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Selbsttätige Gangschalteinrichtung für ein Mehrganggetriebe mit mindestens einem Strömungswandlergang, insbesondere für Schienenfahreuge
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punkte zu erhalten. Bei Anwendung für Wandler-Kupplung-Getriebe ergibt sich ausserdem noch der Vor- teil, dass für Teillastbetrieb die Schaltpunkte derart verlegt werden, dass eine niederere Lage der Um- schaltpunkte erreicht wird als bei reinen Wandlergetrieben. Hiedurch ist es möglich. bei Teillastmitder wirkungsgradgünstigeren Kupplung in einem grösseren Geschwindigkeitsbereich als bisher zu fahren.
Durch entsprechende Wahl der Hebelübersetzung können ferner die Hauptelemente der Schalteinrich- tung, nämlich der Fliehkraftschalter, die Schalterfeder und das Primärbeeinflussungsorgan in ihrer Wirkung leicht aufeinander abgestimmt werden. Dadurch ist es möglich, bei allen Getriebetypen und-grossen die vorgenannten Hauptelemente der Schalteinrichtung in gleicher standardisierter Ausführung zu verwenden, was eine Verringerung der Lagerhaltung und eine wesentliche Senkung der Kosten ergibt.
Des weiteren weist die erfindungsgemässe Schalteinrichtung einen einfachen Aufbau und vor allem leichte Zugänglichkeit der einzelnen Schalterelemente auf, was für das Beheben von Störungen und bei Reparaturen vorteilhaft ist. Ausserdem kann man bei der Auslegung der Schalterfedern viel freizügiger vorgehen, da sie im Fall besonders grosser Abmessungen ohne weiteres ausserhalb des eigentlichen Fliehkraftschalter-Gehäuses untergebracht werden können.
Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung für Schalteinrichtungen mit mindestens drei Gängen (d. h. also mit mindestens zwei Gangwechseln) und einer der Gangwechselzahl gleich grossen Anzahl von Schalterfedern anwenden. Hiebei werden in üblicher Weise die zweite bzw. dritte Schalterfeder usw. erst vom zweiten bzw. dritten Gang usw. an gegen die Verstellkraft des Fliehkraftschalters wirksam. In diesem Falle werden nach einer Weiterbildung der Erfindung für die zweite und für jede weitere Schalterfeder je ein weiterer Schwenkhebel vorgesehen, dessen Übersetzungsverhältnis für die geforderte Hysterese des zu- gehörigen Gangwechsels ausgelegt ist.
Die letztgenannte Ausführung gestattet es, die Schalthysterese für jeden der Gangwechsel individuell festzulegen. Dies ist vor allem deshalb vonBedeutung, weil dieüblichenFliehkraftschalter mit zunehmender Drehzahl auch grössere und oft sogar unerwünscht grosse Hysteresewerteergeben, während z. B. die Um- schaltpunkte zu höheren Gängen mitKupplungen gerade kleine Hysteresewerte erfordern, u. zw. mit Rücksicht auf die Drehzahldrückung des Antriebsmotors. Mit Hilfe der Übersetzungshebel lassen sich nun die Umschaltpunkte - sei es nun zwischen zwei Wandlergängen oder aber zwischen einem Wandler- und einem Kupplungsgang - derart festlegen, dass dabei optimale Wirkungsgrade erzielt werden.
Die Fliehkraftschalterspindel, die Schalterfedern und das Primärbeeinflussungsorgan können ohne Schwierigkeit eine den jeweiligen Erfordernissen entsprechende gegenseitige räumliche Lage erhalten, sie können also gegeneinander versetzt sein oder aber mit ihren Längsachsen im rechten Winkel zueinander stehen und dann über einen Winkelhebel verbunden sein. Eine zweckmässige Anordnung besteht darin, dass die Schalterfeder bzw. -federn auf einer zur Fliehkraftschalterspindel parallelen Spindel angeordnet sind. Ferner ist es aus baulichen Gründen sehr vorteilhaft, die Schalterfeder bzw. Schalterfedern und das Primärbeeinflussungsorgan auf einer gemeinsamen Spindel anzubringen.
Die erfindungsgemässe Ausbildung eignet sich ferner sehr vorteilhaft dazu, einen für alle Schalterfedern gemeinsamen Abstützfederteller anzuordnen und diesen zwecks gleichzeitiger Änderung der Spannung sämtlicher Schalterfedern mittels eines leicht zugänglichen. Verstellelementes, etwa mit Hilfe eines Verstellknopfes od. dgl. verstellbar zu machen.
Im praktischen Betrieb hat sich in Übereinstimmung mit den theoretischen Überlegungen gezeigt, dass es zweckmässig ist, die Schaltpunktverlegung von Vollast herab bis zu einer Teillast von etwa 25 % der Vollast zu beeinflussen. Einer Teillast von 25 % entsprechen nun etwa 40 % des maximalen Getriebeeingangsmomentes und - bei gleichem Verhältnis zwischen Pumpen--und Turbinendrehzahl - auch 40 % der maximalen Umschaltkräfte des Flienkraftschalters, denen die Schalterfedern das Gleichgewichthalten müssen. Unterlialb dieser Teillastgrenze ist eine weitere Schaltpunktverlegung weder erforderlich noch angebracht.
Für den Erfindungsgegenstand ist es dann notwendig, dass die Schalterfedern mit einem solchen Weichheitsgrad ausgestattet sind, dass sie noch bei etwa 40 % der maximal erzielbaren Schalterfederkraft während des Umschaltens ein labiles Schalten ergeben. Dabei ist es unerheblich, ob die gewünsche Schalterfe. derkraft von einer Feder oder mehreren zusammenwirkenden Federn ausgeübt wird.
Nach einer weiteren zweckmässigen Ausbildung der Erfindung wird das Beeinflussen der Gangschalteinrichtung in Abhängigkeit von der Antriebsmotorleistung mittels eines Servomotors vorgenommen, dessen Verstellglied in der einen Verstellrichtung durch ein Druckmittel und in der entgegengesetzten Verstellrichtung durch Rückstellfedern bewegt werden kann.
Das erforderliche Druckmittel kann dann bei Nur-Wandlergetriebenzwecks Einsparens eines besonderen Druckmittelerzeugers von der Füllpumpe der Strömungswandler entnommen werden ; denn bei Nur-Wandlergetrieben bleibt der Antriebsmotor praktisch
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unbeeinflusst von den Betriebsverhältnissen an der Wandlerabtriebswelle, so dass die Motordrehzahl und da- mit auch die Füllpumpendrehzahl und der Füllpumpendruck stets ein eindeutiges Mass für die Motorleistung darstellen.
Bei Getriebenomit einem Kupplungsgang ist dagegen eine solche Ausführung nicht zulässig, da hiebei eine Beeinflussung (Drückung) des Motors durch die Betriebsbelastung erfolgt und daher ein und derselben
Motorleistung verschiedene Drehzahlen zugeordnet sein können ; der Füllpumpendruck stellt in diesem
Fall nicht mehr ein eindeutiges Mass für die Motorleistung dar. Sofern nur das Leistungsregelorgan des
Antriebsmotors, das z. B. bei einem Dieselmotor den Hebel einer Brennstoffpumpe zur Steuerung der Ein- spritzmenge betätigt, mittels Pressluft eingestellt wird, kann dann vorteilhaft diese Pressluft zur Beauf- schlagung des Verstellgliedes des Primärbeeinflussungsorgans mitverwendet werden.
Dabei ist in der Lei- tung zwischen Einstellorgan und Leistungsregelorgan eine Abzweigung vorhanden, die zum Verstellglied des Primärbeeinflussungsorgans führt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hiebei zeigen : Fig. l einen Schnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Gangschalteinrichtung für drei Gänge mit zwei
Schalterfedern und zwei Schwenkhebeln, Fig. 2 eine schematische Darstellung der gesamten Schalteinrich- tung unter Zugrundelegung des Fliehkraftschalters gemäss Fig. l, Fig. 3 zur Erläuterung der Aufgabenstel- lung die Wirkungsgradlinien eines Getriebes mit zwei Strömungswandlergängen, u. zw. bei Voll-und
Teillast in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl (Fahrgeschwindigkeit), Fig. 4 ein Diagramm für den
Verlauf der Federkräfte und der Fliehkräfte des Fliehkraftschalters der Schalteinrichtung nach Fig. l, ebenfalls in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl und Fig.
5 ein Diagramm für den Verlauf der auf die
Schalterspindel bezogenen Schalterfederkräfte, u. zw. in Abhängigkeit vom Schalterspindelhub.
Gemäss Fig. l steht eine von Fliehgewichten 1, die über ein Stirnrad 43 in Drehung versetzt werden können, über eine tellerförmige Scheibe 2 betätigte Fliehkraftschalterspindel 3 mit dem Ende einer parallel zu ihr und versetzt angeordneten Schalterfeder 4 über einen Schwenkhebel 5 in Wirkverbindung. Das andere Ende der Schalterfeder 4 ruht auf einem Federteller 6, der von einem koaxialen, auf einer Spindel 7 mittels Gewinde verstellbaren Abstütz-Federteller 8 getragen wird. Auf diesen stützt sich eine zur Schalterfeder 4 gleichachsige Schalterfeder 9 ab. Deren anderes Ende drückt einen zweiten Schwenkhebel 10 gegen einen Anschlag 11 des Gehäuses 12 und hält so das untere Ende dieses Hebels im Abstand 13 vom Schwenkhebel 5 in Bereitschaftsstellung für das spätere Zusammenwirken mit der Fliehkraftschalterspindel 3.
Das Übersetzungsverhältnis des Schwenkhebels 10 ist ein anderes als das des Schwenkhebels5 und richtet sich bei beiden Hebeln nach der Grösse der geforderten Hysterese in den Umschaltpunkten.
Um beide Schalterfedern 4,9 schon während des Zusammenbaus der Einrichtung aufeinander grob abstimmen zu können, ist der Federteller 6 auf einem halsartigen, ein Aussengewinde oder Verstellrillentragenden Ansatz des Federtellers 8 verstellbar angebracht. Das Verstellen des Federtellers 6 gegenüber dem Federteller 8 wird entweder durch Verdrehen des mit Innengewinde versehenen Federtellers 6 oder aber, wenn an Stelle des Gewindes Verstellrillen vorgesehen sind, durch entsprechendes Einlegen eines Sprengringes unter den Federteller 6 in eine der Verstellrillen bewirkt.
Das linke Ende der Spindel 7 steht mit einem von aussen zugänglichen Einstellknopf 14 in drehfester Verbindung, die jedoch eine axiale Bewegung der Spindel 7 zulässt. Der auf der Spindel 7 sitzende Federteller 8 ist mittels Längsleisten 15 des Gehäuses 12 gegen Verdrehen gesichert. Mit dem Einstellknopf 14 werden nach beendigtem Zusammenbau der Gangschalteinrichtung die gewünschten Vorspannungen der Schalterfedern eingestellt und damit die Gangschaltpunkte festgelegt.
Das rechte Ende der Spindel 7 ist in einem gleichachsig liegenden Kolben 16 eines mittelbar von der Leistung des Antriebsmotors beeinflussten Servomotors (Primärbeeinflussungsorganes 40) drehbar gelagert, jedoch in axialer Verstellrichtung formschlüssig damit verbunden. Dieser Kolben wird von einem Druckmittel über die Leitung 39 gegen die Wirkung von Druckfedern 17 beaufschlagt. Diese sind um ein Vielfaches stärker als sämtliche maximale Schalterfederkräfte zusammen und haben die Tendenz, den Kolben 16, die Spindel 7 und den Federteller 8 in die strichpunktiert angedeutete Ausgangslage zurückzubringen. Im Vollastbetriebszustand der selbsttätigen Gangschalteinrichtung stehen dagegen der Kolben 16 des Primärbeeinflussungsorgans und die Spindel 7 in der in Fig. 1 dargestellten Lage.
Fällt bei NurWandlergetrieben die Drehzahl des Antriebsmotors, dann sinkt auch der Füllpumpendruck, und damit der Druck im linken Zylinderraum 20 des Primärbeeinflussungsorgans 40 ; der Kolben 16 schiebt sich nunmehr unter der Wirkung der Federn 17 und unter Mitnahme der Spindel 7 und des Abstützfedertellers 8 nach links. Dadurch ist die ursprünglich den Schalterfedern 4, 9 gegebene Vorspannung verkleinert und der Gangwechsel findet dann bei einer kleineren Drehzahl statt.
Zur Vermeidung einer Überempfindlichkeit des Primärbeeinflussungsorganes, insbesondere gegen plötzlichen Druckabfall in der Füllpumpe-
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druckleitung während des Füllens der Wandler, sind in der Druckmittelleitung des Primärbeeinflussungs- organes eine Strömungsdrossel 18 oder ein Rückschlagventil 19 oder beide gleichzeitig eingebaut. Das
Drucköl des Primärbeeinflussungsürganes wird dann bei einem solchen Druckabfall von den Federn 17 aus dem Zylinderraum 20 über das Spiel zwischen Kolben 16 und Zylinderbohrung langsam in den jenseits des Kolbens 16 liegenden Zylinderraum gedrückt, von wo es durch eine Abflussleitung 21 in einen Ölsammelraum zurückfliesst.
Im folgenden sei die Wirkungsweise der Gangschalteinrichtung für ein Dreiganggetriebe mit drei
Wandlern im Zusammenhang mit den andern Regelorganen der Antriebsanlage an Hand der Fig. 2 erklärt.
Dabei ist der besseren Übersichtlichkeit wegen in Fig. 2 die Verbindung von Primärbeeinflus'ngs- organ 40 und Fliehkraftschalter 1, 2, 3 nur durch einen einzigen Hebel dargestellt, wogegen bei einem Dreigang-Getriebe mit den Wandlern 50, 51, 52 zwei Hebel gemäss der Erfindung notwendig sind.
Gemäss Fig. 2 wird mittels Hebel 29 durch ein Einstellorgan 31 die Leistung eines Antriebsmotors 38 geregelt. Durch Verstellung des Hebels 29 wird nämlich der Druck eines Mediums, z. B. von Luft, der in der Zuführungsleitung 30 konstant ist, in der Leitung 32 verändert. Dabei wird der Kolben 34 eines Leisiungsregelorgans 33 verschoben und betätigt über Kolbenstange 35 den Hebel 36 einer Einspritzpumpe 37.
Eine Abzweigung 39 der-Leitung 32 führt zum Primärbeeinflussungsorgan 40. Der wechselnde Druck in den Leitungen 32,39 betätigt nicht nur denKolben 34 des Leistungsregelorgans 33, sondern auch - ebenfalls gegen Federdruck - den Kolben 16 des Primärbeeinflussungsorgans 40. Dieser Kolben 16 steht über Spindel 7, Federteller 6, Schalterfeder 4 und Schwenkhebel 5 mit der Fliehkraftschalterspindel 3 in Verbindung. Die Fliehgewichte l schlagen aus, wenn die Hohlwelle 44 des Fliehkraftschalters, die in einem Lager 45 gelagert ist, von der Abtriebswelle des Getriebes über eine Welle 41 und Stirnräder 42, 43 angetrieben wird, und verschieben die Schalterspindel 3 axial.
Diese Verschiebung der Schalterspindel 3, deren eines Ende als Steuerschieber 3a ausgebildet ist, bewirkt die Steuerung der Wandlerkreisläufe 50,51, 52 und somit die Gangschaltung.
Im einzelnen läuft der Gangwechsel wie folgt ab : In der gezeichneten Stellung des Steuerschiebers 3a gelangt das Füllöl, das von der Füllpumpe 56 gefördert wird, von der Zuflussleitung 46 durch die Leitung 47 in den Wandler 50 des 1. Ganges. Die Wandler 51, 52 werden über die Leitungen 48, 49, 54 in einen Ölsumpf 55 entleert. Die gezeichnete Stellung der Schalterspindel 3 ist immer dann vorhanden, wenn kein Antrieb über die Zahnräder 42,43 erfolgt oder nur eine niedrige Drehzahl vorliegt.
Steigt die Drehzahl nun an, drücken die Fliehgewichte 1 die Schalterspindel 3 und damit den Steuerschieber 3a ein Stück nach rechts, u. zw. so weit, dass der Wandler 51 über die Leitungen 46, 48 gefüllt wird, wogegen die Wandler 50,52 über die Leitungen 47, 53 bzw. 49,54 entleert werden. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet.
Der 3. Gang schliesslich wird eingerückt, wenn die Drehzahl weiterhin ansteigt und die Fliehgewichte 1 den Steuerschieber 3a in eine solche Lage bringen, dass über die Leitungen 46, 49 der Wandler 52 gefüllt wird. Die beiden andern Wandler 50,51 werden über die Leitungen 47, 53 bzw. 48, 53 entleert.
Bei mehrstufigen Getrieben mit DrehmomentWandlerI1 soll bekanntlich der Gangwechsel jeweils bei einerAbtriebsdrehzahl erfolgen, bei der die Drehmomentwandler einen möglichst guten und gleich grossen Wirkungsgrad haben. Gemäss dem Wirkungsgrad-Schaubild nach Fig. 3, das sich auf ein Getriebe mit zwei Strömungswandlergängen bezieht, müsste der theoretisch günstigste Umschaltpunkt A bei der Drehzahl na liegen, bei der der abfallende Teil der Wirkungsgradkennlinie T wl des Wandlers für den ersten Gang den aufsteigenden Teil der Wirkungsgradkennlinie n des Wandlers für den zweiten Gang schneidet, u. zw. unter der Voraussetzung gleicher Getriebeaufnahmeleistung. Der Gangwechselpunkt wird üblicherweise bei Vollast des Antriebsmotors durch entsprechendes Vorspannen der Fliehkraftschalterfeder eingestellt.
Bei Teillast nehmen die Wirkungsgradkennlinien der Drehmomentwandler als Funktion der Ab-
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mender Motorleistung in Richtung kleinerer Fahrgeschwindigkeiten. Demzufolge muss, wenn der Gangwechsel der Drehmomentwandler auch bei Teillast bei möglichst gutem Wirkungsgrad erfolgen soll, die für Vollast eingestellte Vorspannung der Fliehkraftschalterfeder um ein der Teillast entsprechendes Mass in Abhängigkeit von der Motorleistung verkleinert werden. Diese Aufgabe erfüllt das auf die Schalterfeder wirkende Primärbeeinflussungsorgan 16-21. Dieses wird jedoch ebenso wie der Fliehkraftschalter 1-3 und die Schalterfedern 4,9 aus wirtschaftlichen Gründen in gleicher Standardausführung für alle Getriebetypen und-leistungen verwendet.
Der maximale Hub des Primärbeeinflussungsorgans 16-21 ist dabei neben der zu erfüllenden Gesetzmässigkeit für die Schaltpunktverlegung bei Erzielung möglichst guter Wirkungsgrade bestimmend für die Steifigkeit der Schalterfeder.
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Nachlassen der Fliehkraft und ein ruckartiges Ausdehnen der Federn 4 und 9 zur Folge, bis an : Hebel 10 nur noch die Vorspannung FV9 der Feder 9 und am Hebel 5 die Federkraft Fv4 + AF4 4 der Feder 4 wirkt. Le : ztere ist kleiner als die Fliehkraft bei Urr. Zurückstellen kann aber die Fliehkraft den Hebel 5 nicht, da bei der kleinsten Rückstellbewegung durch die Fliehkraft die Fliehkraft zusätzlich gegen die Vorspannung F v9 anstünde.
Sinkt die Drehzahl von n'jij noch weiter ab, so überwiegt bei der Drehzahl n'j. die Federkraft
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bzw. n'TT tiefer als aj. ist als Schalthysterese bekannt und kennzeichnet einen labilen Regler. Folgende Erläuterung mit einem Zahlenbeispiel sei dazu gegeben : Ein Umschaltvorgang steht bevor, wenn die Fliehkraft entsprechend der Hebelübersetzung gleich der Federkraft ist. Ausgelöst wird der Umschaltvorgang in dem Augenblick, in dem beim Hochfahren die Fliehkraft über die Federkraft überwiegt bzw. beim Hinabfahren die Federkraft über die Fliehkraft.
Weiterhin muss-was insbesondere einen labilen Regler kennzeichnet-die Charakteristik der Kraftzunahme bei Feder- und Fliehgewichten während der Schaltbewegung verschieden sein, d. h. während der Schaltbewegung steigt beim Hochfahren die Fliehkraft mehr an als die Federkraft, beim Verringern der Drehzahl sinkt die Federkraft mehr als die Fliehkraft. Hätten die Federn eine solche Charakteristik, dass während ihrer Zusammendrückung ihre Kraftzunahme gleich der Fliehkraftzunahme wäre, dann würde der Regler nicht plötzlich, sondern langsam umschalten.
Soll beispielsweise die erste Umschaltung bei nj = 500 erfolgen, so nimmt beim Hochfahren die
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ansteht. Erreicht die Fliehkraft entsprechend den Hebelübersetzungen kurz vor nj= 500 den Wert von 10 kg, so herrscht Gleichgewicht. Steigt nun die Drehzahl nur um einen kleinen Betrag auf nr = 500 weiter an, ist das Gleichgewicht gestört, und die Fliehgewichte schwingen unter Zusammendrückung der Feder 4 etwas nach aussen und vergrössern ihren Abstand von der Schalterspindelachse. Dabei steigt die Fliehkraft von 10 kg auf beispielsweise 12 kg an, während die Kraftzunahme der Schalterfeder 4 nur 1 kg beträgt.
In dem Augenblick also, in dem das Gleichgewicht zwischen Flieh- und Federkraft gestört ist und die Fliehkraft über die Federkraft überwiegt, schwingen die Fliehgewichte ruckartig unter weiterer Zusammendrückung der Feder 4 nach aussen auf einen noch grösseren Bahnhalbmesser entsprechend der Voraussetzung, dass bei einem labilen Regler die Kraftzunahme der Federn kleiner ist als die Fliehkraftzunahme. Es erfolgt dabei die Gangschaltung. Dieses ruckartige Ausschlagen wird erst dann gebremst, wenn Hebel 5 sich an Hebel 10 anlegt und damit die Vorspannung Fvg der Feder 9 wirksam wird und nun die Federkraft überwiegt. Jetzt beträgt die Fliehkraft 15 kg-immer noch bei nr= 500, aber bei grösserem Bahnhalbmesser der Fliehgewichte - und die Federkraft Fv4 + #F4 + Fv9 = 30 kg.
Kurz vor Erreichen der Drehzahl nII = 700 ist die Fliehkraft auf 30 kg angestiegen. Es herrscht also
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die praktisch unendlich grosse Kraft des Anschlags hinzu, so dass die Fliehkraft kleiner ist, auch wenn die Drehzahl weiter ansteigt. Das plötzliche Ausschlagen der Fliehgewichte bewirkt die nächste Gangschaltung. Die Drehzahl steigt nun weiter an, die Fliehkraft ebenso.
Beim Vermindern der Drehzahl tritt bei nit = 700 der Umschaltvorgang nicht ein, weil bei dieser Drehzahl dieFliehkraft (40kg) entsprechend dem Bahnhalbmesser noch grösser ist als die Federkraft (35kg). Nähert sich die Drehzahl beispielsweise dem Wert h'Ir= 650, ist die Fliehkraft gleich der Federkraft.
Bei n'tri gleich 650 ist endlich die Fliehkraft (34 kg) kleiner als die Federkraft geworden. Die Federn drücken daher die Fliehgewichte bei der Drehzahl n'II auf einen kleineren Bahnhalbmesser, wodurch die Fliehkraft auf 25 kg sinkt, die Federn 4 und 9 sich weiter ausdehnen können. über die Hebel 5 und 10 die Scheibe 2 und den Steuerkolben3 nach links verschieben und so den Umschaltvorgang auf den nächst nied- rigeren Gang bewirken. Die Federn dehnen sich nun so weit aus, bis die Feder 9 unter Vorspannung gegen den Anschlag anliegt. Die Federkraft der Federn 4 und 9 beträgt F v4 + AF4 + Fv9 = 30 kg, im Augenblick des Anliegens gegen den Anschlag nur noch Fv4 + #F4.
In diesem Moment überwiegt die Fliehkraft wieder die Federkraft, die 10 kg beträgt.
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Bei der Drehzahl n1 = 500, bei der beim Hochfahren der erste Umschaltpunkt lag, beträgt die Feder- kraft also 10 kg. die Fliehkraft aber 15 kg. Erst bei n'1= 400 ist die Fliehkraft so tief gesunken, dass sie unter 10 kg liegt. Dabei überwiegt wieder die Federkraft mit 10 kg und bewirkt die nächste Gangschal- tung, weil die Feder 4 sich ausdehnt und die Fliehgewichte auf einen noch kleineren Bahnhalbmes- ser drückt. Die Federn delmen sich so weit aus, bis nur noch die Vorspannung F v4 der Feder 4 bleibt, bei der die Fliehgewichte auf dem kleinstmöglichen Bahnhalbmesser sich befinden.
Bei Vollast des Antriebsmotors befindet sich der Kolben 16 in der gezeichneten Stellung. Wird im
Gebiet der Teillast gefahren sinkt der Druck im Zylinderraum 20 des Primärbeeinflussungsorgans 16 - 21.
Der Druckabfall hat ein Verschieben des Kolbens 16 nach links auf Grund der Kraft der Federn 17 zur
Folge. Dadurch sinkt die Vorspannung der Federn 4. 9 und bewirkt eine andere, dem Teillastgebiet ent- sprechende Schaltcharakteristik, d. h. die Schaltpunkte werden innerhalb des Drehzahlverlaufes verscho- ben. Durch Zusammenwirken von Primärbeeinflussungsorgan und Fliehkraftschalter l, 2, 3 werden damit optimale Betriebsverhältnisse für alle Lastarten herbeigeführt.
An Hand der Fig. 4 ergibt sich folgender Verlauf :
Die. Verstellkraft des Fliehkraftschalters 1, 2, 3 ändert sich in Abhängigkeit von dessen Drehzahl. Mit zunehmender Drehzahl nimmt dessen Verstellkraft im ersten Gang einen mit 1 bezeichneten Verlauf. Nach
Erreichen der Drehzahl n1'd. h. nach dem ersten Schaltpunkt, verläuft die Charakteristik des Fliehkraftschalters nach Kurve II, da nach dem Umschaltvorgang die Fliehgewichte auf einem gegenüber vorher grösseren Bahnhalbmesser rotieren und also eine grössere Fliehkraft entwickeln. Der erste Umschaltvorgang selbst wird ausgelöst, nachdem die Kurve I die Gerade Fv4 im Punkt R geschnitten hat. Der Punkt R bedeutet Gleichgewicht zwischen Flieh- und Federkraft.
Im nächsten Augenblick bei n1 (bei zunehmender Drehzahl) ist aber die Fliehkraft grösser als die Federkraft und bewirkt-wie bereits ausführlich beschrieben-den Umschaltvorgang. Der Fliehkraftverlauf springt nach der Darstellung der Fig. 4 auf Kurve II über, die Federkraft steigt auf die Höhe des Punktes N an.
Bei weiterem Drehzahlanstieg wird bei nrr im Punkt N ein Zustand erreicht, der die zweite Schaltung mittels Schalterspindel 3 bewirkt. Der Fliehkraftschalter hat danach infolge der weiteren Vergrösserung des Bahnhalbmessers die mitll1 bezeichnete Kennlinie. Infolge weiteren Zusammendrückens beider Schalterfedern 4 und 9 biszum Anschlag 23 haben sich dabei die den Fliehgewichten entgegenwirkenden Federkräfte um die Werte (AF4) 11 und AF9 vergrössert. Beim Hochfahren steigt demnach die Vestellkraft des Fliehkraftschalters nach der dick gestrichelten Linie in Fig. 4 an, wogegen der mit einem Pfeil versehene, ausgezogene Linienzug die Federkraft anzeigt, die sich den Fliehgewichten entgegenstellt.
Beim Rückgang der Getriebeabtriebsdrehzahl bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit folgt die Verstellkraft des Fliehkraftschalters 1, 2, 3 dem strichpunktiert kenntlich gemachten Linienzug, u. zw. vorerst nach der Kurve III bis zum Punkt K (Fig. 4). Bei diesem Betriebspunkt halten die Federkräfte den Fliehkräften auf der Schalterachse gerade das Gleichgewicht. Im Augenblick weiteren Fahrgeschwindigkeitsabfalls gehen die Fliehgewichte unter der Wirkung der nun überwiegenden Federkräfte F 4 + F9 (Hg. 4) der Schalterfedern 4 und 9 ruckartig in eine weitere innenliegende Bahn zurück, was der Kennlinie II ent- spricht. Die Differenz zwischen denFIiehkraftschalter- Drehzahlen nn und n'n ist das Mass für die Schalthysterese für diesen Gangwechsel.
Bei weiterem Drehzahlabfall sinkt die Verstellkraft des Fliehkraftschalters entsprechend der strichpunktierten Linie bis zum Punkt L herunter, fällt dann infolge Umschaltung auf den Wert M, um dann nach Kurve I weiter zu sinken. Der mit einem Pfeil versehene, gestrichelte Linienzug zeigt entsprechend die Federkraft an, die gegen die Fliehgewichte ansteht.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, wie verschieden gross die Schalthysterese ein und derselben Gangschalteinrichtung bei den beiden beschriebenen Gangwechseln ausfallen.
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Umschaltdrehzahlstatt einer Hysterese nrr'n'Ti eine optimale Hysterese, beispielsweise entsprechend der Strecke 0 - P, er - gibt.
Den Verlauf der Federkräfte F in Abhängigkeit von dem auf die Schalterspindel bezogenen Federweg S veranschaulicht die Fig. 5. Beim ersten Umschaltvorgang, entsprechend ni, wird die Feder 4 um eine Strecke zusammengedrückt, die dem auf die Schalterspindel reduzierten Weg 0 - sI entspricht ; die Federkraft nimmt dabei um AF4 zu. Dazu addiert sich im Punkt SI noch die Vorspannung Fvqder Schalterfeder 9, da Hebel 5 an Hebel 10 und damit an Schalterfeder 9 anliegt.
Beim zweiten Gangwechsel, entsprechend der Umschaltdrehzahl nir, werden üeide Federn 4, 9 um eine Strecke zusammenge-
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drückt, die dem reduzierten Weg Sc Sn entspricht ; dabei nimmt die Kraft der Federn 4, 9 um die Beträge (AF) jj bzw. ssF9 zu, so dass sich schliesslich der Verlauf der Federkraft nach der dick ausgezoge- nen Linie ergibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige Gangschalteinrichtung für ein Mehrganggetriebe mit mindestens einem Strömungswandlergang, deren Umschaltpunkte sowohl von einem von der Leistung des Antriebsmotors abhängigen Organ (Primärbeeinflussungsorgan) als auch von einem an der Getriebe-Abtriebswelle angeschlossenen labilen Fliehkraftschalter beeinflusst werden, wobei die Eigenhysterese des Fliehkraftschalters (d. i. die theoretisch maximale Hysterese des Fliehkraftschalters unter der Annahme einer der Fliehkraft entgegenwirkenden.
vom Schalthub des Fliehkraftschalters unabhängigen Gegenkraft) grösser ist als die für das Schalten des Getriebes erforderliche Schalthysterese, insbesondere für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeicnnet, dass die Fliehkraftschalterspindel (3) und die zugehörige Schalterfeder (4) über einen eine Übersetzung bewirkenden Schwenkhebel (5) od. dgl. in Wirkverbindung stehen.