CH202393A - Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung des jeweils den besten Wirkungsgrad ergebenden Übersetzungsverhältnisses eines mit einem Brennkraftmotor gekuppelten Getriebes. - Google Patents

Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung des jeweils den besten Wirkungsgrad ergebenden Übersetzungsverhältnisses eines mit einem Brennkraftmotor gekuppelten Getriebes.

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CH202393A
CH202393A CH202393DA CH202393A CH 202393 A CH202393 A CH 202393A CH 202393D A CH202393D A CH 202393DA CH 202393 A CH202393 A CH 202393A
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    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
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    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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Description


  Vorrichtung zur selbsttätigen     Ermittlung    des     jeweils    den besten Wirkungsgrad  ergebenden     Übersetzungsverhältnisses    eines mit einem  Brennkraftmotor gekuppelten Getriebes.    Es sind schon verschiedene Versuche be  hannt, das Übersetzungsverhältnis, speziell  bei Kraftfahrzeugen, selbsttätig einzustellen.  So wurde versucht, die     Schaltung    der Gänge  selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl  der treibenden Welle oder auch von der  Grösse des Drehmomentes der     angetriebenen     Welle     durchzuführen.    Wieder andere Ver  suche wurden gemacht, um durch verschie  dene     Apparaturen    die Drehzahl der treiben  den Welle konstant zu halten.

   Auch liegen  bereits Vorrichtungen vor, bei denen nur etwa  die ersten zwei Gänge selbsttätig in Abhän  gigkeit von der Drehzahl der treibenden  Welle gesteuert werden, während der Augen  blick des Durchschaltens des direkten. Gangas  noch dem Bemessen des Fahrers überlassen  wird.  



  Alle bisherigen Vorrichtungen haben den  Nachteil, dass sie mit der Schaltung nicht in  allen Fällen den besten     Wirkungsgrad    er  zielen..    Obschon sich die nachfolgenden Aus  führungen hauptsächlich auf die Verhältnisse  beim     Antrieb    eines Fahrzeuges beziehen, sol  len sie auch für viele andere ähnliche An  triebe auf verschiedenen Gebieten der Tech  nik     Geltung    haben.  



  Ausschlaggebend für das richtige Wählen  des Übersetzungsverhältnisses ist letzten En  des der Wirkungsgrad des Kraftantriebes in  jedem Augenblicke. Der Wirkungsgrad     eines     Explosionsmotors ist bei einer verlangten  Effektivleistung abhängig von dem Füllungs  grad, der Drehzahl und dem Zeitpunkt der  Zündung. Zu jeder Effektivleistung gehört  eine günstigste     Kombination    dieser drei Fak  toren.

   Sollen daher die Fahrverhältnisse so  gestaltet werden, dass der Antriebsmotor ge  zwungen ist, bei jeder momentan verlangten  Leistung mit bestem Wirkungsgrad zu arbei  ten, so muss jeder Stellung des     Leistungs-          regelorganes    des Antriebsmotors eindeutig  eine ganz bestimmte Drehzahl, ein bestimm-      ter Füllungsgrad und eine bestimmte Vor  zündung zugeordnet sein, gleichgültig, wie  gross der momentan zu überwindende Fahr  widerstand ist. Um dies zu erreichen, muss  das Übersetzungsverhältnis in jedem Augen  blicke der momentanen Last so angepasst wer  den, dass der Antriebsmotor jene Drehzahl       beibehalten    kann, die der gewählten Stel  lung des Leistungsregelorganes bezüglich Er  reichung des besten Wirkungsgrades ent  spricht.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine  Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung  des jeweils den besten     Wirkungsgrad    er  gebenden Übersetzungsverhältnisses eines mit  einem Brennkraftmotor gekuppelten Getrie  bes, also eine     Vorrichtung,    die dasjenige  Übersetzungsverhältnis ermittelt, bei wel  chem der     Antriebsmotor    den für die jeweilige  Leistung und das gegebene Getriebe günstig  sten Betriebszustand annimmt.  



  Vorteilhaft für eine wirtschaftliche Rege  lung ist, wenn das Getriebe nicht nur einen  untersynchronen, sondern auch einen über  synchronen Gang der angetriebenen Welle  ermöglicht.  



  Zur     Erreichung,    dieses Ziels sind gemäss  der Erfindung zwei Mechanismen vorgesehen,  von denen der eine in Abhängigkeit von der  Drehzahl der angetriebenen Welle und der  andere in Abhängigkeit von der Stellung des  Leistungsregelorganes des Motors bewegt  wird, wobei diese Mechanismen jenes Über  setzungsverhältnis ermitteln, das bei der je  weils vorhandenen Leistung des Motors ge  mäss der Motorcharakteristik für das gege  bene Getriebe die     -wirtschaftlichste    Drehzahl  der Motorwelle ergibt.  



  Die genannten Mechanismen können das  Übersetzungsverhältnis nur anzeigen oder sie  können es auch selbsttätig einstellen. Das  letztere wird vor allem dann der Fall sein  können, wenn ein stufenloses Übersetzungs  getriebe vorliegt.  



  Die Erfindung sei an Hand von in der  Zeichnung enthaltenen Kurvenbildern und  schematisch dargestellten Ausführungsbei  spielen erläutert.    Fig. 1 zeigt im Kurvenbild die indizierte  Leistung eines Brennkraftmotors in Abhän  gigkeit von seiner Drehzahl für verschiedene  Füllungsgrade;  Fig. 2 ist eine schematische Darstellung  einer Vorrichtung zur selbsttätigen Einstel  lung oder Anzeige des     wirtschaftlichsten     Übersetzungsverhältnisses;  Fig. 3 ist eine schematische Darstellung  einer andern Vorrichtung zur selbsttätigen  Anzeige des wirtschaftlichsten Übersetzungs  verhältnisses; die  Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Einzelheit  einer weiteren Vorrichtung,  Fig. 7 diese Vorrichtung in ihrer Gesamt  heit und  Fig. 8 eine Motorcharakteristik ähnlich  Fig. 1.  



  In Fig. 1 bedeutet Li die indizierte Lei  stung des Brennkraftmotors, n1 seine Dreh  zahl und     f    den Füllungsgrad. Die Grösse der  indizierten Leistung Li bei einem gewissen  Füllungsgrad     f    in Abhängigkeit von der  Drehzahl n1 ist durch die geraden Linien       0-A,   <I>0-B</I> und<I>0-C</I> dargestellt, wobei       0-t1.    dem Füllungsgrad f = 1 und     0-13     dem Füllungsgrad     f    =     1/2    entspricht.

   Zeich  net man in dieses Kurvenbild die Linien glei  cher Effektivleistung des Motors (stets bei  günstigst eingestellter Vorzündung) ein, so  erhält man die Kurven     a-a,        b-b,        c-c,          d-d    usw. Die tiefsten Punkte 1, 2,     .3,        4_    die  ser Kurven ergeben die günstigsten Betriebs  verhältnisse hinsichtlich Drehzahl     n,    und  Füllungsgrad     f    für die verlangte Effektiv  leistung.

   Wenn daher bei verschiedenen Ef  fektivleistungen stets der beste Wirkungs  grad erzielt werden soll, muss beispielsweise  bei einer Motorcharakteristik nach     Fig.    1 der  Füllungsgrad<I>f</I> und die Drehzahl<I>n,</I> jeweils  nach der gestrichelten Linie     1-2-3-4-A.    ein  gestellt werden. Das kann durch rich  tige Wahl des Übersetzungsverhältnisses er  reicht werden. Dieses richtige     Übersetzlings-          v        erhiltnis    wird beispielsweise durch nach  stehend beschriebene Vorrichtung     selbsttätig     eingestellt     bezw.    angezeigt.

        In Fig. 2 stellt 11 einen Fliehkraftregler  dar, dessen Drehzahl gleich oder proportional  der Drehzahl     n2    der angetriebenen Welle  ist. Der Regler 11 verschiebt den Kontakt  teil 12 mit     zunehmender    Drehzahl nach links,  wobei er über eine Kontaktbahn 22-22 auf  der     Kontaktplatte    13 gleitet. Die     Kontakt-          platte    13 wird in Abhängigkeit von der Stel  lung des Regelorganes des Brennkraftmotors,  nämlich des Gashebels 27 bewegt. Sie ist in  gegeneinander isolierte Stücke 14, 15, 16, 17,  18 und 19 geteilt, wobei das     Stück    14 dem  ersten Gang, das Stück 15 dem zweiten Gang  usw.     zugeordnet    ist.

   Der Stromkreis führt  vom Stromsammler 20 über den Kontaktteil  12, das von diesem Kontaktteil gerade be  rührte Kontaktstück über die     Leitung    21 und  das zu diesem Stück gehörige Auslöserelais  26 und ist über die Erde oder Masse ge  schlossen. Das Relais 26 löst den hier als  unwesentlich nicht weiter beschriebenen  Schaltmechanismus zur Schaltung des zu  gehörigen Ganges aus oder zeigt optisch den  Gang an, der von Hand zu schalten ist. Bei  elektrischen Getrieben kann durch die Kon  taktstücke 14 bis 19 direkt die erforderliche  Erregung zur     Erreichung    eines     bestimmten          Übersetzungsverhältnisses    eingestellt werden.  



  Solange die     Stellung    des Gashebels 27  unverändert beibehalten wird,     ändert    sich  auch die Lage der Kontaktplatte 13 nicht.  Es wird somit der Kontaktteil 12 bei     Än-          derung    der Drehzahl     n2    der angetriebenen  Welle längs der Bahn 22-22 gleiten. Die  Kontaktstücke 14, 15 usw. sind nun längs  dieser Bahn 22-22 so verteilt, dass die dazu  gehörigen     Übersetzungsverhältnisse        Ü    sich  umgekehrt proportional zu den Drehzahlen       n,    der angetriebenen Welle ändern, so dass  also das Produkt n2 ü stets gleich einer kon  stanten Grösse ist.

   Diese Konstante ist gleich  der Drehzahl n1 der treibenden Welle, weil  n2 . ü = n2 . nl/n2 = n1 ist. Das heisst, wenn  das     Übersetzungsverhältnis    tatsächlich in die  ser Weise     eingestellt    wird, bleibt die An  triebsdrehzahl     n,    konstant, solange gleich  zeitig auch     der        Füllungsgrad,    das heisst die  Stellung des Hebels 27 konstant gehalten    wird. Dabei ist angenommen, dass die Über  setzungsstufen ganz eng aufeinander folgen;  ist das Getriebe grobstufig, so schwankt der  Wert der Antriebsdrehzahl in einem ge  wissen Bereich um den bei Getrieben mit  stetiger Übersetzungsänderung erhaltenen  konstanten Wert n1.

   Eine Änderung der Last  bewirkt somit nur eine Änderung der Dreh  zahl     n_    der angetriebenen Welle und des  Übersetzungsverhältnisses     zwischen    treiben  der und angetriebener Welle. Die Drehzahl  der treibenden Welle, der     Füllungsgrad    und  somit die Effektivleistung des Antriebs  motors bleiben dabei konstant.  



  Die Verhältnisse auf der Bahn 22-22  sollen beispielsweise dem Punkte 1 der Fig. 1  entsprechen.     Will    man nun eine Effektiv  leistung haben, die der Kurve b-b in Fig. 1  entspricht, so gibt Punkt 2 die wirtschaft  lichsten Verhältnisse für Erreichung dieser  Leistung, das heisst es muss gegenüber dem  Punkt 1 sowohl der Füllungsgrad f, als auch  die Drehzahl     n1    entsprechend erhöht werden.  Der erforderliche Füllungsgrad wird durch  weiteres Herunterdrücken des Hebels 27 er  reicht. Dadurch wird aber     gleichzeitig    die  Kontaktplatte 13     heruntergeschoben,    so dass  jetzt die Bahn 23-23 vom Kontaktteil 12  bestrichen wird.

   Längs dieser Bahn sind die  Kontaktstücke 14 bis 19 wieder so verteilt,  dass das Produkt     n2   <I>. i'</I>     s    wieder gleich einer  Konstanten ist, die durch die neue erfor  derliche Drehzahl     n1    im Punkte 2     (Fig.    1)  gegeben ist. Auf gleiche Art lassen sich alle       dazwischenliegenden    Verteilungen der Kon  taktstücke     ermitteln.     



  Von Punkt 2 bis Punkt 3 der     Fig.    1 er  hält man die wirtschaftlichsten Verhältnisse,  wenn nur der Füllungsgrad vergrössert wird,  die Drehzahl     n:,    aber konstant gehalten wird.  Bei Punkt 3 erhält der Motor bereits volle  Füllung. Die     Kontaktplatte    ist dann soweit       heruntergeschoben,    dass der Kontaktteil 12  längs der Bahn 24-24 gleitet.

   Da sich die  Drehzahl     n1    hier nicht mehr geändert hat,  ist die Verteilung der     Kontaktstücke    längs  der Bahn 24-24 gleich wie längs der Bahn  23-23,      Von Punkt 3 bis zum Punkt A der Fig. 1  wird die Effektivleistung des     Brennkraft-          n    iotors nur noch dadurch verändert, class die  Drehzahl ii, erhöht wird, während der     Fiil-          lungsgrad    f unverändert auf dem Höchstwert  bleibt, weil bei weiterem Herunterdrücken  des Gashebels 27 die Stellung der Vergaser  klappe 29     etwa    infolge eines (nicht gezeich  neten) Anschlages nicht mehr verändert wer  den kann.

   Die weitere Bewegung des Hebels  <B>27</B> gegenüber     der        Vergaserklappe        ist        bei-          spielsweise    durch eine Feder 30 ermöglicht.  Hingegen verschiebt sich die     Kontaktplatte     13 weiter nach unten. Es     entspricht    beispiels  weise die Kontaktbahn 35-95 (Fig. 2) drin  .Punkte 4 in Fig. 1. Die Verteilung der Kon  taktstücke wird auch hier wieder wie früher  so ermittelt, dass das Produkt n2 . ü konstant  bleibt, wobei die neue Konstante durch die in  Punkt 4 erforderliche Drehzahl n1 gegeben  ist.

   So werden auch alle     übrigen    Punkte bis  zum     Punkt        -.-l        festgelegt.     



  Erfolgt die Schaltung     (los    Getriebes wie  vorstehend angegeben, so     entspricht    jeder       Stellung    des Gashebels 27 (bei     genügend     feinstufig schaltbarem Getriebe) eine be  stimmte Drehzahl     n,        und    ein bestimmter Fül  lungsgrad f des Brennkraftmotors. Wenn die  Vorzündung ausserdem von der Stellung des,       Regelorganes        \?.7    in     feste        Abhängigkeit    ge  bracht ist, ist     damit        selbsttätig    der     jeweils     giünstigste Betriebszustand erzielt.

    



  Bei der beschriebenen Vorrichtung ist       zweckmässig    noch eine     Einrichtung        (nicht,    ge  zeichnet) vorgesehen, welche die Verbindung  zwischen dem Gashebel 27 und der Vergaser  klappe 29 willkürlich zu unterbrechen und       wieder    herzustellen     gestattet.    Ist     diese    Ver  bindung unterbrochen, so     bewirkt    ein     Nieder-          drücken    des     Hebels   <B>?7</B> nur ein Verschieben  der Kontaktplatte 13 nach unten, während  die Vergaserklappe \29 in. der Leerlaufstel  lung bleibt.

   Die Verschiebung der Platte 13  nach unten führt eine Vergrösserung des       Übersetzungsverhältnisses    herbei. Diese Ein  richtung:     gestattet    daher in ideal     einfacher     Weise eine Abbremsung der angetriebenen  Welle durch den Motor unier blosser Be-    tätigung des Hebels 27. Mit diesem Hebel  wird also zum Beispiel bei einem Kraftfahr  zeug die gesamte Leistungs- und Geschwin  digkeitsregelung einschliesslich der Abbrem  sung beherrscht.  



  Es ist nicht nötig, dass die Einstellung  bezw. Anzeige des richtigen Übersetzungs  verhältnisses elektrisch erfolgt. In Fig. 3 ist  eine Vorrichtung     schematisch    dargestellt, die  das wirtschaftlichste     Übersetzungsverhältnis     rein mechanisch anzeigt, um darnach die Ein  stellung von Hand zu gestatten. Hierbei ist  eine Walze 31 angeordnet, die in Abhängig  keit von der Stellung des Gashebels 27     ver-          dreht,    wird     und    mit deren Oberfläche ein  Tastorgan 32, z. B. ein Arm mit einer Rolle       zusammenwirkt,    der drehbar an der Stange  33 sitzt.

   Das Tastorgan wird in der Achs  richtung der Walze vom Fliehkraftregler 11  in     Abhängigkeit    von der Drehzahl     7i.,    der  angetriebenen Welle verstellt und durch eine  Feder     34    an die Walze     angedrückt.    Mit dem  Tastorgan 32 ist ein Zeiger 35 starr gekup  pelt, der vor einer Skala<B>36</B>     spielt,        die    an  der Stange     33        festsitzt.     



  Je nach Ausschlag des Zieglers 11 bezw.  der Stellung des Gashebels 27 liegt das Tast  organ 32 an verschiedenen Stellen der     Wal-          zenoberfläclie    an. Die Oberfläche der Walze  31 ist nun so gestaltet, dass der Ausschlag  winkel des Zeigers 35 ein Mass für die Än  derung des für jede Drehzahl n, und jeden       Füllungsgrad    f nach der Motorcharakteristik  (Fig. 1) ermittelten günstigsten Überset  zungsverhältnisses ist.

   Der     wirtschaftlichste     Wert des Übersetzungsverhältnisses ist also        < ruf        der        Skala   <B>30</B> unmittelbar ablesbar und       glas        Getriebe        kann        darnach    von Hand einge  stellt werden.

      Ein Getriebe, das in     dieser    Weise     ge-          sch.#iltct    wird,     \virlit        als.vollkommenes        Frei-          lanfigeiriebe,    da die Drehzahl     n,    des     An-          iriebsmotor:

  s        auf    Leerlaufdrehzahl zurück  (lebt,     wenn    der Gashebel 27 in seine     Leer-          laufstellung        zurückgebracht    wird, während  die     Drehzahl        der    angetriebenen Welle da  durch nicht beeinflusst wird,      Aus Fig. 2 geht hervor, dass die Kontakt  stücke 14-19 ganz unregelmässige Formen  aufweisen.

   Wenn man die Anordnung so  trifft, dass die Verschiebung des Kontaktteils  1.2 proportional der Änderung der Drehzahl       n_    der angetriebenen Welle und die Verschie  bung der Kontaktplatte 13 proportional der  Änderung der Drehzahl n1 der treibenden  Welle erfolgt (das .ist ja nach dem Vorher  gehenden möglich, dass jeder Stellung des  Gashebels eine durch die Motorcharakteristik  genau bestimmte Antriebsleistung und An  triebsdrehzahl nl entspricht), so lösen sich die  unregelmässig geformten Kontaktstücke in  Streifen auf, die gegen den Ursprung konver  gieren.  



  Um dies klar zu machen, sei ein Über  setzungsgetriebe angenommen, das     nur    die  Übersetzungsverhältnisse n1/n2  1, 2 und 3 aufweist. In diesem Falle er  gibt sich eine Kontaktplatte gemäss Fig. 4,  worin die voll gezeichneten Linien 41 die  Isolierstreifen und die strichpunktierten Li  nien 42 die Mittellinien der den vorgenannten  Übersetzungsverhältnissen zugeordneten Kon  taktstücke bedeuten. Die Linien 42 sind  nichts anderes als die graphische Darstellung  der Funktion     n,   <I>=</I>     ü    .     n.    in einem System  mit den Achsen     n,    und     n_,    worin sie eine vom  Ursprung 0 ausgehende Gerade darstellt.

   In  diesem Falle ist die Verschiebung des (hier  nicht gezeichneten) Kontaktteils bezw. der  Kontaktplatte im Sinne der Fig. 2 in beiden  Achsrichtungen     proportional    zu der Än  derung der Drehzahl n1 bezw: n2.  



  Wählt man dagegen diese Verschiebun  gen nicht den Änderungen der Drehzahlen  selbst, sondern deren Logarithmen propor  tional, so erhält man eine     Kontaktplatte    nach  Fig. 5, da die Beziehung nunmehr durch die  Gleichung  log     n,,    = log     il        -i-    log     n_     gegeben ist, die in einem Koordinatensystem  mit logarithmischer Teilung durch gegen die  beiden Achsen um 45   geneigte, zueinander  parallele Linien 43 dargestellt ist, falls der  Massstab für log n, und log n, gleich ge-    wählt wird; bei ungleichem Massstab ändert  sich nur der Neigungswinkel. Die Isolier  streifen sind in Fig. 5 weggelassen..

   Bei einer  Verwendung, wie in der Vorrichtung nach  Fig. 2, müsste die Kontaktplatte nach Fig. 5  in der     Vertikalrichtung    in Abhängigkeit von  log     n,    und der (nicht gezeichnete) Kontakt  teil horizontal in Abhängigkeit von log     n_     verschoben werden.    Durch die Tatsache, dass die Geraden 43  parallel verlaufen, ergibt sich jedoch eine  weitere Vereinfachungsmöglichkeit, indem  an Stelle der     Bewegung    in den beiden Achs  richtungen die Projektion dieser     Bewegungen     auf eine zu den Linien 43 senkrecht stehende  Gerade verwendet wird.

   Die sich dabei er  gebende Kontaktplatte 44 zeigt Fig. 6, in der  wieder die Linien 43 als Mittellinien von       Kontaktstücken    erscheinen, die durch Isolier  streifen 46 voneinander getrennt sind. Diese  Kontaktplatte 44 besitzt also lauter recht  eckige, durch die Linien 43 als Mittellinien  gekennzeichnete Kontaktstücke 49 und wird  von einer Stange 47 in Abhängigkeit vom  Werte log     n,    hin-     und    herbewegt, während der  Kontaktteil 12 an einer Stange 48 sitzt, die  in Abhängigkeit vom Werte log     n.,    hin- und  herbewegt wird, so dass sich die beiden Be  wegungen gegenseitig summieren und auf  heben können.

   Es ist klar, dass durch     weil;     gehende Unterteilung in schmale Stücke eine  feinstufige Regelung des     Übersetzungsver-          hältnisses,    soweit dies eben das     Übersetzungs-          getriebe    zulässt, erzielbar ist.  



  Man hat es daher in der Hand, z.     B.    bei  elektrischen feinstufigen Getrieben, das Über  setzungsverhältnis durch eine konstruktiv  ganz einfache Vorrichtung einstellen zu las  sen, bei welcher jedem     Kontaktstück    die dem  entsprechenden Übersetzungsverhältnis ent  sprechende Erregung zugeordnet ist.  



  Die     Fig.    7 zeigt eine solche Vorrichtung.  Dabei ist eine Kontaktplatte 44' ähnlich  jener nach     Fig.    6 verwendet und demzufolge  muss die Steuerung der Platte 44' und des       Schleifkontaktteils    12 in Abhängigkeit vom  Wert log-     n1        bezw.    log     %    erfolgen. Die hier-      zu dienlichen Mechanismen seien vorerst be  schrieben.  



  Der     Gashebel    51 verschiebt zunächst     (las     Gestänge 52 des Vergasers des Antriebs  motors 80. Der durch den     Ansatz.    5 3 ver  längerte Gashebel 51 trägt an     seineirr        Ende     einen Zapfen 54. Die     Charakteristik    des An  triebsmotors sei durch Fig. 8 gegeben, in der  die Kurve     l-2-3-4-5-6    die erforderliche  Regelkurve nach bestem     Wirkungsgrad    ana  log Fig. 1 darstellt. Der Zapfen 54 nimmt bei  den diesen Punkten 1 bis 6 entsprechenden  Füllungen die Stellungen 1' bis 6' in Fig. 7  an, indem er sich in dem Schlitze 55 der.  Kulisse 56 verschiebt.

   Dabei dreht sich die  Kulisse 56 um ihren Lagerpunkt 5 7 und die  Stange 47, die durch Verschiebung des     auf     ihr angebrachten Zapfens 59 in dem     Schlitz.     60 der Kulisse 56 bewegt wird und die Kon  taktplatte 44' trägt, führt eine Längsverschie  bung aus. Der Führungsschlitz 55 in der  Kulisse 56 ist so bemessen, (lass diese Längs  verschiebung dem Werte log     7a,    proportional  ist, wie es für die richtige Betätigung der  Kontaktplatte 44 nach Fig. 6 vorausgesetzt  war.  



  Auf ähnliche Weise     kann    auch die     Stange     48 von einer mit der Drehzahl     n,    angetrie  benen Welle in Abhängigkeit vom Werte  log     n:=    unter     Vermittlung    eines     Fliehkraft.     reglers durch rein mechanische Mittel bewegt       -werden.    Die Stange kann jedoch auch von  der angetriebenen Welle     auf    teilweise hydrau  lischem Wege     angetrieben    werden, wie nach  stehend gezeigt ist.  



  Auf der mit der Drehzahl     -n_    umlaufen  den Welle 61 ist ein Exzenter 62 aufgekeilt,  so dass die am Exzenterring 63 sitzende  Pleuelstange 64 und der Pumpenkolben 65  bei jeder Umdrehung der Welle einen Hub       ausführen.    Durch die Wirkung der beiden  Rückschlagventile 66 und 66' wird aus dem  Pumpensumpf 67 fortdauernd Flüssigkeit in  den Pumpenzylinder 68 und über die Leitung  69 in     einen    zweiten Zylinder 71 gefördert.

    In diesem Steuerzylinder ist ein gegen die       Wirkung    der Feder 72 längsverschiebbarer  Kolben 73 angeordnet, der die     Stange    48 mit    dem Kontaktteil l2 trägt. .Längs der Zylin  derwand sind Öffnungen 75 verschiedener  Grösse angebracht, deren Durchtrittsfläche in  irgend einer Weise,     z.        B.    durch kleine       Schrauben        (iiiclit    dargestellt),     verztndert    wer  den kann.

   Die durch den Pumpenkolben 65  in den Steuerzylinder     gepresste        Flüssigkeit     wird nun den Kolben     73    soweit nach rechts  verschieben, bis gerade die bei der vorhan  denen Drehzahl     ra_    geförderte Flüssigkeits  menge durch die von dem Pumpenkolben frei  gegebenen     Öffnungen    in den Pumpensumpf       (i    7 zurückströmen     kann.    Durch entsprechende  Wahl, Anordnung und Einstellung der freien       Austrittsöffnungen    75 gelingt es so, dem       Kontaktteil    12 die erforderliche, in Abhän  gigkeit vom Werte log     ia_    erfolgende Bewe  gung zu erteilen.  



  Um. die Funktion dieses     Mechanismus     jederzeit korrigieren     zii    können, kann vom  Raum zwischen den beiden     Pumpenventilen     66 und 66' eine Umgehungsleitung 77 mit       einer    verstellbaren Drossel 78 abgezweigt       sein,    durch die ein gewisser Teil der von der  Pumpe geförderten Flüssigkeitsmenge in den  Pumpensumpf 67 zurückgefördert wird.

   Da  die Verschiebung der Kolbenstange 48 ein  ganz bestimmtes     Mass    für die Grösse der Dreh  zahl     n=    und damit bei Fahrzeugen auch ein       kIass    für die Fahrgeschwindigkeit ist,     kann     man die Verschiebung des Steuerkolbens 73  auf ein (nicht gezeichnetes) Anzeigeinstru  ment übertragen, dessen Zeigerskala zum  Beispiel in km/Std. geeicht ist. Bringt man  daneben ein normales Tachometer (nicht ge  zeichnet) an, so müssen diese beiden Instru  mente stets gleiche     Fahrgeschwindigkeit    an  zeigen. Man     kann    auch diese beiden Instru  mente in eines vereinigen, bei dem sich die  beiden Zeiger genau decken müssen, solange  alles in Ordnung ist.

   Wenn aber beispiels  weise     durch    Ausarbeiten des Pumpenkolbens  oder durch Verändern der Zähigkeit der  Flüssigkeit bei     grösseren    Temperaturunter  schieden die Einstellung des Kontaktteils 12  nicht mehr genau erfolgt, so werden sich die  Zeiger nicht mehr decken. Man braucht dann  aber nur die Drossel 78 so zu verstellen, bis      sich die Zeiger wieder decken. Der Mecha  nismus ist dann wieder in Ordnung.  



  Nach Fig. 7 treibt also der     Brennkraft-          motor    80 über die mit der Drehzahl n1 lau  fende Welle 81 ein elektrisches Übersetzungs  getriebe 82 jener Art an, das aus einem Mo  torgenerator besteht und so wirkt, dass die  Änderung des Übersetzungsverhältnisses vom  untersynchronen Lauf über den Gleichlauf  zum übersynchronen Lauf der angetriebenen.  Welle 61 ausschliesslich durch Änderung der  Felderregung des Motorteils von einem posi  tiven Mindestwert über Null zu einem nega  tiven Wert erfolgt. Ein solches Getriebe ist  in dem Schweizer Patent Nr. 187203 be  schrieben. Diese     Veränderung    der Erregung  wird durch die Kontaktplatte 44' bezw. den  Kontaktteil 12 bewirkt.  



  Die einzelnen Kontaktstücke der Platte  44' sind über Widerstände 85 verbunden.  Nur das Stück 86, das der Erregung Null  entspricht, hat keine leitende     Verbindung;.     Das erste und letzte     Kontaktstück    sind über  die Leitungen 87 und 87' mit den Schleif  ringen 88 und 88' des elektrischen Getriebes  verbunden. Ferner gehen von diesen Schleif  ringen Leitungen 89 und 89' zu Kontakt  schienen 90 und 90', auf denen eine auf der  Stange 48 sitzende Bürste 91 schleift, die  über die Leitung 92 mit dem einen     Pol    93  der Batterie 96 verbunden ist. Der Pol 93'  ist wieder mit Kontaktschienen 94 und 94'  verbunden, auf denen die auf der Stange 48  sitzenden Bürsten 95 und 95' schleifen.

   Hier  aus ergibt sich folgende Wirkungsweise:  Solange der Kontaktteil 12 auf den Kon  taktstücken rechts vom Nullkontaktstück 86  der Kontaktplatte 44' steht, besteht folgender  geschlossener Stromkreis: Klemme 93',  Schiene 94', Bürste 95', Kontaktteil 12, even  tuell Widerstand 85, Leitung 87', Schleif  ring 88', Erregerwicklung des Motorteils des  Getriebes, Schleifring 88, Leitung 89', Bürste  91, Leitung 92, Klemme 93.

   Bei einer Re  lativbewegung des Kontaktteils 12 zur Kon  taktplatte     44'-    nach links wird der Strom  durch Zuschaltung von Widerständen 85  immer geringer, bei Anlagen am Kontaktstück    86     wird        er        gleich    Null und bei     überschreiten     dieses     Kontaktstückes    nach links kehrt sich  die Stromrichtung um, da jetzt der folgende  Stromkreis besteht: Klemme 93',     Schiene    94,  Bürste 95, Kontaktteil 12, eventuell Wider  stand 85, Leitung 87, Schleifring 88, ' Er  regerwicklung, Schleifring 88', Leitung 89,  Schiene 90, Bürste 91, Leitung 92, Klemme  93.

   Der erstgenannte Stromkreis entspricht  dem untersynchronen und der zweitgenannte  dem übersynchronen Lauf der angetriebenen  Welle 61.  



  Mit einer solchen Vorrichtung, deren Ein  zelelemente natürlich weitestgehend ver  ändert werden können, kann das     Über-          setzunasverhältnis    eines elektrischen     Über-          setzungsg;etriebes    also durch blosse Betäti  gung des Leistungsregelorganes (Gaspedal)  unter Anpassung an den jeweiligen Fahr  widerstand so geändert werden, dass der Mo  tor immer mit dem besten Wirkungsgrad  läuft.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung; des jeweils den besten Wirkungsgrad er gebenden Übersetzungsverhältnisses eines mit einem Brennkraftmotor gekuppelten Getrie bes, gekennzeichnet durch zwei Mechanismen, von denen der eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der angetriebenen Welle und der andere in Abhängigkeit von der Stellung des Leisl,iuigsregelorganes des Motors bewegt wird, wobei diese Mechanismen jenes Über setzungsverhältnis ermitteln, das bei der je weils vorhandenen Leistung des Motors ge mäss der Motorcharakteristik für das gegebene Getriebe die wirtschaftliche Drehzahl der Motorwelle ergibt. UNTERANSPRüCHE 1.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Mechanis men bei gleichbleibendem Füllungsgrad im Falle einer Änderung der Drehzahl der angetriebenen Welle eine umgekehrt proportionale Änderung des Überset zungsverhältnisses im Sinne gleichblei bender Antriebsdrehzahl ermitteln.
    \?. Vorrichtung nach Patentanspruch, bei welcher das Übersetzungsverhältnis selbst tätig angezeigt wird, gekennzeichnet durch ein Anzeigeorgan, dessen Stellung sowohl in Abhängigkeit von der Dreh zahl der angetriebenen 'Welle, als auch von der Stellung des Leistungsregel- organes des Motors gebracht ist und wo bei der jeweilige Ausschlag ein Mass für die Änderung des Übersetzungsverhält nisses ist, das gemäss der Motorcharak teristik bei der gegebenen Drehzahl und Füllung das wirtschaftlichste ist. 3.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass das Anzeige organ von einem Tastorgan gesteuert wird, welches von einem von der an getriebenen Welle betätigten Fliehkraft regler in der Achsrichtung einer Walze verschoben wird, deren Oberfläche es ab tastet und die vom Leistungsregelorgan entsprechend dem Füllungsgrad verdreht. wird. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Ermögli- chung des Abbremsens der angetriebenen Welle durch den Antriebsmotor eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Verbindung zwischen dem Regelorgan des Antriebsmotors und dem Brennstoff zufUhrorgan willkürlich zu unterbrechen und wieder herzustellen gestattet.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, bei welcher das Übersetzungsverhältnis selbst- tätig eingestellt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einstellmittel für das Übersetzungsverhältnis einerseits in Ab hängigkeit von der Drehzahl der ange- triebenen Welle und anderseits von der Stellung des Leistungsregelorganes über ein Getriebe bewegt werden, das diese Be <B>tr></B> wegung der dieser Leistung gemäss der Motorcharakteristik zugeordneten Dreh zahl proportional macht. 6.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Einstellmittel für das Übersetzimgs- verhältnis entsprechend den Logarithmen der Drehzahlen der angetriebenen bezw. der treibenden Welle erfolgt. 7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Einstellmittel entsprechend den Lo garithmen der Drehzahlen der angetrie benen bezw. der treibenden Welle auf einer gemeinsamen Geraden erfolgt. B.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 6, ge kennzeichnet durch eine von der angetrie benen Welle angetriebene Flüssigkeits pumpe, die eine Flüssigkeit auf einem in sich geschlossenen Weg fördert, wobei sich in diesem Wege ein Steuerzylinder mit einem gegen die Wirkung einer Feder beweglichen Kolben befindet, des sen Wandungen eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen und wo bei jeder Stellung dieses Kolbens eine ge wisse in der Zeiteinheit im Umlauf be findliche Flüssigkeitsmenge und damit eine bestimmte Drehzahl entspricht, zu dem Zwecke, die Bewegung des Steuer kolbens in Abhängigkeit vom Logarith mus der Drehzahl zu bringen. 9.
    Vorrichtung nach, Unteranspruch ss, an Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeich net, dass der Steuerkolben zur Anzeige der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in km/Std. verwendet und daneben ein Tachometer angebracht ist, um so durch Vergleich der Anzeigen das richtige Funktionieren der Einrichtung über wachen zu können, wobei ein zum ge nannten Kreislauf der Flüssigkeit in bezug auf die Förderpumpe paralleler, ein Drosselorgan enthaltender weiterer Kreislauf vorgesehen ist, so dass durch Einstellung der Drossel die Wirkungs weise der Einrichtung verändert werden kann, bis die Übereinstimmung der An zeigen beider Anzeigeorgane wieder her gestellt ist. 10.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, bei Verwendung eines aus einem Motor generator bestehenden elektrischen ÜbeT- setzungsgetriebes, dessen Übersetzungs verhältnis durch Anderung der Felderre- gung des Motorteils von einem positiven Wert über Null zu einem negativen Wert verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese Änderung der Felderregung durch Bewegung einer Kontaktplatte und eines Schleifkontaktteils gegeneinander in Abhängigkeit vom Logarithmus der Drehzahl der treibenden Welle bezw. der angetriebenen Welle erzielt wird,
    durch welche Bewegung der in den Erreger stromkreis eingeschaltete Widerstand ge ändert wird.
CH202393D 1936-12-01 1937-11-25 Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung des jeweils den besten Wirkungsgrad ergebenden Übersetzungsverhältnisses eines mit einem Brennkraftmotor gekuppelten Getriebes. CH202393A (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE943446C (de) * 1940-11-01 1956-05-17 Daimler Benz Ag Elektrische Schaltvorrichtung fuer Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE950109C (de) * 1955-01-25 1956-10-04 Karl Hefel Dipl Ing Dr Techn Selbsttaetiger Gangvorwaehler fuer Kraftfahrzeug-Stufengetriebe
DE1003603B (de) * 1954-06-21 1957-02-28 Renault Einrichtung zur selbsttaetigen Steuerung von Geschwindigkeitswechselgetrieben, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE969836C (de) * 1942-12-03 1958-07-24 Hans Reichenbaecher Dr Ing Leistungsregelung von Kraftmaschinen in Verbindung mit Getrieben
DE973220C (de) * 1954-03-31 1959-12-24 Zahnraederfabrik Augsburg Vorm Regelvorrichtung zum selbsttaetigen Schalten von mehr als zwei Gaengen eines Gangwechselgetriebes, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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