Selbsttätige Aus- und Einrückvorrichtung für Kupplungen, insbesondere für solche zwischen Motor und darauffolgendem Antriebsteil bei Kraftfahrzeugen. Selbsttätige Aus- und Einrückvorrich- tungen für Kupplungen bei Kraftfahrzeu gen, die von der Drehzahl des Motors, sowie von derjenigen des Wagenantriebes zum Bei spiel mittelst Fliehkraftpendeln beeinflusst und von Seiten des Fahrers lediglich durch Gasgeben geschaltet werden, sind bereits be kannt.
Es ist auch bekannt, Vorsorge zu treffen, dass die Kupplung erst bei einer ein stellbaren niedrigsten Drehzahl ausrückt und erst dann einrückt, wenn die beiden zu kup pelnden Teile mit gleicher Drehzahl um laufen.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ver besserung und Ausgestaltung solcher Vor richtungen dahin, dass der Verlauf des Ein rückvorganges der Kupplung einerseits in Abhängigkeit von den jeweils vorhandenen Widerständen des Fahrzeuges erfolgt, und anderseits, durch den Fahrer je nach der von ihm gewünschten Fahrweise beeinflusst wer- den kann; die Bewegung des beweglichen Kupplungsteils passt sich dabei in jeder Phase des Einrückvorganges selbsttätig die sen beiden Einflüssen an.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, durch welche kurz nach dem Überschreiten einer möglichst niedrigen Drehzahl des Mo tors selbsttätig eine genau abgestimmte Kraftwirkung, beispielsweise unter Verwen dung eines in seiner Druckhöhe geregelten Mittels, auf das Einrückorgan der gelösten Kupplung zur Einwirkung gebracht wird, diese Kraftwirkung dann entsprechend :
der während des Einrückvorganges durch den je weils vorhandenen Fahrwiderstand und die Motorregelung durch den Fahrer sich ein stellenden Motordrehzahl stetig gesteigert, und schliesslich bei Drehzahlgleichheit der beiden Kupplungsteile die Kupplung unab hängig von der gerade vorhandenen Dreh- zahl und dem gerade vorhandenen Anpress- druck sofort mit dem grössten zur Verfügung stehenden Anpressdruck voll eingerückt wird.
Die Vorrichtung kann so beschaffen sein, .dass durch die genannte Steuerungseinrich tung das selbsttätige Lösen der Kupplung so lange verhindert wird, bis die möglichst nie drige Drehzahl erreicht ist, wobei die Ver hältnisse zweckmässig so. gewählt werden, dass bei dieser Drehzahl die Kupplung mit der grössten, zur Terfügung stehenden Kraft ausgerückt gehalten wird, während unmittel bar über dieser Drehzahl der Lüftweg der Kupplung relativ plötzlich zurückgelegt wird. Der weitere Verlauf des Einrückvor- ganges regelt sich dann selbsttätig wie oben beschrieben.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung er laubt ein völlig stossfreies. Anfahren in jedem Gelände, insofern, als nachdem Überschrei ten der Leerlaufdrehzahl der bewegliche Kupplungsteil rasch bis an den andern Kupplungsteil heranbewegt wird, diesen aber noch nicht kraftschlüssig berührt. In dem" gleichen Mass, in dem sich .die Motordrehzahl weiter erhöht, wird . der bewegliche Kupplungsteil nunmehr mit stetig wachsender Kraft gegen den andern Kupplungsteil gepresst, und beim Erreichen des Gleichlaufes beider Kupplungsteile wird der variable, von der Drehzahl des.
Motors abhängige Anpressdruck durch den vollen, konstanten Pressdruck der Kupplung, zum Beispiel durch die Kupplungsfeder, relativ rasch abgelöst.
Bei geringem Anfahrwiderstand (gute, ebene Strasse) und vom Fahrer gewünschter sanfter Beschleunigung kuppelt die Vorrich tung schon bei geringer Erhöhung der Dreh zahl über die Leerlaufdrehzahl :des Motors. Dagegen wird bei dem gleich niedrigen An- fahrwiderstand,aber vom Fahrer gewünsch ter sehr hoher Beschleunigung .die Drehzahl des Motors sich entsprechend erhöhen (zum Beispiel auf 500 bis 1000 Umdrehungen,/Xi- nute über :
die Leerlaufdrehzahl), ehe die Kupplung endgültig fasst. .Schliesslich wird bei grösstem Anfahrwiderstand (aussergewöhn- lieh starke Steigung bei schlechter Strasse) eine noch höhere Drehzahl bis zum endgül tigen Einrücken der Kupplung erreicht, die je nach der hierbei gewünschten Anfahr- beschleunigung sich einstellt (zum Beispiel bis zur Hälfte oder 3/4 der grössten Motor drehzahl). .
Besondere Vorteile bietet die Verwen dung der Vorrichtung nach der Erfindung bei solchen Getriebeschalteinrichtungen, wel che beim Wechseln keine Kupplungsbedie nung mehr benötigen, zum Beispiel bei sol chen, deren Gänge durch Wechselkupplun gen ohne mittlere Ruhestellung der Schalt muffe geschaltet werden. Bei derartigen An ordnungen kann bei Verwendung einer Vor richtung nach der Erfindung der Be tätigungshebel für die Kupplung weggelas sen werden, da die Kupplungsbetätigung dann auch für das Anfahren selbst unter schwierigsten Verhältnissen nicht mehr not wendig ist.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht :darin, dass .das Anfahren in Steigungen wesentlich erleichtert ist, da kein Kupplungshebel mehr bedient zu werden braucht. Der Fahrer bedient mit dem einen Fuss den Fussbremshebel, mit dem andern den Gas hebel. In dem Mass, als die Motordrehzahl zunimmt und die Kupplung stärker an gepresst wird, kann die Fussbremse losgelas sen werden.
Der Fahrer kann also durch Be dienung dieser beiden Hebel den Wagen aus ,dem Stillstand auch in .den grössten Steigun gen zum Anfahren bringen, während es bis her wegen der gleichzeitig notwendigen Be dienung des Kupplungshebels und des Gas hebels durch beide Füsse und ausserdem der Handbremse ausserordentlich schwierig, ja oft fast unmöglich war, einen Wagen in einer Steigung zum Anfahren zu bringen, ohne dass ein Zurücklaufen des Fahrzeuges eintrat. Ein solches Zurücklaufen ist gerade in bergigem Gelände äusserst gefährlich, wes halb man schon Einrichtungen zur Verhinde rung eines derartigen Zurücklaufens vor gesehen hat. Derartige besondere Einrich- tungen sind bei Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls nicht mehr notwendig.
Die Erfindung ist anwendbar bei jeder Art von Kraftfahrzeugen, also bei Personen wagen, Omnibussen, Lastkraftwagen und Schienenfahrzeugen mit Motorantrieb. Bei der letzteren Art ist die Anwendung der er- findungsgemässenVorrichtung insofern wich tig, weil der Führer seinen Platz oft in sol cher Entfernung von der Maschinenanlage hat, dass er den Einrückvorgang nicht nach dem Geräusch des Motors beurteilen und ent sprechend abstimmen kann.
Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise gleichzeitig als Freilaufeinrichtung für das mit der erfindungsgemässen Vorrichtung aus gestattete Fahrzeug ausgebildet sein, wo durch gewisse Steuerungsteile einfacher ge halten und andere erspart werden können; dabei können zum Beispiel von den Dreh zahlen der beiden zu kuppelnden Teile ab hängige Teile, sowie ein bei der niedrigsten Drehzahl -das Ausrücken der Kupplung be wirkendes Steuerglied für beide Einzelein richtungen verwendet werden.
In der Zeichnung ist -ein Ausführungs beispiel dargestellt, und zwar in sehema tischer Weise hauptsächlich im .Schnitt. Da bei ist als Druckmittel für die Betätigung der Aus- und Einrückvorrichtung der Kupp lung Unterdruck angenommen. Es kann eine sinngemäss geänderte Ausführung nach her Erfindung auch mit Betätigung durch ein Druckgas, zum Beispiel Druckluft, her gestellt werden.
1 bedeutet einen Behälter, von dem aus die Unterdruckzufuhr zu der Vorrichtung er folgt und der an das Vergaserrohr des Mo tors angeschlossen sein kann. Von ihm führt die Leitung 2 mit den Abzweigungen 3 und 4 zu den Steuerorganen. 7 ist eine über die biegsame Welle 8 und den Schneckentrieb 9 von der Kurbelwelle 10 aus angetriebene Flüssigkeitspumpe. 11 ist eine zweite Flüs sigkeitspumpe, welche über die biegsame Welle 12 und den Schneckentrieb 13 von der Welle 14 des Kupplungsteils 15 (Wagen- antriebswelle) aus angetrieben wird. Das Schwungrad 16 des Motors bildet gleich zeitig die andere Kupplungshälfte. Die Kupplung wird durch die Feder 17 während der Fahrt eingerückt gehalten.
In dem Gehäuse 5 der Flüssigkeitspum pen ist 18 der Saugraum, aus welchem die vom Wagen angetriebene Pumpe 11 die Flüs sigkeit ansaugt. 19 ist .der zwischen den bei den Pumpen liegende Flüssigkeitsraum. 6 ist ein federbelastetes Saugventil, welches sich bei dem grössten zulässigen Unterdruck in dem Raum 19 öffnet. 20 ist der Raum, in welchem die vom Motor angetriebene Pumpe 7 fördert. 58 ist ein Überdruckventil, welches die Überschreitung eines bestimmten grössten Druckes in dem Raum 20 verhindert.
Mit diesem in ständiger Verbindung steht ein Schieber 21, welcher unter dem Druck einer Feder 22 steht, sowie ein Kolben 23, dessen nadelförmige Fortsetzung 24 an seinem un tern Ende den Ausfluss aus der Öffnung 25 reguliert. Über dem Kolben<B>23'</B> befindet sich eine Feder 26; und ein Steuerschieber 27, auf welchen eine Feder 28 drückt, deren Druck durch die Schraube 38 ein gestellt werden kann. 35 ist eine Ent lüftungsöffnung. Aus dem Raum 20 kann die Flüssigkeit ausserdem durch die Öff nung<B>29,</B> deren freier Querschnitt durch die Schraube 80 eingestellt werden kann, aus fliessen.
Die Flüssigkeit in dem zwischen beiden Pumpen liegenden Raum 19 kann auf den Schieber 31 einwirken, welcher unter dem Druck der Feder 32 steht, wobei die An schläge 33 und 34 die beiden Endstellungen dieses Schiebers begrenzen.
Der Schieber 40 steht unter der Ein wirkung der Feder 42 und steht über die Leitungen 61 und 4.3 mit dem Gehäuse des Schiebers 31, über die Leitungsstücke 44 und 45, welche zu der Leitung 41 vereinigt sind, mit dem Gehäuse des Schiebers 21 und über die Leitung 46 und deren Abzweigungen 47 und 48 mit dem Innenraum 3,6 des Gehäuses des Schiebers 27 in, Verbindung. Am vordern Ende des Gehäuses des Schiebers 40 ist eine Entlüftungsöffnung 39.
Von den Gehäusen der Schieber 40 und 31 führen die Leitungen 49 und 50 zu der Leitung 51, welche in den Zylinder 52 der Betätigungsvorrichtung für ,die Kupplung mündet, in welchem der Kol ben 53 unter der Wirkung :der Feder 54 steht und über die .Stange 55 und die Lasche 56, sowie den Doppelhebel .57 auf den ver schiebbaren Teil 15 der Kupplung einwirkt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende Beim Stillstand des Wagens laufe der Motor mit seiner Leerlaufdrehzahl. Der Flüs sigkeitsdruck im Raum 20 ist infolge ent sprechender Einstellung der Regulierschraube 30, so niedrig, dass .der Kolben 231 und der Schieber 21 sich in ihren untern Stellungen befinden. Der Unterdruck kann :deshalb von ,dem Behälter 1 durch die Leitungen 2 und 4 über den Schieber 21 und die Leitungen 41 und 45 hinter .die rechte Seite des Schiebers 40 gelangen, wodurch dieser entgegen der Wirkung der Feder 42 in seine rechte End stellung gezogen wird. Dadurch wird die von der Leitung 41 abgezweigte Leitung 44 mit der Leitung 49 verbunden.
Es gelangt also auf diesem Wege der volle beider Leerlauf drehzahl wirkende Unterdruck durch .die die Leitung 49 mit dem Kupplungszylinder 52 verbindende Leitung 51 hinter den Kolben 5'3 der Ausrückvorrichtung und die Kupp lung wird mit der grössten Kraft vollständig ausgerückt.
Ehe auf die weiteren Vorgänge beim Anfahren eingegangen wird, sei zuerst die Wirkungsweise des Druckregelorganes 27 beschrieben. Bei dem der Leerlaufdrehzahl entsprechenden Flüssigkeitsdruck ist der Kolben 23 in seiner untersten Lage und die Feder 26 ganz oder nahezu spannungslos. Der Schieber 27 besitzt oben und unten je eine Steuerkante. Die obere Steuerkante re gelt den Durchgang zu der Leitung 3, welche über die Leitung 2 zu dem Unterdruckbehäl ter 1 führt, die untere Steuerkante regelt den Zutritt von Aussenluft in die Leitung 48.
Durch die Wirkung der beiden Steuerkanten stellt sich im Raum 36, über dem Schieber 27 und in den angeschlossenen Leitungen ein Unterdruck ein, welcher nicht so gross ist wie der in dem Behälter 1 und von der Span nung der Feder 28 abhängt. Durch Verände rung der Spannung der Feder 28 vermittelst .der Regulierschraube 38 kann die Höhe des wirksamen Unterdruckes verändert werden. Bei Steigerung der Motordrehzahl, also zu nehmendem Flüssigkeitsdruck in dem Raum 20, wird der Kolben 23 nach oben bewegt und die Feder 26 gespannt bezw. stärker gespannt. Der Kolben 27 macht unter dem stärkeren Druck der Feder 26 einen kleinen Weg nach oben.
Durch diese Bewegung wird durch Zutritt von Luft an der untern Steuer kante des Schiebers 27 in die Leitungen 48, 47, 46 und auch in den Raum .36 über dem Schieber 27 der vorher vorhandene Unter- .druck entsprechend der Drehzahländerung etwas ermässigt. In dem Raum 36 hat also eine Druckerhöhung stattgefunden, welche bewirkt, dass der Schieber 27 sich wieder etwas nach unten bewegt und die Leitung 48 wieder abschliesst (nicht ganz).
Schliess lich sind -die drei an dem Schieber 27 wir kenden Kräfte: Feder 26, sowie Wirkung .des ermässigten Unterdruckes, Feder 28 wie der im Gleichgewicht. Bei den Regulier wegen des Schiebers 27 handelt es sich na türlich nur um ganz geringe Grössen (Zehn telmillimeter nach oben oder unten).
Bei weiterer Erhöhung der Drehzahl und damit Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes in dem Raum 20 wiederholt sich das eben be schriebene Spiel, so dass sich in dem Raum 36 und den angeschlossenen Leitungen selbst tätig ein veränderlicher in seiner Stärke von .der Motordrehzahl -abhängiger Unterdruck einstellt.
Beim Anfahren wird nun durch den Führer lediglich die Drehzahl des Motors gesteigert. Schon nach geringer Erhöhung der Motordrehzahl über die Leerlaufdreh zahl (beispielsweise um 20 bis 30 Umdr.,/Mi- nute) ist der Schieber 21 in seine obere End stellung gelangt, in welcher die vom Unter druckbehälter her kommende Leitung a ab geschlossen und die Leitung 41 mit -der<B>EI</B> nt- lüftungsöffnung 62 verbunden ist.
Dadurch gelangt atmosphärische Luft durch die Lei tung 45 hinter das rechte Ende des Schie bers 40, so dass dieser unter der Einwirkung der Feder 42 in seine linke Endstellung ge langt und den Durchgang von .der Leitung 44 her über die Leitungen 49 und 51 zudem Kupplungszylinder 52 verschliesst. Gleich zeitig wird in dieser Stellung des Schiebers 40 der Durchgang von der Leitung 46 zu der Leitung 43 hergestellt.
Durch die vom Motor angetriebene Flüs sigkeitspumpe 7 wird, da die vom Wagen an getriebene Flüssigkeitspumpe 11, ja stillsteht, in dem Raum 19 ein Unterdruck erzeugt. Da durch befindet sich der Schieber 31 in seiner linken Endlage. Es ist also der Durchgang von der Leitung<B>4.3</B> zu der Leitung 50 und damit über die Leitung 51 zum Kupplungs zylinder hergestellt.
Der durch den Schieber 27 in seiner Stärke geregelte Unterdruck wird also bei geringer Überschreitung der Leerlaufdrehzahl des Motors auf dem Weg über die Leitungen 47, 46, Schieber 40, Lei tung 43, .Schieber 31, Leitungen 50, 51 auf den Kolben 53 der Ausrückvorrichtung wir ken, und zwar wird beider erwähnten gerin-, gen Erhöhung (20 bis 30 Umdr.lMin.) über die Leerlaufdrehzahl sofort der vorher wirk same volle Ansaugeunterdruck des Motors durch diesen grössten Wert des ermässigten Unterdruckes abgelöst, da der Schieber 40 plötzlich den Durchgang zu den Leitungen 46 und 43 und- damit die Wirkung des:
er mässigten Unterdruckes frei gibt. Dadurch werden der Kolben 53 der Aus- und Ein r üc 'kvorriohtung und damit der versehiebbare Kupplungsteil 15 sprungartig den Abhebe weg zwischen der voll ausgerückten Stellung und derjenigen .Stellung zurücklegen, bei welcher die Kupplungsteile sich eben leicht ohne eigentliche Mitnahmekraft berühren.
Je nach der vom Führer mit dem Gas hebel eingestellten Motordrehzahl wird nun die Drehzahl der Pumpe 7 und damit der Flüssigkeitsdruck in dem Raum 20 zu nehmen. Dadurch wird der Kolben 23 ent sprechend nach oben gehen und unter Zu- sammendrücken der Feder 26 auf den Schie ber 27 einwirken.
Der wirksame Unterdru-k wird damit durch den Schieber 27 jeweils unter entsprechender rückstellender Wirkung auf den Schieber 27 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors verändert und wirkt auf dem beschriebenen Wege in der geänder ten Höhe auf den Kolben 53 der Ausrück- vorrichtung. Die Kupplungsteile werden also bei zunehmender Motordrehzahl stärker an einander gedrückt, und zwar entsprechend .der Herabsetzung des wirksamen Unterdruk- kes im Raum 36, das heisst der vom Führer eingestellten Motordrehzahl.
Sobald die Drehzahl so hoch ist, dass der dabei hervorgerufene Teil Anpressdruck zur Übertragung des für die Überwindung der Anfahrwiderstände, sowie der gewünschten Beschleunigung erforderlichen Drehmomen tes genügt, wird der Kupplungsteil 15 durch Reibung unter Schleifen der Kupplung mit genommen und .der Wagen beginnt sich in Bewegung zu setzen.
Sobald darna=ch beide Kupplungsteile gleiche Drehzahl erreicht haben, also die beiden Flüssigkeitspumpen 7 und 11 mit gleicher Drehzahl laufen, verschwindet der vorher in dem Raum 19 zwischen den beiden Pumpen vorhandene Unterdruck in der Flüs sigkeit.
Dadurch wird der Schieber 31 unter .dem Druck der Feder 32 in seine rechte End- lage verschoben, ,die Verbindung zu der Lei tung 43 usw. mit dem Raum 36 über dem Schieber <B>27</B> verschlossen und dafür über die Leitung 61 und die Bohrung 60 in dem Schieber 40 die Verbindung der Leitung 50 und damit des Zylinders der Aus- und Ein rückvorrichtung mit der Aussenluft her gestellt.
Nachdem also vor dem Gleichlauf sieh ein Anpressdruck der Kupplung ent sprechend dem bei der jeweiligen Motor drehzahl vorhandenen wirksamen Unter druck eingestellt hatte, wird jetzt die Kupp lung mit der vollen Kraft der Feder 17 ohne entgegenwirkende Unterdruckkraft an gepresst, das heisst die Kupplung fallt end gültig. , Wenn im weiteren Betrieb die Motordreh zahl erhöht oder verringert wird, hat dies auf die Kupplung keinen Einfluss, da der Schieber 31 in seiner rechten Endlage ver bleibt, also- der Kupplungszylinder dauernd entlüftet ist. Erst wenn .die Geschwindigkeit des.
Fahrzeuges bis auf die der Leerlaufdreh zahl des Motors entsprechende Geschwindig keit gesunken ist, wird durch die Wirkung .des auf seinen niedrigsten Wert gesunkenen Flüssigkeitsdruckes in dem Raum 20 der Schieber 21 unter dem Druck der Feder 22 in seine untere Endstellung gelangen und in der oben beschriebenen Weise die Kupplung mit dem vollen Ansaugeunterdruck ,des Mo tors ausrücken. Wenn der Wagen angehalten wird, kann in der oben beschriebenen Weise wieder angefahren werden. Wenn der Wagen ohne anzuhalten weiterfährt, bleibt die Kupplung solange ausgerückt gehalten, bis die Motordrehzahl wieder gesteigert wird.
Bei geringer Erhöhung der Drehzahl über die Leerlaufdrehzahl des Motors gelangt der Schieber 21 wieder in seine obere und damit der Schieber 40, wieder in seine linke End- lage und der Kupplungszylinder wird in der oben beschriebenen Weise entlüftet.
Das endgültige Einrücken der Kupplung erfolgt stets bei Gleichlauf der Kupplungs teile und bei je nach -den Anfahrverhältnissen verschiedenen Drehzahlen, ohne von der Gas hebelstellung direkt abhängig zu sein.
Die Vorteile einer Vorrichtung wie dar gestellt, kommen insbesondere auch dann zur Geltung, wenn das damit versehene Kraft fahrzeug mit einer Freilaufeinrichtung ver sehen ist, wobei die entsprechende Kupplung ebenfalls mit Hilfe eines Druckmittels aus- und eingerückt wird. In diesem Fall kann die Einrichtung beispielsweise so getroffen werden, dass bei Zurücknahme des Gashebels in die Ruhestellung durch diesen das. Steuer glied 21 aus seiner Betriebsstellung in die untere Stellung, welche in der Abbildung dargestellt ist, gedrückt wird.
Dadurch wird dann in der oben beschriebenen Weise ,der Schieber 40 in seine rechte Endstellung ge- braeht und die Entlüftung der Leitung 61 durch den Schieber 40- abgeschlossen. Ausser dem wird auf dem Weg: Leitung 2, Leitung 4, Kanal im Schieber 21, Leitung 41, Lei tung 44, Kanal im Schieber 40, Leitung 49, Leitung 51, der Raum rechts von dem Kol ben. 53 mit dem Unterdruckbehälter verbun .den; es wird also die Kupplung ausgerückt, sobald der Gashebel in die Ruhestellung zu rückgenommen wird.
Ausser dieser im Interesse einer guten Übersicht rein schematisch und einfach ge haltenen Anordnung können natürlich im Sinne .der Erfindung, und ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen, ent sprechend andere Anordnungen gewählt wer den. Unter anderem kann zum Beispiel zur möglichsten Ersparnis von Druckmittel statt des Absperrens, und Wiederöffnens der Leitung 46, welche das in seiner Druckhöhe durch den Schieber 27 geregelte Druckmittel führt, sinngemäss die Zuleitung :3 zu diesem Schieber, welche den vollen Druck des Druckmittels führt, abgesperrt und wieder freigegeben werden und anderes mehr.
Die in der Abbildung angegebenen Schie- berwege und Querschnitte sind rein schema tisch angegeben. Sie werden bei -der Ausfüh rung so gewählt, dass hohe Empfindlichkeit, genaue und rasche Wirkung der Steuervor gänge erzielt wird. Zur Erzielung rascher Regelwirkung können zum Beispiel auch Regelorgane mit verhältnismässig sehr klei nem Querschnitt auf Hilfsorgane einwirken und diese Hilfsorgane ihrerseits verhältnis mässig grosse Steuerquerschnitte rasch öffnen.