DE1080865B

DE1080865B - Elektropneumatische Vorwaehlschalt-einrichtung fuer Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1080865B
Application number: DEF13649A
Authority: DE
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1953-01-26
Filing date: 1954-01-09
Publication date: 1960-04-28
Also published as: CH319114A; FR1091419A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektropneumatische Vorwählschalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen.

Derartige Steuervorrichtungen, die der Vorwahl und/oder der selbsttätigen Einschaltung eines bestimmten Ganges dienen sollen, sind vielfach so ausgebildet, daß sie einen für jeden Gang mit Rasten versehenen Vorwählschalter aufweisen, mittels dessen der später einzuschaltende Gang festgelegt wird. Ferner weisen diese bekannten Vorrichtungen einen besonderen, meist mit dem Kupplungshebel verbundenen Schalter auf, der die beabsichtigte Gangumschaltung auslöst. Die Betätigung der Gänge selbst erfolgt dabei mittels Druckluftzylinder, die von einer Anzahl elektropneumatischer Ventile gesteuert werden und deren Kolben das Einschalten der Gänge bewirken.

So ist es z. B. bekannt, daß die mit dem Vorwählschalter und dem Schalter am Kupplungspedal in einem Batteriestromkreis liegenden elektropneumatischen Ventile die Kolben der Druckluftzylinder in die eine oder andere Endlage verstellen, wobei die Kolben in der jeweiligen Endlage durch Haltevorrichtungen gehalten werden. Die Vorwählschalter weisen meistens eine Sicherheitseinrichtung auf, die ein Einlegen des Rückwärtsganges während der Fahrt verhindert.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, hat sich die Erfindung die Aufgabe gesetzt, eine vorteilhafte und die Bedienung erleichternde, betriebssichere Ausgestaltung einer elektropneumatischen Vorwählschalteinrichtung zu schaffen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Vorwärtsgänge und der Leerlauf gang durch Kombination der Stellungen dreier Kolben, die sich in ihren Zylindern in der einen oder anderen Endstellung befinden können, einrückbar sind, während der Rückwärtsgang mittels eines besonderen, in einem vierten Zylinder angeordneten Kolbens bei der dem Leerlaufgang entsprechenden Stellung der erstgenannten drei Kolben einschaltbar ist, und daß bei jeder Stellung des Vorwählschalters drei Kontakte geschlossen sind, von denen jeder eines der den drei erstgenannten Zylindern jeweils zugeordneten beiden Elektroventile steuert, während bei der Stellung des Vorwählschalters für den Rückwärtsgang ein vierter Kontakt zusätzlich zu der Kontaktkombination aus den drei genannten Kontakten für den Leerlaufgang geschlossen ist, durch den das Einschalten des Rückwärtsganges ausgelöst wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorwählschalteinrichtung,

Fig. 2 den Schnitt durch die Vorwählschalteinrichtung nach der Linie A-A der Fig. 3₇

Elektr opneumatis ehe Vorwähls chalt-

einriditung für Wechselgetriebe

von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Fabbrica Italiana Magneti Marelli,
Mailand (Italien)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Leithäuser, Patentanwalt,
Essen, Bertoldstr. 9

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 26. Januar 1953

Fig. 3 den Schnitt durch die Vorwählschalteinrichtung nach der Linie B-B der Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 2,

Fig. 5 die schematische Vorderansicht des Vorwählschalters und

Fig. 6 eine Einzelheit der Fig. 5.

Nach Fig. 1 enthält die Vorwählschalteinrichtung drei Zylinder I₁ 2 und 3, deren Kolben beiderseitig mit Druckluft beaufschlagbar sind, wobei diese KoI-ben zum Steuern der Synchronisierorgane des Wechselgetriebes dienen. Je nach der Kombination der Bewegungsrichtungen dieser Kolben und dem daraus folgenden Verschieben der Synchronisierorgane können die verschiedenen Gänge sowie die Leerlaufstellung. erreicht werden. Die Druckluftzufuhr zu den Zylindern 1, 2 und 3 wird dementsprechend in dem einen oder anderen Sinn durch je zwei jedem Zylinder zugeordnete, im Stromkreis eines Vorwählschalters 8 befindliche Elektroventile 5_J 6 gesteuert, welche den Eintritt von Druckluft von der einen oder anderen Seite bewirken. Die Kolben der Zylinder 1, 2 und 3 werden durch noch näher zu erläuternde Haltevorrichtungen so lange in ihren Endlagen gehalten, bis die Druckluft von der anderen Seite des Zylinders zu wirken beginnt, Der Rückwärtsgang ist mittels eines weiteren Zylinders 4 einschaltbar, dessen Kolben nur von einer Seite mit Druckluft beaufschlagt wird, während auf die andere Seite eine Feder einwirkt, die das Bestreben hat, den Kolben stets in seine. Ruhelage zurückzuführen.

0fl9 507/235

Dem Zylinder 4 wird die Druckluft mittels eines Elektroventils 7 zugesteuert, das ebenfalls im Stromkreis des Vorwählschalters 8 angeordnet ist. Der Vorwählschalter 8 besitzt verschiedene, auf konzentrischen Kreisbögen verteilte Kontakte sowie einen um einen Zapfen 10 schwenkbaren Bedienungshebel 9, der an den einen Pol einer Stromquelle angeschlossen ist und jeweils die längs eines Radius angeordneten Kontakte auf den Kreisbögen miteinander verbindet. Zu diesem Zweck besitzt der Vor wählschalter 8 sechs Schaltstellungen für die Stromkreise, die ihn mit den Elektroventilen 5, 6 und 7 verbinden. In der Stellung 11 für den Rückwärtsgang schließt der Bedienungshebel 9 mittels der Kontakte 12, 13, 14 und 15 die Stromkreise jener Elektroventile, die ein Verschieben der Kolben in den Zylindern 1, 2 und 3 in die Leerlaufstellung und des Kolbens im Zylinder 4 in die Stellung für den Rückwärtsgang bewirken. Dadurch ist der Rückwärtsgang nur einschaltbar, wenn sich die Steuerorgane für die Zylinder I₃ 2 und 3 in der Leerlaufstellung befinden. In einer weiteren Stellung 16 des Bedienungshebels 9 sind mittels der Kontakte 17, 18 und 19 die Stromkreise jener Elektroventile geschlossen, die die Kolben der Zylinder 1, 2 und 3 in die Leerlaufstellung bringen. Weiterhin werden durch den Bedienungshebel 9 in der Stellung 20 die Kontakte 24, 25 und 26, in der Stellung 21 die Kontakte 27,28 und 29, in der Stellung 22 die Kontakte 30, 31 und 32 und in der Stellung 23 die Kontakte 33, 34 und 35 für die Stromkreise jener Elektroventile geschlossen, die mittels der Zylinder 1, 2 und 3 die Synchronisierorgane für den 1. Gang (Stellung 20), den 2. Gang (Stellung 21), den 3. Gang (Stellung 22) oder den 4. Gang (Stellung 23) betätigen. Um den Gangwechsel durch die Zylinder 1, 2 und 3 erst nach dem Ausrücken der Kupplung zu erlauben, ist in die Speiseleitung der Stromkreise für die Zylinder 1, 2 und 3 steuernden Elektroventile ein Kontakt 36 eingeschaltet, der bei betätigtem Kupplungsfußhebel 39 geschlossen ist. Der Stromkreis des Elektroventils 7, das den Eintritt von Druckluft in den Zylinder 4 für den Rückwärtsgang steuert, geht nicht über den Kontakt 36, da der Kolben des Zylinders 4 mit einer Rückstoßfeder versehen ist, die ihn bei Druckentlastung in seine Ruhestellung zurückführt, und er daher während der Rückwärtsfahrt auch nach Loslassen des Kupplungsfußhebels 39 unter Druck in seiner Arbeitsstellung gehalten werden muß. Ein Sicherheitskontakt 40, der ebenfalls einen Teil des Vorwählschalters 8 bildet, ist in die Speiseleitung sämtlicher Steuerventile eingeschaltet und öffnet sich jedesmal, wenn der Bedienungshebel 9 von einer Stellung in eine andere gebracht wird. Hiermit wird das Betätigen der Elektroventile vermieden, wenn sich der Vorwählschalter nicht in einer einem bestimmten Gang entsprechenden Stellung befindet.

Aus Fig. 2 ist die Ausführungsform der Zylinder 1, 2 und 3 ersichtlich, deren Kolbenstangen 1', 2' und 3' mittels der Arme 1", 2" und 3" (Fig. 3) die Synchronisierorgane des Wechselgetriebes verstellen. Die Zylinder sind in einem gemeinsamen Gehäuse 51, das den Deckel des Wechselgetriebegehäuses bildet, eingeschlossen. Aus einem Stück mit dem Gehäuse 51 ist der Bauteil 52 vorgesehen, in dem die Elektroventilgruppe für die Zylinder 1, 2, 3 und 4 untergebracht ist. Der Zylinder 4 bildet jedoch einen Körper für sich und wird getrennt an einer anderen Stelle montiert. Durch eine Muffe 82 (Fig. 4) werden die Anschlußkabel für die Erregerspulen 53 der Elektroventile eingeführt, wahrend durch einen Anschluß 54 aus einer nicht dargestellten Druckluftquelle Druckluft in eine gemeinsame Leitung 55 eingelassen wird, welche die Zugangsräume 56' zu den Einlaßventilen 56 speist.

Die Elektroventile 5, 6 und 7 sind alle gleich ausgebildet. In Fig. 4 ist eines dieser Elektroventile, und zwar das Elektroventil 5 für den Zylinder 2, im Schnitt dargestellt. Es besteht aus dem Elektromagneten 53 mit dem beweglichen Kern 53 a, gegen welchen unter der Wirkung einer Feder In₁ ein Teller

xo 53 & mit einem Röhrchen 53 c anliegt. Das Röhrchen 53 c steht mittels der Bohrung 53 d mit der Außenluft in Verbindung. Im stromlosen Zustand befindet sich der Kern 53 a des Elektromagneten sowie die Teile 53 b und 53 c unter der Wirkung der Feder W₁ in der in Fig. 4 gezeigten Lage, während diese Teile bei Stromdurchfluß durch die Spule des Elektromagneten 53 entgegen der Wirkung der Feder M₁ nach außen verschoben werden. Hierbei stößt das Ende des Röhrchens 53 c gegen einen gefederten Ventilteller 76, der

ao den Zutritt zum Innenraum des Röhrchens 53 c und • somit zur Außenluft verschließt. Der Teller 76 liegt seinerseits auf der Ventilstange 77 des Drucklufteinlaßventils 56 auf, welches durch eine Feder m₂ gegen den entsprechenden Ventilsitz gehalten wird. Beim weiteren Verschieben des Kernes 53 a des Elektromagneten 53 wird über die Teile 53 b, 53 c, den Ventilteller 76 und die Ventilstange 77 das Drucklufteinlaßventil 56 entgegen der Wirkung der Feder m₂ von seinem Sitz abgehoben, wodurch der mit der Druckluftleitung 55 zusammenhängende Raum 56' mit der Leitung zum entsprechenden Zylinder (im Fall der Fig. 4 mit der Leitung 357 zum Zylinder 3) verbunden ist. Dem Zylinder 1 wird die Druckluft durch Leitungen 157 und 158 (Fig. 1), dem Zylinder 2 durch Leitungen 257, 258 und dem Zylinder 3 durch Leitungen 357 und 358 zugeführt.

Die Haltevorrichtungen für jeden Kolben der Zylinder 1, 2 und 3 zum Festhalten der Kolben in den Endlagen auch nach Unterbrechen der Druckluftzufuhr nach erfolgter Umschaltung bestehen aus je einer federbelasteten Kugel, die in zwei an den Kolbenstangen in den den Endlagen der Kolben entsprechenden Stellen angebrachten Rasten eintreten kann. Fig. 2, 3 und 4 zeigen die genannten Haltevorrichtungen. An der Kolbenstange 1' des Kolbens von Zylinder 1 sind die beiden Rasten T₁ und T₁" vorgesehen, mit denen die Schnappvorrichtung JT₁ zusammenwirkt; analog sind an der Kolbenstange 2' die Rasten T₂' und T₂" für die Schnappvorrichtung S₂ und an der

Kolbenstange 3' die Rasten T₃' und T₃" für die Schnappvorrichtung S_s vorgesehen. Aus Fig. 3 geht die Wirkungsweise dieser Haltevorrichtung für die Kolbenstange 2' des Zylinders 2 klar hervor, wobei der Kolben in der gezeigten Lage in seiner, in Fig. 3 nach rechts verschobenen Endlage gehalten ist.

In Fig. 5 ist der Vorwählschalter 8 mit dem Bedienungshebel 9 gezeigt, der einen Sektor 60 mit verschiedenen Einschnitten 61 bestreicht, in welche der Bedienungshebel 9 einrasten kann. Diese Rasten entsprechen den verschiedenen Schaltstellungen des Vorwählschalters. Zwischen benachbarten Rasten sind die Vorsprünge 62 angeordnet, welche den Bedienungshebel 9 während seiner Bewegung von einer Schaustellung in die andere herabgedrückt halten, so daß der dem Schalter angehörende und in den Steuerstromkreis der Elektroventile eingeschaltete Sicherheitskontakt 40 geöffnet ist, wodurch während des Umschaltens die Elektroventile abgeschaltet sind.

Der Vorwählsehalter ist weiter mit einem an sich bekannten, mechanisch gesteuerten Sicherheitsanschlag

63 (Fig. 6) ausgestattet, der ein irrtümliches Einschalten des Rückwärtsganges verhindert. Um letzteren einzurücken, muß die Taste 64 des Anschlages 63 derart gedrückt werden, daß sich ihr innerer Zahn 65 entgegen der Wirkung der Feder 66 hebt und so das Vorbeiführen des Bedienungshebels 9 gestattet.'

Anschließend ist die Wirkungsweise der Vorwählschalteinrichtung beschrieben.

Wenn z. B. vom Leerlauf in den 1. Gang geschaltet werden soll, so wird zunächst der Bedienungshebel 9 des Vorwählschalters 8 in die Stellung 20 für den 1. Gang gebracht. Dadurch sind die Kontakte 24, 25 und 26 geschlossen und die Stromkreise für die Elektroventile der Zylinder I₃ 2 und 3 vorbereitet, und zwar für das Elektroventil 6 des Zylinders 1 und für die Elektroventile 5 der Zylinder 2 und 3. Sobald der Kupplungsfußhebel 39 betätigt und dadurch der Kontakt 36 geschlossen wird, werden die genannten Elektroventile der Zylinder I₃ 2 und 3 erregt und bewirken das Verschieben der Kolben dieser Zylinder in die für den 1. Gang maßgebenden Stellungen. In diesen Stellungen werden die Kolben durch die beschriebenen Haltevorrichtungen gehalten, auch wenn beim Loslassen des Kupplungsfußhebels 39 der Kontakt 36 geöffnet wird und die Elektroventile wieder stromlos werden, so daß die entsprechenden Zylinderkammern in der beschriebenen Weise mit der Außenluft in Verbindung gesetzt werden.

Soll das Einschalten des 2. Ganges vorbereitet werden, so ist der Bedienungshebel 9 in die Stellung 21 zu bringen, wodurch die Stromkreise für die Elektroventile der Zylinder 1, 2 und 3 vorbereitet werden. Das Getriebe wird ebenso erst beim Betätigen des Kupplungsfußhebels 39 umgeschaltet. Beim Umschalten vom 1. auf den 2. Gang wird nur der Zylinder 1 durch das zugehörige Elektroventil 5 umgesteuert, die Kolben der Zylinder 2 und 3 bleiben hingegen in ihrer vorherigen Lage.

Auf die anderen Gänge wird in analoger Weise umgeschaltet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektropneumatische Vorwählschalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einem für jeden vorhandenen Gang je eine Raststelle aufweisenden Vorwählschalter, mit einem mit dem Kupplungsfußhebel verbundenen Schalter und mit Druckluftzylindern zum Einschalten der verschiedenen Gänge, deren Kolben zwischen zwei Endlagen bewegbar sind und denen zur Bewegung in je eine Endlage je ein elektropneumatisches Ventil zugeordnet ist, wobei jedes Ventil von einem Elektromagneten steuerbar ist, deren Wicklungen über Kontakte des Vorwählschalters und über den mit dem Kupplungsfußhebel verbundenen Schalter in dem Stromkreis einer Batterie liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsgänge und der Leerlaufgang durch Kombination der Stellungen dreier Kolben, die sich in ihren Zylindern (I₃ 2 und 3) in der einen oder in der anderen Endstellung befinden können, einrückbar sind, während der Rückwärtsgang mittels eines besonderen, in einem vierten Zylinder (4) angeordneten Kolbens bei der dem Leerlaufgang entsprechenden Stellung der erstgenannten drei Kolben einschaltbar ist, und daß bei jeder Stellung des Vorwählschalters (8) drei Kontakte (13, 14, 15 bzw. 17, 18, 19 bzw. 24, 25, 26 bzw. 27, 28, 29 bzw. 30, 31, 32 bzw. 33, 34, 35) geschlossen sind, von denen jeder eines der den drei erstgenannten Zylindern jeweils zugeordneten beiden Elektroventile (5 und 6) steuert, während bei der Stellung des Vorwählschalters für den Rückwärtsgang ein vierter Kontakt (12) zusätzlich zu der Kontaktkombination aus den drei genannten Kontakten für den Leerlaufgang geschlossen ist, durch den das Einschalten des Rückwärtsganges ausgelöst wird.

2. Vorwählschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den drei Zylindern zum Einschalten der Vorwärtsgänge bzw. des Leerlaufganges (1 bis 3) zugeordneten Kolben in ihren Stellungen, die ihnen durch die im Augenblick des Drückens des Kupplungsfußhebels (39) betätigten elektropneumatischen Ventile aufgezwungen wurden, durch Haltevorrichtungen unabhängig von den darauffolgenden Stellungen des Bedienungshebels (9) des Vorwählschalters (8) gehalten werden —· wie an sich bekannt —, wobei die Haltevorrichtungen aus einrastenden Kugeln bestehen, während der das Einschalten des Rückwärtsganges betätigende Kolben stets durch eine an sich bekannte Rückholfeder in seine Ruhestellung zurückführbar ist.

3. Vorwählschalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwählschalter (8) einen Sicherheitskontakt (40) aufweist, der in die Speiseleitung der elektropneumatischen Ventile (5, 6 und 7) eingeschaltet und durch den Bedienungshebel (9) während des Umschal tens von einer Schaltstellung in die andere geöffnet ist.

4. Vorwählschalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsschlitz für den Bedienungshebel (9) im Gehäuse des Vorwählschalters (8) in jeder Stellung, in der die festen Kontakte angeordnet sind, mit einem Einschnitt (61) versehen ist, in den der Bedienungshebel (9) zur Steuerung der elektropneumatischen Ventile einrastet, wobei die zwischen den Rasten stehengebliebenen Vorsprünge (62) den Bedienungshebel während des Umschaltens niedergedrückt halten und dadurch den Sicherheitskontakt (40) öffnen.

5. Vorwählschalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwählschalter (8) in an sich bekannter Weise mit einem Sicherheitsorgan versehen ist, das aus einem Sicherheitsanschlag (63) besteht, der in seiner Normallage den Übergang des Bedienungshebels (9) in die Stellung des Rückwärtsganges verhindert, wobei der Anschlag mit einer äußeren Bedienungstaste (64) versehen ist.

6. Vorwählschalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) für den Rückwärtsgang unabhängig vom Betätigen des durch den Kupplungsfußhebel (39) bedienten Schalters (36) gesteuert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 603 035, 659 378, 720164, 848 302, 859261, 870 501; schweizerische Patentschrift Nr. 285 971; französische Patentschrift Nr. 894 570; britische Patentschrift Nr. 150070;

Zeitschrift »The Autocar« vom 11. Januar 1935, S. 47.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen