DE610150C - Hilfskraftkupplung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hilfskraftkupplungen für Kraftfahrzeuge mit einem Steuerventil und einer vom Drehzahlunterschied der treibenden und getriebenen Welle abhängigen Regelvorrichtung. Diese Regelvorrichtung soll das Einrücken der Kupplung derart beeinflussen, daß zunächst abgewartet wird, bis die miteinander zu kuppelnden Teile —-namentlich beim direkten Gang — auf gleiche Geschwindigkeit gekommen sind, bevor das Einrücken wirklich erfolgt.

Hierfür sind schon verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die aber entweder die hier zugrunde liegende Aufgabe noch nicht in vollem Umfange lösen, da die Regelvorrichtung vielfach nur von der Geschwindigkeit des einen Teiles, des treibenden oder des getriebenen, abhängig gemacht wird, während es unbedingt erforderlich ist, auf die Geschwindigkeiten beider Teile Rücksicht zu nehmen. Soweit solche Vorrichtungen bekannt sind, die auf beide Geschwindigkeiten Rücksicht nehmen, sind sie außerordentlich verwickelt und demzufolge für die Praxis nicht oder nicht vollkommen geeignet.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, diese Regelvorrichtung verhältnismäßig einfach derart auszubilden, daß ein Anschlag in der Bewegungsbahn des Abschlußgliedes eines mit dem Gasfußhebel federnd nachgiebig verbundenen Steuerventils derart angeordnet ist, daß beim Voreilen der getriebenen Welle das Öffnen des für das Entkuppeln vorgesehenen Ventils verhindert wird.

Bei diesen mit Hilfskraft betriebenen Kupplungsvorrichtungen wird bekanntlich das Betätigen des Kupplungshebels von dem Saugrohr der Maschine her durch das dort bei geschlossener Drosselklappe gebildete Vakuum über ein Ventil gesteuert, das mit dem Gashebel in Verbindung steht. Bei der Erfindung wird nun die Verbindung zwischen diesem Ventil und dem Gashebel nicht zwangsläufig ausgebildet, sondern noch zusätzlich unter die Kontrolle der Regelvorrichtung gestellt, derart, daß erst dann bei geöffneter Drossel das Ventil auf Lufteinlaß zum Kupplungshilfsmotor umgestellt wird, wenn der von beiden Geschwindigkeiten, also des treibenden und des getriebenen Teiles abhängige Regler die Bewegung des Ventils gestattet.

Auf diese Weise wird sowohl die Ausbildung als auch die Wirkungsweise der Reglervorrichtung äußerst einfach, und es ergibt sich demzufolge ein zuverlässiges Arbeiten. Es kann dabei auch der Regler so eingestellt werden, daß noch bei geringen Geschwindigkeitsunterschieden, die eine Beschädigung der Kupplung

nicht mehr bewirken können, die Ventilbetätigung zugelassen wird. Der Anschlag selbst kann ebenfalls einstellbar gemacht werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht S darin, daß die unmittelbar auf den Anschlag wirkende Regelvorrichtung an zwei Pumpen angeschlossen ist, von denen die eine mit der treibenden Welle, die andere mit der getriebenen Welle verbunden ist, und weiter sind die beiden to Pumpen' durch zwei Leitungen mit zwei getrennten Druckräumen verbunden, deren einander gegenüberliegende Wandungen durch Biegehäute gebildet sind, und der den Anschlag tragende, schwenkbar angeordnete Hebel liegt mit seinen Enden an den Biegehäuten an, derart, daß der Hebel durch den Druckunterschied in den beiden Drückräumen gedreht wird. Da also die Pumpen je nach der Geschwindigkeit des Teils, mit dem sie gekuppelt sind, verschiedene Drücke erzeugen, wird der Regler sehr leicht und schnell auf die verschiedenen Druckunterschiede ansprechen und demzufolge eine genaue Reglung der Kupplungseinrückung bewirken.

Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele, und zwar

Abb. ι eine schematische Darstellung der einzelnen Teile der Kupplungssteuervorrichtung, welche Teile zusammen den Gegenstand der Erfindung bilden,

Abb. 2 einen Schnitt durch die kraftangetriebene Synchronisier- oder Reglervorrichtung zum Steuern des Ventils für die Kupplungsbetäi igungs vorrichtung,

Abb. 3 einen Schnitt durch eine der beiden Druckmittelpumpen für den Betrieb des Reglers, welche Pumpe durch die Antriebswelle des Fahrzeuges angetrieben wird,

Abb. 4 einen Schnitt durch die Pumpe nach Abb. 3 nach der Linie 4-4 derselben,

Abb. 5 einen Schnitt durch Einzelheiten des Steuerventils der Betätigungsvorrichtung und Abb. 6 eine abgeänderte Ausführungsform des Reglers in schematischer Darstellung. +5 In dem in Abb. 1 schematisch dargestellten Äusführungsbeispiel ist 10 eine beliebige Verbrennungskraftmaschine mit einem durch den Fußhebel betätigten Drosselventil 12 und dem Saugrohr 14. Der übliche Kupplungsfußhebel 16 und das Getriebe 18 sind schematisch dargestellt. Diese Einrichtung arbeitet mit der Maschine 10 zusammen und treibt die Welle 20 an, die ihrerseits das Fahrzeug antreibt.

Zu den wesentlichen Merkmalen der Erfindung gehört die Vorrichtung, die den Freilauf des Fahrzeuges durch die Steuerung der üblichen Kupplung, d. h. durch Einrücken bzw. Ausrücken ermöglicht; diese Vorrichtung arbeitet mit einem selbsttätigen Regler zum Steuern eines Hilfskraftantriebes für die Betätigung der Kupplung.

Der übliche Kupplungsfußhebel 16 ist so eingerichtet, daß er in bekannter Weise durch einen durch das bei geschlossener Drossel und leerlaufendem Motor entstehende Vakuum gesteuerten Hilfsmotor 22 betätigt werden kann, um die Kupplung auszurücken. Der Kupplungsantrieb wird durch ein Dreiwegventil 24 gesteuert, dessen Teile bei geschlossener Drosselklappe die in Abb. 5 angedeuteten Stellungen einnehmen, wodurch der Hilfsmotor über Leitungen 25 und 26 mit dem Saugrohr verbunden wird, um das Vakuum auf den Kolben 27 einwirken zu lassen und die Kupplung auszurücken. Die Ventüfedern 28 und 30 werden, um das Luftventil 32 zu schließen und das Vakuumventil 34 zu öffnen, durch eine Feder 36 (Abb. 1) zusammengedrückt gehalten, durch welche die Verbindungsstange 38 mit dem ebenfalls über eine Feder angeschlossenen Ventilverbindungsstück 40 nach rechts gezogen und gehalten wird, wie aus Abb. 1 ersichtlich. Die Feder 36 dient auch dazu, die Drosselklappe geschlossen und den Gasfußhebel 42 gegen den zugehörigen Anschlag 42' zu halten.

Wenn die Teile sich also in der Stellung befinden, die der geschlossenen Drosselklappe entspricht, so ist die Kupplung ausgerückt, wie in Abb. 1 in voll ausgezogenen Linien angegeben. Die Kupplung wird also in bekannter Weise selbsttätig ausgerückt, sobald der Führer den Fuß vom Gasfußhebel 42 abhebt und die Drosselklappe hierdurch geschlossen wird, und in ähnlicher Weise wird die Kupplung selbsttätig eingerückt, sobald die Drosselklappe geöffnet wird, und hierdurch die Spannung der Zugfeder 36 erhöht, so daß die Federn 28 und 30 das Ventil 34 schließen und das Ventil 32 öffnen können.

Diese Kupplungssteuerung erfolgt jedoch durch eine Reglervorrichtung, die das Wesen der Erfindung _vbildet und die nachstehend aus- .-führlich beschrieben werden soll.

Beim Kuppeln ist es natürlich zweckmäßig, die Kupplung möglichst wenig schleifen zu lassen, um sowohl die Abnutzung als auch die Möglichkeit zu vermeiden, daß die Kupplung das Bestreben zeigt, plötzlich einzugreifen. Bei der obenerwähnten Vorrichtung ist es besonders wünschenswert, bei eingeschaltetem direktem n° Gang einen reibungslosen Eingriff zu bewirken, denn der Freilauf wird gerade zu dieser Zeit mit dem größten Vorteil verwendet.

Zu diesem Zweck ist ein Regler vorgesehen, um das Ventil 24 der Antriebsvorrichtung in der Weise selbsttätig zu steuern, daß dieses Ventil in Tätigkeit treten und die Antriebsvorrichtung entlüften kann, wenn der direkte Gang eingeschaltet ist und die Drehzahlen des antreibenden und des angetriebenen Kupplungsteiles untereinander gleich sind. Wie aus Abb. 2 ersichtlich, besteht der Regler

aus einem zweiteiligen Gehäuse 44, das durch einen Halter 46 mit dem Motorgehäuse fest verbunden ist. Diese Gehäuseteile sind so ausgebildet, daß siezwischen sich biegsame Membranen 48 und 50 einschließen. Die Gehäusewände und Membranen zusammen begrenzen Druckmittelaufnahmeräume 52 und 54. Zwischen den Membranen ist das abgerundete Ende eines Hebels 56 angeordnet, der bei 58 in einem zwischen den beiden Gehäuseteilen befestigten Füllüngsteil 60 drehbar gelagert ist. An dem aus dem Gehäuse ragenden Teil ist der Hebel 56 gabelförmig ausgebildet, um mit beiden Gabelschenkeln das Verbindungsglied 40 für das

«5 Ventil 24 zu umfassen. An dem Verbindungsglied 40 ist ein Anschlag 62 vorgesehen, der, wenn die Teile sich in der aus Abb. 1 ersichtlichen Stellung (geschlossene Drosselklappe) befinden, in einem geringen Abstand von der Gabel liegt.

Dem Raum 52 wird Drucköl von der üblichen Motorschmierpumpe 64 über die Leitung 66 und dem Raum 54 Drucköl über eine Leitung 68 von einer Pumpe 70 (Abb. 4) zugeführt, deren Antriebsrad 72 zweckmäßig von der angetriebenen Welle 20 bewegt wird und gleichzeitig dazu dient, die Welle des Geschwindigkeitsmessers 74 (Abb. 4) anzutreiben. Der Zahnradpumpe wird das Öl durch die Leitung 76 aus dem Motorsumpf 78 zugeführt, und das dem Raum 54 unter Druck zugeführte öl wird durch die Leitung 80 dem JMotorsumpf rückgeführt.

Um die Arbeitsweise des Reglers besser verständlich zu machen, wird es nötig sein, den ganzen Kreislauf von . Arbeitsprozessen der einzelnen Triebwerke zu beschreiben, die den Gegenstand der Erfindung bilden. Wenn sowohl das Fahrzeug als auch der Motor stillstehen, ist der Öldruck im Raum 52 und im Raum 54 gleich, und der Hebel nimmt die aus Abb. 2 ersichtliche Mittelstellung N ein. Beim Anlassen des Motors wird die Kupplung sofort ausgerückt, weil das durch das Leerlaufen des Motors im Saugrohr erzeugte Vakuum auf den Kolben 27 einwirkt. Der Reglerhebel nimmt dann eine zwischen N und E in Abb. 2 liegende Stellung ein, denn beim Leerlauf des Motors wird der Öldruck im Raum 52 größer als im Raum 54. Zu dieser Zeit befinden sich die Teile in der in Abb. 1 dargestellten Stellung, die oben ausführlich beschrieben wurde.

Dann wird der Schalthebel 82 betätigt, um den ersten Gang einzuschalten, worauf der Führer auf den Gasfußhebel 42 tritt, um die Drosselklappe zu öffnen und das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Der Druck im Raum 52 steigt infolgedessen, so daß die Bewegung des Hebels 56 nach links in Abb. 2 vergrößert wird.

Da der Hebel 56 infolge seiner Bewegung nach links den Anschlag 62 aber gar nicht berührt, so bleibt er ganz ohne Wirkung auf das Arbeiten des Ventils 24, das sofort Luft in die Kupplungsbetätigungsvorrichtung einläßt, um die Kupplung einzurücken, wobei der Kupplungsfußhebel 16 dann die in Abb. 1 gestrichelte Stellung einnimmt.

Nach Einrücken der Kupplung, was notwendigerweise mit einem gewissen Gleiten verbunden ist, steigt der Druck im Raum 54, wodurch der Hebel wieder langsam nach rechts, d.h. nach der MittelstellungN (Abb.2), bewegt wird. Die Öldrücke in den Räumen 52 und 54 werden stets durch die Drehzahlen der treibenden und getriebenen Welle bestimmt, und wenn die Kupplung eingerückt und der erste Gang eingeschaltet ist, wie soeben erwähnt, ist das Verhältnis dieser beiden Drehzahlen ungefähr 2 : 1, wobei der Hebel etwas links von der Mittelstellung N liegt, weil der Druck im Raum 52 höher ist.

Sobald das Fahrzeug im ersten Gang die gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat, wird der Fuß wie üblich vom Gasfußhebel weggenommen, so daß die Drosselklappe sich schließt und die treibende und getriebene Welle selbsttätig entkuppelt werden. Der Druck im Raum 52 sinkt dann bis auf den dem Motorleerlauf entsprechenden Druck, während der Druck im Raum 54 von der Geschwindigkeit des jetzt frei laufenden Fahrzeuges abhängt. Der Hebel 56 bewegt sich dann infolge des Druckunterschiedes in den beiden Räumen nach rechts und nähert sich der Stellung D in Abb. 2.

Dann wird nun, wie üblich, der zweite Gang eingeschaltet und die Drosselklappe wieder geöffnet, wodurch der Druck im Raum 52 steigt und der Hebel 56 sich im Uhrzeigersinn bewegt und der Stellung N nähert. Der Hebel 56 hat jedoch auch jetzt noch nicht den Anschlag 62 berührt, und das Ventil 24 wird in dem Maße, wie die Drosselklappe sich öffnet, durch die Federn 28 und 30 geöffnet und in die Lufteinlaßstellung gebracht. Infolgedessen wird die Kupplung wieder eingerückt und das Fahrzeug beschleunigt.

Nachdem das Fahrzeug im zweiten oder Zwischengang die gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat, wird die Drosselklappe wieder geschlossen und nun der direkte Gang eingeschaltet, wobei die Kupplung auch wieder selbsttätig ausgerückt wird. Die Drehzahl der angetriebenen Welle ist jetzt eine ziemlich hohe, so daß der Druck im Raum 54 ebenfalls ein ziemlich hoher ist und der Hebel 56 in seine 1x5 äußerste Stellung*!) (Abb. 2) gebracht wird. In diesem Äugenblick erfolgt das Einschalten des direkten Ganges und das Wiederöffnen der Drosselklappe. Der Hebel 56 berührt dann den Anschlag 62. Die Teile sind nun so ausgebildet i2u und angeordnet, · daß das Ventil 24 sich erst öffnen kann, um die Kupplung einzurücken,

wenn der Hebel 56 die Mittelstellung N in Abb. 2 erreicht hat. Die Drücke in den beiden Räumen sind dann einander gleich, und die einzelnen Teile sowie die Getriebeverhältnisse der Pumpen 64 und 70 sind so gewählt, daß die antreibende und die angetriebene Kupplungsscheibe sich zu dieser Zeit mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Es ist nun ersichtlich, daß das Steuerventil 24 nicht nur so betätigt werden kann, daß es den Hilfsmotor mit der Außenluft in Verbindung bringt, wenn sich die treibende Kupplungsscheibe mit einer Geschwindigkeit dreht, die im wesentlichen gleich oder größer ist als die der angetriebenen Kupplungsscheibe, sondern auch dann, wenn die angetriebene Kupplungsscheibe stillsteht und der Regler unwirksam in bezug auf die Steuerung der Kupplung ist. Das ergibt sich daraus, daß bei stillstehender angetriebener Kupplungsscheibe und laufender antreibender Kupplungsscheibe das Element 56 außer Berührung mit dem Ansatz 62 ist und das Ventil 24 frei betätigt werden kann. Die Stellung des Hebels 56 zwecks Einstellung entsprechend der Lüftungsstellung des Ventils kann ebenfalls durch Einstellung eines federbelästeten Kugelabsperrventils 84 (Abb. 2) verändert werden, wobei die Arbeitsdrücke im Raum 54 durch diese Belastung bestimmt werden.

Der Regler bewirkt also das Einrücken der Kupplung, wenn die Kupplungsscheiben sich bei eingeschaltetem direktem Gang mit gleicher Geschwindigkeit drehen.

Diese Anordnung sichert eine Beschleunigung 5 des Motors vor dem Kuppeln beim eingeschalteten direkten Gang zu, so daß das Kuppeln nunmehr selbsttätig erfolgt und eine falsche Bedienung nicht möglich ist. Die Steuerung durch den Regler ist daher bei der selbsttätigen Entkuppel- bzw. Freilaufvorrichtung besonders vorteilhaft, und zwar um so mehr, als der Freilauf auf Landstraßen mit eingeschaltetem direktem Gang öfters verwendet wird.

Abb. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Reglervorrichtung, bei welcher die Pumpe 70 durch den angetriebenen Kupplungsteil unmittelbar angetrieben wird, indem sie unmittelbar hinter diesem Kupplungsteil und vor dem Wechselgetriebe angeordnet ist. Bei diesör Anordnung stehen die Drücke in den Räumen 52 und 54 in unmittelbarer Abhängigkeit von der Drehzahl des antreibenden und des angetriebenen Kupplungsteils, und der Regler sowie die zugehörigen Teile sind so ausgeführt und angeordnet, daß das Ventil sowohl bei eingeschalteten^ zweitem Gang als auch bei direktem Gang zwecks Einrückung der Kupplung mit Luft versorgt wird. Bei einer solchen Anordnung muß die Drosselklappe hinreichend weit geöffnet sein, um dem Motor eine genügende Geschwindigkeit zu verleihen, um die Drehzahl des antreibenden Kupplungsteils auf die Drehzahl des angetriebenen Kupplungsteils zu bringen, _ worauf das Betätigungsventil in Tätigkeit treten kann, um die Bedienungsvorrichtung mit Luft zu versorgen und die Kupplung einzurücken.

Durch diese Anordnung wird also eine sehr wirksame Kupplungssteuerung geschaffen, die besondere Vorteile mit sich bringt, indem u. a. eine Bedienung der Kupplung durch den Führer bei der Beschleunigung des Fahrzeuges durch einen Gangwechsel vermieden und andererseits der Freilauf des Fahrzeuges ermöglicht wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hilf skr aftkupplung für Kraftfahrzeuge mit einem Steuerventil und einer vom Drehzahlunterschied der treibenden und getriebenen Welle abhängigen, durch Anschlag das Einrücken der Kupplung beeinflussenden Regelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls einstellbare Anschlag (56, 62) in der Bewegungsbahn des Abschlußgliedes (32) eines mit dem Gasfußhebel (42) federnd nachgiebig verbundenen Steuerventils derart angeordnet ist, daß beim Voreilen der getriebenen Welle das Öffnen des für das Einkuppeln vorgesehenen Ventils (32) verhindert wird.

2. Hilfskraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar auf den Anschlag (56, 62) wirkende Regelvorrichtung an zwei Pumpen (64 und 70) angeschlossen ist, deren eine (64) mit der treibenden Welle, deren andere (70) mit der getriebenen Welle verbunden ist.

3. Hilfskraftkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpen (64,70) durch zwei Leitungen (66, 68) mit zwei getrennten Druckräumen (52, 54) verbunden sind, deren einander gegenüberliegende Wandungen durch Biegehäute (48, 50) gebildet sind, und daß der den Anschlag tragende, schwenkbar angeordnete Hebel (56) mit seinem Ende an den Biegehäuten (48, 50) anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen