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Hydraulische oder pneumatische Steuerung für Geschwindigkeitswechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge.
Die Bedienung eines Zahnrädergeschwindigkeitswechselgetriebes für Hochleistungskraftfahrzeuge, insbesondere Eisen-und Strassenbahntriebwagen, ist infolge der Trägheit der beweglichen Organe (Muffen oder Zahnräder) und der grossen Verschiebungsweite sehr anstrengend. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für Gesehwindigkeitswechselgetriebe, bei welcher ein Druckmittel u. zw., falls das Kraftfahrzeug mit einer Druckluftanlage zur Betätigung der Bremsen ausgerüstet ist, vorzugsweise Druckluft zur Verwendung gelangt. Es werden dadurch auch die komplizierten, mechanischen Vorrichtungen zur Fernsteuerung des Wechselgetriebes entbehrlich. Die seitens des Kraftfahrzeugführers auszuführenden Handgriffe beschränken sich auf die Steuerung eines Mehrweghahnes.
Erfindungsgemäss werden zur Steuerung der Schubräder Hebel verwendet, die die Steuerungsorgane der Schubradsätze paarweise verbinden, derart, dass die gleichzeitige Einrückung der beiden Teile des gleichen Paares ausgeschlossen bleibt.
Die Betätigungsstange eines Steuerungsorganpaares ist mit der Betätigungsstange des andern Paares durch ein Sperrorgan verbunden, das, wenn das eine Paar in Arbeitsstellung ist, das andere Paar sperrt. Das gleichzeitige zufällige Einrücken mehrerer Gänge wird dadurch vermieden. Jede Stange, die nach einer wohlbekannten Ausführung, einen Schubradsatz in der einen Richtung für einen Gang und in der entgegengesetzten Richtung für einen andern Gang betätigt, trägt einen Schwinghebel, dessen Enden mittels länglicher Schlitze an die Stangen von zwei entgegengesetztwirkenden Druckluftzylinderkolben angelenkt sind.
Der Zapfen der einen Stange dient als Stützpunkt eines Hebels zweiter Art, wenn einer der Kolben durch die Druckluft betätigt wird ; der Hebel schwingt um diesen Stützpunkt und nimmt dabei die Stange in der einen Richtung zum Einrücken des einen Ganges und in der andern Richtung zum Einrücken eines andern Ganges mit. Der Zylinder, der den Gangwechsel bewirkt hat, bleibt unter Druck und hält den arbeitenden Sehubradsatz in eingerückter Stellung. Nach Aufhebung des Druckes durch Betätigung des Hahnes, wird die"neutrale"Stellung durch Federn, die beim Gangwechsel zusammengepresst bzw. gespannt worden sind, oder durch Druckluft wieder hergestellt. Im letzteren Falle werden die Steuerungskolben erfindungsgemäss als Differentialkolben ausgebildet.
Auf der Seite der kleineren Kolbenfläche sind die Zylinder ständig mit dem Druckluftbehälter verbunden und auf der Seite der grösseren Kolbenfläche werden sie, jeweils nur einer, durch den Hahn mit dem Druckluftbehälter in Verbindung gesetzt.
Auf der Zeichnung ist die vorliegende Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt.
Fig. 1-3 zeigen eine erste Ausführungsform, bei welcher die beweglichen Kupplungsorgane durch die Druckluft in die neutrale Stellung zurückgebracht werden. Fig. 4-6 zeigen eine Abänderung, bei der die Kupplungsorgane unter Federwirkung in die genannte Stellung zurückgebracht werden.
Fig. 1 zeigt im Schnitt nach Linie A-B der Fig. 3 die erste Ausführungsform. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie M-N der Fig. 3 und Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie R-S der Fig. 1. Fig. 4 zeigt die Anordnung, bei welcher die Rückkehr der beweglichen Kupplungsorgane in die neutrale Stellung unter Federwirkung erfolgt, im Schnitt, ähnlich der Fig. 1. Fig. 5 ist ein Grundriss in der neutralen Stellung und Fig. 6 ein Grundriss in eingerückter Stellung.
Das beispielsweise dargestellte Geschwindigkeitswechselgetriebe ist ein allgemein bekanntes Viergangwechselgetriebe mit direkt gekuppeltem vierten Gang und mit ständig in Eingriff befindlichen
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Zahnrädern. J, 11, 111 sind die drei Zahnräder der getriebenen Welle 7, der die Drehbewegung von der Vorgelegewelle erteilt wird. IV bezeichnet das Zahnrad der Motorwelle 8, die die Vorgelegewelle dauernd in Drehung hält. Die Bewegung der Kupplungsmuffen t1 und 6 bewirkt vermittels der auf den Steuerstangen 11 und 12 verkeilten Gabeln 9 und 10 bekannterweise das Eingreifen der Verzahnungen 7, 8, 3 und 4 mit den Verzahnungen der Räder I, 11, 111, IV.
Die Stangen 11 und 12 werden in parallelen Führungen 15 geführt, aus denen sie je an einem bzw. an dem andern Ende herausragen und besitzen eine Aushöhlung, in welche der Quersperrstift mit konischen Enden eingreift, und dadurch die Stange in der neutralen Stellung sperrt, wenn die andere sich in eingerückter Stellung befindet.
Da ein und dieselbe Muffe offenbar nur mit einer Kupplung eingreifen kann, so wird dadurch vermieden, dass jeweils mehr als eine Kupplung eingerückt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Einrichtung zur Betätigung dieser Stangen, die zusammen mit diesen Stangen auf dem Deckel 13 des Getriebekastens 14 angeordnet ist. Jede Stange trägt an dem aus der Führung 15 herausragenden Ende, mittels eines Zapfens 17 einen Schwinghebel18, der an den Enden mit länglichen Öffnungen versehen ist. In diese länglichen Öffnungen
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32,33, 34 zum jeweiligen Einrücken der ersten, zweiten, dritten und vierten Geschwindigkeit ein. Bei der Ausführung nach Fig. 1, -5 ist der Zylinderraum zwischen der kleineren und grösseren Kolbenfläche durch eine Leitung 20 ständig mit dem Druckluftbehälter verbunden, die auf der Zeichnung nur in der Fig. 1 für den Zylinder 23 sichtbar ist.
Ausserdem mündet in jeden Zylinder, u. zw. in den Raum vor der grösseren Kolbenfläche eine in Fig. 3 bei den Zylindern 21 und 24 und in Fig. l sichtbare Leitung 30.
Wenn nun ein Gang eingeschaltet werden soll, so wird die zu'dem zugeordneten Zylinder führende Leitung 30 mit dem Druckluftbehälter in Verbindung gebracht. Da die aus der Leitung 20 austretende
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gegebenenfalls vor sich her, während bei Verbindung der Leitung 30 mit der Aussenluft die aus'der Leitung20 austretende Druckluft eine Bewegung des Kolbens in entgegengesetztem Sinn herbeiführt.
Die Zufuhr von Aussenluft und Druckluft zur Leitung 30 des jeweils zu steuernden Zylinders lässt sich durch einen einzigen Vierweghahn durchführen, der in die eine der Leitungen 30 Druckluft einlässt und die übrigen Leitungen 30 mit der Aussenluft verbindet. In der neutralen bzw. ausgerückten Stellung stehen die vier Leitungen 30 mit der Aussenluft in Verbindung, die Kolben sind alle dem Druck der in den Leitungen 20 enthaltenen Druckluft ausgesetzt und die Schwinghebel 18 befinden sich in Gleichgewichtsstellung. Wird durch den Hahn Druckluft in die eine der Leitungen 30 eingeführt, so schiebt der in dieser Weise beeinflusste Kolben bei seiner Bewegung den betreffenden Zapfen 19 nach aussen und verschwenkt den Schwinghebel. M um den andern Zapfen 19. Jeder der Schwinghebel.
M kann demnach drei Stellungen einnehmen, die in der Zeichnung durch die Linien a, b, c angedeutet sind und denen drei verschiedene Stellungen des Zapfens ?, d. h. drei'verschiedene Stellungen der Steuerstange und damit die verschiedenen Saugstellungen entsprechen. Ausgerückte Stellung liegt vor, wennder Schwinghebel in Richtung der Linie a liegt, was durch Aussenluftanschluss der Leitung 30 beider Zylinder bewirkt wird. Der erste Gang wird durch Anschlüsse der Druckluft an die zum Zylinder 21 führende Leitung 30 eingeschaltet, wobei der ihm zugeordnete Schwinghebel-die Stellungb einnimmt.
Für den zweiten Gang wird die Leitung ? des Zylinders 22 unter Druckluft gesetzt und der gleiche Schwinghebel. M nimmt die Stellung c ein. Die Schaltung des dritten und vierten Ganges erfolgt durch Verschieben der Stange 12 in der einen oder andern Richtung. Durch Anschlüsse der Leitung 30 des Zylinders 23 an den Druckluftbel1älter wird der an der Stange 12 angelenkte Schwinghebel-M in Stellung b und das Getriebe auf den dritten Gang gebracht. Stellung c des gleichen Schwinghebels schaltet den vierten, direkten Gang ein und wird durch Druckluftanschluss der zum Zylinder 24 führenden Leitung 30 herbeigeführt.
Sollte ein Kolben zufälligerweise in eingerückter Stellung festsitzen, so kann der entgegengesetzte Kolben, durch zweckentsprechende Steuerung, die Muffe in die ausgerückte Stellung zurückbringen, was für den Eisenbahnbetrieb sehr wichtig ist.
Gemäss der Abänderung nach den Fig. 4,5 und 6 werden die beweglichen Organe des Wechselgetriebes durch Federn in die ausgerückte Stellung zurückgebracht. Der Zapfen 17 ist mit dem Schwinghebel 18 und mit einem zweiten, Schwinghebel 25 auf Drehung verbunden, so dass dieser letztere mit dem ersten Schwinghebel zusammen verschwenkt wird. An den Enden des Schwinghebels 25 ist der eine Teil des teleskopischen, die Druckfedern 27 enthaltenden Gehäuses 26 angeschlossen, dessen anderer Teil sich an Verlängerungen der Platte 28 anschliesst, die mit dem Deckel 13 starr verbunden ist und mit den beweglichen Scheiben 29 einen Deckel für das, das Gelenksystem einschliessende Gehäuse bildet.
In der ausgerückten Stellung sind die Achsen der Federn 2'1 parallel, entfernen sie sich aus dieser Stellung in der einen oder der andern Richtung, so werden sie zusammengedrückt (Fig. 6). Dieser Vorgang findet bei jeder Verschwenkung der Schwinghebel 18 und 25 statt. Sobald der Druck auf den die Verschwenkung bewirkenden Kolben aufhört, bringen die Federn die Schwinghebel in die neutrale Lage
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zurück, wobei sie dieselbe Aufgabe erfüllen, wie die in den Leitungen 20 enthaltene Druckluft, bei der vorherbeschriebenen Ausführung. Gegenüber der ersten Ausführung steht bei der hier beschriebenen nur eine Leitung statt fünf und nur ein Zylinder statt vier unter Druck und es arbeitet nur eine einzige Schleifdichtung statt sieben. Hiedurch wird die Gefahr von Luftverlusten und auch der Druckluftverbrauch wesentlich herabgesetzt.
Die Anordnung der beiden Federn entlastet den Zapfen 17 von jeder Biegungsbeanspruchung.
Durch den Bruch einer Feder wird die Wirkung der Vorrichtung nicht gestört, da die beiden Federn parallel arbeiten.
Auf der Zeichnung sind einige bauliche Einzelheiten zu entnehmen, die den Einbau der verschiedenen Teile erleichtern. Diese Einzelheiten und im allgemeinen die Ausführung der Wechselgetriebesteuerungen kann nach den jeweiligen Verhältnissen (der Art des in Frage kommenden Wechselgetriebes, der übertragenen Leistung, dem verfügbaren Raum) abgeändert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu überschreiten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hydraulische oder pneumatische Steuerung für Geschwindigkeitswechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bei welchen die Zahnräder ständig miteinander in Eingriff stehen und von Schubrädern mit der Triebwelle gekuppelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steuerstange (11, 12) für die Schubräder (6, 5) zwei Zylinder (21, 22 bzw. 23, 24) zugeordnet sind, deren Kolben (31, 32 bzw. 33, 34) untereinander durch je einen Schwinghebel (18) verbunden werden, an den die Steuerstange (11 bzw. 12) zwischen den Anlenkstellen (19) der Kolben (31, 32 bzw. 33, 34) angelenkt ist, so dass zur Ein-bzw.
Ausrüekung eines Ganges jeweils nur ein Kolben verstellt wird und hiebei jeweils die Anlenkstelle (19) des andern Kolbens als Drehpunkt für den Schwinghebel (18) dient.