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Kupplungs-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf für alle Kraftfahrzeuge geeignete Kupplungs-Steuervorrichtungen, die elektrische
Stromkreise zum Steuern eines Servomotors enthalten, welcher dadurch , daß er durch
die Vermittlung von Ventilen einen vom lfotor geschaffenen Ditterenz-druck, und
zwar entweder einen beispielsweise am Motoreintritt entnommenen Unterdruck crd:°r
einen von (lern Motor selbst oder durch ein von (lern Motor angetriebenes Organ
erzeugten Druck, ausnutzt, das Ein- und Auskuppeln der Kupplung zwischen dem Motor
und dem Getriebe gehäuse bzw. irgendeiner anderen Kupplung ausführt oder in Verbindung
mit automatischen oder 11 a1batitotnatisclien Getrieben t:iti#', ist.
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I>is Beute bekannte Vorrichtungen solcher Art zeigen Nachteile, die
durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum größerenTeil vermieden werden. Diese
bekannten Vorrichtungen sind namentlich sehr kompliziert, das Ein- undAuskuppeln
vollzieht sich entweder zu heftig oder auch zu weich, wodurch hauptsächlich beim
Übergang vom ersten auf den zweiten und vom zweiten auf den dritten Gang die sich
anomal abnutzenden Kupplungsscheiben schleifen, oder aber das Ein- unid Auskuppeln
kann nicht ohne Nachlassen des Gaspedals vor sieh gehen. Außerdem. ist bei den bekannten
Vorrichtungen das Vergasergestänge mit der Ventileinrichtung gelenkig verbunden,
was infolge des durch die Abnutzung in den Gelenken des Gasgestänges hervorgerufenen
Spiels die Notwendigkeit eines häufigen Nachstehens zur Folge hat.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders ,dadurch bemerkenswert,
daß die Steuerang
der Ventileinrichtung, die auf den zur Ausführung
des Entkuppelns bestimmten Servomotor einwirkt, vollständig über elektrische Stromkreise
erfolgt, die entsprechende Schalter enthalten, unter Ausschluß jeder allein mechanischen
Verbindung, namentlich zwischen der Ventileinrichtung und dem Gaspedal. Diese elektrischen
Schalter werden durch (las Gaspedal oder irgendein anderes gleichwertiges Steuerorgan
für die Motorbedienung gesteuert.
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Zweitens ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung,
die auf den Servomotor einwirkt, nicht ein, sondern zwei getrennte Ventile enthält,
die, um die Bewegungen des Servomotors zu steuern, über getrennte Steuermittel tätig
sind, wobei das eine dieser Ventile zum Ausführen der Annäherungsbewegung der Kupplungsscheiben
und das andere zum Ausführen des eigentlichen Einkuppelns dient.
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Vorzugsweise werden diese beiden Ventile, und zwar das eine, die Annäherungsbewegung
verbürgende, durch das Öffnen und Schließen eines vom Schließen eines Schalters
39^ abhängigen Solenoids und das andere direkt vom Steuerorgan zur Bedienung des
Motors, beispielsweise vom Gaspedal, gesteuert, wobei jedoch diese zweite Steuerung
.durch jedes zwischen dem Steuerorgan zur Bedienung des Motors und dem in Frage
kommenden Ventil angeordnete Mittel, beispielsweise durch elektrische Mittel, ausgeführt
werden kann.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist der der Annäherungsbewegung
der Scheiben entsprechende Weg des Servomotors durch Schalter begrenzt, die in den
Stromkreis des Solenoids des in Frage kommenden Ventils eingeschaltet sind.
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Das in die Leitung vom Motoreintritt eingeschaltete Ventil kann vorzugsweise
durch ein Solenoid gesteuert sein, das seinen Strom einerseits übler einen Stromkreis
erhält, der in Hintereinanderschaltung einen automatischen, von der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs, beispielsweise einem Zentrifugalregler od. dgl., abhängigen Schalter
und einen den Stromkreis beim Steigern der Motordrehzahl unterbrechenden Schalter
enthält, und anderseits über einen Stromkreis erhält, der ein oder mehrere durch
die Gangschalthebel zu schließende empfindliche Kontakte aufweist.
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Somit vollzieht sich gemäß einem der Merkmale der 1?rfindung das Entkuppeln
durch elektrische Übertragung automatisch, und zwar durch das Eindrücken von Gangschalthebeln
oder, sofern man nicht auf das Gaspedal bzw. das entsprechende Organ gedrückt hat,
unterhalb einer vorher festgelegten :\lotör,drehzahl.
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Vorzugsweise kann man durch das Gaspedal oder (las gleichwertige Organ
gleichzeitig sowohl das Schließen des Kontaktes des der Annäherungsbewegung der
Kupplung entsprechenden Ventils als (las öffnen des Kontaktes steuern, der zwischen
dem Regler und dem Solenoid liegt, das mit dem dem Lrtkuppeln entsprechenden Ventil
verbunden ist.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 ist eine die dektrischeii
Schaltungen und die Anordnung der verschiedenen Organe zeigende schematische Ansicht
einer Anoi-dning eines ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig.2 ist eine senkrechte SChilttanslcht, die durch die Achse der den Servomotor
der Vorrichtung steuernden Regelvorrichtung geht; Fig. 3 ist eine entsprechende
senkrec!lite Schnittansieht nach der Linie A-ß der Fig. 2; Fig. 4 ist eine ,vaa.gereclite
Schnittansicht nach der Linie C-G-e-f der Fig. 2, die das nackte Gehäuse der Steuervorrichtung
mit (lern mit der Atmosphäre verbundenen Filter zeigt; Fig. 5 ist eine schematische
Ansicht einer Anordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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. Bei dem in Fig. i bis .I dargestellten Beispiel enthält die automatische
Kupplungs-Steuervorriclitung einen durch Unterdruck betätigten Servomotor 42, der
durch eine den Unterdruck kontrollierende Regelvorrichtung gesteuert wird, die sich
aus einer mit einem Ventil 18, genannt Hauptventil, versehenen Hauptkammer 1)7w.
Hauptraum d-e (Fig.2) und seitlichen, für den Wiedereintritt der Außenluft dienenden
und entsprechend mit Ventilen ausgestatteten Kammern H und G (Fig. a) zusammensetzt.
Das in die Kammer d-e eingebaute Ventil t8 wird unter Zwischenschaltung des Kontaktes
5 r durch die Schaltung des Gangschalthebels 57 uiid über den Hauptkontakt 39 entweder
durch den Kontakt des an dem Getriebegehäuse 54 angebauten Reglers 53 oder aber
durch irgendein anderes Organ des Fahrzeugs gesteuert. Die Kontakte 51, 39 11n(1
53 schließen _len Strohkreis einesersten Solenoids 14, dessen Anker .das über ein
Rolir 62A mit dem Ansaugstutzen 41 des Motors in Verbindung stehende Ventil 18 anzieht.
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Auf der Kammer d-e der Regeleinrichtung ist an der Seite e-f ein Schraubstutzen
23 und ein mit dein Zylinder 42 des Servomotors in Verbindung stehendes Rohr 62
angeordnet.
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Auf der Seite c-d in Fig. 2 befindet sich der Ventilsteuermec'hanismus
2 für den 1?ingriff der Friktionsscheiben der Kupplung; der Körper dieses Mechanismus
und namentlich seihe Kammer stehen über einen Kanal mit der Kamnner d-e in Verbindung.
In dem Gehäuse des Mechanismus befindet sieh der Sitz 5, auf den sich das Ventil
2 aufsetzen kann, wobei die Feder 4 danach strebt, das Ventil normalerweise von
seinem Sitz al>-zuheben. Der Ventilschaft trägt z«-ei Ringklemmen 3, von denen die
eine die Feder 4 zusammendrückt, während die andere den Ventilschaft 2 an der einstellbaren
Führung 6 hält. Eine Einstelleinrichtung, die die Führung 6 des Ventilschafts 2
gleichzeitig ist, gestattet, das Spiel des Ventils gegenüber dein Sitz einzustellen.
Die Gegenmutter 7 gestattet (las Feststellen dieser Einstellung. Mit 8 ist eine
auf den Ventilschaft 2 aufgeschraubte Gewindemutter bezeichnet; sie ist mit einer
Höhlung versehen, gegen die die einstellbare, in der Stange 64 des Gasgestänges
eingebaute Anschlagschraube 65 anschlägt.
Die Kammer des Ventils
2 steht über ein Filter 37 (F ig. 4) mit der Atmosphäre in Verbindung.
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In der Fig. 3, die einen Schnitt nach der Linie _-1-13 der Fig. 2
zeigt, ist das zweite Solenoid 31 mit seinem Anker 3o dargestellt, der mittels einer
mit Gewinde und einer einstellbaren Gegenmutter 34 versehenen Achse mit dem Ventil
35 fest zusammengebaut ist. Dieses Ventil liegt gegen den eingeschraubten Sitz 36.
Gemäß Fig. 4 steht die Kammer H dieses Ventils mit der Kammer G in Verbindung, in
der sich das Ventil 2 (Fig. 2) befindet. Außerdem steht die Kammer H über einen
Kanal mit der Hauptkammer d-e in Verbindung.
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Der einfach wirkende Servomotor 42 setzt sich aus einem Zylinder und
einem im Innern des Zylinders angeordneten nicht dargestellten Kolben zusammen,
dessen Stange über eine Kappe und ein Stahlseil 43 mit dem Kupplungsgabelhebel46
verbunden ist. 47 ist eine mit dem Kupplungspedal 48 gelenkig verbundene Stange.
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.Mit 66 ist ein Getriebeschalthebel für den zweiten und dritten
Gang und mit 63 der Getriebeschalthebel für den ersten und Rückwärtsgang bezeichnet.
Diese beiden Hebel sind am Getriebegehäuse 54 angebaut. Eine Reglereinriclitting
53 ist am Anscliluß des Getriebegehäuses für die flexible Welle des Kilometerzählers
angebaut. 'Mit 49 ist das Gaspedal und finit 58 <las Lager, um das sich das Gaspedal
dreht, bezeichnet. 59 ist die Betätigungsstange des Gasgestänges, 59A der Drosselklappenliebel
des Vergasers, 64 die mit der normalen Einrichtung für die Vergasersteuerung verbundene
Stange des Gasgestänges, 57 die Kugel des Gangschalthebels und 6o das Steuerrad.
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Der elektrische Teil setzt sich zusammen aus dem den Kontakt für den
Motor herstellenden Hauptunterbrecher 55 für den Batteriestrom, 56 ist ein Gesamtausschalter
für die automatische Kupplungs-Steuereinrichtung, 14 ist ein Solenoid, welches das
das automatische Entkuppeln bewirkende Hauptventil steuert, und 31 ist das Solenoid,
welches das Ventil für die schnelle Annäherung der Kupplungsscheiben betätigt.
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Der Hauptkontakt 39 steuert das erste Solenoid 14 und der Kontakt
39A das Solenoid 3i; diese beiden Kontakte sind über eine einstellbare Stange 4o
mit dem Drosselklappenhebel 59A des Vergasers 38 verbunden.
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Mit der Kolbenstange des Servomotors stehen zwei Kontakte in Verbindung,
von denen der eine, 44, die Masseleitung des Kontaktes 52 des Getriebeschalthebels
63 und der andere, 45, die Masseleitung des Kontaktes 5o des Getriebeschalthebels
66 schließt. Diese beiden Kontakte 44 und 45 sind mit dem zweiten Hauptkontakt 39A
in Serie geschaltet. Der Kontakt 51 ist ein gemeinsamer Kontakt für die vier Gänge,
der entweder durch den Gangschalthebel oder durch eine mit einem besonderen Kontakt
ausgerüstete Kugel des Gangschalthebels gesteuert wird. Der gemeinsame Kontakt 5
i steuert den Stromkreis des Solenoids 14, gleichgültig welches auch der bei dem
Fahrzeug eingeschaltete Gang, ist und ob das Gaspedal freigegeben worden ist oder
nicht. Der Regler 53 ist mit dem Kontakt 39 in Reihe geschaltet. Der Ausschalter
56 verbindet, wenn er geschlossen ist, die Solenoide 14 und 31 mit dem positiven
Pol der Batterie.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Man setzt den
Motor in Gang. Der Hauptausschalter 56 setzt die Solenoide 14 und 31
unter
Spannung. Da das Fahrzeug steht, ist der Kontakt des Reglers 53 geschlossen und
schließt den Stromkreis, der über den Kontakt 39 des Gasgestänges und den Masseanschluß
des Solenoids 14 geht. Damit öffnet sich das Ventil 18, und es bildet sich in der
Kammer d-e ein von dem Ansaugstutzen 4i des Motors herrührender Unterdruck aus;
dieser Unterdruck geht über e-f (Fig. 2), das Rohr 62 (Fing. i) und betätigt den
Servomotor. .
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Dadurch, daß der Kolben des Servomotors zurückgezogen wird, betätigt
er das Sei143 und den Kupplungsgabelhebe146. Damit ist das Entkuppeln der Kupplung
bewirkt.
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Da der Motor auf Leerlauf steht, sind durch die Wirkung der Feder
29 (Fig. 3) das Ventil 35 für die 'liinäherung der Kupplungsscheiben sowie das Ventil
2 (Fig. 2), auf das die Stange 64 des Gasgestänges und die Anschlagschraube 65 drückt,
geschlossen.
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Da das Fährzeug entkuppelt ist, hält der Regler 53 das Ventil 1
8 offen, und damit kann man den Getrie@l>eschalthel>el in jede Stellung der
Reihe nach einschalten.
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Für das Ingangsetzen des Fahrzeugs rückt man den ersten Gang ein und
tritt heftig oder leicht auf das Gaspedal 49. Der Kontakt 39 unterbricht den Stromkreis
des Solenoids 14, womit also das Ventil 18 geschlossen wird, das den vom Ansaugstutzen
41 über das Rohr 62A kommenden und durch das Rohr 62 zum Servomotor gehenden
Unterdruck unterbricht. Damit bleibt der Kolben des Servomotors in seiner Stellung
stehen. Im gleichen Zeitpunkt, in dein der Kontakt 39 den Stromkreis des Solenoids
14 geöffnet hat, schließt der Kontakt 39 den Stromkreis des das Ventil 35 steuernden
Solenoids. Dieser Kontakt ist mit dem auf drei Viertel des Weges der Kolbenstange
des ServomotOrs 42 angebrachten Kontakt 44 und mit dem Kontakt 52 des Getriebeschalters
63 für -den ersten und Rückwärtsgang in Serie geschaltet. Da das Ventil 35 sich
öffnet und über die Kammer d-e (Fig.2) .dieVerbindung mit dem Rohr 62 des
Servomotors herstellt, kann sich im Hinblick auf die Öffnung, die dieses Ventil
mit der über das Filter 37 m,it der Atmosphäre verbundenen Kammer G (Fig. 4) verbindet,
der Kolben des Servomotors 42 verschieben, wodurch somit die Kupplungsscheiben einander
schnell genähert werden.
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In dem Augenblick, in dem die Kolbenstange des Servomotors .drei Viertel
ihres Weges zurückgelegt hat, öffnet sich der Kontakt 44, wodurch sich das Ventil
35 schließt. Das Ventil 2, das von der Stange 64 des Gasgestänges freigegeben ist,
öffnet sich unter der Wir'kung der Feder r4,wodurch ein weiches
Einkuppeln
der Kupplungsscheiben bewirkt wird und das Fahrzeug anfährt.
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leim Übergang vom ersten auf den zweiten Gang betätigt der aus dem
ersten Gang ausgerückte Hebel 63 den Kontakt 51, der das das Ventil 18 öffnende
Solenoid 14 steuert, und läßt somit den Unterdruck über das Rohr 62 (Fig. 1) zum
Servomotor hindurchgehen. Der Kontakt 51 wird vom Anfang der Betätigung des Schalthebels
vom ersten auf den zweiten Gang an geschlossengehalten. Sobald jeder Gang eingerastet
ist und der Weg des Schalthebels beendet ist, öffnet sich der Kontakt 51, womit
sich das Ventil 18 (Fig. 2) schließt, sobald man zum Steigern der Drehzahl auf den
Gashebel drückt.
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Nachdem der zweite Gang eingerückt ist, beschleunigt man; der Kontakt
39 öffnet sich und unterbricht den Stromkreis des Solenoids i4, womit (las Ventil
18 geschlossen wird. Wie oben gesagt, hat zu dem gleichen Zeitpunkt, in .dem der
Kontakt 39 den Stromkreis für das Solenoid 14 geöffnet hat, der Kontakt 39A den
Stromkreis für das Solenoid 31 (Fig. i) geschlossen, womit das Ventil 35 geöffnet
wird, das den Kolben des Servomotors 42 zurückkehren läßt, der .die Kopplungsscheiben
einander nähert und der gerade, bevor ,die Scheiben miteinander in Berührung kommen,
in seiner schnellen Bewegung stehen'bleibt. Die Kolbenstange des Servomotors 42
(Fig. 1) trifft, bevor sich die Kupplungsscheiben berühren, auf den zweiten mit
dem Kontakt 5o des Hebels für den zweiten und dritten Gang 66 hintereinandergesclialteten
Kontakt 45 (Fig. i). Die Kolbenstange ist durch das das Ventil 35 schließende Öffnen
,des Kontaktes 4,5 in ihrer Bewegung angehalten, und da man auf den Gashebel drückt,
läßt das Ventil 2 langsam den durch den Kolben des Servomotors 42 hervorgerufenen
Unterdruck 'hindurchgehen, was die Kupplung weich in Eingriff bringt. Für den Wechsel
auf den dritten oder auch vierten Gang, wenn ein solcher vorhanden ist, läßt sich
dieselbe Beschreibung anwenden.
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Der zweite und dritte Gang arbeiten mit den Kontakten 5 i, 50, 45
und 39A sowie 39.
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Der erste Gang und der Rückwärtsgang arbeiten mit den Kontakten 5i,
52, 44, 39A sowie 39.
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Der Regler 53 enthält einen Kontakt, der so eingestellt ist, daß er
sich, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb 2o bis 3o km liegt sowie
in dem Augenblick eines scharfen Bremsens des Fahrzeugs schließt und damit das das
Ventil 18 steuernde Solenoid 14 über den dazwischenliegenden Kontakt 39 betätigt,
um die Ktipplungsscheiben außer Eingriff zu bringen.
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Der Vorteil dieses Konstruktionsschemas liegt darin, daß, sobald die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter 20 bis 3o km je Stunde fällt, das Fahrzeug dank
dieses Reglers und infolge des Freigebens des Gaspedals auf Freilauf geschaltet
wird.
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Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das Gasgestänge nicht mit dem
Steuermechanismus des Servomotors gelenkig verbunden ist und einzig und allein nur
gegen das Ventil stößt, das die Kupplang weich in Eingriff kommen läßt. Da der Drosselklappenhebel
59d des Vergasers auf eine Motordrehzahl entsprechend Langsamlauf eingestellt ist,
stößt die Stange 64 des Gasgestänges automatisch gegen den Schaft des Ventils 2
(Fig. 2), welches (las Eingreifen der Kupplung vollendet, sobald man die Drehzahl
des Motors steigert und die Anschlagschraube 65 (Fig. i) nicht mehr gegen dieses
Ventil stößt.
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Bei der zweiten, in Fig. @ dargestellten Ausführungsform findet man
dieselben Hauptorgane wieder, die dieselben Bezugszeichen tragen und in analoger
Weise tätig sind, jedoch unterscheidet sich diese ,lusfiihruiigsform von der vorhergehenden
in gewissen Punkten wie folgt: In erster Linie ist die Reguliervorrichtung für den
Unterdruck im Servomotor hier an dem Servomotor selbst angebaut, an dein sie mit
Schrauben angeschraubt ist, wodurch sie mit ihm zusammen eine Einheit bildet.
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Die . Öffnung F dieser Reguliervorrichtung (Fig. 2) steht der Eintrittsöffnung
des Servomotors (Fig. 5) gegenüber und deckt sich mit dieser. Damit ist das Rohr
62 der Fig. i fortgefallen. Infolge dieser Anbauart der Reguliervorrichtung kann
die Stange 64 des Gasgestänges (Fig. i) nicht mehr gegen die auf den Schaft des
Ventils 2 aufgeschraubte Mutter 8 stoßen.
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Daher bleibt das in (Iei- Fig. S bei 6 dargestellte Ventil 2 der Fig.
2 stiindig unter der Wirkung der Feder 4 geöffnet und Hält einen konstanten Lufteintritt
aufrecht, der ausreicht, uni (las oben anläßlich der Fig. i bis 4 beschriebene progressive
Einkuppeln der Kupplungsplatten zti verbürgen.
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Eine andere Anwendungsmöglichkeit desselben elektrischen Schaltschemas
und mit geeigneten Ventilen ausgerüsteten Steuermechanismus ist möglich, Nvenn nian
statt einer Steuerung durch Unterdruck oder Druck ein liv(lraulisches Steuersvstein
verwendet, (las mittel: Öldruck oder irgendeiner anderen Flüssigkeit, die durch
eine Pumpe oder irgendein anderes mit dein Motor verbundenes oder an diesem angekuppeltes
Organ unter Druck gesetzt oller angesaugt wird, betätigt wird.
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Andererseits ist bei dieser gleichen Variante (Fig. 5) der zweite
Ilatiptsclialter 39A in anderer Weise angebaut als in Fig. 1. Dieser Schalter wird,
anstatt (laß er durc'li das Gasgestänge 59 und die Stange 4o (Fig. i) gesteuert
tvird. hier (Fig. 5) durch die Bewegung des Ankers des Solenoids 14 gesteuert. Im
übrigen sind die elektrischen Schaltungen und das Schema, das den Gegenstand der
Erfindung bildet, keiner Ab;inderting unterworfen.
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Die Fig. 5 zeigt außerdem eine andere Anbaumöglichkeit für die Schalter
4_l und 45.
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Der Anbau dieser Schalter 'kann beispielsweise im Innern des Servomotor;
durchgeführt werden. Diese Schalter werden durch die besonders in die Stange des
Kolbens 6; des Servomotors 42 eingearbeiteten Nuten 68, 69 gesteuert. Die
Schalter 44 und 45 werden vermittels (1i#, ser Nuten 68 und 69 durch das Verschieben
(1(#i- 1@olbenstange des Servomotors gesteuert.
70 stellt
eine Schmierbüchse dar, welche die Kolbenstange schmiert.
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Das den Gegenstand der Erfindung .bildende elektrische Schaltschema
enthält Schmelzsicherungen, Widerstände oder Relais, die normalerweise .erforderlich
sind und in den Zeichnungen nicht dargestellt wurden.