DE760370C - Selbsttaetig arbeitende Kupplungsanordnung, insbesondere zum stossfreien Anfahren von durch Verbrennungsmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen - Google Patents

Selbsttaetig arbeitende Kupplungsanordnung, insbesondere zum stossfreien Anfahren von durch Verbrennungsmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen

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DE760370C
DE760370C DEL101172D DEL0101172D DE760370C DE 760370 C DE760370 C DE 760370C DE L101172 D DEL101172 D DE L101172D DE L0101172 D DEL0101172 D DE L0101172D DE 760370 C DE760370 C DE 760370C
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DE
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shaft
clutch
gear
control
arrangement according
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Application number
DEL101172D
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English (en)
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Otto Dr-Ing Grebe
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Individual
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00Automatic clutches

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

  • Selbsttätig arbeitende Kupplungsanordnung, insbesondere zum stoßfreien Anfahren von durch Verbrennungsmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich, auf eine selbsttätig arbeitende, zwischen Motor und Getriebe geschaltete Kupplungseinrichtung, insbesondere zum stoßfreien Anfahren von: durch Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen mit oder ohne Gangschaltung. Durch die Anpassung der Getriebeübersetzung an die jeweikge Betriebsweise wird erreicht, daß der Motor stets in ,einem möglichst günstigen Drehzahlbereich arbeitet. Es ist nun aber bekannt, daß die Kunst des Scheltens nur von wenigen Fahrern mit dem erforderlichen feinen Gefühl beherrscht wird. Es sind daher schon vielfach Vorschläge gemacht worden, um die Schaltung des Getriebes nun nach Möglichkeit zu vereinfachen oder gar überflüssig zu machen. Der einfachste Weg ist die Verwendung eines überdimensionierten. Motors, der das Fahrzeug ohne langsame Gänge lediglich mit der Kupplung und durch Regelung der Gaszufuhr an- und, hochfahren kann. Bei -diesen Anordnungen sind nur für die Bergfahrt und für die Rückwärtsfahrt besondere Gänge: vorgesehen. Andere Bauarten. bedingen ebenfalls die Vergrößerung der Motorleistung und beschränken die Anzahl der Gänge beim Anfahren beispielsweise auf zwei. Gegenüber den normalen Kraftzvag°n, bei denen drei oder gar vier Gänge zum Anfahren zu schalten sind, bieten derartige Bauarten natürlich eine vereinfacht: Fahrweise, vor allem im dichten Stadtverkehr mit den vielen Gesch-#vindigkeitsänderungen.
  • Andere bekannte Anordnungen befassen sich mit der Anwendung selbsttätig schaltender Getriebe oder solcher Getriebe, die in besonders einfacher Weise zu bedienen sind. Hierzu gerären lleispielsw.eis el@ktromaane_ tisch gekuppelte Getriebe oder Getriebe, bei denen die einzelnen Gänge s,°lbsttätig durch fl:ehkraftbetätigte Überholungskupp-Iungen eingeschaltet werden. Die selbsttätig schaltenden Getriebe, bei denen auf die \ erwendun:- von Z-,vfsch.eniibersetzungen nicht verzichtet wird, sind insofern wirtschaftlicher, als sie auf die eingangs erwähnte L:berbemessung des Motors verzichten können. Die selbsttätige Gangschaltung und die hierbei jeweils notwendige Lösung der Kupplung erfolgt bei den bekannten Anordnungen.beispielsweis2 pneumatisch oder elektrisch. und ,es sind Anordnttngen bekannt, d;,- in Abhängigkeit von den verschiedensten Betriebsgräß"en diese seIbsttätig° Schaltung vornehmen. So ist heispiels"v-eise eine Anordnung nicht neu, bei der die Gangschaltung in Abhängigkeit von der absoluten Fahrzeug2es#-llwindigli'.zIt sowie von der jeweilig zu ül;.erwindenden Steigung vorgenommen wird. Eine andere bekannte Einrichtung benutzt eine selbsttätige Gangschaltung in Verbindung mit einer als Schlupfl;upplung ausgebildeten Turbokupplung, welche in Abhängigkeit vom Drehzahlunterschied zwischen der Motorwelle und der getriebenen Kupplungswelle in der Weise ,gesteuert wird, daß jeweils beim Überschreiten oder Unterschreiten vorgegebener Schlupfwerte der nächsthöhere bzw. nächstnied.ere Gang eingeschaltet wird.
  • Die Erfindung befaßt sich ,ebenfalls mit der Aufgabe, den Anfahrvorgang von Fahrzeugen mehr oder weniger selbsttätig zu machen. Sie beschreibt dabei nicht nur Mittel, die wie die bekannten Anordnungen eine selbsttätige Betätigung der einzelnen Gangschaltungen erlauben, sondern darüber hinaus zeigt sie auch Lösungsmöglichkeiten zum stoßfreien Anfahren des Fahrzeuges. Die dabei benutzten Mittel sind im Prinzip die gleichen, gleichgiiltig ob je nach dem -;'erivend.ungszweck ohne Schaltung oder unter Benutzung einer Gangschaltung angefahren werden soll.
  • Die Erfindung geht nun davon aus, daß theoretisch ein Kraftwagen im letzten Gang allein mit der Kupplung und: unter starkem Gas,-üben angefahren werden kann, sofern der Fahrer in der Lage ist, den Kupplungseingriff feinfühlig genau zu betätigen, so daß die Beschleunigung des Fahrzeuges möglichst konstant bleibt. Da der Reibungskoeffizient innerhalb der Kupplung beim Einsetzen derselben stark schwanken kann, ist es sehr schwierig, hei einem derartigen Anfahren den jeweiligen Kupplungseingriff mit genügender Genauigkeit und Schnelligkeit jeder Änderung der Fahrzeugbeschleunigung anzupassen. Die Erfindung besteht nun darin, daß eine Kupplung vorgesehen ist. deren Eingriff entsprechend der vom Anfahrmoment abhängigen relativen Verdrehung zwischen der getriebenen Kupplungswelle und einer an sich unbelasteten Steuerwelle eines unabhängig regelbaren, den Anfahrv organg bestimmenden Geschwindigkeitsantriebes derart veränderlich steuerbar ist, daß die Kupplung eingreift, sobald die Steuerwelle schneller umzulaufen strebt als die getriebene Kupplungswelle, und daß umgekehrt der Kupplungsschluß nachläßt, sobald die getriebene Welle der Steuerwelle vorauszulaufen sucht.
  • Je nach dem Grad des Kupplungseingriffs wird während des Beschleunigungsvorganges die Kupplung mehr oder weniger schleifen. Voraussetzung für ein ordnungsmäßiges Arbeiten der Kupplung ist daher. daß die Reibungsbeläge die hierdurch bedingte gräßere Reibungsbeanspruchung aushalten.
  • Die Steuerwelle, deren zeitliche Drehzahländerungen entsprechend den g; wünschten Änderungen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges einzuregeln sind, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch einen kleinen Elektromotor angetrieben, der beispielsweise von der Lichtmaschine des Fahrzeuges gespeist wird, oder sie kann über einen mechanischen Drehzahlregelantrieb irgendeiner bekannten Bauart an die Motor-,velle angeschlossen sein.
  • Die Regelung der Steuerwelle kann leicht z. B. dadurch erfolgen, daß der antreibende Elektromotor der Steuerwelle über einen entsprechend abgestuften Regelwiderstand im Ankerkreis gespeist wird. Die reine Geschwindigkeitsregelung wird also gemäß der Erfindung von der eigentlichen, hierfür schlecht geeigneten Kupplung weggenommen und dem Regelantrieb der Steuerwelle übertragen. Der Kupplungseingriff selbst wird lediglich davon abhängig gemacht, in welchem Sinne die Steuerwelle sich gegenüber der ab,-treibenden Kupplungswelle relativ zu verdrehen sucht, und zwar in dein Sinne, daß die Kupplung im Eingriff ist, wenn die Steuer welle gegenüber der abtreibenden Kupplungswelle vorauszulaufen sucht, daß dagegen der Kupplungseingriff aufhört, sobald die Steuerwelle hinter der abtreibenden Kupplungswelle zurückbleibt.
  • Der Gegenstand der Erfindung soll nachstehend an Hand einiger Anwendungsbeispiele näher erläutert werden..
  • In. Abb. i ist die selbsttätig arbeitende Kupplung nach der Erfindung dargestellt für den Fall, daß das Anfahren ohne jede Zwischenschaltung von Gängen erfolgen soll, daß also das Fahrzeug außer dem normalen Gang höchstens noch einen Berggang zur Überwindung größerer und langandauernder Steigungen und einen Rückwärtsgang besitzt. Die wesentlichen Teile der den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung sind in Abb. i rein schematisch dargestellt.
  • Der Motor i mit der Schwungmasse 2 treibt direkt die mit ihm fest verbundene Kupplungshälfte 3 an, die zum besseren Ab-führen der Reibungswärme mit Kühlrippen versehen ist. Kühlrippen befinden sich auch an der verschiebbaren Kupplungshälfte q.. Diese sitzt starr auf der axial verschieb-baren Hülse 5, die auf der :getriebenen Welle 6 sitzt, wobei der Keil 7 (gestrichelt gezeichnet) die Kraftübertragung von der Hülse 5 auf die Welle 6 übernimmt. Die Hülse 5 besitzt außerdem eine schraubenförmig verlaufende Nut 8, in die der Zapfen. g eingreift, der seinerseits über den Hebel io starr mit dem um die Achse 6 drehbaren und die Ritzel i i und 12 tragenden Rahmen 13 verbunden ist. Die drehbaren Ritzel i i und 12 greifen beide in das mit der Welle 6 verkeilte Zahnrad 14 ein und außerdem in die Innenverzahnung 15 die an der auf der Welle 6 drehbar gelagerten Glocke 16 befestigt ist und die mit einer Außenverzahnung 17 versehen ist, in die das Ritzel 18 des Elektromotors 1g eingreift. Der Motor 1g ist mit seiner Felderregung unmittelbar an; die Lichtmaschine 2o angeschlossen, die z. B. über den. Riemen 21 vom. Motor i angetrieben. wird. Der Anker des Motors 1g ist mit dem Anker der Lichtmaschine 2o über einen Regelwiderstand 22 verbunden. Der bewegliche Kontaktarm 23, des Reglers wird durch den. Fuß des Fahrers entgegen: der Feder 24 um den Drehpunkt 25 so geschwenkt, daß bei ganz durchgedrücktem Fußhebel 26 der Kontakt 23 auf dem Totkontakt 27' steht, der Motor 1g also, stillsteht. Beim Zurückziehen des Fußes schaltet der Arm 23 immer mehr Widerstand vom Regler 22 ab, so daß der Motor 1g auf immer größere Drehzahlen kommt, um bei ganz losgelassenem Fußhebel. 26, d. h. bei ,ganz abgeschaltetem Widerstand 22, seine nur durch die Drehzahl der Lichtmaschine 20, d. h. des Motors i, bestimmte Höchstdrehzahl auzu, nehmen. Die selbstgesteuerte Kupplung 3 bis 1g arbeitet hierbei folgendermaßen: Dreht sich das Ritzel 18 in der eingezeichnetenPfeilrichtung, so dreht sich die Glocke 16 auf der Welle 6 entgegengesetzt. Hierbei werden. durch die Innenverzahnung 15 an der Glocke 16 die beiden Ritzel i i :und 12 in der gleichen Drehrichtung wie das Ritzel 18 mitgenommen, wodurch der Zapfen g über die Schraubennut 8 die Hülse 5 nach links verschiebt und die beiden Kupplungshälften 3 und q. zum Eingriff bringt. Ist der Eingriff stark genug, dann wird die abtreibende Welle 6 und mit ihr das Innenzahnrad 14. mitgenommen. Da der Motor i z. B. durch Gas;ge@ben beim Anfahren; auf hoher Drehzahl läuft, will die Welle 6 und mit ihr das Zahnrad 14. infolge des Kupplungseingriffs, zunächst eine höhere Umdrehungszahl annehmen als die Glocke 16, deren Drehzahl vom Elektromotor 1g, also von der Stellung dies Ftußpedal,s 26, abhängt. Läuft nun aber das Zahnrad 14 schneller um als die Glocke 16, so dreht sich der Rahmen 13 mit den beiden Ritzeln i i und 12 wieder zurück und verschiebt über den Hebel io, den Zapfen g und die Schraubennut 8 die Hülse 5 nach rechts derart, daß die Kupplung ausgerückt wird. Dadurch läßt die Drehzahl der Welle 6 nach, die Glocke 16 läuft wieder schneller um als die Welle 6, und das zuerst beschriebene Spiel der Einkupplung beginnt von neuem.
  • Da der Kupplungseingriff in. Abhängigkeit von der Verschiebung der Hülse 5 stetig und nicht plötzlich erfolgt, ergibt sich ein dauerndes Spielen der Kupplung zwischen stärkerem und schwächerem Eingriff, wobei die auftretenden Verschiebungen der Hülse 5 nur klein sind und daher rasch erfolgen. Pendelungen in diesem Spiel werden durch die starken Reibungsverluste sicher vermieden. Die abtreibende Welle 6 hat also bis auf kleine, nicht merkbare Abweichungen genau den .gleichen Drehzahlverlauf wie der Elektromotor 1g. Damit ist, wie eingangs gefordert, die Drehzahlregelung dem Elektromotor 1g übertragen, der sie mittels des Widerstandes 22 leicht durchführen kann.
  • Die Kupplung läßt sich nun leicht so bemessen, daß sie nur während des Anfahrvorganges schleift, dagegen im normalen Fahrzustand festkuppelt und damit einen unnötigen Verschleiß der Reibungsbeläge vermeidet. Läuft nämlich der Elektromotor 1g bei geringem oder ganz ausgeschaltetem Anlaßwiderstand 22 im Ankerkreis so schnell, daß er im Alleinbetrieb eine höhere Drehzahl als die augenblickliche Motordrehzahl annehmen würde, so spielt die Kupplung nicht mehr zwischen stärkerem und schwächerem Eingriff, sondern sie setzt sich fest. In diesem Augenblick ist der Anfahrvorgang beendet. Wird im weiteren Verlauf das Fahrzeug normalerweise durch höhere Gaszufuhr zum Motor i noch -weiter beschleunigt, so bleibt die Kupplung gleichwohl in festem Eingriff, da der -Motor ig ja von der Spannung des Generators 2o gespeist wird, die ihrerseits der Drehzahl des Motors i verhältnisgleich gemant werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß außer beim Anfalir#-n. wo der Anlaßwiderstand 22 in Tätigkeit tritt. die vom Motor ig angetriebene Glocke 16 immer bestrebt sein wird, schneller zu laufen als die Welle des Motors i und damit die abtreibende Welle 6, so daß die Kupplung bei jeder Betriebsdrehzahl des Motors, ausgenommen den Anfahrzustand, kuppelt. Dadurch daß der Elektromotor i9 an sich schneller umlaufen möchte, aber durch den festen Kupplungseingriff daran gehindert wird, wird er mit seiner allerdings nur kleinen Leistung am Antrieb der Welle 6 und damit des Fahrzeuges beteiligt, wodurch sich jedoch an den oben beschriebenen Verhältnissen grundsätzlich nichts ändert.
  • Die gleichen Eigenschaften weist die Kupplung nach der Erfindung auch dann auf, wenn an Stelle des elektrischen Antriebes der Steuerwelle ein mechanischer Drehzahlregelantrieb verwendet wird, der in- der oben angedeuteten Weise an den Motor i angeschlossen ist, d.li. dessen jeweilige Hözhstdrehzahl in gleicher Weise wie diejenige des Elektromotors i9 von der augenblicklichen Drehzahl des -Motors i in jedem Fall abhängt.
  • Die beschriebene Kupplung läßt sich auch wie eine normale Kraftfahrzeugkupplung betätigen. Wird beispielsweise plötzlich bei be-,vgtem Fahrzeug der Elektromotor ig bz«-. die Steuerwelle infolge Durchtretens d.es Fuß-Nebels -26 -"-bremst oder gar stillgesetzt, so kuppel t sich die Kupplung sofort aus, weil in diesem Augenblick die abtreibende Welle 6 schneller als die Glocke 16 zu laufen sucht und dann den' Elektromotor -ig mechanisch antreibt. Da hierfür nur wenig Leistung verbraucht wird, läuft das Fahrzeug praktisch leer, und die Bremse kann in Tätigkeit gesetzt werden. Also immer dann, wenn bei Fahrzeugen in der heute üblichen Bauweise z. B. im Stadtverkehr der Kupplungsfußhebel durchgetreten und di.e Fußbremse betätigt wird, wird auch ein Fahrzeugantrieb mit der beschriebenen selbststeuernden Kupplung durch gleichartige Betätigung des Kuppkingsfußhebels 26 vom -Motor abgekuppelt, nur brauchen hierbei keine Gänge zurückgeschaltet zu werden; vielmehr beginnt im Augenblick, wo infolge des langsamen Zurücknehmens des Hebels 26 der Elektromotor i9 und mit ihm der umlaufende Teil 16 wieder die gleicheDrehzahl erhält wie die abtreibende Welle 6, das zuerst beschriebene Spiel der Kupplung von neuem. und zwar so lange. bis der Widerstand 22 Null geworden ist. Es können also die heute üblichen Fußhebelanordnungen, nämlich für Kupplung, in der Mitte für Bremse, rechts für Gas, beibehalten und genau so bedient werden, wie das heute innerhalb eines Getriebeganges üblich ist.
  • -Nachfolgend sei noch der Anlaß- und Anlaufvorgang im einzelnen an Hand der Abb. i und 2 ergänzt.
  • Wie schon eingangs erwähnt, ist im Ausführungsbeispiel- eine Gangschaltung mit einem Vorwärtsgang, einem Berggang und einem Rückwärtsgang sowie mit einer Leer-23 vorgesehen. In der Leerstellung ist die getriebene Welle 6 von der Kardanwelle, die zum Differential und von da zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges führt, getrennt. In dieser Stellung kann der Motor i in bekannter Weise angelassen werden. Es läßt sich aber auch der Elektromotor ig durch Umschaltung auf die Starterbatterie des Fahrzeuges zum Anlassen des Motors i verwenden. Zweckmäßig wird bei dieser Umschaltung der Motor ig durch Reihenschaltung von Anker- und Erregerkreis zum Reilienschlußmotor gemacht, um so größere Anfahrmomente zu erzielen. Im Augenblick der Einschaltung des Elektromotors i9 auf die Starterbatterie wird die Glocke 16 sich gegenüber der zunächst stillstehenden `Felle 6 drehen und dadurch die Kupplung zum Eingriff bringen. richtigen Drehsinn des Motors ig vorausgesetzt. Bei diesem Anlaßvorgang braucht der Kupplungshebel 26 nicht durchgetreten zu «-erden. Wird mit dem Loslassen des Starterknopfes nach dem Anlassen des -Motors i der Elektromotor i9 wieder an die Lichtmaschine 2o angeschaltet, so läuft er bei abgeschaltetem Regelwiderstand 22 mit einer Drehzahl. die der je-«-eiligen -Motordrehzahl entspricht; die Kupplung bleibt dabei im Eingriff, was jedoch im Hinblick auf den eingeschalteten Leergang nicht schadet.
  • Zum Anfahren wird anschließend der Fußhebel 26 ganz durchgetreten. Der Motor ig wird hierdurch gebremst und kommt ganz zum Stillstand, sobald der Kontaktarm 23 auf den Totkontakt 2; gelangt. -In diesem Augenblick bleibt auch die Welle 6 stehen. Jetzt kann vom Leergang auf einen der beiden 1'or wärtsgänge oder auf den Rückwärtsgang geschaltet werden, und anschließend wird der Fußhebel 26 langsam losgelassen. Der Anfahrvorgang, der sich dann einstellt, ist in Abb. 2 dargestellt.
  • Es wird an,-enommen, daß der Fußhebel 26 gleichmäßig ausgescli-,venkt wird, so daß sein Verstellwinkel a der Zeit t verhältnisgleich ist. Die Abb. 2 zeigt den Verlauf der Drehzahl izl des Motors i und der Drehzahl n19 der Steuerwelle in Abhängigkeit von der Einstellung des Kupplungsfußhebels 26 bzw. vom zeitlichen Verlauf des Anfahrvorganges die Zeit t = o, und: es sei -bei Beginn des Anfahrvorganges die normale Motordrehzahl bei Standgas durch den Punkt 32 bezeichnet. Um nun die zum Anfahren erforderliche Motorleistung zur Verfügung zu haben, kann entweder gleichzeitig mit der Betätigung des Kupplungshebels 26 in der bekannten Weise durch Betätigung des Gashebels die Motordrehzahl erhöht werden. Es ist aber auch möglich, die erforderlicheErhöhung der Drehzahl n1 selbsttätig zu bewirken. Dies erfolgt dadurch, daß mit der Welle 2$ des Kupplungshebels eineExzenterscheibe 29 gekuppelt ist, die über Hebel 30, 31 in der schematisch angedeuteten Weise das Standgas des Motors i bei Beginn des Anfahrvorganges beispielsweise bis zum Einstellwinkel a1 bzw. bis zur Zeit t1 so vergrößert, daß der Motor zur Zeit t1 über die der höheren Drehzahl im Punkt 33 entsprechend erhöhte Leistung verfügt.
  • Beim Überschreiten des. Verstellwinkels a1 möge der Kontaktarm 23 den Totkontakt 27 verlassen, so daß jetzt erst der Elektromotor i9 entsprechend der Kurve n19 anzulaufen beginnt. Seine Drehzahl steigt vom Wert o im Punkt 34 bis auf einen Höchstwert im Punkt 35, der dadurch gekennzeichnet ist, daß in diesem Augenblick die steigende Drehzahl des Elektromotors i9 die Drehzahl des Motors i erreicht bzw. zu überschreiten sucht. Zweckmäßig ist der Anlaßwiderstand 22 so vorgesehen, daß der Punkt 35 beim Einstellwinkel a2 erreicht wird, d. h. in dem Augenblick, wo der Anlaßwiderstand 22 gerade überbrückt ist. Die Drehzahl n1 des Motors i kann zwischen den Winkelstellungen a1 und a2 des Kupplungshebels 26 zweckmäßig über die entsprechend gestaltete Exzenterscheibe 29 durch allmähliche Herabsetzung des Standgases so beeinflußt werden, daß sie vom Punkt 33 an entsprechend der nach dem ersten Anfahren. geringer werdenden. erforderlichen Leistung absinkt bis zum Punkt 35. Die durch den Punkt 35 gekennzeichnete Drehzahl des Motors i und des Elektromotors i9 ist die normale Drehzahl bei eingeschaltetem Gang. Da hierbei durch die entsprechende Auslegung der Regelschaltung der Elektromotor i9 die Tendenz hat, eine etwas höhere Drehzahl an, zunehmen als der Motor i, befindet sich nach den oben gemachten Erläuterungen@ die Kupplung vom Zeitpunkt t2 ab, in. festem Eingriff mit der Motorwelle. Wird anschließend beispielsweise zur Zeit t3 der Gasfußhebel betätigt und der Motor i bis zur Zeit t4 in seiner Drehzahl gesteigert, so steigt entsprechend auch die Drehzahl der Steuerwelle und des Elektromotors i9 vom Punkt 36 zum Punkt 37, da sie über den an den Motor i angekoppelten Generator 2o mit der Drehzahl des Motors i proportional bleibt. Die Kupplung zwischen der Welle 6 und der Welle des Motors i bleibt daher auch in diesem Betr iebszustande in festem Eingriff.
  • Soll die Fahrgeschwindigkeit wieder herab, gesetzt werden, so erfolgt dies in dem Drehzahlbereich zwischen Punkt 36 und Punkt 37 in bekannter Weise lediglich durch Wegnehmen von Gas. Soll die Geschwindigkeit noch unter den durch den Punkt 35 dargestellten Wert verringert werden, so ist lediglich ein mehr oder weniger starkes Durchtreten des Kupplungsfußhebels 26 notwendig. Da hierbei die kupplung schleift, ist dieser Betriebszustand zweckmäßig nur vorübergehend aufrechtzuerhalten. Statt dessen kann eine weitere Geschwindigkeitsverringerung dadurch bewirkt werden, daß der Kupplungshebel26 vollständig durchgetreten und gegebenenfalls gleichzeitig die Bremse betätigt wird. Soll anschließend das Fahrzeug wieder beschleunigt werden, so ist nichts weiter erforderlich, als langsames Loslassen des, Kupplungsh ebel:s 26 In der oben beschriebenen Weise.
  • Die Kupplungseinrichtung kann auch so eingerichtet sein., daß derMotor i9 derSteuerwelle aus einer fremden. Spannungsquelle regelbar angetrieben wird. Die selbsttätige Kupplung nach Abb. i läßt sich auch zusammen mit einem normalen Ganggetriebe verwenden, wenn es be-ispiel:swe@i.s@e darauf ankommt, mit möglichst kleiner Leistung des Motors auch beim Anfahren auszukommen, und wenn gleichwohl die Schaltvorgänge unabhängig von der Geschwindigkeit des jeweiligen Fahrers durchführbar sein sollen. In diesem Fall wird die Kupplung nach der Erfindung in der oben; beschriebenen Weise zunächst bei eingeschaltetem erstem Gang betätigt und anschließend beim Übergang vom ersten auf den zweiten Gang usw. jeweils kurz durchgetreten und dann. langsam wieder losgelassen. Die Bedienung ist in diesem Fall also ebenfalls genau die gleiche wie bei der normalen Kraftfahrzeugkupplung. Auch der Rückwärtsgang ist genau so. auszubilden und zu bedienen wie ein Vorwärtsgang, und zwar mit dem gleichen Anlaßwiderstand, da die Umschaltung auf Rückwärtsdrehung lediglich in dem der Welle 6 nachgeschalteten Getriebe vorgenommen wird.
  • Um zu vermeiden, daß bei längerem Schleifen der Kupplung, wie es vor allem beim Anfahren mit dem Normalgang häufiger vorkommen ,wird, die Kupplungsbeläge allzu rasch verbraucht werden, sind diese zweckmäßig aus einem 'Material großer Verschleißfestigkeit herzustellen.
  • Es ist vorstehend schon kurz angedeutet word-:n, daß der Gegenstand der Erfindung nicht nur zum gängefreien Anfahren verwendet -,werden kann, sondern daß auch d-'° Anwendung der selbsttätigen Kupplung zusammen mit eii:er Gangschaltung in vielen Fällen z-,vechmäßig ist. -Nachstehend sei deshalb noch an Hand eines weiteren Ausführungsbeispiels angede,,t.°t, wie viels-°itig sich die Zusamin-enarbeit der #elbsttätigen Kupplung mit einem Ganggetriehe und ihre Betätigung ausbilden läßt.
  • Dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3. 4 und 5 sei der Fall zugrunde gelegt, daß die Kupplung nach der Erfindung mit einem elektromagnetischen Dreigängegetriebe zusammenarbeiten soll. Solche elektromaan etischen Getriefte, bei denen die Zahnräder sämtlich dauernd miteinander im Eingriff stehen und die einzelnen. für verschiedene Über- setzungen vorgesehenen Zahnradpaare durch Ein- oder Ausschaltung elektromagnetischer Kupplungen in den Getriebezug eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. können als bekannt vorausgesetzt werden. Sie eignen sich für ein Zusammenwirken mit dem Erfindungsgegenstand auch deshalb besonders gut. -,Seil die elektrische Betätigung der elektromagnetischen Getriebekupplungen mit der elektrischen Steuerung der selbsttätig arbeitenden Gangkupplung besonders leicht und einfach vereinil-t werden kann.
  • Die Anordnung ist in Abh.3 dargestellt. Der 'Motor i mit der Schwungscheibe 2 arbeitet über die im einzelnen nicht weiter dargestellte selbsttätige Kupplung 30 (vgl. Abb. i) auf die Welle 6, die ihrerseits das elektromagnetische Ganggetriebe .4o antreibt. Dieses sei beispielsweise als Dreiganggetriebe ausgeführt mit drei Zahnradpaaren. Die Zahnriider.l3 untersetzen im Verhältnis 2:1, die Zahnräder 4.4 im Verhältnis i : i und die Zahnräder45 im Verhältnis 1 :2. Die Räder der einzelnen Zahnradpaare sind gegenüber denen der Zahnradpaare jeweils unabhängig drehbar und können über die elektromagnetischen Kupplungen .16, 47, .I8, 49 fest gekuppelt werden. Im ersten Gang ist das C'ntersetzungsverhältnis 4: 1 über die Zahnräderpaare .15 und 4.5 mittels der elektromagnetischen Kupplungen .I7 und -.9 llerge-;tellt, während die Kupplungen 4.6 und .I8 ausgeschaltet sind. Im zweiten Gang ist das Jrntersetzungsverhältnis 2:1. Hierzu «-erden lie Kupplungen .M7 und .18 eingeschaltet, die Kupplungen .M6 und .I9 ausgeschaltet. Im bitten (direkten) Gang werden die Kupp -z# d.6 und 48 eingeschaltet. die Kupplungen 4.; und .M9 dagegen ausgeschaltet.
  • Die selbsttätig arbeitende Kupplung 30 wird ebenso wie in Abb. i durch einen Elektromotor ig über das Ritzel i8 gesteuert. Der 'Motor ig sei ebenso wie in Abb. i an eine Lichtmaschine 2o angeschlossen, die beispielsweise über einen Riementrieb 21 vom Motor i angetrieben ist. Die gemeinsame Betätigungsvorrichtung für die Kupplung 30 und das elektromagnetische Ganggetriebe ist auf der Welle 117 angeordnet, und zwar in r einer Ausführung, die eine Betätigung der gesamten Anlaß- und Anfahrvorgänge ausschließlich mit Hilfe eines Handhebels vorsieht. Dieser Handhebel 123 bewirkt die Verdrehung der Welle i 17 über eine Federanordnung. beispielsweise eine Spiralfeder oder eine in Abb. 3 dargestellte Blattfeder 12.4, die in einem Gleitstück 125 des Nachführhebels 126 v°rschiebbar gelagert ist. Der Hebel 126 ist fest an die Betätigungswelle i 17 angelenkt. Die Welle 117 trägt zwei Kontakteinrichtungen So. Si zur gleichzeitigen Betätigung je zweier elektromagnetischer Kupplungen des Ganggetriebes und ferner den Abgreifkontakt 123' des Anlaßwiderstandes für den Steuermotor ig. Die gelle 117 trägt ferner ein Sperrad 127, in welches eine einseitig wirkende Sperrklinke i28 eingreift, die an einem lose auf der Welle 117 drehbaren Zahnrad 129 befestigt ist. Über die Verzahnung des Rades 129 und das hiermit im Eingriff befindliche Ritzel 130 wird eine Bremsvorrichtung, beispielsweise eine träge Schwungmasse oder ein Windrad oder ein Dämpfungskolben od. dgl., angetrieben. Die Kontakteinrichtungen So und 51 sind gegenseitig so angeordnet, daß bei Rechtsdrehung der Welle 117 aus der Leerlaufstellung zunächst die beiden Kupplungell 47 und .I9 (erster Gang), dann die beiden Kupplungen .47 und 4.8 (zweiter Gang) und schließlich die beiden Kupplungen 46 und 48 eingeschaltet werden. Die Anlaßvorrichtung für den Steuermotor ig ist so ausgebildet, daß bei der Drehung des Kontaktarmes 123' drei Winkelbereiche nacheinander durchlaufen werden und daß über jeden dieser Winkelbereiche ein vollständiger Anlaßwiderstand 136, 139, i-@2 angeordnet ist.
  • Die Wirkungsweise der in Abb. 3 dargestellten. Anordnung ist die folgende: Beim Anlassen des Motors i steht der Handhebel 1:23 auf Leerlauf, der Kontaktarm 123' des Steuerreglers auf dem Totkontakt 35. Der Steuermotor ig und damit die abtreibende Welle 6 der Kupplung steht still.
  • Zum Anfahren im ersten Gang wird der Schalthebel 123 durch eine Rechtsdrehung in die entsprechende Stellung gebracht. Eine nicht dargestellte Rasterung sorgt dafür, daß der Hebel 123 keine Zwischenstellung einnimmt, sondern in die Stellung .für den ersten Gang einschnappt. Über die Federanordnung 124 bis 126 wird auch die Welle 117 entsprechend verdreht und damit die Kupplungen 47 und 49 eingeschaltet. Gleichzeitig läuft der Kontaktarm I23' miteiner durch di,e Bremsvorrichtung 6o begrenzten Drehgeschwindigkeit über die einzelnen Stufenkontakte des Anlaßwiderstandes 136 und bringt den Steuermotor 19 auf seine Höchstdrehzahl. Es kann dabei zum Anfahren der Handhebel 123 schnell in die vorgegebene Stellung gebracht werden. Die Welle 117 wird -elastisch nachgeführt und folgt mit einer durch die Anordnung 6o bestimmten Geschwindigkeit. Ist der Kontaktarm 1223' auf dem Endkontakt 137 des Anlaßwiderstandes angelangt, so läuft der Steuermotor mit.
  • Die Kupplung 3o ist dabei entsprechend den an Hand der Abb. i geschilderten Voraussetzungen in festem Eingriff. Soll von dem ersten Gang auf den zweiten übergegangen werden, so wird der Handhebel 123 ehtsprechend weiterverstellt. Hierbei verläßt der Kontaktarm 123' den Endkontakt 137, so daß der Steuermotor 19 stark abgebremst wird, die Kupplung 30 sich also selb-sItätig löst. In dieser Zeit wird die elektromagnetische Kupplung 49 des Ganggetriebes aus- und statt dessen die Kupplung 48 eingeschaltet. Bei -der anschließenden Weiterdrehung der Welle i 17 durchläuft der Kontaktarm 123' den Anlaßwiderstand 139, der ebenso wie der Widerstand 136 aufgebaut ist. Mit wachsender Drehzahl des Steuermotors 19 kuppelt sich die Kupplung 30 selbsttätig und weich wieder ein. Die gleichen Vorgänge wiederholen sich, wenn durch Weiterdrehung des Hebels 123 auf den dritten Gang übergegangen ist im Zusammenhang mit dem Anlaßwiderstand 42. Das Hemmwerk 6o in Verb-indun.g mit der federnden Kupplung 124, 126 erlaubt es, daß der Betätigungshebel 123 zum Anfahren sofort herumgerissen und in die Endstellung (dritter Gang) gebracht wird. Die Feder 124 biegt sich dabei entsprechend durch, und die Welle I 17 mit den Betätigungsapparaten. dreht sich langsam mit den durch das Hemmwerk vorgesehenen und den gewünschten Betriebsverhältnissen ein für allemal angepaßten Geschwindigkeiten nach. Diese Anpassung erfolgt zweckmäßig durch eine derartige Einstellung der Verzögerung durch das Hemmwerk oder entsprechende Mittel (Dämpfungskammer, Schwungmasse od. dgl.), daß die Drehgeschwindigkeit der Steuerorgane, welche den Anlauf der Steuerwelle 18 bestimmt, dem gewünschten Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuiges entspricht, insbesondere, der zur Durchführung dieses Beschleunigungsvorganges verfügbaren Maschinenleistung entspricht. Es wird mit dieser Einrichtung also. trotz der Beibehaltung mehrerer Gänge erreicht, daß nicht nur die Bedienung einer Gangschaltung völlig wegfällt, sondern auch die einzelnen Gänge n.acheinantder selbsttätig weich und geräuschlos umgeschaltet werden, wobei die selbsttätige Kupplung in der ihr eigentümlichen Weise ohne jeden Eingriff von; außen das Fahrzeug mit hochfährt.
  • Der Winkel zwischen den einzelnen Stellungen des Betätigungshebels I23 ist beliebig, im Ausführungsbeispiel der Übersichtlichkeit halber gleich 90'°' gewählt. Mit Rücksicht auf den räumlichen Einbau in der Nähe des Steuerrades wird in der Praxis häufig ein Bereich von nicht viel mehr als 9o° für die gesamte Regelung zur Verfügung stehen. Gegebenenfalls kann dann zwischen den Hebel 123 und die Federkupplung 124, 126 oder in den Zug der Welle 117 noch eine Zwischenübersetzung eingeschaltet sein.
  • Beim Zurückschalten ist infolge des nur einseitig wirkenden Sperrgetriebes 127, 128 keine Zeitverzögerung wirksam, vielmehr wird die Welle 117 mit den Kontaktarmen der Steuereinrichtungen, 5o, 51 und des An.-laßwiderstandes praktisch gleichlaufend mit dem Betätigungshebel 123 zurückgedreht; der Steuermotor 19 wird dadurch in seiner Drehzahl so schnell wie möglich herabgesetzt und damit die Kupplung freigegeben. Der gesamte Anfahrvo-rgang, wie er mit Hilfe der Einrichtung nach Abb. 3 erzielt wird, ist in dem Schaubild der Abb, 4 kurz dargestellt. Es ist dabei zunächst vorausgesetzt, daß die Drehzahl n1 des Verbrennungsmotors über. den ganzen Anlaßvorgang konstant sein möge. Im Augenblick t1 beginne der Anfahrvorgang damit, daß der erste Gang eingeschaltet wird und der Motor 19 Strom erhält. Der- Motor 19 kuppelt in der an Hand der Abb. i beschriebenen Weise die selbsttätige Kupplung 3o ein, und zwar so, daß die Drehzahl n der abtreibenden Welle unter Berücksichtigung des Untersetzungsverhältnisses I :4 des ersten Ganges nicht schneller wird als die allmählich ansteigende Drehzahl n19 des Steuermotors 19. Dieser möge seine Höchstdrehzahl zur Zeit t2 erreicht haben. In diesem Augenblick wird der Kupplungseingriff fest. War der Betätigungshebel 12,3 (Abb.3) nur auf die Stellung »erster Gang« gebracht, so. bleibt es bei diesem festen Kupplungseingriff und der Drehzahl der abtreibenden Welle. Es sei jedoch angenommen, daß der Betätigungshebel 123 in die letzte Stellung durchgeschaltet worden sei. Dann wird zur Zeit t2 die Welle 117 unter der Einwirkung der Nachholfeder 124 sich gleichmäßig weiterdrehen, d. h. sofort nach Erreichen des festen Kupplungseingriff; wird die Stromzufuhr zum Motor ig unterbrochen und dessen Drehzahl zum Absinken gebracht. Die Steueranordnung ist in ihren räumlichen Abständen und Abmessungen zweckmäßig so ausgeführt, daß die Drehzahl i1.19 in .einer verhälttiismä?ig kurzen Zeitspanne t,# bis t3 etwa auf die Hälfte der kurz zuvor erreichten Drehzahl 111 oder auf einen no;21i tieferen Betrag absinkt. Da infolge der Trägheit des Fahrzeuges die abtreibende Welle während dieses Vorganges rascher zu laufen sucht als die Steuerwelle des Motors ig, gerät- d:e Kupplung 3o außer Einriff, und es kann im Zeitraum t2 bis t3 die übersetzun,g des Ganggetriebes durch Umschaltung der elektromagnetischen Kupplungen von 1 :.L auf i : 2 geändert «-erden. Die zur Zeit t. sich einstellende Drehzahl 1l19 der Steuerwelle ist damit dem neuen Übersetzungsverhältnis ungefähr bereits anepaßt. Wird beim EVeiterdrelien der Welle 11; der Anlaßwiderstand 139 einges,-haltet, so wird die Kupplung 30 wieder in Einriff kommen und da: Fahrzeug in gleicher Weise, wie codier beselirieben. weiter beschleunigen bis zur Drehzahl - die zur Zeit t1 erreicht wird. In dem folgenden Zeitraum t4 bis- t5 spielen sich die gleichen Vorgänge wie zur Zeit t.., bis t3 ab. Die Drehzahl i119 sinkt wieder auf so daß beim anschließenden Wiederkuppeln über den Anlaßwiderstand 142 mit dem Übersetzungsverhältnis i : i die Drehzahl 11 der abtreibenden Welle im Gleichlauf mit der Welle 1119 der Steuerwelle hochgefahren wird, bis im Augenblick t6 mit dem Erreichen der Drehzahl il, des -Verbrennungsmotors der liupplungseingrift fest wird.
  • Die Annahme einer konstanten Drehzahl ni in Abb..L wurde lediglich der Einfachheit halber gemacht. Selbstverständlich kann. während des Atifalirvorganges der Gashebel beliebig in an sich bekannter Weise betätigt werden; es ist auch möglich, in ähnlicher Weise, zote dies an Hand der Abb. i schon besciirieben wurde, die in den jeweiligen Anfahrcorgängen zuständigen erforderlichen Gasst;tfen selbsttätig in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Steuerwiderstandes des @tlotors 19 sicherzustellen.
  • Aus dein Voran-an-en°n gellt hervor, daß je nach d:r gewählten Einstellung des Handli@c@is 123 im ersten, zweiten oder dritten Gang im Dauerzustand mit fester Kupplung längere Zeit gefahren «-.erden kann.
  • In jedem dieser Betriebszustände ist es tnögIicli, durch Änderung der Gaszufuhr zum V@ri:r@nnutigsmota. dessen Dr,-nzal@I und damit auch die Fahrzeuggeschwindigkeit unter , Aufrechterhaltung der festen Kupplung noch weiter zu beeinflussen, insbesondere zu erhöhen. Eine derartige Betriebsweise ist auch nicht etwa unbedingt daran gebunden, daß die Drehzahl der Steuerwelle durch Ableitung von der 1lotordrelizahl zu dieser in einem dauernden Verhältnis ste:it. Es ist auch möglich, beispielsweise bei Fremdsteuerung der regelbaren Steuerkelle diese so zu beeinflussen, daß die Drehzahl der Steuerwelle auch nach dem Erreichen der \lotordrehzahl n1 die Tendenz beibehält, höhere Werte anzunehmen. Wie schon «-eiter oben erwähnt wurde. bedeutet dies lediglich, daß der Antrieb der Steuer«-elle mit seiner verhältnismäßig kleaien Leistung sich am Antrieb des Fahrzeuges in geringem Umfang mitbeteiligt.
  • Es kann «-eiterkin die Beschränkung der Anfahrbeschleunigung, die beine Ausführungsbeispiel der Abb. 3 durch eine Schwungmasse 6o oder ein Windrad od. dgl. vorgenommen wird, auch mit Hilfe einer kleinen elektrischen \achlaufsteuerung gemäß Abb. 5 erzielt «-erden. Der Steuerhel}el 123 betätigt hierbei über die Zahnräder t5o, i3i die Kontaktarme 153, 15.4, denen eire gegenüberstehende Kontaktsegmeiitschei1)e mit den Kontaktsegmenten 133. 156 über einen Motor 161 und ein Schneckengetriebe 16o jeweils nach Maßgabe der jeweiligen @@-inlkelausletikung nachgedreht wird. Derartige \achlaufkontaktsteuerungen sind an sich bekannt, so daß auf die Wirkungsweise der Anordnung im einzelnett liier nicht näli-er eingegangen zu werden braucht. Auch bei dieser Anordnung ist es möglich, den Handhebel 123 in einem Zuge von der Leerlaufstellung bis auf den direkten Gang umzulegen. Es ist hierzu lediglich erforderlich, zwischen den Hebel 123 und die Welle 152 eine entsprechende Unters2tzung einzufügen, so daß dem Gesamtdrehzahlbereich des Betätigungshebels 123 an der Welle 11; ein Drehwinkel von «-eniger als i,'#o' entsprechend der Länge cl°r Segmente 135 bis 158 entspricht.
  • Läßt sich der Betätigungshebel so anbringen, daß er über volle 360° beliebig gedreht werden kann, so ist es (vgl. Abb. 3) möglich, von der Endstellung des dritten Ganges durch weitere Rechtsdrehung unmittelbar auf Leerlauf zu schalten. Auch die Riechschaltung auf einen niedrigeren Gang könnte in diesem Falle led-.*,licli durch Rechtsdrehung über die Leerlaufstellung erzielt werden, ohne daß hiermit Unzuträglichkeiten v,-rbunden sind. Denn wenn z. B. der Ganghebel 123 (vgl. Abb. 3) vom Endkontakt 143 des dritten Ganges durch Rechtsdrehung auf die Stellung »zweiter Gang« gebracht wird, so wird während des überstreichens des Kontaktarmes 123' über den Anlaßwiderstand 136 und während des über die elektromagnetischen Kupplungen 47 und 49 bewirkten Schaltzustandes für den ersten Gang keinerlei Beeinflussung des Fahrzeuges eintreten, da in diesem Zustand die von den Fahrzeugrädern über das Langgetriebe angetriebene Welle 6 bedeutend schneller umläuft als die Steuerwelle, so daß ein Eingriff der Kupplung 30 tatsächlich erst wieder erfolgen wird, während bereits der Kupplungszustand für Gangschaltung »zweiter Gang« hergestellt ist und der Kontaktarm 123' mit den. Schaltstufen des Anlaßwiderstandes 139 im Eingriff steht.
  • Die Betätigungswelle 117 der Anordnung nach Abb. 3 kann auch anstatt durch. einen Handhebel 123 durch einen Fußhebel gedreht werden, beispielsweise so, daß über ein Sperrgetriebe bei jedem vollständigen Durchtreten bzw. Loslassen des Hebels die Welle 117 um den Bereich einer Gangschaltung weiterrückt. Das Rückwärtsschalten kann hierbei entweder durch einen zweiten Fußhebel erfolgen oder aber mit dem gleichen Fußhebel, wenn dieser mit einem zusätzlichen doppelten Sperrgetriebe ausgerüstet wird. Zweckmäßig könnte eine derartige Anordnung beispielsweise folgendermaßen ausgeführt sein: Der Fußhebel steht mit der Welle 117 über eine Doppelsperrklinke im Eingriff, die so. ausgebildet ist, daß die Verklinkung jeweils nur für die eine oder die andere Drehrichtung wirksam sein kann. Die Verklinkung befindet sich zweckn,äßIg unter Federwirkung derart, daß durch die Feder diejenige Sperrklinke in Eingriff gebracht wird, welche ein Rückwärtsschalten vom dritten auf den zweiten, vom zweiten auf den ersten Gang und vom ersten Gang auf den Leerlauf bewirkt. Die Umschaltung der Verklinkung für die gegensinnige Drehrichtung des Sperrzahnrades kann mit Vorteil mit Hilfe eines Elektromagneten erfolgen, der die Kraft der im Ruhezustand wirksamen Feder überwiegt und beispielsweise durch einen Arbeitskontakt betätigt wird, der mit dem Gashebel gekuppelt ist.
  • Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist einfach zu übersehen: Solange - der Fuß auf dem Gashebel ruht und diesen auch nur wenig durchdrückt, ist der Stromkreis für den Elektrorriagneten der Sperrkiirike geschlossen und damit die Verklinkung für Vorwärtsschalten wirksam. Es ist demnach beim Anfahren lediglich erforderlich, den Kupplungsfußhebel in bekannter Weise mit dem linken Fuß zu betätigen, während gleichzeitig der rechte Fuß leicht auf dem Gashebel ruht. Wird umgekehrt etwa im Gefahrfalleine Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich, so wird der rechte Fuß in jedem Fand vom Gashebel weggenommen und meist auf das Bremspedal gesetzt, so daß in diesem Augenblick selbsttätig die Verklinkung für Rückwärtsschalten wirksam wird. Sobald jetzt die Kupplung durchgetreten wird, schaltet sie um einen Gang zurück. Gegebenenfalls kann für eine derartige Anordnung zwischen den einzelnen Gängen in der Anlaßvorrichtung für den Steuermotor i9 jeweils ein Leerlaufkon.takt vorgesehen sein.
  • Im übrigen können Betätigungsvorrichtungen und Verklinkungen, wie sie oben mit Hilfe elektrischer Mittel verwirklicht sind, auch mit entsprechenden mechanischen Mitteln erreicht werden.
  • Die Erfindung erlaubt also eine sehr vielseitige Verwendung vor allem für den Betrieb von Kraftfahrzeugen. Dies schließt jedoch nicht aus, daß selbsttätig arbeitende Kupplungen der beschriebenen Art auch für andere Antriebe, beispielsweise für Hebezeuge w. d@gl., Verwendung finden können.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätig arbeitende Kupplungsanordnung, insbesondere zum stoßfreien Anfahren von durch Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen mit oder ohne Gangschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verbrennungsmotor und Fahrzeugantrieb eine Kupplung vorgesehen ist, deren Eingriff entsprechend der vom Anfahrmornent abhängigen relativen Verdrehung zwischen der abtreibenden Kupplungswelle und einer an sich unhelasteten Steuerwelle eines unabhängig regelbaren, den Anfahrvorgang bestimmenden Geschwindigkeitsantriebes derart veränderlich steuerbar ist, daß die Kupplung eingreift, sobald die Steuerwelle, unter Berücksichtigung einer .gegebenenfalls vorhandenen Zwischenübersetzung, schneller umzulaufen strebt als die abtreibende Kupplungswelle, und daß umgekehrt der Küpplungsschluß nachläßt, sobald die Kupplungswelle der Steuerwelle vorauszulaufen sucht.
  2. 2. Kupplungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Steuerwelle einerseits und die abtreibende Kupplungswelle andererseits auf ein Differentialgetriebe einwirken, dessen Ausgangsglied die den, wirksamen Kupplungseingriff beeinflussenden Elemente verstellt.
  3. 3. Kupplungsanordnung nach .Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Steuerwelle durch einen Elektromotor erfolgt, der über einen z. B. mittels Fußpedal, Handhebel od. dgl. betätigten Regelwiderstand an die Fahrzeugbatterie oder an einen mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Generator, z. B. die Lichtmaschine, angeschlossen ist. 4.. Kupplungsanordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle ihren Antrieb über eine mechanische Geschwindigkeitsregelv orrichturg bekannter Bauart von der Welle der Brennkraftmaschine erhält. f,. Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch eine derartige Einstellung und Bemessung der Regelvorrichtung der Steuerwelle, daß deren im Endzustand d.°s Regelvorganges angestrebte Höchstdrehzahl mindestens um einen geringen Betrag höher liegt als die auf die Steuerwelle bezogene Drehzahl der abtreibenden Kupplungstvelle und der in diesem Betriebszustand mit der letzteren fest g: kuppelten Welle der Br.ernlzraf tmaschine. 6. Kupplungsanordnung nach den Ansprächen i bis j, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand des die Steuerwelle antreibenden -Motors bzw. die zwischen 'IotonvelIe und Steueriv@elle eingeschaltete mechanische Geschwindigkeitsregelvorrichtung mit einem Fußpedal derart gekuppelt ist, daß bei vollständig durchgetretenem Pedal die Steuerwelle keinen Antrieb erfährt (Totkontakt bz«-. Totpunkt des @e@chwindig@ceits@,vech@elgetrieben) und daß beim allmählichen Los- j lassen des durch Federwirkung zurückgehenden Pedals die Drehzahl der Steuerwelle allmählich bis zum Höchstwert gesteigert wird. 7. Kupplungsanordnung nach den Ansprächen i bis 6, vorzugsweise zum Hochfahren von Fahrzeugen aus dem Stillstand im dritten Gang, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem die Geschwindigkeitsregelung der Steuerwelle betätigenden Fußpedal oder Handhebel eine beispielsweise mittels Exzenterscheibe od. dgl. arbeitende Verstellvorrichtung gekuppelt ist, mittels derer die Stellung der Drosselklappe für Standgas entsprechend den beim Anfahren erhöhten Leistungsbedarf, vornehmlich während der ersten Beschleunigungsstufen, !, selbsttätig im Sinne einer verstärkten Gaszufuhr regelbar ist. B. Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen i bis 7 mit elektromotorischem Antrieb der Steuerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwellenmotor zum Anlassen der Brennkraftmaschine, zweckmäßig in Reihenschlußschaltung, auf die Starterbatterie vor@ibergehend umschal tl)ar ist und daß gleichzeitig etwa mit Hilfe eines besonderen Leerganges die abtreibende Welle der selbsttätig gesteuerten Kupplung vom übrigen Fahrzeugantrieb getrennt wird. 9. Kupplungsanordnung nach den Anspriichen i bis 8 zum stoßfreien und selbsttätig ablaufenden Anfahren mit gegebenenfalls mehrfacher Gangumschaltung, dadurch gekennzeichnet, da!) die Regelvorrichtung für die Steuerwelle der selbsttätigen Kupplung mit der Betätigungsvorrichtung für die Gangschaltung derart gekuppelt ist, daß der Fahrzeugantrieb in jedem Gang über die nach Einschaltung des Ganges selbsttätig hochgesteuerte Kupplungsanordnung mit der Kraftantriebswelle allmählich in festen Kuppeleingriff gebracht wird. io. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 mit mechanischer Gangschaltung. dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsregelv orrichtung der Steuerwelle mit der bekannten Kulissensteuerung des Ganghebels gekuppelt ist. i i. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 unter Verwendung eines elektromagnetisch einschaltbaren Ganggetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand des Steuerwellenantriebes mit den Kontakteinrichtungen zur Betätigung der elektromagnetischen Ganggetriebekupplungen auf einer Welle (117) gekuppelt ist, die durch Fußpedal oder Handhebel auf den jeweils gewünschten Getriebeang einstellbar ist. 12.' Kupplungsanordnung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Getriebegang ein vorbestimmter Winkeldrehl}ereich der gemeinsamen Betätigungswelle (117) zugeordnet ist, in dem die betreffenden Getriebekupplungen eingeschaltet bleiben, und daß über jeden derartigen Winkelbereich, d. h. für jeden vorgesehenen Getriebegang, ein getrennter Regelwiderstand für den Steuerwellenantrieb angeordnet ist derart, daß beim Verstellen der Betätigungswelle aus der Leerlaufstellung bis in die Endstellung für den direkten Gang die einzelnen, parallel dem Steuermotor vorgeschalteten Regelwiderstände von dem zugehörigen Kontaktabgriff nacheinander jeweils im Sinne einer wellengleichen Ausschaltung überstrichen werden. 13. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (117) der Steuer- und Gangschaltvorrichtung mit dem Betätigungsorgan (Handhebel oder Fußpedal) über eine beim Hochschalten vom Leerlauf mit Verzögerung wirksame Nachführeinrichtung gekuppelt ist, die ein plötzliches Verstellen des Betäti. gungshebels von der Leerlaufstellung bis zum direkten Gang ohne Rücksicht auf den tatsächlichen, verzögert erfolgenden zeitlichen Ablauf des Anfahrvorganges erlaubt. rd.. Kupplungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Schwungmasse, Hemmrads, Dämpfungskammer od. dgl.. bewirkte Verzögerung derart einstellbar ist, daß die den Anlauf der Steuerwelle bestimmende Drehgeschwindigkeit der Steuerorgane dem gewünschten und mit der verfügbaren Maschinenleistung durchführbaren Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges angepaßt ist. 15. Kupplungsanordnung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung mit der Betätigungswelle (1r7) in an sich bekannter Weise über eine einseitig wirksame Sperrklinkenkupplung verbunden ist, so daß beim Rücksicb,alten auf den nächstniederen Gang oder auf Leerlauf keine Verzögerung auftritt. 16. Kupplungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachführorgan eine Spiralfeder oder eine radiale, biegsame, in dem Schlitz eines Nachfü'hrhebels verschiebliche Blattfeder oder eine elektrische Nachlaufkontaktsteuerung bekannter Bauart vorgesehen ist. 17. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 oder folgenden, gekennzeichnet durch derartige Abstände der für die aufeinanderfolgenden Gänge vorgesehenen Regelbereiche am Umfang der Steuerwiderstands- und Kuppelschaltorgane, daß beim Weiterdrehen der Betätigungswelle (1i7) von der Endstellung einer Gangschaltung zum nächsten Gang die Drehzahl der Steuerwelle auf mindestens den dem neuen Übersetzungsverhältnis angepaßten Wert absinkt, so daß bis zum: erneuten Hochlaufen des Steuerwellenmotors die selbsttätige Kupplung kurzzeitig außer Eingriff gelangt (Leerlauf) und gleichzeitig die Gangumschaltung bewirkt werden kann. 18. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 oder folgenden für Betätigung durch Fußpedal, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (1r7) mit dem Pedal über eine Sperr'klinkenkupplung verbunden ist, die jeweils bei völligem Durchtreten bzw. Loslassen des Pedals eine Weiterstellung der Steuervorrichtung um einen ganzen Gang bewirkt. z9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelklinkenanordnung für Rechts-und Linksdrehung vorgesehen ist, die im Normalfall unter Federwirkung dauernd im Sinne einer Rückschaltung vom höheren zum niederen Gang wirksam ist, und daß eine z. B. elektromagnetische Betätigung der Doppelklinke vorgesehen ist, bei deren Einschaltung unter Überwindung der Federkraft die Verklin'kung für den umgekehrten Drehsinn, d. h. für Vorwärtsschaltung, wirksam gemacht werden kann. 2o. Kupplungsanordnung nach An. spruch z9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis zur elektromagnetischen Beeinflussung der Klinke über einen Arbeitskontakt geführt ist, der bei jeder, auch geringer Betätigung des. Gashebels geschlossen wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vorn Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentszhrift Nr. 621 735; USA.-Patentschrift Nr. 2 084 z53.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2803975A (en) * 1954-07-12 1957-08-27 Akerman Olov Driving mechanism
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DE621735C (de) * 1932-02-25 1935-11-13 Johann Nikolaus Kiep Dipl Ing Vorrichtung zum selbsttaetigen Schalten von mit Schlupfkupplungen, vornehmlich Turbokupplungen, verbundenen Wechselgetrieben, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
US2084153A (en) * 1935-06-10 1937-06-15 Vaco Products Inc Fluid pressure operated gear shifting device

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