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Selbsttätig schaltendes Zahnräderwechselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung von Zahnradwechselgetrieben mit durch Kupplungen, Bremsen od. dgl. zu schaltenden Stirnradgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch die der Wechsel der Übersetzung nach Beheben des Bedienenden (Fahrers) oder selbsttätig in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen der Antriebs (Motor) geschwindigkeit und dem sich aus der Belastung der Nutzleistungswelle des Getriebes ergebenden Drehmoment erfolgt.
Für den selbsttätigen Wechsel der Übersetzung sind in dem Getriebe erfindungsgemäss Enrichtungen vorgesehen, die einerseits eine von der Geschwindigkeit der Antriebswelle abhängige, anderseits eine dem Widerstandsdrehmoment der getriebenen Welle proportionale Kraft derart auf eine Schalt- . vorrichtung übertragen, dass diese Kräfte einander an der Schaltvorrichtung entgegenwirken, so dass diese die Umschaltungen der Getriebeübersetzung nach oben oder unten selbsttätig vornimmt, je nachdem welche der Kräfte im Wachsen begriffen ist, und ferner in solcher Weise, dass, wenn eine Umkehrung des Drehmoments in der getriebenen Welle stattfindet, d. h. wenn die getriebene Welle zur treibenden Welle wird, keine Addition der beiden erwähnten Kräfte eintritt.
Die erwähnte Schaltvorrichtung ist nämlich nachgiebig mit jenen Organen verbunden, welche die eigentlichen Gangwechselschaltungen steuern, und kann sich deshalb leicht allen Schwankungen der einen oder andern der beiden Kräfte anpassen. Die Vorrichtung betätigt jedoch die Übersetzungsumschalteinrichtung nur dann, wenn sie eine ausreichende Verstellung erfährt. Überdies sind auch Mittel vorgesehen, um die Bewegung der Steuerorgane zu sperren, wenn eine plötzliche Umkehrung des Drehmoments stattfindet, wie z. B. bei plötzlicher Verlangsamung.
Das Wechselgetriebe nach der Erfindung ist weiters so eingerichtet, dass Umschaltungen jeweils nur auf den nächst höheren bzw. den nächst niederen Gang erfolgen können, so dass ein plötzlicher Wechsel von einem niedrigen zu einem hohen Übersetzungsverhältnis oder umgekehrt unter Umgehung von Zwischenstufe ausgeschlossen ist.
Ferner sind gemäss der Erfindung in dem Getriebe Einrichtungen vorgesehen, die ein leichtes und sicheres Ausrücken der Kupplungsteile dadurch gewährleisten, dass sie diese vom Antriebsdrehmoment zunächst entlasten ; gleichzeitig gelangen Fühlvorrichtungen zur Wirkung, die das Einrücken der Kupplungsteile dadurch erleichtern, dass sie die Kupplung der jeweils zu verbindenden Teile in dem Zeitpunkt bewirken, in dem die Umkehrung der Relativbewegung dieser Teile vor sich geht.
Nach der Erfindung sind in dem verbesserten Wechselgetriebe sowohl handbetätigte als auch selbsttätig wirkende Schaltorgane vorgesehen, die nach Belieben des Fahrers einzeln oder gemeinsam zur Wirkung gebracht werden können. Ohne Rücksicht darauf, ob das handbetätigte oder das selbsttätig wirkende Schaltorgan in Betrieb ist, werden die eigentlichen Übersetzungsumschaltungen, abgesehen von der Voreinstellung von Handhebeln, durch selbsttätige Vorrichtungen ausgeführt.
Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung auf ein Wechselgetriebe mit Planetenrädern anwendbar, bei dem zur Erzielung verschiedener Übersetzungsverhältnisse einzelne Räder festgehalten oder mehrere derselben z. B. mittels Reibungsbremsen, Kupplungsvorrichtungen od. dgl. zusammengeschlossen werden.
Die zur Übertragung einer von der Umlaufgeschwindigkeit der Antriebswelle abhängigen Kraft dienende
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Einrichtung besteht vorzugsweise aus einer Pumpe, die eine Flüssigkeit unter Druck an einen Zylinder mit einem auf die Schaltvorrichtung wirkenden, beweglichen Kolben abgibt. Ein nachstellbares Entlastungsventil dient zur Regelung des Bereiches, innerhalb dessen der Flüssigkeitsdruck schwankt. An Stelle dieser Vorrichtung kann jedoch auch ein vom Antriebsmotor (Fahrzeugmotor) angetriebener elektrischer Generator verwendet werden, dessen Strom einem Solenoid oder einer ähnlichen, auf die Schaltvorrichtung wirkenden Einrichtung zugeführt wird.
Die Vorrichtung zur Erzeugung einer dem Widerstandsdrehmoment der getriebenen Welle proportionalen Kraft kann aus einer Schraube und einer Mutter, einem Planetengetriebe oder einer ähnlichen Einrichtung bestehen, die, in die getriebene'Welle einge-
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schwankt.
Damit die Steuervorrichtung, welche die eigentlichen Übersetzungsumschaltungen im Getriebe bewirkt, nachWahlwillkürlichoderdurchdie selbsttätigwirkende Schaltvorrichtung betätigtwerden kann, ist eine Kupplung mit zwei voneinander unabhängigen, primären Kupplungsteilen vorgesehen, von denen einer mit der willkürlich, z. B. von Hand, zu betätigenden Steuervorrichtung, der andere mit der selbsttätigen Schaltvorrichtung in Verbindung steht. Der sekundäre Kupplungsteil hingegen, der wahlweise mit dem einen oder mit dem andern der primären Teile verbunden werden kann, ist an die Vorrichtung angeschlossen, die den eigentlichen Getriebewechsel herbeiführt.
Die Anordnung ist hiebei so getroffen, dass, wenn die selbsttätige Schaltvorrichtung im Betrieb ist, dieselbe alle Getriebeschaltungen ausführt, die mit Rücksicht auf die Motorgeschwindigkeit und auf das Drehmoment der getriebenen Welle erforderlich sind, u. zw. oberhalb jenes Übersetzungsverhältnisses, auf das der Handschalthebel eingestellt ist.
Wird z. B. angenommen, dass der Handschalthebelinder Leerstellungist, so kann der Wechsel des Getriebes selbsttätig über den ganzen Bereich vom ersten bis zum letzten Gang sowohl nach oben wie auch nach unten erfolgen, wogegen, wenn der Handschalthebel-bei einem für vier Vorwärtsgänge eingerichteten
Getriebe-in der Stellung für den dritten Gang belassen wird, die selbsttätige Umschaltung nur zwischen dem dritten und letzten Gang eintreten wird. Nach Wahl kann aber auch die selbsttätige Schaltung durch Sperrung der Schaltvorrichtung ausser Wirkung gesetzt werden, worauf sämtliche Umschaltungen der Übersetzung durch Einstellung des Handschalthebels ausgeführt werden. Die eigentlichen Um- schaltvorgänge aber werden auch in diesem Falle durch selbsttätig arbeitende Vorrichtungen bewirkt.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung beispielsweise, u. zw. ist Fig. 1 eine Seitenansicht des Getriebes im Schnitt nach zwei Ebenen, wobei gewisse Einzelheiten der besseren Übersicht halber . fortgelassen sind, Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Hauptteile des Getriebes und der selbsttätigen Schaltvorrichtung, Fig. 3 ein Längsschnitt durch die auf die selbsttätige Schaltvorrichtung wir- kende hydraulische Vorrichtung ; Fig. 4 zeigt in Seitenansicht gesondert die Teile, die zur Übertragung einer dem Drehmoment der getriebenen Welle proportionalen Kraft auf die Schaltvorrichtung dienen,
Fig. 5 hingegen schaubildlich eine geänderte Ausführungsform der Einrichtung zur Übertragung des
Drehmomentes der getriebenen Welle ;
Fig. 6 ist eine schaubildliche Darstellung der Wählernockenwelle
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Massstabe, einen Teil der Spiralnut in der Schaltwelle zeigend ; Fig. 7 und 8 geben in Vorder-und Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen hydraulischen Servomotor zur Betätigung der Schaltwelle wieder ; Fig. 9 zeigt die Steuervorrichtung zur Betätigung des Ventils des Servomotors nach Fig. 7 und 8 ; Fig. 10 und 11 sind teilweise geschnittene Seitenansichten, einer der die Klauenkupplungen mit der Schaltwelle verbindenden Gabel in ausgerückter bzw. eingerückter Stellung ; Fig. 12 zeigt in Seitenansicht eine der Bandbremsen zusammen mit ihrer Betätigungseinrichtung, Fig. 13, ebenfalls in Seitenansicht, eine Ausführungsform der Fühlvorrichtungen, die den Augenblick feststellen, in dem die zugehörige Kupplung einzurücken ist ;
Fig. 14 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Fühlvorrichtung und Fig. 15 in schaubildlicher Darstellung die Teile einer dritten Ausführungsform der Fühlvorrichtung, die insbesondere zur Anwendung für den unmittelbaren Gang geeignet ist ; Fig. 16 ist ein Schaubild einer elastischen Kupplung, mittels welcher die Schaltbewegungen zur Wählernockenwelle wahlweise entweder vom Handschalthebel oder von der selbsttätigen Schaltvorrichtung her übermittelt werden können ; die Fig. 17-19 stellen Einzelheiten der Kupplung nach Fig. 16 dar ;
Fig. 20 ist eine teils schaubildliche, teils schematische Darstellung der Steuervorrichtung für die Motordrossel und der Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Motorgeschwindigkeit und Fig. 21 endlich ein Schaubild der zur Verwendung mit dem verbesserten Getriebe geeigneten Handsteuervorrichtungen.
Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes liegt ein Planetenwechselgetriebe zugrunde. Die mittelbar oder unmittelbar an den Motor oder den Hauptantrieb angeschlossene Treibwelle 1 trägt innerhalb des Gehäuses 2 einen Stern 3, auf dem, parallel zur Hauptwelle, mehrere (vorzugsweise nicht mehr als drei) Spindeln 4 angeordnet sind, von denen jede einen Satz um die Spindel drehbarer, miteinander auf Drehung gekuppelter Zahnräder 5, 6,7, 8, 9 trägt. In der Verlängerung der Treibwelle 1 befindet sich eine Welle 10, deren Vorderende (in Fig. l rechts) von einem im Stern 3 vorgesehenen Lager getragen wird und die nahe diesem Ende ein Sonnenrad 11 trägt, das dauernd in Eingriff mit den Planetenrädern 5 steht.
Das andere Ende der Welle 10 ist genutet und durch die nachstehend beschriebenen Mittel mit der getriebenen Welle 12 gekuppelt. Konzentrisch auf
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der Welle 10 und aufeinander gelagert, befinden sich vier unabhängig drehbare Hohlwellen 13, 14, 15 und 16, die gezahnte Sonnenräder tragen, die folgeweise mit den Planetenritzeln 6,7, 8 bzw. 9 kämmen.
Die Hohlwellen. 13, 14 sind mit Klauenkupplungsringen 131 bzw. 141 ausgestattet, von denen jeder zur
Sperrung des zugehörigen Sonnenrades mit einem verschiebbaren, aber nicht umlaufenden Klauenkupp- lungsteil17 zum Eingriff gebracht werden kann. Die Hohlwellen 15, 16 hingegen tragen Bremstrommel 18, 19, die, wie Fig. 12 zeigt, mit Bandbremsen versehen sind, mittels welcher die eine oder andere Trommel stillgesetzt werden kann.
An der Mittelwelle 10 und an der innersten Hohlwelle 13 sind zusammenwirkende Klauenkupplungsteile 20, 21 vorgesehen, mittels welcher diese Wellen und die zugehörigen Sonnenräder gekuppelt werden können, wodurch als sogenannter vierter Gang die unmittelbare Übertragung durch das Getriebe bewirkt wird (Fig. 1).
Die im Getriebe angewendeten Sonnen-und Planetenräder weisen im übrigen eine solche Über- setzung auf, dass bei Stillsetzung der Hohlwelle 13 in den Wellen 10 und 12 ein Vorwärtsgang von kleinerer
Geschwindigkeit erzielt wird, der nachstehend als dritter Gang bezeichnet ist. Bei Freigabe der Hohlwelle 13 und Sperrung der nächst grösseren Welle 14 wird in den Wellen 10, 12 ein noch langsamerer Antrieb, der zweite Gang, erzielt. Durch Freigabe der Welle 14 und Sperrung der Welle 15 wird der langsamste, erste Gang erreicht.
Für den Rückwärtsantrieb wird durch Bremsung der Reibtrommel das Sonnenrad 16 stillgesetzt, wodurch das Rad 11 rückläufig in Umdrehung versetzt wird.
Die Anordnung des Planetengetriebes und seine Arbeitsweise bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Im folgenden sind daher nur mehr die erfindungsgemässen Einrichtungen beschrieben, die zur Steuerung des Getriebes dienen.
Innerhalb des Getriebekastens ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher von der Hauptantriebswelle zur Steuerung der selbsttätigen Getriebeumschaltung eine Kraft abgenommen wird, deren Grösse von der Geschwindigkeit der Antriebswelle abhängt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht diese Einrichtung aus einer hydraulischen Pumpe 22, die, von der Treibwelle aus in Gang gesetzt, aus dem Unterteil des Getriebekastens gefördertes Öl unter Druck an eine Rohrleitung 23 (Fig. 2) abgibt, der das Öl nach Überschreiten eines gewissen Druckes durch ein Entlastungsventil 24 (Fig. 2) entströmen kann, das, den Betriebsverhältnissen entsprechend, zu belasten ist.
Das Öl wird durch ein Rohr 25 in eine Ventilkammer 26 (Fig. 3) geleitet, die ein verdrehbares Scheibenventil 27 enthält, welches das Öl je nach seiner Einstellung dem einen oder dem andern von zwei einander gegenüberstehenden und mit einem Doppelendkolben 30 versehenen Zylindern 28, 29 zuleitet. Wenn das Getriebe durch die selbsttätige Vorrichtung betriebsfertig geschaltet ist, wird das unter Druck stehende Öl an den Zylinder 28 abgegeben, während der andere Zylinder in der Lage ist, irgendwelches darin befindliches Öl durch einen Auslass 31 abzuführen, der durch ein federbelastetes Ventil 31 gesteuert wird. Dieses. ist für gewöhnlich durch einen Hebel 32 von seinem Sitz abgehoben, kann aber auf den Sitz zurückfallen, wenn der Kolben 30 plötzlich in den Zylinder 29 einläuft.
Die Zwischenwelle 10 und die angetriebene Welle 12 sind durch eine Kupplungsvorrichtung verbunden, die einen dem übertragenen Drehmoment entsprechenden Druck in der Achsrichtung der Wellen erzeugt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht diese Vorrichtung z. B. aus einer Schraube und einer Mutter. Wie Fig. 1 und 4 zeigen, ist das hintere Ende der Welle 10 bei 33 genutet und trägt eine darauf axial frei verschiebbare Schraubenhülse 34, deren äusseres Gewinde mit einer Mutter 35 zusammenwirkt, die auf der angetriebenen Welle 12 befestigt ist. Eine Muffe 36 (Fig. 1 und 2), welche die Mutter 35 umgibt, steht mittels Stiften 37, die durch Schlitze 38 der Mutter 35 hindurchgreifen, in Verbindung mit der in der Mutter befindlichen Schraubenhülse 34.
Es ist somit ersichtlich, dass bei der Übertragung des Antriebes von der Zwischenwelle 10 auf die Welle 12 in der Vorwärtsrichtung die verschiebbare Schraubenhülse 34 von der Welle 12 durch eine dem übertragenen Drehmoment proportionale Kraft fortbewegt wird.
Über der eben beschriebenen Einrichtung befindet sich eine Welle 39 (Fig. 2), die eine in die Muffe 36 eingreifende Gabel 40 und einen Arm 41 trägt, dessen Ende in eine Ausnehmung des in den hydraulischen Zylindern 28, 29 arbeitenden Kolbens 30 greift. Wenn somit der Zylinder 28 unter dem Drucke der hydraulischen Pumpe 22 steht, dann wirken die Kraft des auf den Kolben 30 ausgeübten Öldruckes und die von der Welle 12 auf die Gabel 40 ausgeübte Kraft einander entgegen, so dass die Stellung der Welle 39 durch die überwiegende Kraft bestimmt wird.
Die Welle 39 mit den ihr zugehörigen Teilen bildet solcherart eine Schaltvorrichtung, durch deren Wirkung die jeweils erforderlichen Umschaltungen der Getriebeübersetzung nach oben oder unten, je nach der relativen Grösse der Motorgeschwindigkeit und dem Drehmoment oder dem Widerstand der getriebenen Teile, selbsttätig ausgelöst werden. Wenn der sich aus dem Widerstandsdrehmoment ergebende Druck z. B. infolge plötzlicher Herabsetzung der Geschwindigkeit des Antriebsmotors oder bei zeitweiligem Durchgehen der Fahrzeugräder seine Richtung ändert, so wird dieser Druck dem der Motorgeschwindigkeit entsprechenden Druck nicht entgegengesetzt, sondern letzterem zugefügt.
Eine plötzliche Bewegung des Kolbens 30 bewirkt dann die Schliessung des Ventils 31 (Fig. 3), wobei die Spannung der Ventilfeder überwunden und damit jede plötzliche Bewegung der Schaltvorrichtung zum Stillstand gebracht wird.
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An Stelle der beschriebenen, aus Schraube und Mutter bestehenden Vorrichtung kann aber zur
Kupplung der Wellen 10, 12 z. B. auch ein Planetengetriebe nach Fig. 5 zur Anwendung gelangen.
Dieses umfasst Sonnenräder 43, 44, die auf den Wellen 10 bzw. 12 befestigt sind, sowie Planetenräder 45, 46, die von einem Stern 47 getragen werden, der eine beschränkte Schwingbewegung ausführen kann.
Für den vorliegenden Zweck muss das Getriebe eine grössere oder kleinere Übersetzung als 1 : 1 besitzen, damit eine ausgesprochen Rückwirkung, die ein Mass des Drehmomentes darstellt, erzielt wird. Der Schwingstern 47 kann mit den übrigen Teilen der Ausgleichsvorrichtung durch beliebige Mittel, z. B. durch Stangen 48, 49, verbunden sein.
Zur Steuerung der Klauenkupplungen und Bandbremsen, mittels welcher das Übersetzungsverhältnis des Getriebes geändert wird, dient eine Kupplungseinschalt-und Ausschaltwelle 50 und eine Wählernoekenwelle 51 (Fig. 6). Diese Wellen sind nahe nebeneinander parallel zur Getriebehauptachse angeordnet. An der Schaltwelle 50 ist ein Schwinghebel 52 befestigt, an dessen entgegengesetzten Enden die in zwei hydraulischen Zylindern 55,56 eines Servomotors wirkenden Kolben 53, 54 (Fig. 7 und 8) angreifen.
Die Zylinder 55,56 stehen mit einer Ventilkammer 57 durch Öffnungen in Verbindung, die durch ein verschwenkbares Scheibenventil58 gesteuert werden, das in seinen äussersten Stellungen jeweils dem einen oder dem andern Zylinder Öl unter Druck zufliessen lässt, wobei gleichzeitig der gegenüberliegende Zylinder mit einer Auslassöffnung verbunden wird. Das unter Druck stehende Öl wird dem Servomotor von einer besonderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe zugeführt, die vom Hauptantrieb her betätigt wird ; die Zylinder 55, 56 weisen in ihren Seitenwänden Auslassöffnungen auf, um das System von hohen Drücken zu entlasten, wenn die Welle 50 in die äusserste Schaltstellung schwingt.
Dieses zweite Ölnetz kann durch ein ebenfalls nicht veranschaulichtes, einstellbares Entlastungsventil derart geregelt werden, dass bei Betätigung der Reibungsbremsen ein gewisser Teil des Öles freigesetzt wird. Die Betätigung des Seheibenventils erfolgt durch eine Spindel 59, die durch den Deckel der Ventilkammer reicht und aussen einen Hebel 60 trägt, der zwischen Anschlagstifte 61, 62 (Fig. 9) eine beschränkte Schwingbewegung ausführen kann.
Das eine Ende des Hebels 60 ist mit dem beweglichen Kern 63 eines Solenoids 64 verbunden, während das andere Ende des Hebels 60 an einem Hebel 65 angreift, der durch eine Feder 66 dauernd gegen eine auf der Wählernockenwelle 51 sitzende Kurvenscheibe 67 gedrückt wird. Derart wird, wenn die Welle 51 und die Nockenscheibe 67 um einen genügend grossen Winkel gedreht werden, der Hebel 65 verschwenkt, wobei dieser den Arm 60 und das Scheibenventil aus der Stellung nach Fig. 9 in die entgegengesetzte äusserste Stellung nach Fig. 7 und 8 verdreht.
Wenn das Scheibenventil58 die in Fig. 7 und 8 gezeigte Stellung einnimmt, dann tritt das Öl unter Druck in den Zylinder 56 ein, wodurch der Kolben 54 des Servomotors gehoben und die Welle 50 derart verschwenkt wird, dass irgendwelche durch diese Welle bisher in wirksamer Stellung gehaltene Klauenkupplungen oder Bandbremsen entkuppelt bzw. gelüftet werden, wodurch das Getriebe in seine Leerstellung gelangt ; soll eine andere Übersetzung eingeschaltet werden, dann wird das Scheibenventil wieder in seine frühere Stellung zurückgebracht, indem, wie nachfolgend näher dargelegt, das Solenoid 64 einem elektrischen Impuls ausgesetzt wird.
Damit die Welle 50 nach Bedarf das Ein-und Ausschalten der verschiedenen Getriebesätze herbeiführt, ist sie mit Gleitgabeln 70 (Fig. 10 und 11) zur Betätigung der Klauenkupplungen 21 und 17 sowie mit zwei Kurbelarmen 80 (Fig. 12) zur Betätigung der mit den Trommeln 18 und 19 schaltbaren Bandbremsen ausgerüstet. Das nichtumlaufende Klauenkupplungsglied 21 wird, wie Fig. 1 zeigt, durch Verschiebung nach links ausgeschaltet, durch Verschiebung nach rechts aber mit dem Teil 20 zum Eingriff gebracht.
Anderseits kann das nichtumlaufende Klauenkupplungsglied 17 durch Linksverschiebung mit dem Kupplungsteil131 durch eine Rechtsverschiebung mit dem Kupplungsteil141 zum Eingriff gebracht werden ; es kann aber auch die in Fig. 1 veranschaulichte Mittelstellung einnehmen, in welcher der Kupplungsteil 17 ausser Eingriff mit den beiden Teilen 131 und jM steht.
Die Klauenkupplungsteile 21 und 17 sind so angeordnet, dass sie durch eine oder zwei auf der Welle 50 gelagerte Gabeln betätigt werden können (Fig. 10 und 11). Jede Gabel 70 ist mit einer Nabe 71 verbunden, welche die Welle 50 umgibt, und trägt ferner einen verschwenkbaren Riegel 72 mit einer Sperrnase 73. Die Nase 73 greift durch einen in der Nabe 71 vorgesehenen Schlitz hindurch in eine Spiralrille 76 der Welle 50 ein, wenn der Riegel 72 durch die Einwirkung der zugehörigen Nocke 74 der Wählernockenwelle niedergedrückt wird. Wenn die Spitze der Nocke 74, wie Fig. 10 zeigt, den Riegel freigibt, hebt eine Feder 75, die am hinteren Teil des Riegels 72 sowie an der Nabe 71 befestigt ist, die Sperrnase 73 von der Welle 50 ab, so dass die Welle 50 in Umdrehung versetzt werden kann, ohne die Gabel zu beeinflussen.
Beim Eingriff der Sperrnase 73 in die Spiralrille 76 hingegen wird jede Umlaufbewegung der Welle 50 eine Verschiebung der zugehörigen Nabe 71 und der Gabel 70 zur Folge haben.
Die Welle 50 führt nun unter der Wirkung der Kolben 53, 54 des Servomotors eine Pendeldrehung aus und nimmt in der Ruhestellung die eine oder die andere ihrer beiden äussersten Stellungen ein, die als Kupplungseinschalt-bzw. Kupplungsausschaltstellung bezeichnet werden. In Fig. 10 ist die Welle 50 in der Kupplungsaussehaltstellung, in Fig. 11 dagegen in der Kupplungseinschaltstellung dargestellt. Die Wellendrehung ist hiebei nicht ersichtlich, da die Schnittebene der Figuren um eine dem Lauf der Gabel 70 entsprechende Strecke versetzt ist.
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Um zu verhindern, dass die Sperrnase 13 ausser Eingriff mit der Spiralnut 76 gelangt, während die Gabel sich in der versetzten Stellung befindet, ist der Riegel 72 mit einer Verlängerung 77 versehen, die nach dem Niederdrücken des Riegels und bei der Verschiebung der Gabel 70 unter einen im Gehäuse festen Bolzen 18 gleitet. Während somit die Verlängerung 77 unter den Bolzen 18 greift, ist der Riegel 72 am Hochgehen verhindert ; wird aber die Nabe 11 mit der Gabel 70 wieder in die Kupplungsaussehalt- stellung zurückgeführt, so gelangt die Verlängerung 77 wieder aus dem Bereiche des Bolzens 18 und ermöglicht so den Austritt des Riegels aus der Spiralnut 76 der Welle 50.
Wenn sich die Welle 50 in der Kupplungsaussehaltstellung befindet, dann reicht die Tiefe der
Nut 76 unter der Nase 73 des Riegels 72 nicht aus, um der Nockenspitze zu gestatten, am Riegel vorbei- zugehen, bis die Gabel und der Riegel die seitliche Querbewegung ausführen, worauf die Nocke wieder vorgehen kann. Die Spiralnuten 76 sind daher, wie Fig. 6 a zeigt, an ihren äussersten hinteren Enden erheblich tiefer ausgenommen, damit nötigenfalls die Nockenwelle 51 rasch und unmittelbar wieder in die Leerstellung zurückgeführt werden kann, indem zunächst die Welle 50 etwas über ihre normale Kupp- lungsausschaltstellung hinaus verdreht wird, worauf jene Teile der Nuten unterhalb der Riegel genügend tief sein werden, um den Nocken zu ermöglichen, an den Riegeln vorbeizugehen.
Die Vorrichtung nach den Fig. 10 und 11 dient zur Betätigung der Klauenkupplung 21. Eine ebensolche Vorrichtung ist auch zur Bedienung der Klauenkupplung 17 vorgesehen, doch ist die Welle 50 im Bereiche dieser Vorrichtung mit Rücksicht auf die Notwendigkeit zweier Versetzbewegungen mit je einer links-und einer rechtsgängigen Nut 161 bzw. 762 ausgeführt (Fig. 6) und die Nabe der Gabel mit zwei Riegeln 72 versehen, die wahlweise durch zwei Nocken 741 und 742 der Welle 51 niedergedrückt werden können. Die Anordnung ist daher imstande, die erwähnte Gabel nach links oder nach rechts zu verschieben oder sie wieder in die Mittelstellung zurückzubringen.
Die zur Steuerung der Trommeln 18, 19 dienenden Reibungsbremsen sind einander ebenfalls gleich, so dass nur die Steuervorrichtung für die Trommel 18 beschrieben und dargestellt ist (Fig. 12).
Die Bremse weist zwei Reibungsglieder 81 auf, die durch eine Ausgleichsvorrichtung 82 miteinander verbunden sind, deren Hebelübersetzung so bemessen ist, dass nur eine kleine Kraft erforderlich ist, um die Bandbremse zur Wirkung zu bringen. Die Reibungsglieder 81 sind mit einem Schalthebel 83 verbunden, der seinerseits mittels eines Lenkers 84 an einen Kurbelarm 80 angeschlossen ist, der auf der
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verbunden, der mittels einer auf der Welle 51 gelagerten Nocke 87 in Schalteingriff mit einer Aussparung 86 der Welle 50 gebracht werden kann. Die Anordnung und die Schaltung der Verriegelung 85 entspricht derjenigen der zuvor beschriebenen Vorrichtung 72 (Fig. 10,11), ausgenommen, dass diese in eine einfache Aussparung 86 in der Welle greift und dadurch den Kurbelarm 80 veranlasst, bei Verschwenkung der Welle 50 eine Teildrehbewegung auszuführen.
Hiebei ist dafür gesorgt, dass der Riegel in seiner niedergedrückten Stellung zu einem nachstehend erläuterten Zweck den elektrischen Anschluss an eine Kontaktzunge 88 herstellt.
Die an der Trommel 19 angreifende Reibungsbremse für das Rückwärtsganggetriebe entspricht der soeben beschriebenen ; ihre Wirkung beruht unter anderm auf der Aussparung 861 in der Welle 50, der Nocke 871 auf der Welle 61 und der Kontaktzunge 881 (Fig. 6).
Zur Einstellung eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses ist der nicht umlaufende Klauenkupplungsteil 17 mit einem umlaufenden Teil 131 oder 141 in Eingriff zu bringen ; es ist somit wünschenwert, dass die relative Drehbewegung zwischen den zu kuppelnden Teilen gleich Null oder nur sehr gering ist, ehe die Einschaltung der Klauen vorgenommen wird. Erfindungsgemäss sind nun Einrichtungen vorgesehen, mittels welcher die Geschwindigkeit der Hauptwelle vor der Vornahme von Getriebeschaltungen auf einen niedrigen Wert gebracht und dann allmählich erhöht wird ; dagegen findet die Ausschaltung der einen Übersetzung zu einer Zeit statt, in der die Hauptwelle ihre frühere Geschwindigkeit zu verlieren beginnt, während die Einschaltung des nächsten Ganges so lange verzögert wird, bis die zu kuppelnden Teile entweder stillstehen oder mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen.
Bei einem Getriebe der vorliegenden Ausführung, bei dessen Schalten nacheinander mehrere Sonnenräder von abgestuftem Durchmesser stillzusetzen sind, um die verschiedenen Übersetzungen zu erhalten, bedeutet ein Herunterdrücken der Motorgeschwindigkeit und eine nachfolgende Geschwindigkeitserhöhung bei ausgelöste oder in Leerstellung befindlichem Getriebe, dass das nächst einzuschaltende Sonnenrad zunächst rückgängig umläuft, dann langsamer wird und danach vorwärts läuft, wenn es nicht in einem günstigen Augenblick durch Einfallen seiner zugehörigen Kupplung festgehalten wird.
Um nun den Augenblick zu bestimmen, in dem der Richtungswechsel der Umdrehung im Rade stattfindet und damit den zum Einfallen der Klauenkupplung günstigen Augenblick zu ermitteln, sind in Verbindung mit den Klauenkupplungsteilen 131 und 141 Prüf-oder Fühlvorrichtungen (Fig. 13) vorgesehen. Eine solche weist z. B. ein leichtes Reibungselement 90 auf, das gehoben oder gesenkt werden kann, um es mittels eines Hebels 91, der durch eine auf der Nockenwelle 51 gelagerte Nocke 92 betätigt wird, in oder ausser Angriff an dem umlaufenden Teil 131 zu bringen. Das Reibungselement 90 ist lose
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mit einer federbeeinflussten Gleitstange 95 verbunden, die ein Kontaktstück 96 trägt, das in der einen äussersten Stellung der Stange mit einer Kontaktzunge 97 zur Berührung gelangt.
Die Anordnung der Vorrichtung ist derart, dass, wenn der Kupplungsteil131 mit dem festen Kupplungsteil 17 in Eingriff gebracht werden soll, die Motordrossel zunächst geschlossen und später nur allmählich wieder geöffnet wird. Gleichzeitig mit dem Drosselabschluss des Motors verschwenkt die Nocke 92 den Hebel 91 und drückt damit den Reibungskörper 90 gegen den umlaufenden Kupplungsteil131. Wenn angenommen wird, dass sowohl die treibende als auch die getriebene Welle in Bewegung sind, so werden der Kupplungsteil 131 und das zugehörige Sonnenrad bei langsam laufendem Motor in Vorwärtsrichtung im Sinne des Pfeiles 98 umlaufen, während der durch die Kontakte 96,97 gesteuerte elektrische Stromkreis offen bleibt.
Mit wachsender Motorgeschwindigkeit dagegen wird der Vorwärtslauf des Kupplungsteiles 131 allmählich aufhören und in eine Drehung im Sinne des Pfeiles 99 übergeführt. Sobald dieser Richtungwechsel eintritt, wird der Reibungskörper 90 auf den Stiften 93 bewegt, wodurch die Kontakte 96,97 zur Berührung gelangen. Der durch die Kontakte 96,97 geschlossene elektrische Strom löst nunmehr jene Vorrichtungen aus, die den Kupplungseinfall herbeiführen.
Fig. 14 zeigt eine geänderte Ausführung der früher beschriebenen Einrichtung, die von der nach Fig. 13 dadurch abweicht, dass das Reibungsglied 90 als Elektromagnet ausgeführt ist und nach Zuführung eines Stromes zur Wicklung 100 in Schalteingriff mit dem umlaufenden Kupplungsteil gelangt.
Eine ähnliche Einrichtung wie die nach Fig. 13 oder Fig. 14 ist auch in Verbindung mit dem umlaufenden Kupplungsteil 141 vorgesehen.
In Fällen, in welchen beide zu schaltenden Kupplungsteile umlaufen, wie z. B. die Teile der Kupplung 20, 21, ist eine Fühlvorrichtung anderer Ausführung anzuwenden (Fig. 15). Eine solche Fühlvorrichtung, die wegen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nicht veranschaulicht ist, ist z. B. im Anschluss an das Reibungsrad 18 so angeordnet zu denken, dass sie den Eintritt des Richtungswechsels der Relativbewegung zwischen den Hohlwellen 14 und 15 ermittelt. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung nach Fig. 15 eine Scheibe 101 auf, die auf der Nabe des Kupplungsteiles 141 aufgenutet ist, und überdies eine zweite Scheibe 102, die an der Nabe des anschliessenden Reibungsrades 18 befestigt ist.
An der Innenseite der Scheibe 101, die der Scheibe 102 zugewendet ist, ist ein Reibungsring 103 so gelagert, dass er bezüglich der Scheibe 101 eine beschränkte Drehbewegung ausführen kann, wobei auf den Reibungsring 103 eine Feder 104 einwirkt, die den Ring in eine seiner äussersten Stellungen zu bringen sucht. Am Umfang der Scheibe 101 ist ein isolierter Schleifring 205 vorgesehen, gegen den eine elektrische Kontaktbürste 106 gedrückt wird. Eine weitere auf der Scheibe 101 gelagerte Kontakteinrichtung 107 ist bei Eingriff mit einem Vorsprung 108 auf dem Reibungsring 103 zur Erdung des Schleifringes und damit zur Schliessung des Schaltstromkreises vorgesehen, der bei Stromdurchfluss das Eingreifen der Kupplung 20, 21 bewirkt.
Der Reibungsring 103 ist gewöhnlich in Abstand von der gegenüber befindlichen Scheibe 102, gelangt aber, wenn erforderlich, durch die Einwirkung einer Schwingwelle 109 mit Armen, die gegen die Scheibe 101 drücken, mit der Scheibe 102 zur Berührung. Kurz vor dem Einrücken des äussersten Ganges werden diese beiden Scheiben deshalb vorerst mittels der Schwingwelle 109 aneinander gepresst, während gleichzeitig die Motordrossel geschlossen wird. Während die Motorgeschwindigkeit klein ist, wird die Relativdrehung zwischen den Scheiben den Reibungsring 103 in der äussersten Stellung nach Fig. 15 halten, in welcher der Schaltstromkreis, der den Schleifring 105 und die Kontakte 106, 107 umfasst, offen gehalten wird.
Während der. nachfolgenden Geschwindigkeitserhöhung des Motors dagegen wird die Relativdrehung der Scheiben 101, 102 allmählich aufhören und schliesslich ein Richtungswechsel der Relativdrehung eintreten ; dadurch wird der Reibungsring 103 in seine entgegengesetzte äusserste Stellung bewegt, in welcher der auf den Kontakt 107 wirkende Vorsprung 108 die Erdung des Schleifringes 105 bewirkt, wodurch der Einfall der Kupplung herbeigeführt wird.
Die Kupplungsschaltwelle 50 ist somit durch die Wählernockenwelle 51 steuerbar, die dazu dient, die für einen Wechsel jeweils in Betracht kommenden Kupplungen wahlweise ein-bzw. auszuwählen.
Die Betätigung der Wählernockenwelle 51 selbst erfolgt hiebei entweder selbsttätig mittels der Schaltvorrichtung nach Fig. 2 oder durch einen Handhebel oder durch beide Mittel gemeinsam.
Fig. 21 zeigt einen segmentförmigen Schaltkasten 111 mit zwei Ha. ndhebeln 112, 113. Dieser Kasten kann nächst der Steuersäule oder an einer andern, für den Fahrer leicht zugänglichen Stelle vorgesehen sein. Der mit der Schaltvorrichtung verbundene Hebel 112 hat zwei Schaltstellungen, in deren einer die selbsttätige Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, während er in der andern Stellung ausser Wirkung ist. Dieser Hebel ist durch eine (nicht dargestellte) Einrichtung mit dem Scheibenventil 27 verbunden, das die Druckölzufuhr zu den Zylindern 28, 29 (Fig. 3) steuert.
Sobald die selbsttätige Schaltvorrichtung wirksam ist, wird das unter Druck von der Pumpe 22 (Fig. l) geförderte Öl in den Zylinder 28 eingeführt, wobei gleichzeitig der Hebel 32 die Feder des Sehnarchventils 31 teilweise entlastet und den Zu-und Austritt des Öles aus dem gegenüberliegenden Zylinder 29 gestattet, obschon jedem plötzlichen Ölzustrom von ausserhalb des Zylinders durch das Ventil 31, das selbsttätig auf seinen Sitz zurückgeht, Einhalt geboten wird.
Bei Bewegung des Handhebels 222 in die Stellung nach Fig. 21 wird das Scheibenventil 27 (bezüglich Fig. 2) im Uhrzeigersinne in eine Stellung gedreht, in der das 01 unter Druck an den Zylinder 29 abgegeben, der gegenüberstehende Zylinder 28 aber durch eine Auslassöffnung 281
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entleert wird ; ferner wird hiebei der Hebel 32 in eine Stellung gebracht, in der er das Ventil 31 auf seinem Sitz festhält. Der Kolben 30 gleitet dann in den Zylinder 28 und wird darin nicht nur durch den Öldruck, sondern auch durch die sich aus dem Drehmoment der getriebenen Welle 12 ergebende Rückwirkung festgehalten.
Der andere Hebel 113 im Schaltsegmentkasten, der zur Handsteuerung der Wechselschaltungen im Getriebekasten bestimmt ist, weist mehrere Arbeitsstellungen auf, die im vorliegenden Beispiel dem Rückwärtsgang, dem Leergang, dem ersten, zweiten, dritten und vierten Vorwärtsgang entsprechen.
Dieser Hebel steht mittels eines Kurbelarmes 115 (Fig. 2) und andrer (nicht dargestellter) Mittel in Schaltverbindung mit einer Welle 114. Der Schaltkasten kann ferner auch ein Anzeigerbrett 117tragen das mit mehreren Ausschnitten 118 versehen ist, die den verschiedenen Übersetzungen entsprechenden Hebelstellungen zugeordnet sind, wobei in jedem Ausschnitt eine elektrische Lampe 119 vorgesehen ist, die aufleuchtet, wenn sich das Getriebe in dem durch den zugehörigen Anzeiger ausgewiesenen Zustand befindet.
Der elektrische Strom zur Beleuchtung dieser Lampen kann durch (nicht dargestellte) Kontaktvorrichtungen gesteuert werden, die durch die beweglichen, zur Ein-und Ausschaltung der verschiedenen Kupplungen und Bremsen vorgesehenen Gabeln und Arme betätigt werden können.
Die Verbindung des Armes 41 der Schaltvorrichtung mit der Wählernockenwelle 51 wie auch die Verbindung des Handhebels 113 mit der Wählernockenwelle erfolgt durch eine elastische Kupplung nach den Fig. 16-19. Diese Kupplung weist zwei Antriebsseheiben 120,121 auf, die lose auf der Welle 114
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der Welle 114 befestigt ist, die, wie bereits erwähnt, durch den Handhebel113 zwangläufig in Umdrehung versetzt werden kann, obwohl eine solche Drehung nicht unmittelbar und sofort auf die Antriebsscheibe 121 zu übertragen werden braucht. Nächst der Antriebsscheibe 120 befindet sich ein Kurbelarm 127, der sich frei um die Welle 114 drehen kann und durch Stossfedern, ähnlich den oben beschriebenen, in Verbindung mit dem Antrieb steht. Der Arm 127 ist durch eine Stange 128 mit dem Arm 41 der selbsttätigen Ausgleichsvorrichtung verbunden.
Die getriebene Scheibe 122 trägt an ihrem Umfang eine schwenkbar gelagerte Klaue 130, mittels welcher die Scheibe 122 wirksam mit einer der beiden Antriebsscheiben 120, 121 gekuppelt werden kann.
Zu diesem Zwecke sind die beiden Antriebsseheiben 120, 121 an ihrem Umfang mit einem Einschnitt 131 versehen, dessen-vordere Begrenzungsfläche eine Abrundung 132 aufweist, während seine hintere Begrenzung 133 kantig ausgebildet ist und etwas über den übrigen Umfang der Scheibe, in welcher der Einschnitt 131 angeordnet ist, vorsteht. Jede Antriebsscheibe weist ferner am Grunde ihres Einschnittes 131 einen Federbolzen 134 auf, der bestrebt ist, die Klaue 130 bei ihrem Eingriff in den Einschnitt 131 aus ihrer Stellung zu drängen. Auch die untere Vorderkante 135 der Schwingklaue 130 ist, wie die Fig. 16,19 zeigen, abgerundet.
Wenn somit die Kerben 131 der Scheiben 120, 121 im Winkel versetzt sind, so bringt der Kreisumfang der einen Scheibe, die unter das eine Ende der Schwingklaue 130 greift, das gegen- überliegende Ende der Klaue in wirksame Verbindung mit dem Einschnitt 131 der andern Scheibe.
Bei der Stellung der Vorrichtung nach Fig. 16 ist die Antriebsscheibe 121 zwangsläufig mit der Scheibe 122 verbunden, so dass sich beide Scheiben 121, 122 gemeinsam drehen müssen. Falls jedoch die Antriebsscheibe 120 oder die beiden Scheiben 121, 122 in eine Stellung gelangen, in der die beiden Einschnitte 131 übereinander zu liegen kommen, so wird die Schwingklaue 130 vorübergehend in die Mittelstellung gebracht. Sollte die relative Drehung der Scheiben, durch welche die Einschnitte 131 bezüglich ihrer Stellung nach Fig. 16 in entgegengesetzter Richtung versetzt werden, andauern, dann wird die Klaue 130 in Sperreingriff mit dem Einschnitt 131 der Antriebsscheibe 120 geschwenkt und gleichzeitig aus der Verbindung mit der Antriebsscheibe 121 gelöst.
Somit erlangt diejenige der beiden Antriebsscheiben 120, 121, deren Einschnitt 131 dem andern vorauseilt, den Einfluss auf die angetriebene Scheibe 122.
Um nun das Getriebe von einer niedrigeren auf die nächsthöhere Geschwindigkeit zu schalten, wird diese Kupplung im Uhrzeigersinne entweder durch den über den Arm 115 wirkenden Handhebel113 oder durch die über den Arm 127 wirkende selbsttätige Schaltvorrichtung in Bewegung gesetzt ; in Fig. 16 ist die Kupplungin jener Stellung dargestellt, in der die Wählernockenwelle 51 durch die Handsteuerung 113 betätigt wird, während die selbsttätige Schaltvorrichtung zunächst unwirksam oder nur wenig wirksam ist, da das Drehmoment der getriebenen Welle die Motorgeschwindigkeit weit übersteigt.
Es wurde bereits erwähnt, dass, wenn ein Wechsel der Übersetzung stattfinden soll, die Motorgeschwindigkeit vorübergehend herabgesetzt wird, um das Getriebe vom Drehmoment zu befreien und damit die Ausrückung des bis dahin in Betrieb befindlichen Rädersatzes zu erleichtern, und später allmählich erhöht wird, um die für die Einrückung des nächsten Rädersatzes günstige Gangart zu erzielen. Diesem Zweck dient die Anordnung nach Fig. 20, gemäss welcher die den Gasfusshebel. M. 2 tragende Welle 140 und ein weiterer Steuerarm 142 mit der Drosselsteuersta : nge 143 über eine dreiteilige Kupplung 144 in Verbindung stehen, die im allgemeinen der in Fig. 16 veranschaulichten entspricht.
Auf die Welle 140 wirkt die Feder 145, welche die Schliessung der Drossel bewirkt, wenn der Fusshebel 141 freigegeben wird,
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während ein weiterer Steuer arm 142 durch eine Feder 146 im Sinne der Drosselöffnung : bewegt wird und überdies über einen Lenker 147 mit einem : Kolben 148 verbunden ist, der in einem Solenoid 149 beweglich ist. Die Kupplung 144 ist hiebei so angeordnet, dass stets jenes der beiden Steuerglieder, das nach seiner Stellung am stärksten bestrebt ist, die Drossel zu schliessen, die Steuerung der Drosselstange 143 übernimmt.
Da somit der Arm 142 durch die Feder 146 für gewöhnlich in der gezeigten Stellung gehalten wird, so wird im allgemeinen der Gasfusshebel die volle Schaltung der Drossel durchführen ; falls jedoch der Arm 142 durch die Wirkung des Solenoids 149 auf den Kolben 148 nach rechts gezogen wird, so erfolgt die Schliessung der Drossel ohne Rücksicht auf die Stellung des Fusshebels 141.
Nahe dem Kolben 148 ist eine verschiebbare Stange 150 angeordnet, die in Abstand voneinander zwei Fortsätze 151, 152 aufweist, an denen ein am Kolben 148 befestigter Finger 153 während dessen Bewegungen zum und vom Solenoid 149 angreifen kann. In der einen Stellung der Stange 150 bewirkt dieselbe die elektrische Verbindung zwischen zwei Kontakten 154,-während sie diese Verbindung in ihrer andern Stellung aufhebt. Die elektrischen Kontakte 154 sind durch einen Nebenschlusswiderstand 155 überbrückt und mit dem Solenoid 149 in Reihe geschaltet.
Die Energiequelle für diese elektrischen Steuerstromkreise, z. B. die Batterie 160 (Fig. 6) ist an einem Pol geerdet, mit dem andern Pol an einen von der Kupplungsschaltwelle 50 getragenen und gegen sie isolierten Arm 161 ! angeschlossen. Wenn diese Welle in die Kupplungsaussehaltstellung geschwenkt wird, dann wird der Arm 161 mit einem Kontakt 162 in Verbindung gebracht, wodurch das Solenoid unter Strom gesetzt wird. Der Stromkreis wird hiebei durch eine weitere Kontaktvorrichtung 163, die durch eine Nocke der Wählernockenwelle 51 geschlossen wird, geschlossen.
Der dem Solenoid 149 zugeführte Strom wirkt auf den Kolben 148 und führt die Schliessung der Drossel herbei, bewirkt aber auch gleichzeitig die Bewegung der Stange 150, die Lösung der Kontakte 154 und damit die Serienschaltung des Widerstandes 155 zum Solenoid 149. Durch diesen Vorgang wird die magnetische Wirkung des Sole-
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zurückzubringen, d. h. sie allmählich wieder zu öffnen, während das teilweise unter Strom gesetzte Solenoid inzwischen eine stossdämpfende Wirkung ausübt. Während der Gesehwindigkeitserhöhung des Motors, die auf die allmähliche Öffnung der Drosselfolgt, wird ein Rädersatz eingeschaltet, worauf die Schwenkung der Welle 50 in die Einschaltstellung die Stromzuführung zum Solenoid 149 unterbricht.
Während der oben beschriebenen Stromzuführung zum Solenoid 149 führt gleichzeitig das Auftreffen des Armes 161 auf den Kontakt 162 zum Anschluss der Batterie 160, an das Solenoid 64, welches das hydraulische Ventil steuert, das seinerseits darauf hinwirkt, die Welle 50 aus der Getriebeausschalt- stellung wieder in die Getriebeeinschaltstellung zu bringen, wobei überdies die Schliessung dieses Stromkreises von der Herstellung eines Kontaktes durch die eine oder die andere der den einzelnen Kupplungen zugeordneten Fühlvorrichtungen abhängig ist.
Sobald die Einschaltstellung in der zur Zeit in Betrieb befindlichen Fühlvorrichtung erreicht ist, fliesst ein Strom durch das Solenoid 64 und ruft eine Versetzung des Scheibenventils 58 hervor, das sodann dem Zylinder 55 Öl unter Druck zuleitet und dadurch den Kolben veranlasst, die Welle 50 in die Getriebeeinschaltstellung zu schwenken.
Die Nocken 141, 742, 87 sowie 74 und 87 auf der Wählernockenwelle 51 sind im Winkel zueinander versetzt, so dass sie jeweils einzeln in der vorgesehenen Reihenfolge auf die ihnen zugehörigen Organe zur Kupplungsbetätigung einwirken. Derart ist es nicht nur ausgeschlossen, dass zwei nicht zusammengehörige Rädersätze gleichzeitig eingeschaltet werden, sondern es kann auch der Wechsel von einem niedrigen zu einem hohen Übersetzungsverhältnis nur so erfolgen, dass die Schaltvorrichtung die ver- schiedenen Zwischenstufe der Reihe nach durchläuft.
Die Anwendung der Erfindung ist keineswegs auf die beschriebene Getriebebauart beschränkt ; die erfindungsgemässen Einrichtungen lassen sich vielmehr in gleich vorteilhafter Weise auch auf andere Ausführungsformen von Wechselgetrieben anwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätig schaltendes Zahnräderwechselgetriebe, gekennzeichnet durch Einrichtungen (22 und 34, 35), die einerseits eine von der Geschwindigkeit der Antriebswelle (1) abhängige, anderseits eine, dem Widerstandsdrehmoment der angetriebenen Welle (12) proportionale Kraft derart auf eine Schaltvorrichtung (28, 29, 30) übertragen, dass die Kräfte einander an der Sehaltvorrichtung (28-30) entgegenwirken, wodurch diese die Umschaltungen der Getriebeübersetzung selbsttätig vornimmt.
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Automatic gear change gearbox.
The invention relates to the control of gear change transmissions with spur gears to be shifted by clutches, brakes or the like, in particular for motor vehicles, through which the gear ratio can be changed after removal by the operator (driver) or automatically depending on the ratio between the drive (motor ) speed and the torque resulting from the load on the power shaft of the transmission.
For the automatic change of the translation, devices according to the invention are provided in the gearbox which, on the one hand, apply a force that is dependent on the speed of the drive shaft and, on the other hand, a force proportional to the drag torque of the driven shaft. device transmitted so that these forces counteract each other on the switching device, so that this shifts the gear ratio up or down automatically, depending on which of the forces is growing, and further in such a way that if a reversal of the torque in the driven shaft takes place, d. H. when the driven shaft becomes the driving shaft, the two mentioned forces are not added together.
The shifting device mentioned is in fact flexibly connected to those organs which control the actual gear change shifts and can therefore easily adapt to any fluctuations in one or the other of the two forces. However, the device only actuates the transmission ratio switching device when it is sufficiently adjusted. In addition, means are also provided to lock the movement of the control members if there is a sudden reversal of the torque, e.g. B. with sudden slowdown.
The change gear according to the invention is also set up so that shifts can only be made to the next higher or the next lower gear, so that a sudden change from a low to a high gear ratio or vice versa, bypassing the intermediate stage, is excluded.
Furthermore, according to the invention, devices are provided in the transmission which ensure easy and safe disengagement of the clutch parts by initially relieving them of the drive torque; at the same time, sensing devices come into effect which facilitate the engagement of the coupling parts in that they cause the coupling of the parts to be connected at the time when the relative movement of these parts is reversed.
According to the invention, both manually operated and automatically acting switching devices are provided in the improved change gearbox, which can be brought into action individually or jointly at the discretion of the driver. Regardless of whether the manually operated or the automatically acting switching element is in operation, the actual gear ratio changes, apart from the presetting of hand levers, are carried out by automatic devices.
With particular advantage, the invention can be applied to a change gearbox with planetary gears, in which individual gears or several of the same z. B. by means of friction brakes, coupling devices od. Like. Are connected.
The one used to transmit a force dependent on the rotational speed of the drive shaft
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The device preferably consists of a pump which delivers a liquid under pressure to a cylinder with a movable piston acting on the switching device. An adjustable relief valve is used to regulate the range within which the fluid pressure fluctuates. Instead of this device, however, an electric generator driven by the drive motor (vehicle engine) can also be used, the current of which is fed to a solenoid or a similar device acting on the switching device.
The device for generating a force proportional to the resistance torque of the driven shaft can consist of a screw and a nut, a planetary gear or a similar device, which is inserted into the driven shaft.
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fluctuates.
So that the control device, which effects the actual gear shifting in the gearbox, can be operated arbitrarily or by the automatically acting shifting device, a clutch with two independent, primary clutch parts is provided, one of which with the arbitrary, e.g. B. by hand, to be operated control device, the other is connected to the automatic switching device. The secondary coupling part, on the other hand, which can optionally be connected to one or the other of the primary parts, is connected to the device which brings about the actual gear change.
The arrangement is made so that when the automatic switching device is in operation, the same carries out all gear shifts that are required with regard to the motor speed and the torque of the driven shaft, u. between above the transmission ratio to which the manual shift lever is set.
Is z. For example, assuming that the manual shift lever is in the neutral position, the transmission can be changed automatically over the entire range from first to last gear, both up and down, whereas if the manual shift lever is set up for four forward gears
Transmission - is left in the position for third gear, the automatic changeover will only occur between third and last gear. If desired, however, the automatic shifting can also be disabled by blocking the shifting device, whereupon all gear shifts are carried out by adjusting the manual shift lever. The actual switching processes, however, are also brought about in this case by automatically operating devices.
The drawing illustrates the invention for example, u. Zw. Fig. 1 is a side view of the transmission in section on two levels, with certain details for the sake of clarity. are omitted, FIG. 2 shows a diagrammatic representation of the main parts of the transmission and the automatic shifting device; FIG. 3 shows a longitudinal section through the hydraulic device acting on the automatic shifting device; Fig. 4 shows separately in side view the parts that serve to transmit a force proportional to the torque of the driven shaft to the switching device,
FIG. 5, however, shows a modified embodiment of the device for transmitting the
Torque of the driven shaft;
6 is a perspective view of the selector camshaft
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Scale, showing part of the spiral groove in the selector shaft; 7 and 8 show, in front and side views, partly in section, a hydraulic servomotor for actuating the selector shaft; Fig. 9 shows the control device for actuating the valve of the servo motor according to Figs. 7 and 8; 10 and 11 are side views, partly in section, of one of the fork connecting the dog clutches to the shift shaft in the disengaged and engaged positions, respectively; FIG. 12 shows, in side view, one of the band brakes together with its actuating device; FIG. 13, also in side view, shows an embodiment of the sensing devices which determine the instant at which the associated clutch is to be engaged;
FIG. 14 shows a modified embodiment of the sensing device and FIG. 15 is a diagrammatic representation of the parts of a third embodiment of the sensing device, which is particularly suitable for use in immediate gait; 16 is a diagram of a flexible coupling by means of which the shifting movements to the selector camshaft can be transmitted either from the manual shift lever or from the automatic shifting device; Figures 17-19 illustrate details of the coupling of Figure 16;
Fig. 20 is a partially diagrammatic, partially schematic representation of the engine throttle control device and the device for automatically regulating the engine speed; and finally, Fig. 21 is a diagram of the manual control devices suitable for use with the improved transmission.
The embodiment of the subject invention shown in Fig. 1 of the drawing is based on a planetary change gear. The drive shaft 1, which is directly or indirectly connected to the motor or the main drive, carries a star 3 within the housing 2 on which, parallel to the main shaft, several (preferably no more than three) spindles 4 are arranged, each of which has a set around the spindle rotatable gears 5, 6, 7, 8, 9 coupled to one another in rotation. In the extension of the drive shaft 1 there is a shaft 10, the front end of which (on the right in FIG. 1) is carried by a bearing provided in the star 3 and which near this end carries a sun gear 11 which is permanently in engagement with the planet gears 5.
The other end of the shaft 10 is grooved and coupled to the driven shaft 12 by the means described below. Concentric on
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of the shaft 10 and mounted on top of one another, there are four independently rotatable hollow shafts 13, 14, 15 and 16, which carry toothed sun gears that mesh with the planetary pinions 6, 7, 8 and 9, respectively.
The hollow shafts. 13, 14 are equipped with claw coupling rings 131 and 141, each of which for
Blocking of the associated sun gear can be brought into engagement with a displaceable, but non-rotating claw coupling part17. The hollow shafts 15, 16, on the other hand, carry brake drums 18, 19 which, as FIG. 12 shows, are provided with band brakes, by means of which one or the other drum can be stopped.
On the central shaft 10 and on the innermost hollow shaft 13, cooperating claw coupling parts 20, 21 are provided, by means of which these shafts and the associated sun gears can be coupled, whereby the direct transmission through the transmission is effected as a so-called fourth gear (Fig. 1).
The sun and planetary gears used in the transmission also have a transmission ratio such that when the hollow shaft 13 is stopped in the shafts 10 and 12, a forward gear of less
Speed is achieved, hereinafter referred to as third gear. When the hollow shaft 13 is released and the next larger shaft 14 is blocked, an even slower drive, the second gear, is achieved in the shafts 10, 12. By releasing shaft 14 and blocking shaft 15, the slowest, first gear is achieved.
For the reverse drive, the sun gear 16 is stopped by braking the friction drum, whereby the wheel 11 is set in reverse rotation.
The arrangement of the planetary gear and its mode of operation do not require any further explanation.
In the following, therefore, only the devices according to the invention are described which are used to control the transmission.
A device is provided within the gear box by means of which a force is drawn from the main drive shaft to control the automatic gear change, the magnitude of which depends on the speed of the drive shaft. In the present embodiment, this device consists of a hydraulic pump 22 which, set in motion by the drive shaft, delivers oil under pressure from the lower part of the gearbox to a pipe 23 (FIG. 2), which releases the oil after a certain pressure has been exceeded can flow through a relief valve 24 (Fig. 2), which, according to the operating conditions, is to be loaded.
The oil is passed through a pipe 25 into a valve chamber 26 (FIG. 3) which contains a rotatable disc valve 27 which, depending on its setting, transfers the oil to one or the other of two opposing cylinders 28, which are provided with a double-ended piston 30, 29 leads. When the transmission is made operational by the automatic device, the pressurized oil is delivered to the cylinder 28, while the other cylinder is able to discharge any oil therein through an outlet 31 controlled by a spring loaded valve 31 . This. is usually lifted from its seat by a lever 32, but can fall back on the seat if the piston 30 suddenly enters the cylinder 29.
The intermediate shaft 10 and the driven shaft 12 are connected by a coupling device which generates a pressure corresponding to the transmitted torque in the axial direction of the shafts. In the present embodiment, this device consists, for. B. from a screw and a nut. As shown in FIGS. 1 and 4, the rear end of the shaft 10 is grooved at 33 and carries a screw sleeve 34 which is freely displaceable axially thereon, the outer thread of which cooperates with a nut 35 which is fastened to the driven shaft 12. A sleeve 36 (FIGS. 1 and 2) which surrounds the nut 35 is connected to the screw sleeve 34 located in the nut by means of pins 37 which reach through slots 38 in the nut 35.
It can thus be seen that when the drive is transmitted from the intermediate shaft 10 to the shaft 12 in the forward direction, the displaceable screw sleeve 34 is moved away from the shaft 12 by a force proportional to the transmitted torque.
Above the device just described is a shaft 39 (FIG. 2) which carries a fork 40 engaging in the sleeve 36 and an arm 41, the end of which engages in a recess of the piston 30 operating in the hydraulic cylinders 28, 29. When the cylinder 28 is under the pressure of the hydraulic pump 22, then the force of the oil pressure exerted on the piston 30 and the force exerted by the shaft 12 on the fork 40 counteract each other, so that the position of the shaft 39 is predominantly Force is determined.
The shaft 39 with its associated parts thus forms a switching device, through the effect of which the respective required shifts of the gear ratio up or down, depending on the relative size of the engine speed and the torque or resistance of the driven parts, are automatically triggered. If the pressure resulting from the drag torque z. B. changes its direction as a result of a sudden reduction in the speed of the drive motor or if the vehicle wheels temporarily run away, this pressure is not opposed to the pressure corresponding to the motor speed, but is added to the latter.
A sudden movement of the piston 30 then causes the valve 31 (FIG. 3) to close, the tension of the valve spring being overcome and any sudden movement of the switching device being brought to a standstill.
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Instead of the device described, consisting of screw and nut, however, can be used for
Coupling of the shafts 10, 12 z. B. also a planetary gear according to FIG. 5 can be used.
This comprises sun gears 43, 44, which are fastened on the shafts 10 and 12, respectively, and planet gears 45, 46, which are carried by a star 47 which can execute a limited oscillating movement.
For the purpose at hand, the gear must have a greater or lesser ratio than 1: 1 so that a pronounced reaction, which represents a measure of the torque, is achieved. The swing star 47 can with the remaining parts of the balancing device by any means, for. B. by rods 48, 49 connected.
A clutch engaging and disengaging shaft 50 and a selector cam shaft 51 (FIG. 6) are used to control the dog clutches and band brakes by means of which the transmission ratio of the transmission is changed. These shafts are arranged close to one another parallel to the main axis of the gear unit. A rocker arm 52 is attached to the shift shaft 50, at the opposite ends of which the pistons 53, 54 (FIGS. 7 and 8) act in two hydraulic cylinders 55, 56 of a servo motor.
The cylinders 55, 56 are connected to a valve chamber 57 through openings which are controlled by a pivotable disc valve 58 which, in its extreme positions, allows oil to flow into one or the other cylinder under pressure, while the opposite cylinder is connected to an outlet opening at the same time becomes. The pressurized oil is fed to the servomotor by a special pump, not shown in the drawing, which is operated by the main drive; the cylinders 55, 56 have outlet openings in their side walls in order to relieve the system of high pressures when the shaft 50 swings into the extreme switching position.
This second oil network can be regulated by an adjustable relief valve, also not illustrated, in such a way that a certain part of the oil is released when the friction brakes are actuated. The disk valve is actuated by a spindle 59, which extends through the cover of the valve chamber and carries a lever 60 on the outside, which can execute a limited oscillating movement between stop pins 61, 62 (FIG. 9).
One end of the lever 60 is connected to the movable core 63 of a solenoid 64, while the other end of the lever 60 engages a lever 65 which is continuously pressed by a spring 66 against a cam disk 67 seated on the selector camshaft 51. In this way, when the shaft 51 and the cam disk 67 are rotated through a sufficiently large angle, the lever 65 is pivoted, this swiveling the arm 60 and the disk valve from the position according to FIG. 9 into the opposite extreme position according to FIGS. 7 and 8 twisted.
When the disc valve 58 is in the position shown in Figures 7 and 8, the oil enters the cylinder 56 under pressure, lifting the piston 54 of the servomotor and pivoting the shaft 50 so that any through this shaft is previously in operative position held claw clutches or band brakes are decoupled or released, whereby the transmission is in its neutral position; if another gear ratio is to be switched on, the disc valve is returned to its previous position by subjecting the solenoid 64 to an electrical pulse, as explained in more detail below.
So that the shaft 50 causes the various gear sets to be switched on and off as required, it is equipped with sliding forks 70 (FIGS. 10 and 11) for actuating the claw clutches 21 and 17 and with two crank arms 80 (FIG. 12) for actuating the with the Drums 18 and 19 equipped with switchable band brakes. As FIG. 1 shows, the non-rotating claw coupling member 21 is switched off by being shifted to the left, but brought into engagement with the part 20 by being shifted to the right.
On the other hand, the claw non-rotating clutch member 17 can be brought into engagement by shifting to the left with the clutch part 131 by shifting to the right with the clutch part 141; however, it can also assume the central position illustrated in FIG. 1, in which the coupling part 17 is out of engagement with the two parts 131 and jM.
The claw coupling parts 21 and 17 are arranged such that they can be actuated by one or two forks mounted on the shaft 50 (FIGS. 10 and 11). Each fork 70 is connected to a hub 71 which surrounds the shaft 50, and furthermore carries a pivotable bolt 72 with a locking lug 73. The lug 73 engages through a slot provided in the hub 71 into a spiral groove 76 of the shaft 50, when the latch 72 is depressed by the action of the associated cam 74 of the selector camshaft. When the tip of the cam 74, as shown in FIG. 10, releases the latch, a spring 75, which is attached to the rear part of the latch 72 and to the hub 71, lifts the locking lug 73 off the shaft 50, so that the shaft 50 can be set in rotation without affecting the fork.
When the locking lug 73 engages in the spiral groove 76, on the other hand, each revolving movement of the shaft 50 will result in a displacement of the associated hub 71 and the fork 70.
The shaft 50 now performs a pendulum rotation under the action of the pistons 53, 54 of the servomotor and, in the rest position, assumes one or the other of its two extreme positions, which are used as clutch engagement or clutch engagement. Clutch disengagement position are designated. In FIG. 10, the shaft 50 is shown in the clutch disengaged position, whereas in FIG. 11 it is shown in the clutch engaged position. The shaft rotation cannot be seen here, since the sectional plane of the figures is offset by a distance corresponding to the course of the fork 70.
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In order to prevent the locking lug 13 from disengaging from the spiral groove 76 while the fork is in the offset position, the bolt 72 is provided with an extension 77 which, after the bolt is depressed and when the fork 70 is moved, under a bolt 18 fixed in the housing slides. Thus, while the extension 77 engages under the bolt 18, the bolt 72 is prevented from going up; but if the hub 11 with the fork 70 is returned to the clutch release position, the extension 77 moves out of the area of the bolt 18 again and thus enables the bolt to exit the spiral groove 76 of the shaft 50.
When the shaft 50 is in the clutch disengaged position, the depth of the is sufficient
Groove 76 under the nose 73 of the bolt 72 is not enough to allow the tip of the cam to pass the bolt until the fork and the bolt perform the lateral transverse movement, whereupon the cam can proceed again. The spiral grooves 76 are therefore, as FIG. 6 a shows, cut out considerably deeper at their outermost rear ends, so that, if necessary, the camshaft 51 can be returned to the idle position quickly and immediately by first moving the shaft 50 a little above its normal clutch disengaged position is twisted out, whereupon those parts of the grooves below the bolts will be deep enough to allow the cams to pass the bolts.
The device according to FIGS. 10 and 11 is used to actuate the claw coupling 21. A similar device is also provided for operating the claw coupling 17, but the shaft 50 is in the area of this device with a view to the necessity of two displacement movements with one left and one each a right-hand groove 161 or 762 executed (Fig. 6) and the hub of the fork is provided with two bolts 72, which can be optionally pressed down by two cams 741 and 742 of the shaft 51. The arrangement is therefore able to move the fork mentioned to the left or to the right or to bring it back into the central position.
The friction brakes used to control the drums 18, 19 are also identical to one another, so that only the control device for the drum 18 is described and illustrated (FIG. 12).
The brake has two friction members 81 which are connected to one another by a compensating device 82, the leverage of which is so dimensioned that only a small force is required to bring the band brake into effect. The friction members 81 are connected to a shift lever 83, which in turn is connected by means of a handlebar 84 to a crank arm 80 which is on the
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connected, which can be brought into switching engagement with a recess 86 of the shaft 50 by means of a cam 87 mounted on the shaft 51. The arrangement and the circuit of the lock 85 corresponds to that of the previously described device 72 (FIGS. 10, 11), except that it engages in a simple recess 86 in the shaft and thereby causes the crank arm 80 to perform a partial rotary movement when the shaft 50 is pivoted execute.
In this case, it is ensured that the latch, in its depressed position, establishes the electrical connection to a contact tongue 88 for a purpose explained below.
The friction brake acting on the drum 19 for the reverse gear corresponds to that just described; its effect is based, among other things, on the recess 861 in the shaft 50, the cam 871 on the shaft 61 and the contact tongue 881 (FIG. 6).
To set a specific transmission ratio, the non-rotating dog clutch part 17 is to be brought into engagement with a rotating part 131 or 141; it is therefore desirable that the relative rotational movement between the parts to be coupled is zero or only very small before the claws are switched on. According to the invention, devices are now provided by means of which the speed of the main shaft is brought to a low value before the undertaking of gear shifts and is then gradually increased; on the other hand, the deactivation of one gear ratio takes place at a time when the main shaft begins to lose its previous speed, while the activation of the next gear is delayed until the parts to be coupled either stand still or rotate at the same speed.
In a transmission of the present embodiment, when switching successively several sun gears of graduated diameter are to be stopped in order to obtain the different gear ratios, a lowering of the motor speed and a subsequent increase in speed when the transmission is triggered or in the neutral position means that the next sun gear to be engaged will initially reverse rotates, then slows down and then runs forwards if it is not held in place at a favorable moment by engaging its associated clutch.
In order to determine the moment at which the change in direction of the rotation in the wheel takes place and thus to determine the moment that is favorable for engaging the claw clutch, testing or sensing devices (FIG. 13) are provided in connection with the claw coupling parts 131 and 141. Such has z. B. on a light friction element 90, which can be raised or lowered in order to bring it into or out of engagement with the rotating part 131 by means of a lever 91 which is actuated by a cam 92 mounted on the camshaft 51. The friction element 90 is loose
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connected to a spring-influenced slide rod 95 which carries a contact piece 96 which comes into contact with a contact tongue 97 in the one extreme position of the rod.
The arrangement of the device is such that when the coupling part 131 is to be brought into engagement with the fixed coupling part 17, the motor throttle is initially closed and later only gradually opened again. Simultaneously with the throttle closure of the motor, the cam 92 pivots the lever 91 and thus presses the friction body 90 against the rotating coupling part 131. If it is assumed that both the driving and the driven shaft are in motion, the coupling part 131 and the associated sun gear will rotate in the forward direction in the direction of the arrow 98 when the motor is running slowly, while the electrical circuit controlled by the contacts 96,97 remains open.
On the other hand, as the engine speed increases, the forward running of the coupling part 131 will gradually cease and be converted into a rotation in the direction of the arrow 99. As soon as this change of direction occurs, the friction body 90 is moved on the pins 93, whereby the contacts 96, 97 come into contact. The electrical current closed by the contacts 96,97 now triggers those devices which bring about the clutch application.
14 shows a modified embodiment of the device described earlier, which differs from that according to FIG. 13 in that the friction member 90 is designed as an electromagnet and, after a current is supplied to the winding 100, it comes into switching engagement with the rotating coupling part.
A device similar to that according to FIG. 13 or FIG. 14 is also provided in connection with the rotating coupling part 141.
In cases in which both clutch parts to be switched rotate, such. B. the parts of the coupling 20, 21, a sensing device of a different design is used (Fig. 15). Such a sensing device, which is not illustrated in Fig. 1 for the sake of clarity, is, for. B. to think arranged following the friction wheel 18 so that it determines the occurrence of the change in direction of the relative movement between the hollow shafts 14 and 15. For this purpose, the device according to FIG. 15 has a disk 101 which is grooved on the hub of the coupling part 141, and moreover a second disk 102 which is attached to the hub of the adjacent friction wheel 18.
On the inside of the disk 101, which faces the disk 102, a friction ring 103 is mounted so that it can execute a limited rotational movement with respect to the disk 101, a spring 104 acting on the friction ring 103, which moves the ring into one of its outermost ones Seeks to bring positions. An insulated slip ring 205 is provided on the circumference of the disk 101, against which an electrical contact brush 106 is pressed. Another contact device 107 mounted on disk 101 is provided upon engagement with a projection 108 on friction ring 103 for grounding the slip ring and thus for closing the switching circuit which causes clutch 20, 21 to engage when current flows through.
The friction ring 103 is usually spaced from the opposing disk 102, but comes into contact with the disk 102, if necessary, by the action of an oscillating shaft 109 with arms pressing against the disk 101. Shortly before the outermost gear is engaged, these two disks are therefore initially pressed against one another by means of the oscillating shaft 109, while the engine throttle is closed at the same time. While the motor speed is low, the relative rotation between the disks will keep the friction ring 103 in the extreme position shown in FIG. 15 in which the switching circuit comprising the slip ring 105 and the contacts 106, 107 is kept open.
During the. Subsequent increase in the speed of the motor, however, the relative rotation of the disks 101, 102 will gradually cease and finally a change in direction of the relative rotation will occur; as a result, the friction ring 103 is moved into its opposite extreme position, in which the projection 108 acting on the contact 107 effects the grounding of the slip ring 105, which causes the clutch to collapse.
The clutch selector shaft 50 can thus be controlled by the selector camshaft 51, which serves to selectively engage or disengage the clutches that are considered for a change. to select.
The selector camshaft 51 itself is actuated either automatically by means of the switching device according to FIG. 2 or by a hand lever or by both means together.
Fig. 21 shows a segment-shaped switch box 111 with two Ha. And levers 112, 113. This box can be provided next to the control column or at another location that is easily accessible for the driver. The lever 112 connected to the switching device has two switching positions, in one of which the automatic switching device is switched on, while in the other position it is inoperative. This lever is connected by a device (not shown) to the disc valve 27 which controls the supply of pressurized oil to the cylinders 28, 29 (FIG. 3).
As soon as the automatic switching device is effective, the oil delivered under pressure by the pump 22 (FIG. 1) is introduced into the cylinder 28, the lever 32 at the same time partially relieving the spring of the tendon valve 31 and the inlet and outlet of the oil from the opposite cylinder 29, although any sudden flow of oil from outside the cylinder through the valve 31, which automatically returns to its seat, is stopped.
When the hand lever 222 is moved into the position according to FIG. 21, the disc valve 27 (with respect to FIG. 2) is rotated clockwise to a position in which the oil is delivered under pressure to the cylinder 29, but the cylinder 28 on the opposite side through an outlet opening 281
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is emptied; Furthermore, the lever 32 is brought into a position in which it holds the valve 31 on its seat. The piston 30 then slides into the cylinder 28 and is retained therein not only by the oil pressure but also by the reaction resulting from the torque of the driven shaft 12.
The other lever 113 in the shift segment box, which is intended for manual control of the change gears in the gear box, has several working positions which, in the present example, correspond to reverse gear, neutral gear, first, second, third and fourth forward gear.
This lever is connected to a shaft 114 by means of a crank arm 115 (FIG. 2) and other means (not shown). The switch box can also carry an indicator board 117 which is provided with several cutouts 118 which are assigned to the lever positions corresponding to the various ratios , an electric lamp 119 being provided in each cutout, which lights up when the transmission is in the state indicated by the associated indicator.
The electric current for lighting these lamps can be controlled by contact devices (not shown) which can be operated by the movable forks and arms provided for switching the various clutches and brakes on and off.
The connection of the arm 41 of the switching device to the selector camshaft 51 as well as the connection of the hand lever 113 to the selector camshaft is carried out by an elastic coupling according to FIGS. 16-19. This coupling has two drive disks 120, 121, which are loosely on the shaft 114
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the shaft 114 is attached, which, as already mentioned, can inevitably be set in rotation by the hand lever 113, although such a rotation does not need to be transmitted directly and immediately to the drive pulley 121. Next to the drive pulley 120 is a crank arm 127 which can rotate freely around the shaft 114 and is connected to the drive by shock springs similar to those described above. The arm 127 is connected by a rod 128 to the arm 41 of the automatic balancing device.
The driven disk 122 carries a pivotably mounted claw 130 on its periphery, by means of which the disk 122 can be effectively coupled to one of the two drive disks 120, 121.
For this purpose, the two drive disks 120, 121 are provided on their circumference with an incision 131, the front boundary surface of which has a rounded portion 132, while its rear boundary 133 is angular and somewhat over the remaining circumference of the disk in which the incision 131 is arranged, protrudes. Each drive pulley also has a spring bolt 134 at the bottom of its notch 131, which endeavors to urge the claw 130 out of its position when it engages in the notch 131. The lower front edge 135 of the oscillating claw 130 is also rounded, as shown in FIGS. 16, 19.
If the notches 131 of the disks 120, 121 are offset at an angle, the circumference of one disk which engages under one end of the oscillating claw 130 brings the opposite end of the claw into effective connection with the incision 131 of the other disk .
In the position of the device according to FIG. 16, the drive disk 121 is inevitably connected to the disk 122, so that both disks 121, 122 must rotate together. If, however, the drive disk 120 or the two disks 121, 122 come into a position in which the two incisions 131 come to lie one above the other, the oscillating claw 130 is temporarily brought into the central position. Should the relative rotation of the disks, by which the incisions 131 are displaced in the opposite direction with respect to their position according to FIG. 16, continue, then the pawl 130 is pivoted into locking engagement with the incision 131 of the drive disk 120 and simultaneously out of connection with the drive disk 121 solved.
Thus that of the two drive disks 120, 121, the incision 131 of which precedes the other, has an influence on the driven disk 122.
In order to shift the transmission from a lower to the next higher speed, this clutch is set in motion clockwise either by the hand lever 113 acting via the arm 115 or by the automatic switching device acting via the arm 127; 16 shows the clutch in that position in which the selector camshaft 51 is operated by the manual control 113, while the automatic switching device is initially ineffective or only slightly effective since the torque of the driven shaft far exceeds the engine speed.
It has already been mentioned that, if the gear ratio is to be changed, the motor speed is temporarily reduced in order to free the transmission from the torque and thus facilitate the disengagement of the gear set that was in operation up to that point, and is later gradually increased by the to achieve a favorable gait for engaging the next set of wheels. The arrangement according to FIG. 20 serves this purpose, according to which the gas foot lever. M. 2 supporting shaft 140 and a further control arm 142 are connected to the throttle control rod 143 via a three-part coupling 144 which corresponds generally to that illustrated in FIG.
The spring 145 acts on the shaft 140 and causes the throttle to close when the foot lever 141 is released,
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while another control arm 142 is moved by a spring 146 in the sense of the throttle opening: and moreover via a link 147 with a piston 148 which is movable in a solenoid 149. The coupling 144 is arranged in such a way that that of the two control members which, according to its position, tends to close the throttle the most, takes over the control of the throttle rod 143.
Since the arm 142 is thus usually held in the position shown by the spring 146, the accelerator pedal will generally perform the full shifting of the throttle; However, if the arm 142 is pulled to the right by the action of the solenoid 149 on the piston 148, the throttle closes regardless of the position of the foot lever 141.
A displaceable rod 150 is arranged near the piston 148 and has two extensions 151, 152 at a distance from one another, on which a finger 153 attached to the piston 148 can act during its movements to and from the solenoid 149. In one position of the rod 150, the same effects the electrical connection between two contacts 154, while in its other position it cancels this connection. The electrical contacts 154 are bridged by a shunt resistor 155 and are connected in series with the solenoid 149.
The energy source for these electrical control circuits, e.g. B. the battery 160 (Fig. 6) is grounded at one pole, with the other pole on an arm 161 carried by the clutch switching shaft 50 and isolated from it! connected. When this shaft is pivoted to the clutch disengaged position, the arm 161 is brought into communication with a contact 162, thereby energizing the solenoid. The circuit is closed by a further contact device 163, which is closed by a cam on the selector camshaft 51.
The current supplied to the solenoid 149 acts on the piston 148 and closes the throttle, but at the same time causes the movement of the rod 150, the release of the contacts 154 and thus the series connection of the resistor 155 to the solenoid 149. Through this process, the magnetic effect of the brine
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bring back, d. H. gradually opening them again, while the partially energized solenoid meanwhile has a shock-absorbing effect. During the increase in speed of the motor following the gradual opening of the throttle, a set of wheels is switched on, whereupon the pivoting of the shaft 50 into the switched-on position interrupts the power supply to the solenoid 149.
During the above-described power supply to the solenoid 149, the impact of the arm 161 on the contact 162 for connecting the battery 160 to the solenoid 64, which controls the hydraulic valve, which in turn acts on it, causes the shaft 50 to move out of the gearbox disengaged position again to bring into the gear engagement position, the closure of this circuit is also dependent on the establishment of a contact by one or the other of the sensing devices assigned to the individual clutches.
As soon as the on position is reached in the sensing device currently in operation, a current flows through the solenoid 64 and causes a displacement of the disc valve 58, which then feeds oil under pressure to the cylinder 55 and thereby causes the piston to move the shaft 50 into the To pivot gear engagement position
The cams 141, 742, 87 as well as 74 and 87 on the selector camshaft 51 are offset at an angle to one another so that they each act individually in the intended sequence on the organs associated with them for clutch actuation. In this way it is not only excluded that two sets of wheels that do not belong together are switched on at the same time, but the change from a low to a high gear ratio can only take place in such a way that the switching device goes through the various intermediate stages in sequence.
The application of the invention is in no way limited to the type of transmission described; Rather, the devices according to the invention can also be used in an equally advantageous manner in other embodiments of change gears.
PATENT CLAIMS:
1. Automatically shifting gear change transmission, characterized by devices (22 and 34, 35) which, on the one hand, apply a force which is dependent on the speed of the drive shaft (1) and, on the other hand, a force proportional to the resistance torque of the driven shaft (12) in such a way on a switching device (28, 29, 30) transmit that the forces counteract each other on the holding device (28-30), which automatically switches the gear ratio.