DE1455822A1

DE1455822A1 - Bedienungsvorrichtung zum Steuern der Kraftuebertragung bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1455822A1
Application number: DE19641455822
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1963-06-18
Filing date: 1964-06-08
Publication date: 1970-03-26
Also published as: BE648324A; US3327802A; ES301076A1; NL6406935A; FR1368243A; DE1455822B2; GB1067838A; OA01454A

Description

Bedienungsvorrichtung zum Steuern der Kraftübertragung bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung hat eine Bedienungsvorrichtung zum Gegenstand, die zum Steuern der Kraftübertragung bei Kraftfahrzeugen mit Hilfe eines Wechselstromerzeugers dient, dessen Leistungsspannung einerseits von der Fahrgeschwindigkeit des Fanrzeuges oder der Drehzahl aes Fahrsugmotors und andererseits von der Belastung des Motors abhängig ist. Kraftübertragung bedeutet hierbei die Organe, welche die Verbindung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern herstellen und aufheben und/oder die Organe, welche die Änderungen des Übersetzungsverhältnisses der Kraftübertragung gewährleisten.
Einer der Vorteile der Erfindung besteht in dem Fehlen jeder reibenden oder gleitenden Berührung bei der Einleitung des Faktors Motorbelastung in nen betrieb des Wechselstromerzeugers und darin, du infolge des Fehlens jeglichen Vorschaltreihenwiderstandes der innere Widerstand des Wechselstromerzeugers auf ein minimum verringert ist.
Die Bedienungsvorrichtung nach der Erfinaung, welche die Kraftübertragung bei einem Kraftfahrzeug unter Zwischenschaltung eines Wechselstromerzeugers steuert, ist dadurch gekennzeichnet,daß der Wechselstromerzeuger einen Läufer

gegenüber Läufer in axialer Richtung verschiebbar ist, derart, das der magnetische Kraftfluß des Läufers, dem der Ständer ausgesetzt ist, je nach deren gegenseitiger Stellunveränderbar ist, wobei der Läufer derart mit einer drehbaren Welle des Fahrzeuges und der Ständer derart mit dem Gasfußhebe1 verbunden sind, das die von denn Wechselstromerzeuger gelieferte Spannung in Abhänigkeit von aer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges oder der Drehzahl des Motors und von der Stellung des Gasfußhebels veränderlich ist.
Damit aer Vorteil der Anwendung eines Wechselstromerzeugers

erzeuger und den gesteuerten Organen angeoranet werden. Die Erfindung erstreckt sich auch auf andere Merkmale, die Fig. 2 eine teilweise Abwicklung der Pole des Ständers von dessen Innenseite gesehen; Fig. einen Schnitt durch die Pole des Ständers nach der Linie III - III der Fig. 2; Fig. 4 eine graphische Darstellung, die für aes Läufers die Kurven der von dem Wechselstromerzeuger gelieferten Spannung als Funktion der Stellung des Ständers im V erältnis zu dem Läufer zeigt; Fig. 5 ein Schaltschema für die Vorrichtung nach der Erfindung, und Fig. 6 eine schematische Darstellung der Anordnung der Teile der Vorrichtung, deren Schaltschema in Fig. 5 dargestellt ist. Der Läufer der als Beispiel in ig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht aus einem Magneten 1, äer an seinen Umfang

abwechselnd mit Nord- und Südpolen versehen ist und vorzugsweise aus metallischen Kornteilchen besteht, die durch in Bindemittel zusammengefügt sind. Auf diese Weise wird zugleich ein geringer Herstellungsaufwand und ein niedriger Temperaturkoeffizient erreicht. Der Magnet ist nach einer Seite frei auskragend auf einer Welle 2 befestigt, die in einer Lagerhülse 3 umläuft. Die Lagerhülse ist in einem Gehäuse aus diamagnetischem Material, z. B. einer Leichtmetalllegierung, angeordnet, das den Wechselstromerzeuger enthält. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt über eine rotierende Welle de Fahrzeuges, wie an sich bekannt, über einen Stift 6 und einen Mitnehmer 5, dessen der Antriebswelle zugewendetes Ende schrsubenzieherförmig ausgebildet ist. Der Stift 6 ist mit Spielpassung in der Welle 2 verschiebbar, während er in dem Mit nehmer 5 fest eingespannt ist. Der Innendurchmesser der Mitnehmerhülse 5 ist um ein geringes Maß größer als der Durchmesser der Welle 2, damit der Mitnehmer eine gewisse Bewegungsfreiheit erhält. Zur Verhütung einer ungewollten Verschiebung des Stiftes 5 ist eine kreisförmige Feder 7 angeordnet. Die Anwendung einer solchen "sehwimmenden" Mitnehmerverbindung ist an sich bekannt und ermöglicht gewisse Fluchtabweichungen bei gleichzeitiger Vermeidung von Vibrationen beim Rotieren, die auf das magnetische Abreißen zurückzuführen sind. Zwischen dein Mitnehmer 5 und der Lagerhülse 3 ist eine lose Lochscheibe 8 angeordnet, und eine Dichtung 9, die zwischen der Welle 2 und der Wandung des Gehäuses 4 angeordnet ist, verhindert den Zutritt von Öl in das Gehäuse, wenn der Wechselstromerzeuger unmittelbar an einem Schalt-bzw. Wechselgetriebe angeordnet ist.
In der Bohrung 10 des Gehäuses 4 ist ein Ständer 11 parallel zur Achse des Läufers verschiebbar angeordnet. Der Ständer 11 ist mit zwei/sich gegenüberliegenden ringförmigen Stirnwangen bzw. -ringen 12, 13 versehen, von derem inneren Rand Pole 14 in Gestalt von trapezförmigen Fingern ausgehen d. h. von Fingern, deren Breite mit größer werdenden Abstand von dem jeweiligen Stirnring geringer wird. Die Längsacnsen der Pole 14 verlaufen parallel zur Acnse des Läuters. An jedem Stirnring sind zwischen den Polen 14 Zwischenräume und zwischen den Grundlinien der Pole radiale Schlitze 15 angeordnet. Die Po-

Die Pole des einen Stirnringes berühren aber nicht die Pole des anderen Stirnringes, und die Form der Pole des Ständers ist derart, daß zwischen den Sehlitzen 15 und den Polen 14, die hier eingreifen um eine magnetische Nebenschlußschaltung zu vermeiden, ein Zwischenraum von einigen Millimetern verbleibt. Fig. 2 zeigt eine teilweise Abwicklung der Pole 14 des Ständers 11 in Richtung des Pfeiles 16 der Fig. 1 gesehen. Die-se Ansicht macht die schräge Bearbeitung der Pole des Ständers deutlich, die unter der Wirkung der Pole des Magneten des Läufers abwechselnd Nord- und Südpole (N und S) sind. Die Pole des Magneten sind dabei in gestrichelten Linien in einer Lage dargestellt, in der sie die Pole 14 des Ständers mit einem maximalen magnetischem Kraftfluß beeinflussen. Die Pole 14 des Ständers 11 sind in Fig. 3 im Schnitt durch die Stirnringe 12, 13 nach der Linie III - III der Fig. ersichtlich.
Das Verhältnis zwischen der Abmessung der kleiner Grundlinie am freien Ende eines Poles 14 und der Abmessung der großen Grundlinie an der Verbindungsstelle mit den Stirnringen 12, 13 ist vorzugsweise 5:8, wenn ein Läufermagnet mit acht Wechselpolen angewendet wird, von denen jeder eine Umfangslange von sechs Teilen einnimmt, wobei die der Höhe der Trapeze entsprechende Länge der Pole 14 etwa zwanzig/Teile beträgt. Die Werte sechs und zwanzig sind willkürliche Einheiten. Für eine andere Polzahl ändert sich das Verhältnis der Trapezgrundlinien umgekehrt zu der Anzahl der Pole.
Die Form der Pole 14 muß nicht unbedingt scharfe Winkelzeigen. Vielmehr können die Ecken der Trapeze sowohl am freien Ende der Pol als auch an deren Verbindungsstellen mit den Stirnringen 12, 13 auch abgerundet seine Die Form der Pole 14 .ähnelt dann krummlinigen Trapezen, Nobei der Zwischenraum zwischen den jeweiligen Polen des einen und des anderen Stirnringes die Gestalt einer im wesentlichen sinusförmig verlaufenden Linie annimmt. Das vorstehend erwähnte Verhältnis der Trapezgrundlinien, das die Neigung der Trapezseiten zu den Längsachsen der Trapeze bestimmt, kann auch hierbei mit Vorteil angewendet werden.
Die Pole 14 und .die Stirnringe 12, 13 gehören zu dem magnetischen Kreislauf des Ständers 11, der außen durch einen Ring 17 geschlossen wird, der die Umfangsränder der Stirnringe l2, 13, die sich gegen Schultern des Ringes anlegen, vereinigt. Letzteres gewährleistet zugleich eine magnetische firkung und eine Reibungswirkung in der Bohrung 10 des Gehäus es 4.
Der Ring 17 kann z. B. aus gesintertem Eisen, das mit Öl getränkt ist, bestehen oder außen mit einem Werkstoff von niedrigem Reibungskoeffizient, wie z. B. Polytetrafluoräthylen, verkleidet sein oder auch mit kleinen Rillen zur Aufnahme von wälzkugeln versehen sein.
Die Enden 18, 19 des Ringes 17 sind jeweils von der äußeren Seitenwandung des Stirnringes 13 und einem Isolierflansch 20 aus Kunststoff eingefast. Der Stirnring 12 des magnetischen Kreislaufes ist zwischen dem Isolierflansch 20 und einer der an dem Ring 17 vorgesehenen Schultern eingespannt.

der fest auf einer in dem Gehäuse 4 drehbaren Welle sitzt, und andererseits zur Isolierung der Auslässe der Drähte 23, 24 einer Spule 25, deren Wicklung die gesamten Pole 14 des Ständers 11 umgibt.
Die Auslaßdrähte 23, 24 sind durch sehr weiche, federnde Leiter 26, 27 mit Anschlußklemmen 28 und 29 verbunden, die von einem Deckel 30 des Gehäuses 4 ausgehen. Die federnden Leiter können mit ihren Enden an den Klemmen angelötet oder engeklemmt sein.
Der Hebel 21 ist über die Welle 22 mittels eines regelbaren Gestänges verschwenkbar, von dem nur ein mit dem Gashebel 32 des Fahrzeuges zusammenarbeitender Hebel 31 dargestellt ist. Der Hebel 21 trägt an seinem freien Ende einen Zapfen 33, der in ein Langloch 34 des Isolierflansehes 20 eingreift und zwischen diesem und dem Hebel 21 eine desmodromische Verbindung bildet. Der Hebel 21 kann die Form eines Gabelbügels haben, um eine symmetrische Verteilung der übertragenen Kräfte zu gewährleisten.
Zum besseren Verständnis der Wirkung der Vorrichtung st der Gashebel 32 schematisch so dargestellt als wenn er unmittelbar auf den Gestängehebel 31 einwirken würde. Aus dem gleichen Grund ist in Fig. 1 je ein halber Schnitt durch den Ständer 11 in dessen beiden Endetellungen dargestellt. - In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Endstellung des Hebels 21 ist der Ständer 11 ganz nach rechts verschoben, wobei er in geringem Maß an der Stelle vorbeigegangen ist, in der er dem maximalen magnetischen Kraftfluß ausgesetzt ist, während der Ständer 11 bei der mit strichpunktierten Linien dargestellten Stellung dem minimalen magnetischen Kraftfluß ausgesetzt ist.
Durch entsprechende Betätigung des Gashebels kann jedoch der verschiebbare Ständer 11 jegliche Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen einnehmen.
Um eine genaue Winkelstellung des Ständers zu gewährleisten, die bei Maschinen mit großer Polzahl unerläßlich ist, kann eine axiale Nut 35 in dem Ring 17 angeordnet sein, in die ein ortsfester Zapfen 36 des Gehäuses eingreift, der damit die Winkelstellung des Ständers festlegt und auch seine axiale VerschiebunS begrenzt.

getriebe ändert.
l1 entspricht der in Fig. 1 unten dargestellten Stellung mit am Gashebel angehobenem Fuß während 12 einer Stellung des Gashebels entspricht, beider dieser etwas durchgedrückt ist und der Läufer und der Ständer einander gegenüberstehen. l3 ist die 2u 11 symmetrische Stellung, und l4 entspricht einer Stellung, in welcher der Gasfußhebel ganz heruntergedrückt ist.
Die charakteristischen Kurven der Fig. 4 sind für zwei konstante Drehzahlen v1 und v2 des Läufers dargstellt, die in dem Bereich gewählt sind, der im wesentlichen linear zu der Charakteristik Spannung/Drehzahl des Wechselstromerzeugers ist.
Im allgemeinen soll die gesamte Verschiebung des Ständers von l1 bis l4 etwa das Dreifache der Verschiebung von l1 bis l3 betragen, wobei die von dem Wechselstromerzeuger belieferte Spannung zwischen den Stellungen l1, l2 und l3 nurum einige Prozent abweicht. Man könnte auch annähernd sagen, daß die Spannung des Wechselstromerzeugers sich nur zwischen l3 und l4 ändert. Lie Werte sind dabei nur. zur Erläuterung angegeben.
Fig. 5 zeigt-ein Schaltschema einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Betätigen des Fahrzeugwechselgetriebes mit drei Übersetzungsverhältnissen. In dem Wechselstromerzeuger induziert der sich drehende Magnet 1, der hier mit-acht Polen dargestellt ist, in der Spule 25 mit seinem äußeren magnetischen Feld Spannungen, die einerseits von der Drehzahl der mit der Leistungswelle des nicht dargestellten Wechselgetriebes verbundenen Welle 2 und andererseits von der Stellung des Gasfußhebels 32 abhängig sind. Diese Spannungen werden einem Spannungsteiler (Potentiometer) 38 mit zwei Schiebern 39 und 40 zugeleitet, von denen jeder, mit einem Verstärker 41 oder 42 über einen Schwellengleiehrichter 43 und ,verbunden ist, die durch eine Zener-Diode und, eine gewöhnliche Diode gebildet sind, die einander gegenüberliegen. Die Verstärker 41 und 42 speisen jeweils die Spulen 45 und 46 von elektromagnetischen Hydraulikventilen, welche die Änderungen des Übersetzungsverhältnisses in dem Weehselgetriebe, z. B. mit Hilfe von Servomotoren steuern. Die Quelle ste Speisung der Verstärker 41 und 42 ist nicht dargestellt. Sie kann im allgemeinen durch die Akkumulatorenbatterien gebildet sein. . Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist folgendes . Wenn die Scheitelspannung des Wechselstromerzeugers 37, korrigiert durch die Stellung des.Sehiebers 39, größer als die Schwellenspannung des Gleichrichters 43 ist, so führt der Verstärker +1 der Spule 45 Strom zu, wodurcn ale Umschlatung vom ersten zum zweiten Übersetzungsverhältnis herbeigeführt wird.
Ebenso führt, wenn die Spannung am Schierer 40 größer ist als an der Schwelle des Gleichrichters 44, der Verstärker 42 der Spule 46 Strom zu, wodurch der Übergang vom zweiten zum dritten Übersetzungsverhältnis herbeigeführt wird.
Die Verstärker 41 und 42 ermöglichen vorzugsweise eine elektrische Hysteresis, die das Abschalten des den Spulen 45 und 46 zugeführten Stromes gei einer Drehzahl der Welle 2 herbeiführt, die geringer ist als diejenige, die ihre Speisung gewirkt.
Die Regelung der Durchganspunkte bei niedergedrücktem Gasfußheoel kann durch Anderung der Länge der Hebelarme des sestänges, z. B. des Hebels 31 (Fig. 1) erfolgen.
Fig. 6 zeigt schematisch die Anordnung der Vorrichtung mit den in Fig,. 5 dargestellten Teilen auf einem Fahrzeug.

ker 41 und 42 sowie den Spannungsteiler 38 und die Gleichrichter 43 und 44 enthält. Der Schutzkasten ist mit dem Wechselstromerzeuger 37 verbunden, der an dem Wechselgetriebe 49 befestigt ist, und gibt dessen Spannungen an die Spulen 45,46# der elektromagnetischen Ventile weiter. Ein Gestänge 50 stellt die Verbindung zwischen dem Gasfußhebel 32, dem Vergaser 51 des Fahrzeugmotors 52 und dem Wechselstromerzeuger 37 her. Es kann auen eine automatiscne Vorrichtun g zur Betätigung des Wechselgetriebes ohne jegliche reibende oder gleitende Berührung bei intensivem Betrieb vorgesehen sein. Der Spannungsteiler 38 kann weggelassen und durch feste Widerstände ersetzt werden.
Zur Erleichterung des Verständnisses der elektrischen Anschlüsse sind die Leiter 53 und 54, welche die Verstärker 41,42 mit den Spulen 45,46 verbinden, sowie aer Leiter 55, der eine der Klemmen des Widerstandes des Spannungsteilers 38 mit der Spule 25 des Wechselstromerzeugers 37 verbindet, in Fig. 5 und in Fig. b dargestellt. Der Leiter 56 nach Fig. 5 entspricht dem Anlegen an die lasse des Fahrzeuges in Fig. 6. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist zur progressiven Betätigung elektrischer Kupplungen beim Anfahren und beim Ändern des Übersetzungsverhältnisses anwendbar und ermöglicht die Lieferung von Strom in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels, insbesondere für die progressive Wiederherstellung des Stromes beim Kuppeln nach einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses. In diesem Fall wg rdeii die Gleichrichter 43 und 44 (Fig. 4) weggelassen, wobei der oder die V@rstärker progressiver Art sind, durch Zerschneiden oder nicht.

Claims

Patentansprüche 1.Bedienungsvorrichtung zur Steuern der Kraftübertragung bei Kraftfahrzeugen unter Zwischenschaltung eines Wechselstromerzeugers, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromerzeuger einen Läufer aus einem Dauermagneten (1) mit mehreren an seinem Umfang angeordneten Polen und einen Ständer (11) bewickelten aufweist, der gegenüber dem Läufer in axialer Richtung verschiebar ist, derart, das der magnetische Kraftfluß des Läufers, dem der Ständer je nach deren t egDeseitier Stellung veränderbar ist, wobei der Läufer (1) derart mit einer drehbaren Welle des Fahrzeuges und der Ständer (11) derart mit dem Gasfushebel (32) verbunden sind, daß die von der Wechselstromerzeuger gelieferte Spannung in Abhängigkeit von der Fahreechwindigikeit des Fahrzeuges oder der Drehzahl den Motors und von der Stellung des Gasfußhebels veränderlich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (1) über eine an sich bekannte schwimmende Mitnehmerverbindung (5) antreibbar ist, die derart angeordnet ist, daß sie gewisse Fluchtabweichungen zuläßt und Vibrationen beim Rotieren infolge magnetischen Abreißend vermeidet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, iiß der Läufer (1) frei auskragend auf seiner Antriebswelle (2) angeordnet ist. 4 . u rrichtung nach einem der vozherghenenaen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (11) einen magnetischen Kreislauf aufweist, der einerseits zwei Gruppen von langges treckten und gegenüber den aktiven Teilen des Läufermagneten(1) angeordneten Polen (14), deren Längsachsen parallel zur Achse des Läufers verlaufen und die auf einem Kreis um niete Achse herum angeordnet sind, und andererseits zwei Stirnringe (12913) umfaßt, von denen jeder eine Gruppe der Ständerpole trägt, wobei die Pole (14) der einen Gruppe zwischen die Pole (14) der anderen Gruppe wechselseitig unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen den beiden Polgruppen eingreifen und die Wicklung des Ständers dureh eine axiale Spule (25) gebildet ist, wselche die Pole des Ständers zwischen den beiden Stirnringen (12, 13) umgibt. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreislauf durch einen Ring (17) geschlossen ist, der die Spule (25) des Standers (11) umgibt und die Umfangsränder der Stirnringe (12, 1@) miteinander verwindet. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/ oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (14) des Ständers (11) jeweils die Form eines Trapezes haben, bei dem das Verhältnis der Abmessung der am freien Ende jedes Poles liegenden, kleinen Grundlinie zu der Abmessung der.an der jeweiligen. Verbindungsstelle mit. wen Stirnringen des magnetischen Kreislaufes (12, 13) legen- Gen großen Grundlinie etwa :ü beträgt, wenn der Magnet mit acht abwechselnden Polen versehen ist, von denen jeder eine Umfangslänge von sechs und eine axiale Länge von zwanzig wi11kürlichen Einheiten aufweist, während für eine andere Polzahl die Abmessungen der Grun dlinien des Trapezes sich umgekehrt zu der Anzahl der Pole ändert. 7. Vorrichtung nach einem der Anaprüche 4 und/oder 5, dadurch gekennzeicnnet, daß der Zwischenraum zwischen den neiden Polgruppen des Sitänders (11) in Gestalt eines sinuslörmigen Streifens verläuit, wobei die Pole die Form eines Trapezes mit abgerundeten Eoken haben. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, du der äußere Ring (1 7) aus porösem gesirtarten Material pestent oder mit einem Überzug aus reibungsminderndem Material versehen ist oder unter Vermittlung von Wälzkugeln in der Bohrung (10) des Gehäuses (4) gelagert ist und an Gen seitlichen Wandungen des magnetischen Stromkreises sowie an der der Antrieeswelle (2) des Läufers (1) abgewrendeten Seite durch einen Isolierflansch (20)eingefaßt ist, der in seinem mittleren vorspringenden Teil mit einem Langloch (34) für Gen Eingriff eines Zapfens (33) zur Verbindung mit einem betätigungsbügel (21) versehen ist, der auf einer senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Ständers (11) verlaufenden Welle (22) sitzt, die durch ein reelbares Gestänge (31) mit dem Gasfußhebel (3z) verbunden ist. g. Vorrichtung nach einem aer vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Betätigung einer Kupplung und/oder eines Schalt- bzw. Wechselgetriebes.