondensator 88 wird nämlich während des Gangwechsels, bei dem
der Schalter 78 geschlossen ist, über einen weiteren Schalter 91, der nur beim Einlegen
des 1. Ganges und des Rückwärtsganges in seine Offenstellung gelangt, auf die Batteriespannung
aufgeladen. Beim Loslassen des Schalthebels wird der Schalter 78 geöffnet, und der
Kondensator 88 steht dann mit seiner vorher an die Minusleitung 40 angeschlossenen
Elektrode über die Relaisspule 79 mit der Plusleitung 41 in Verbindung und hebt
dabei das Potential der Basis des Eingangstransistors 60 über die Plusleitung 41
hinaus ins Positive an. Der Kondensator 88 bringt dabei die beider. Transistoren
61 und 62 so lange in stromleitenden Zustand, bis er sich über den Gleichrichter
67 und den Widerstand 69 entladen hat. Die über diese Zeitspanne. eingerückte Magnetpulverkupplung
vermag dann bei ausreichend hoher Fahr- i geschwindigkei:t die Brennkraftmaschine
auf eine solch hohe Antriebsdrehzahl zu beschleunigen, daß die von der Brennkraftmaschine
erzeugten Steuerimpulse. zum Aufrechterhalten des Kupplungsmoments schnell genug
aufeinanderfolgen. Auf diese t Weise wird erreicht, daß die Kupplung ohne erneutes
Gasgeben selbsttätig einrückt. Damit beim Loslassen des Schalthebels 15 an der Relaisspule
79 keine für den Eingangstransistor 60 schädliche induktive Spannungsspitze entstehen
kann, ist die Relaisspule 79 durch einen Gleichrichter 92 überbrückt.
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Im folgenden wird auf den eingangs erwähnten, als Speichereinrichtung
dienenden bistabilen Multivibrator näher eingegangen, der dann zur Wirkung kommt,
wenn die Brennkraftmaschine so schnell läuft, daß während der zwischen den rechteckförmigen
Impulsen verbleibenden Pausen keine genügende Ladezeit für den Kondensator 63 mehr
zur Verfügung steht. Bei weiterer Steigerung der Drehzahl kann sogar der nächstfolgende
Steuerimpuls 52 in einen noch laufenden rechteckförmigen Impuls 36 fallen und vermag
dann den Eingangstransistor 60 nicht zu sperren, da dieser während eines rechteckförnngen
Impulses bereits gesperrt gehalten wird. Um die sich hierbei ergebenden Arbeitsbedingungen
zu erläutern, ist in Fig.4 ein Schaubild für eine Drehzahl von 3333 U/min wiedergegeben.
Die bei dieser Drehzahl in. Abständen von je 9 Millisekunden aufeinanderfolgenden
Steuerimpulse 52 treten dabei in den Zeitpunkten T1, T2, T3 usw. auf. Sie
fallen daher mit wenigen Ausnahmen in die sich über 10 Millisekunden erstreckenden
rechteekförmigen Impulse 36. Der bistabile Multivibrator 54 dient dazu, diese sonst
verlorengehenden Steuerimpulse so lange zu speichern, bis sie jeweils nach Ablauf
des gerade wirksamen rechteckförmigen Impulses verwertet werden können.
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Im einzelnen enthält der bistabile Multivibrator 54 einen Eingangs-
und einen Ausgangstransistor 94 und 95, deren Emitter untereinander verbunden und
über einen gemeinsamen Widerstand 93 von 120 Ohm an die Plusleitung 41 angeschlossen
sind. Die Basis des Eingangstransistors 94 steht mit dem die Steuerimpulse 52 liefernden
Kondensator 49 über einen Gleichrichter 96 in Verbindung und ist über einen Widerstand
97 von 1200 Ohm an die Plusleitung 41 angeschlossen. Außerdem ist sie über einen
Widerstand 98 von 5000 Ohm an den Kollektor des Ausgangstransistors 95 und dieser
über einen Widerstand 99 von 2000 Ohm an eine zur Minusleitung 40 führende Hilfsleitung
40a angeschlossen. Die Basis des Ausgangstransistors liegt über einen Widerstand
100 von 1200 Ohm an der Plusleitung 41 und ist mit einem Widerstand 101 von 5000
Ohm an den Kollektor des Eingangstransistors 94 angeschlossen. Dieser steht mit
der Hilfsleitung 40a über einen Widerstand 102 von 2000 Ohm in Verbindung und ist
außerdem über einen Kondensator 103 von 50 000 pF und über einen Gleichrichter 304
an die Basis des Eingangstransistors 60 des Kippgeräts 53 angeschlossen. Vom Verbindungspunkt
des Kondensators 103 und des Gleichrichters 104 führt ein Widerstand 105 von 3000
Ohm zur Plusleitung 41.
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Die Basis des Eingangstransistors 94 ist außerdem über einen Widerstand
106 von 4000 Ohm mit dem Verbindungspunkt eines einseitig an der Minusleitung 40
liegenden Kondensators 107 von 0,5 gF und eines einseitig an. den Kollektor des
Ausgangstransistors 61 angeschlossenen Widerstandes 108 von 1200 Ohm verbunden.
Solange der Ausgangstransistor 61 und der Stromverstärkungstransistor 62 während
der Pausen zwischen zwei rechteckförmigen Impulsen gesperrt sind, stehen ihre Kollektoren
und der mit ihnen verbundene Widerstand 108 über die Schaltarme 74 und 77 und die
stromlose Magnetwicklung 30 mit der Minusleitung 40 in Verbindung und halten über
den Widerstand 106 die Basis des Eingangstransistors
94 auf einem
gegenüber der Plusleitung 41 negativen Potential. Hierdurch wird der Eingangstransistor
94 stromleitend gehalten. Wenn daher an die Basis des Eingangstransistors 94 über
den Gleichrichter 96 ein Steuerimpuls 52 gelangt, solange der Ausgangstransistor
61 und der Stramverstärkungstransistor 62 gesperrt sind, vermag der Steuerimpuls
den speichernden bistabilen Multivibrator nicht umzuschalten. Wird jedoch ein. Steuerimpuls
erzeugt, solange der Ausgangstransistor 61 und der Stromverstärkungstransistor 62
während .eines rechteckförmigen Impulses stromleitend sind und ihre Kollektoren
deshalb praktisch am Potential der Plusleitung 41 liegen, ist der als Speicher dienende
bistabile Multivibrator 54 zur Aufnahme eines Steuerimpulses bereit. Ein solcher
Steuerimpuls, der an dem während eines rechteckförmigen Impulses gesperrten. Eingangstransistor
60 des Kippgeräts 53 wirkungslos bleibt, kann dann den Eingangstransistor 94 des
bistabilen Multivibrators 54 sperren und dessen Ausgangstransistor 95 in
stromleitenden Zustand bringen. Der dann über den Widerstand 99 fließende Kollektorstrom
des Ausgangstransistors 95 hält den Eingangstransistor 94 über den Steuerimpuls
52 hinaus gesperrt. Dieser Schaltzustand: wird so lange aufrechterhalten, bis der
Ausgangstransistor 61 und, der Stromverstärkungstransistor 62 am Ende des laufenden
rechteckförmigen Impulses gesperrt werden. Der als Speicher arbeitende bistabile
Multivibrator darf jedoch den Ausgangstransistor 61 und den Stromverstärkungstransistor
62 des Kippgeräts nicht sofort wieder zur Auslösung eines neuen rechteckförmigen
Impulses stromleitend machen, weil der als Zeitglied dienende, die Dauer der rechteckförmigen
Impulse bestimmende Kondensator 63 zuerst noch Gelegenheit haben ruß, sich aufzuladen.
Die hierfür erforderliche kurze Verzögerungszeit wird durch den Kondensator 107
gewährleistet, der sich während der laufenden rechteckförmigen Impulse jeweils auf
die an der Magnetwicklung 30 entstehende Spannung U" aufladen kann. Die mit der
Basis des Eingangstransistors 94 verbundene Elektrode des Kondensators 107 behält
zunächst ihre am Ende des rechteckförmigen Impulses vorhandene Ladung bei, die über
den Widerstand 108 und die Magnetwicklung 30 mit einer durch die Größe dieser Widerstände
festgelegten Geschwindigkeit abfließt. Erst wenn der Kondensator 107 sich so weit
entladen hat, daß das Potential der Basis des Eingangstransistors 94 über die Widerstände
106 und 108 auf einen unterhalb des Kollektorpotentials des Ausgangstransistors
95 liegenden Wert erniedrigt wird, gelangt nach einer in Fig. 4 durch v angedeuteten,
sich an das Ende des letzten rechteckförmigen Impulses anschließenden Verzögerungszeit
der Eingangstransistor 94 in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand zurück
und sperrt dabei den Ausgangstransistor 95. Da sich während des vorhergehenden stromleitenden
Zustandes des Ausgangstransistors 95 der Kondensator 103 über die Widerstände 100,
101, 102 und 105 aufladen konnte, wird die Basis des seither stromleitenden Eingangstransistors
60 positiv gegenüber der Plusleitung 41, sobald der Eingangstransistor 94 erneut
stromleitend wird und mit seinem Kollektorstrom am Widerstand 102 einen starken
Spannungsabfall erzeugt. Der im bistabilen Multivibrator 54 gespeicherte, vom Kippgerät
53 nicht verwertete Steuerimpuls 52 gelangt dann in Form eines sekundären Steuerimpulse.s
110 über den Gleichrichter 104 zum Kippger ät 53 zurück und löst nach der Verzögerungszeit
v den nächsten rechteckförmigen Impuls aus.
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Der besondere Vorteil, den die Verwendung des als Speicher wirkenden
bistabilen Multivibrators mit sich bringt, wird aus dem in Fig. 4 wiedergegebenen
Linienzug für eine Antriebsdrehzahl von 3000 U/min der Brennkraftmaschine deutlich.
Bei dieser Antriebsdrehzahl würde jeweils der nächstfolgende Steuerimpuls 52 mit
dem Ende des vorausgehenden rechteckförmigen Impulses 36 zusammenfallen und könnte
daher vom Kippgerät 53 nicht verwertet werden. Dieses könnte lediglich eine Impulsfolge
liefern, die derjenigen bei 1500 U/min entsprechen und daher nicht erlauben würde,
das bei dieser hohen Drehzahl an der Brennkraft, zur Verfügung stehende hohe Drehmoment
über die Kupplung zu übertragen. Durch die Verwendung des speichernden. bistabilen
Multivibrators wird sichergestellt, daß die sonst nicht verwertbaren, Steuerimpulse
zur Auslösung von rechteckförmigen Impulsen führen.
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Zur weiteren. Verbesserung des Arbeitsverhaltens der elektronischen
Steuereinrichtung dient der mit dem Widerstand 66 einen Spannungsteiler bildende
Heißleiterwiderstand 65, der mit der Bremskraftmaschine in wärmeleitender Verbindung
steht. Dieser Widerstand dient dazu, bei kalter Brennkraftmaschme die rechteckförmigen
Impulse zu verkürzen. Dadurch ist es möglich, bei niedriger Brennkraftmaschinentemperatur
eine höhere Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine zuzulassen, ohne daß in diesem
Falle infolge der erhöhten Leerlaufdrehzahl eän erhöhtes Kupplungsmoment erreicht
wird. Wenn nämlich der Widerstandswert des Heißleite.rwiderstandes 65 bei warmer
Brennkraftmaschine niedrig ist, befindet sich der Verbindungspunkt der Widerstände
65 und 66 auf einem verhältnismäßig hohen Potential, solange der Ausgangstransistor
61 und der Stromverstärkungstransistor 62 leitend sind.
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Da dar Eingangstransistor unter Beendigung des gerade laufenden rechteckförmigen
Impulses erst dann. in seinen stromleitenden Zustand zurückgelangen kann, wenn sein
Basispotential unter das Potential der Plusleitung 41 abgesunken ist, das Basispotential
seinerseits jedoch durch die Summe aus dem Spannungsabfall am Widerstand 66 und
der jeweiligen Spannung an dem sich entladenden Kondensator 63 bestimmt wird, dauert
der einzelne rechteckförmige Impuls um so länger, je wärmer die Brennkraftmaschine
ist und je kleiner demzufolge der Widerstandswert des Heißleiterwiderstandes 65
wird. Auf diese Weise ergibt sich ein guter Ausgleich für die bei niedrigen Temperaturen
erforderliche Erhöhung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine.