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Selbsttätig einrückbare Hauptkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Hauptkupplung, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen
verwendet wird, wobei das Einrücken selbsttätig durch eine hydraulische oder pneumatische
Hilfskraft erfolgt, deren Größe von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängig
ist, dessen Vergaser mit einer Hilfsstartvorrichtung ausgestattet ist. Unter Hilfsstartvorrichtung
ist jede Vorrichtung zu verstehen, welche zur Inbetriebsetzung des Motors und für
den Betrieb desselben in kaltem Zustand zeitweilig die Brennstofflieferung zu dem
Vergasungssystem vergrößert.
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Bekanntlich bewirken bei Kraftfahrzeugen elektromagnetisch, hydraulisch,
pneumatisch oder auf andere Weise gesteuerte selbsttätige Kupplungen die Verbindung
des Motors mit dem Getriebe, sobald die Drehzahl des Motors einen Grenzwert übersteigt,
welcher im allgemeinen kaum höher als die Drehzahl des Leerlaufs ist.
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Wenn jedoch die Hilfsstartvorrichtung in Betrieb ist, ist die Drehzahl
des Motors infolge des verhältnismäßig großen, von dieser Vorrichtung gelieferten
Volumens des vergasten Gemischs ziemlich hoch, Wenn daher diese Vorrichtung in Betrieb
ist, kommt es häufig vor, daß die Drehzahl des Motors größer als der obige Grenzwert
ist, bei dem das selbsttätige Einkuppeln erfolgt. Dies stellt einen schweren Nachteil
dar, da bei einem von dem Fahrer geschalteten Wechselgetriebe dieser dann nicht
mehr die Gänge schalten kann, während bei einem selbsttätig schaltenden Getriebe
das Fahrzeug sofort von dein Motor angetrieben wird.
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Wird eine von dem Fahrer zu betätigende Hilfsstartvorrichtung verwendet,
so könnte man daran denken, es diesem zu überlassen, die Vorrichtung außer Betrieb
zu setzen, bevor die Drehzahl des Motors den eingestellten Grenzwert erreicht. Das
stellt jedoch ein zusätzliches und bisweilen störendes Manöver dar, weil die Gefahr
besteht, daß der Motor bei einer derartigen verhältnismäßig niedrigen Drehzahl noch
nicht eine Temperatur erreicht hat, bei der er richtig arbeitet. Bei selbsttätigen
Hilfsstartvorrichtungen hat jedoch der Fahrer keine Möglichkeit eines Eingreifens.
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Es ist bereits eine Stettereinrichtung für eine elektromagnetische
Hauptkupplung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der durch die Betätigung des Anlassers
ein Widerstand in den Erregerstromkreis der Spule des Arbeitsstromr-elais der elektrömagnetischen
Kupplung eingeschaltet wird, so daß die Motordrehzahl, bei der die Kupplung einkuppelt,
bei eingeschaltetem Anlasser erhöht ist.
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Die Erfindung betrifft nun eine selbsttätige Kupplung der beschriebenen
Art, die robust ausgebildet ist und betriebssicher arbeitet. Dieses Ziel
kn wird dadurch erreicht, daß bei einer derartigen Kupplung, die mit einer
Einrichtung zur Erhöhung der Einkuppeldrehzahl bei eingeschalteter Hilfsstartvorrichtung
ausgestattet ist, gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch die
der Druck der hydraulischen oder pneunlatischen Hilfskraft bei eingeschalteter Hilfsstartvorrichtung
mittels eines verstellbaren Nebenauslasses in der Druckmittelleitung abgesenkt wird.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
näher erläutert Fig. 1 zeigt schematisch die wesentlichen Teile einer gemäß
der Erfindung ausgebildeten Steuerung der Kupplung eines Kraftfahrzeuges; Fi
, g. 2 zeigt den Einschalthebel 18 des Vergaser-Systems der Fig.
1 in größerem Maßstab; Fig. 3 und Fig. 4 zeigen verschiedene Arbeitsstellungen
des Einschalthebels 18 der Fig. 2.
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Der Antrieb des Fahrzeugs ist in seiner Gesamtheit auf beliebige Weise
ausgebildet, z. B. in der schernatisch in Fig. 1 dargestellten Weise.
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In Pig. 1 ist die Welle 3 des Motors 1, der von
dein Vergaser 2 gespeist wird, durch eine selbsttätige Kupplung mit der Eingangswelle
4 eines Getriebes 5
beliebiger Bauart verbunden, dessen Ausgangswelle
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mit den Triebrädern des Fahrzeugs in der üblichen Weise verbunden ist. Die
selbsttätige Kupplung besteht
aus einer auf der- Motorwelle
3 befestigten Antriebsseheibe 45. Die auf der Eingangswelle 4 des Getriebes
5 angebrachte Reibscheibe 10 kann durch den Hebel 46 verstellt werden,
welcher durch den in dem Zylinder 47 a beweglichen ' Kchlben 47 betätigt
wird. Es sei angenommen, daß der Kolben 47 unter der Einwirkung einer Druckflüssigkeit
(hydraulische Steuerung) steht. Die Arbeitsweise ist jedoch bei einem Druckgas (pneumatische
Steuerung) die gleiche.
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Zur Förderung der Druckflüssigkeit zu dem Kolben 47 dient die Pumpe
48, die von dem Motor 1 angetrieben wird und infolge des zwischengeschalteten
Überdruckventils 49 mit konstantem Druck fördert. Die Druckflüssigkeit gelangt in
das Gehäuse 50, das mit dein Zylinder 47a durch die Leitung 51 in Verbindung
steht, wenn das durch eine Feder 53 belastete Nadelventil 52 geöffnet
ist. Außerdem verbindet eine mit einer kalibrierten Öffnung 54 versehene Umgehungsleitung
die Leitung 51 mit dem Vorratsbehälter 55. Das Nadelventil
52 wird durch den Fliehkraftregler 56 betätigt, der von der Welle
3 des Motors 1
angetrieben wird.
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In Fig. 1 ist der Fliehkraftregler 56 üblicher Bauart
dargestellt, welchereine Reihe von Kugeln zwischen zwei hohlkegelförmigen Schalen
aufweist, von denen die eine feststeht, während sich die andere axial verschiebt
und durch einen Hebel 57 das Nadelventil 52
betätigt. Wenn der Motor
1 stillsteht, sind die beiden Kupplungsscheiben 45 und--10 voneinander getrennt.
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Nimmt die Drehzahl des Motors 1 zu, dann wird der Hebel
57 durch den Fliehkraftregler 56 verstellt, und sein unteres Ende
drückt gegen das Nadelventil 52, so daß das Ventil öffnet. Die Druckflüssigkeit
gelangt in die Leitung 51 und betätigt den Kolben 47 entgegen der Kraft der
Feder 58, wodurch die Reibscheibe 10 axial verstellt und die Kupplung
somit eingerückt wird.
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Die Kraft des Kolbens 47 unter der Einwirkung der Druckflüssigkeit
hängt von dem Verhältnis des Ouerschnittes des von dem Nadelventil 52 begrenzten
burchlasses zu dem Ouerschnitt der Öffnung 54 ab. Der Ouerschnitt dieser Öffnung
sowie die einzelnen Teile der Steuervorrichtung können so eingestellt werden, daß
die Berührung und Mitnahme der Reibscheibe 10 durch die Antriebsseheibe 45
bei einer Drehzahl eintritt, die etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt.
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Erfindungsgemäß wird nun eine derartige Anordnung mit Vorrichtungen
versehen, welche dem Druck der durch die Leitung 51 in den Zylinder 47a geführten
Flüssigkeit unter sonst gleichen Bedingungen einen kleineren Wert geben, als wenn
sie außer Betrieb ist.
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Die Vorrichtung, die den Druck in der Leitung 51
herabsetzt,
wenn die Hilfsstartvorrichtung im Betrieb ist, besteht aus dem Auslaßnadelventil
59, das zwischen der Leitung 51 und dem Vorratsbehälter
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angeordnet ist und durch den Elektromagneten 31 betätigt wird.
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Dieser Elektromagnet 31 wird durch einen Schalter betätigt,
der nach einer in Fig. 1 und Fig. 2 darge- i stellten Ausführungsform aus
zwei biegsamen Kontaktzungen 34 und 35 besteht, von denen die Zunge 34 durch
einen von dem Einschalthebel 18 getragenen N ocken 26 an die
zweite Zunge 35 angedrückt werden kann. Der Einschaltheb-el 18 stellt
einen Teil einer Hilfsstartvorrichtung dar, die die Bildung und die Lieferung eines
reichen Gemischs in der Ansaugleitung des Motors 1 hinter der Drosselklappe
bewirkt, wobei dieses Gemisch aus mit Luft emulgiertem Brennstoff und Zusatzluft
für das Anlassen besteht. Derartige Startvorrichtungen sind bereits vielfach bekannt,
ihre Ausführung im einzelnen ist für das Wesen der Erfindung ohne Belang.
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- Der in Fig. 2 dargestellte Verteiler einer solchen Hilfsstartvorrichtung
wird durch den Einschalthebel 18 gebildet, welcher um den Bolzen
19 entweder durch ein Gestänge verschwenkt werden kann, welches an dem Ende
eines mit dem Einschalthebel 18 fest verbundenen Hebels 20 angreift, oder
durch eine selbsttätige Steuerung, welche im allgemeinen mittels eines thermostatischen
Bimetallstreifens arbeitet, welcher auf eine mit dem Einschalthebel 18 fest
verbundene Welle wirkt. Der Einschalthebel 18 trägt eine Nut 21 und eine
Öffnung 22, welche entweder unmittelbar mit der Atmosphäre oder mit dem Hauptlufteinlaß
in Verbindung steht. Der Einschalthebel 18 wird durch eine Feder gegen eine
ebene Anlagefläche gedrückt, in der einerseits ein Kanal 25 mündet, der über
eine kalibrierte öffnung mit Brennstoff aus dem Schwimmerbehälter gespeist wird,
und andererseits ein Kanal 29,
welcher an seinem anderen Ende in die Leitung
hinter der Drosselklappe mündet.
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Eine derartige Startvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn sie
sich außer Betrieb befindet, steht die Nut 21 mit keinem der Kanäle 25 und
29 in Verbindung. Der Kanal 29 ist verschlossen, und der Motor
1 läuft im Leerlauf. Wenn sich die Startvorrichtung im Betrieb befindet,
wie es in Fig. 2 dargestellt ist, setzt die Nut 21 die Kanäle 25 und
29 miteinander in Verbindung, und der Kanal 29 liefert infolge des
in der Ansaugleitung herrschenden Unterdrucks durch den Kanal 25 zugeführten
Brennstoff, der mit Luft aus der Öffnung 22 vermischt ist.
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Die kalibrierte Öffnung in dem Kanal 25 und die Öffnung 22
sind so bemessen, daß das dem Motor zugeführte Brennstoffgemisch das richtige Volumen
und den richtigen Gehalt für die Inbetriebsetzung und den Betrieb des Motors in
kaltem Zustand hat. Sobald sich der Motor jedoch erwärmt hat, steigt die Drehzahl
auf einen Wert, der erheblich über der Leerlaufdrehzahl liegt.
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Um nun zu vermeiden, daß die selbsttätige Kupplung 10, 45 die
Verbindung zwischen dem Motor 1
und dem Getriebe 5 herstellt, wird
erfindungsgemäß die selbsttätige Kupplung von der Hilfsstartvorrichtung so abhängig
gemacht, daß die Grenzdrehzahl, bei der die Kupplung einkuppelt, höher liegt, wenn
die Hilfsstartvorrichtung im Betrieb ist, als wenn sie außer Betrieb ist.
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Nach einer zweiten in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform
kann der Schalter für den Elektroniagneten 31 so ausgebildet sein, daß der
Einschalthebel 18 nicht unmittelbar elektrische Kontakte betätigt, was manchmal
Ausführungsschwierigkeiten mit sich bringen kann, sondern man nimmt einen Druckkontakt
zu Hilfe. Dabei wird der in der Saugleitung herrschende Unterdruck benutzt, um eine
Membran 40 zu steuern, die einen der beiden elektrischen Kontakte trägt.
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Hierbei ist der Einschalthebel 18 mit einer zusätzlichen Nut
36 versehen, und außerdem mündet in die Anlagefläche, gegen welche der Einschalthebel
18 angedrückt wird, ein Kanal 37, welcher an seinem anderen Ende in
die Kammer 38 mündet, welche durch einen isolierenden Deckel 39 und
die Membram 40 begrenzt wird und deren andere Seite über die Öffnung 41 mit der
Atmosphäre verbunden ist. Die Kammer 38 steht über eine kleine öffnung 42
mit der Außenluft oder dem Hauptlufteinlaß des Vergasers in Verbindung. Eine Feder
43 sucht die Membran 40 entgegen
dem in der Kammer 38 auftretenden
Unterdruck zurückzudrücken.
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Von den beiden gleichfalls mit 34 und 35 bezeichneten elektrischen
Kontakten wird der eine durch einen Kontaktknopf 34 gebildet, welcher von dem mittleren
Teil der Membran 40 getragen wird und durch einen leitenden Ring 44 und die Feder
43 mit der einen Stromzuführung verbunden ist. Der andere Kontakt wird durch einen
leitenden Stab 35 gebildet, -welcher den Deckel 39 so durchdringt,
daß er von dem Ring 44 isoliert ist und mit der anderen Stromzuführung verbunden
ist. Die Stromzuführungen sind mit der Batterie 33 bzw. dem Elektromagneten
31
(Fig. 1) verbunden.
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Die Anordnung ist so ausgebildet, daß dann, wenn die Hilfsstartvorrichtung
außer Betrieb ist (Fig. 3),
keine Verbindung zwischen dem Kanal
37 und der Nut 36 besteht, so daß infolge der Öffnungen 41 und 42
die beiden Seiten der Membran 40 nur dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind und die
Feder 43 den Kontaktknopf 34 somit von dem Stab 35 abdrückt.
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Wenn sich jedoch die Hilfsstartvorrichtung im Betrieb befindet (Fig.
4), wird der Kanal 37 durch die Nut 36 mit dem Kanal 29 verbunden,
so daß der in der Einlaßleitung hinter der Drosselklappe herrschende Unterdruck
in der Kammer 38 so stark wirksam wird, daß die Membran 40 entgegen dem Druck
der Feder 43 verstellt und der Kontaktknopf 34 gegen den Stab 35 gedrückt
wird. Die öffnung 42 ist so klein, daß die hierdurch in die Kammer 38 einströmende
Luft nicht wirksam wird.
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Wenn die Hilfsstartvorrichtung außer Betrieb ist, ist auch das Auslaßnadelventil
59 geschlossen, und der Druck in dem Zylinder 47a hängt nur von dem Hub des
Nadelventils 52 und dem dauernden Rückströmen des Druckmittels durch die
Öffnung 54 ab.
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Wird die Hilfsstartvorrichtung betätigt, dann öffnet das Auslaßnadelventil
59, und das Druckmittel strömt zusätzlich über dieses Ventil in den Vorratsbehälter55
zurück. Um in dem Zylinder 47a den notwendigen Druck für das Einrücken der Kupplung
10, 45 zu erhalten, ist daher ein größerer Hub des Nadelventils
52 erforderlich. Dieser größere Hub kann nur durch eine größere Schwenkung
des Hebels 57 hervorgerufen werden. Damit verbunden ist jedoch eine höhere
Drehzahl des Motors.