DE659170C

DE659170C - Selbsttaetige Kupplungsschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE659170C
Application number: DEF77212D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-03-20
Filing date: 1931-03-20
Publication date: 1938-04-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige, eine Hilfskraft steuernde Kupplungsschaltvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem die Schaltung beeinfLussenden Trägheitskörper, der nur auf plötzliche Beschleunigiungsänderungen anspricht.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daß beim zu raschen Einschalten 'einer Kupplung zwischen einem in Bewegung befindlichen treibenden Teil und dem getriebenen Teil heftige Stöße auftreten können. Bei Kraftfahrzeugen machen sich diese Stöße durch ruckartige, für die Insassen häufig sehr unangenehme Bewegungen des Kraftfahrzeugs bemerkbar. Diese Ruckbewegungen sind ihrer Natur nach plötzlich auftretende erhebliche B e s chleunigungen.

Vor allem entstehen die ruckartigen Bewegungen durch einen übermäßig starken Eingriff der Kupplung beim Anfahren.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt vor allem in der Vermeidung der genannten ruckartigen Bewegungen. Erfindungsgemäß ist der selbsttätigen Schaltvorrichtung" der Kupplung der eine die zusätzliche Regelungsvorrichtung bildende Trägheitskörper zugeordnet, der mit 'einem über die Kupplung von dem Motor angetriebenen Teil derart beweglich, verbunden ist, daß ihre Verstellbewegung bei Auftreten einer übergroßen Beschleunigung auf die selbsttätige Kupplungsschaltvorrichtung im Sinne einer Lösung des Kupplungseingriffs einwirkt. Wenn also die Kupplung zu fest angezogen ist und infolgedessen der angetriebene Teil mit einer zu großen Beschleunigung mitgenommen werden soll, so tritt sofort eine Lösung der Kupplung auf, durch die die Beschleunigung auf einen zulässigen Wert begrenzt wird.

An sich sind Kupplungen mit auf plötzliche Beschleunigungsänderungen ansprechenden Trägheitskörpern bekannt. Mit den bekannten Einrichtungen läßt sich aber der obengenannte Zweck der vorliegenden Erfindung nicht erreichen. Bei den bekannten Kupplungen der letztgenannten Art wird das die Kupplung einschaltende Glied durch die Beschleunigung-, die plötzlich beim Ingangsetzen des antreibenden Teiles auftritt, zuerst verriegelt, so daß die Kupplung vorlätifig nicht eingeschaltet werden kann. Erst durch eine kurzzeitige Verzögerung des antreibenden Teiles wird diese Verriegelung gelöst, so daß die Einschaltung der Kupplung beispielsweise durch die Zentrifugalkraft, erfolgen kann. Hier wirken also die Trägheitskörper nicht als zusätzliche Regelungsvorrichtung für die Stärke des Kupplungseingriffs, sondern sie bestimmen den Zeitpunkt, in dem die vorher gelöste Kupplung 'eingeschaltet werden kann. Diese 'Wirkung ist somit grundverschieden von der erfindungsgemäß erzielten Wirkung. Entsprechend dieser andern Wirkung der Trägheitskörper bei den bekannten Kupplungen sind die Trägheitskörper auch nicht an dem durch die Kupplung angetriebenen Teil, sondern an dem treibenden Teil der Kupplung beweglich gelagert. Für die Erfindung ist es.

dagegen ausschlaggebend, daß die Trägheitskörper an dem durch die Kupplung angetriebenen Teil gelagert sind, da nur dann die dem angetriebenen Teil erteilte Beschleunigung einen verbessernden Einfluß auf den Kupplungseingriff haben kann.

Es ist weiterhin auch schon bei Bremssteuerungen bekannt, diese mit einer tragen Masse zu versehen, welche bei einer zu starben Verzögerung des gebremsten Wagens und seinem infolgedessen auftretenden Rutschen eine Lösung des Bremsanzuges bewirkt. Hier ist also die Wirkungsweise gerade umgekehrt wie bei dem Erfindungsgegenstand, bei welch letzterem ja gerade eine zu starke Beschleunigung im Sinne einer Lösung der Kupplung wirkt. Im übrigen sind die für die Bremsen eines Fahrzeugs geltenden Bedingungen so wesentlich verschieden von den für dieKupplung eines Fahrzeugs geltenden Bedingungen, so daß schon aus diesem Grunde die Erfindung nicht durch irgendwelche bei Bremsen bekannte Maßnahmen vorweggenommen wird. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die gleiche träge Masse, welche bei zu großen Beschleunigungen des angetriebenen Teils eine Lösung des Kupplungseingriffs bewirkt, auch bei sehr starken Verzögerungen eine Verstärkung des Kupplungseingriffs herbeiführen, damit die Bremswirkung des Motors voll wirksam gemacht werden kann. ' * .

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. ι die Vorrichtung mit einem Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge.

Die Abb. 2, 3 und 4 zeigen drei weitere Ausführungsformen der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung.

In Abb. ι ist ein Wechselgetriebe dargestellt, dessen einzelne Stufen mit I, II, III und MA, letztere für die Rückwärtsfahrt des Getriebes, bezeichnet sind. Zur Betätigung der Kupplung 9 sind zwei voneinander unabhängige Hebel 9¹, 9² vorgesehen, und zwar bewirkt der Hebel 9¹ die Ein- und Ausschaltung der Kupplung 9 bei den Übergängen zwischen den Schaltstufen I und II sowie zwischen den Schaltstufen II und III, während der zweite » 50 Hebel g² die Schaltung der Kupplung während des Aufahrens und Haltens bewirkt.

Wenn sich der Hebel 9¹ in der in Abb. 1

dargestellten Stellung befindet, ist an sich die Einschaltung der Kupplung 9 möglich, doch ist jedoch die Kupplung 9 durch den Hebel 9² ausgeschaltet.

Die Schubräder 10, 11 des Wechselgetriebes

und ebenso der zur Betätigung der Kupplung dienende Hebel 9¹ werden durch die Drehung der Welle 15 gesteuert, die zu dem Zweck die Nockenscheiben 12, 13 und 20 aufweist.

Die Welle 15 wird in beliebiger Weise z. B. durch eine Hilfskraft in Drehung versetzt. ' Je nach dem Drehsinn der Welle 15 erfolgt eine Geschwindigkeitsschaltung im fallenden oder im steigenden Sinn. Zur Betätigung des Kupplungshebels 9² dient eine Nockenscheibe 32, die auf der Welle 15¹ aufgekeilt ist" Je nach der Drehrichtung der Welle 15¹ wirkt der Nocken 32 auf den Hebel 9² im Sinne einer allmählichen Ein- oder Ausschaltung der Hauptkiupplung ein. Die Welle 15¹ wird durch eine Welle 16 über eine von zwei elektromagnetischen Kupplungen 31¹, 31² in dem einen oder anderen Sinne in Drehung versetzt. Je nachdem welche der Kupplungen 31¹, 31² wirksam ist, erfolgt eine Verstärkung oder Verringerung des Eingriffs der Kupplung 9 bzw. ihre vollständige Ein- oder Ausschaltung. Zur Steuerung der Kupplung 31¹, 31² dient ein Kupplungsschalter 14¹, der mit zwei Kontakten 35«, 35* zusammenarbeitet, die mit den elektromagnetischen Kupplungen 31¹ bzw. 3i² verbunden sind. Der Kupplungsschalter 14¹ arbeitet selbsttätig und steht unter der Wirkung eines oder mehrerer Betriebsfaktoren, die während des Anfahrens oder Anhaltens auftreten.

Der Strom, welchen der Kupplungsschalthebel 14¹ den elektromagnetischen Kupplungen 31¹ oder 3 r² zuführt, stammt aus einer Batterie 18.

Bei normalen Beschleunigungen ist lediglich das Zusammenarbeiten des Hebels 14¹ mit den Kontakten 3 5« oder 35* für die Ein- und Ausschaltung der Kupplung 9 bzw. für den Grad ihres Eingriffes maßgebend. Bei übermäßig großen Beschleunigungen jedoch wird der Eingriff der Kupplung von einer zusätzlichen Steuervorrichtung, denen Wirkung von der Beschleunigung abhängt, beherrscht. Diese Einrichtung besitzt einen Zylinder 61, welcher frei an zwei Stangen 62 aufgehängt ist, welche in festen Punkten 63 angelenkt sind. Die oberen Enden der Stangen 62 tragen eine Masse 60, welche dem Zylinder 61 derart das Gleichgewicht hält, daß das ganze unempfindlich gegen jede Wirkung einer Beschleunigung „oder Neigung ist. In den Zylinderdeckeln sind zwei kalibrierte Öffnungen 66 αιο vorgesehen, während zwei Federn 70 den Zylinder 61 ständig in seiner mittleren Stellung zu halten bestrebt sind.

In dem Zylinder sind gleitend zwei gegenüberliegende Kolben 64¹, 64^s angeordnet, die miteinander durch ein Verbindungsglied 67 verbunden sind, auf das eine für Beschleunigungen empfindliche Masse 68 einwirkt, welche gelenkig in einem festen Punkt 69 befestigt ist.

Die Stromquelle 18 ist nicht direkt mit dem Hebel Ϊ4¹, sondern mit einem Hilfshebel 14*

verbunden, der auf der Masse 60 befestigt ist. Wenn der Zylinder 61 und die Masse 60 ihre mittlere Stellung 'einnehmen, so hat der Hebel 14* Kontakt mit einem Kontaktstück 56, über welches der Hebel 14¹ mit der Stromquelle verbunden ist.

Wenn sich die Masse 68 im Sinne des eingezeichneten. Pfeiles unter der Wirkung einer Beschleunigung verschiebt, die durch einen zu plötzlichen Eingriff der Kupplung 9 verursacht worden ist, so nimmt die Masse 68 das Verbindungsglied 67 mit, (und der Kolben 64¹ drückt die in dem Zylinder 61 enthaltene Luft zusammen. Infolgedessen schlägt der Zylinder so weit aus, bis der Hebel I4·⁵ in Kontakt mit dem Kontaktstück 3 5« kommt, welches mit dem "Kontaktstück 35* in Verbindung steht. Dadurch wird alsbald die Lösung der Kupplung 9 herbeigeführt, wie auch die jeweilige Stellung des Hebels 14¹ sein mag. Bei einer in umgekehrtem Sinne wirkenden Beschleunigung erhält der Hebel 14* Kontakt mit dem Kontaktstück 3 ζ"¹, das mit dem Kontaktstück 35« verbunden ist.

Bei den Beschleunigungen, welche sich langsam ändern und infolgedessen keine ruckr artigen Bewegungen zur Folge haben, können die Kolben 64¹, 64^s in dem Zylinder 61 gleiten, ohne daß sich der Zylinder selbst verschiebt, da in diesem Falle die Luft durch die Öffnungen 66 entweichen kann, ohne sich im Innern des Zylinders zu stauen.

In Abb. 2 ist erne abgeänderte Ausführungs-

-- form veranschaulicht, die für eine elektromagnetische Kupplung 9 bestimmt ist. Um hierbei die Wirkung der Beschleunigung zu vermin dein oder auszuschalten, ist eine Verminderung des Stromes erforderlich, der den Eingriff der Kupplung hervorbringt.

In diesem Falle ist das Kontaktstück 35^, welches der Kuppfcingslösung !entspricht, ein toter Kontakt. Das Kontaktstück 3 5« ist direkt mit den Spulen der Kupplung 9 verbunden. Der Hebel 14*, welcher mit der Stromquelle 18 verbunden ist, steht normalerweise in Berührung mit dem Kontaktstück 56, welches mit dem_ Hebel 14¹ Stromschluß hat. Zwischen dem Hebel I4·¹' und dem Kontaktstück 56 ist ein Nebenschluß vorgesehen, in dem ein Ohmscher Widerstand 51 'eingeschaltet ist. Sobald sich der Hebel I4-^V unter dem Einfluß einer in dem einen oder anderen Sinne wirkenden Beschleunigung von dem Kontaktstück 56 entfernt, ist der Strom gezwungen, durch den Widerstand 51 zu fließen. Der Widerstand 51 schwächt die Stärke des Stromes und infolgedessen auch die des Eingriffs der Kupplung 9.

Gemäß der in Abb. 3 dargestellten, Einrichtung wird die Beschleunigungsänderung einer mit dem Fahrzeug verbundenen Welle 72 dazu benutzt, um den Eingriffsgrad der Kupplung 9 zu regeln. Auf einem mit steilgängigem Gewinde versehenen Teil 73 der Welle 72 ist ein Schwungrad 71 aufgeschraubt. Auf den beiden Seitenflächen des Schwungrades liegen Reibscheiben 76, die durch Federn 75 angedrückt werden. Die Reibscheiben nehmen das Schwungrad mit, solange es nicht von einer Kraft gedreht wird, die die Reibung der Reibscheiben überwindet. Wirkt die normale Beschleunigung auf das Fahrzeug, so wird diese auf die Welle 72 übertragen. Infolge seiner Trägheit sucht das Schwungrad 71 die eigene Beschleunigung beizubehalten. Wenn der Unterschied zwischen diesen beiden Beschleunigungen nur gering ist, so reicht die Reibungskraft aus, um dem Schwungrad 71 die Gangänderung der Welle 72 aufzuzwingen. Wenn jedoch die Differenz der Beschleuni- gangen, die zugelassene Grenze überschreitet, so reicht die Kraft der Reibscheiben nicht mehr zur Mitnahme des Schwungrades aus, und infolgedessen wird die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades je nach dem Beschleunigungssinn größer oder kleiner als die Winkelgeschwindigkeit der Welle 72. Da das Schwungrad auf einem mit Gewinde versehenen Teil der Welle 72 sitzt, so wird hierbei das Schwungrad in der einen oder anderen Richtung axial verschoben. Diese Verschiebung des Schwungrades wird auf einen Hebel I4^A' übertragen, der in Lagern 74 geführt ist. Der Hebel 1 \^x legt sich mittels einer Gabel gegen das Schwungrad^ deren Gabelarme an ihren Enden mit Rollen 79 versehen sind. Der Hebel 14* arbeitet mit Kontaktstücken 56, 35'" und 35« zusammen. Die Koiitaktstücke 3 5'" und 3 5" entsprechen den Kontaktstücken der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsform, bei der es sich um eine Reibungskupplung 9 handelt, oder der Hebel 14* arbeitet mit einem einzigen Kontaktstück -56 zusammen, welches dem Kontaktstück der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung entspricht, bei welcher es sich um eine elektromagnetische Kupplung 9 handelt.

Bei der in Abb. 4 veranschaulichten Einrichtung ist erne starr angeordnete Achse 80 vorgesehen, auf der ein gezahnter Sektor ^81 starr aufgekeilt und des weiteren mittels Stangen 85 eine zylindrische Masse 82 aufgehängt ist. Die Achse 83 dieser Masse 82 trägt ein Zahnrad 77, das mit dem Sektor 81 kämmt. Auf der Achse 83 ist pendelnd eine Masse 68 aufgehängt. Wenn die Masse 82 frei beweglich auf der Achse 80 aufgehängt wäre, so wurden die beiden Massen 68 und 82 unter dem Einfluß einer in dem einen oder anderen Sinne wirkenden Beschleunigung gleich ausschlagen. Durch die Trägheit der Masse 82, die während ihrer Bewegung um ihre Auf-

hängungsachse 80 gleichzeitig !um ihre eigene Achse rotieren mußj wird jedoch, die Bewegung der nach der Gleichgewichtsstellung hin strebenden Masse 82 abgebremst, während die frei ausschwenkbare Masse 68 augenblicklich in die Gleichgewichtsstellung gelangt. Infolgedessen tritt bei jeder Bieschleunigtingsänderung eine Winbelverschiebiung der Aufhängungsstangen der Massen 68 nand 82 auf. Die Stangen tragen Federn 8 5¹, welche die Stangen in einer Geraden halten, solange die Beschleunigiungsänderung nicht allzu plötzlich auftritt. Andernfalls geben die Federn nach, und die Arme der Stangen weichen von der gemeinsamen Geraden ab. Die entstehende Winkelabweichung wird dazu benutzt, um in der oben beschriebenen Art auf elektrische Kontakte !einzuwirken.

Zu diesem Zweck trägt der Aufhängungsso arm 85 der Masse 82 die Kontaktstück« 56, 35"» und 35", entsprechend denen in Abb. 1 und 3, sowie die Federn 8 5¹. Der Anifhän.-gungsarm der Masse 68 besitzt eine Verlängerung 14*, die mit der Stromquelle 18 verbunden ist. Der Hebel 14* hat Kontakt mit dem Kontaktstück 56, wenn sich, die Teile 8 5 und ^v I4·* in derselben Geraden befinden. Wenn sich der Hebel 14* in bezug auf den Arm 85 verschiebt, so wird der Kontakt unterbrochen, und der Hebel arbeitet nunmehr mit den Kontakten 35^m und 35" zusammen, um den Eingriff bzw. die Lösung der Kupplung 9 zu bewirken. Bei der Einrichtung gemäß Abb. 4 kann auch leicht die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung mit dem Widerstand 51 angewendet werden, wenn die Kupplung 9 aus einer elektromagnetischen Kupplung besteht oder wenn ein elektrischer Servomotor zur Betätigung einer Friktionskupplung vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Selbsttätige) eine Hilfskraft steuernde Kupplungsschaltvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem die Schaltung beeinflussenden Trägheitskörper, dernur auf plötzliche Beschleunigungsänderungen anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der eine zusätzliche Regelungsvorrichtung der selbsttätigen Schaltvorrichtung darstellende Trägheitskörper (68 bzw. 71) mit einem über die Kupplung von · dem Motor angetriebenen Teil derart verbunden ist, daß seine Verstellbewegung beim Auftreten einer übergroßen Beschteunigung auf die selbsttätige Kupplungsschaltvorrichtung im Sinne einer Lösung des Kupplungseingriffs einwirkt.
2. Kupplungsschaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung der tragen Masse (68 bzw. .71) auch bei einer übergroßen Verzögerung des getriebenen Teils auf die selbsttätige Kupplungsschaltvorrichtung im Sinne einer Verstärkung des Kupplungseingriffs einwirkt.
3. Kupplungsschaltvorrichtung nach Anspruch ι 'und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die träge Masse (68) und das von ihr zu betätigende Steuerglied (14*) eine Art Stoßdämpfer (61, 64) geschaltet ist.
4. Kupplungsschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Masse (82) an · einer festen Achse (80) pendelartig aufgehängt und um ihre eigene Längsachse mittels eines Ritzels (77) drehbar ist, welches mit einem Zahnsektor (81) kämmt, dessen Kreismittelpunkt in der Aufhängeachse der pendelartig aufgehängten Zylindermasse (82) liegt, und daß an der Drehachse der zylindrischen Masse eine zweite Masse (68) frei pendelnd aufgehängt ist, deren Schwierpunkt bei den unter normalen Beschleunigungen auftretendenSchwingbewegungen des Systems beispielsweise durch Federn (85¹) in einer geraden Linie mit dem Schwerpunkt der Zylindermasse (82) und der Aufhängeachse (80) gehalten wird, während bei übergroßen Beschleunigungen die zweite Masse zur Steuerung .des Kupplüngseingriffs im Sinne einer Verminderung der Beschleunigung aus'der geraden Linie ausgeschwenkt wird.
5. Kupplungsschaltvorrichtung nach Anspruch i, bei der der selbsttätige Hauptschalter der Kupplung elektrische Kontakte steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die von der trägen Masse (68, 71) betätigte zusätzliche Regelungsvorrichtung elektrische Kontakte (35"* 56, 35'") schaltet, die teils in Serie, teijs parallel mit den von dem selbsttätigen Hauptschalter (14¹) betätigten Kontakten (35^s, 35^s) liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen