DE1109537B

DE1109537B - Steuereinrichtung zum selbsttaetigen Schalten eines durch eine Hilfskraft schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1109537B
Application number: DED22684A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1956-04-04
Filing date: 1956-04-04
Publication date: 1961-06-22

Description

Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schalten eines durch eine Hilfskraft schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schalten eines durch eine Hilfskraft schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, der Gaspedalstellung und der Bremspedalstellung mit Impulssteuerung für das Umschalten.
Derartige Steuereinrichtungen, die auch eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Sperreinrichtung für einen oder mehrere Gänge aufweisen, sind bereits bekannt. Auch ist es schon bekannt, eine solche Sperreinrichtung von der Motordrehzahl abhängig zu machen.
Insbesondere ist eine selbsttätige Regelvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, die einen Fliehkraftregler aufweist, der einen elektrischen Kontakt trägt, welcher bei Abweichung von der jeweils gewählten Drehzahl um bestimmte Werte elektrische Gegenkontakte berührt, von denen der eine zur Vergrößerung und der andere zur Verkleinerung der Übersetzung im Getriebe dient und die gemeinsam in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals verstellbar sind. Bei einer weiteren bekannten selbsttätigen Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe dient zum Schalten der Übersetzung die Spannung eines Generators, dessen Drehzahl der getriebenen Welle proportional ist und dessen Erregung durch die Stellung des Gaspedals geändert wird. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung wirkt auch das Bremspedal in gleichem Sinne auf die Erregung des Generators ein wie der Gasfußhebel, so daß auch bei Betätigen des Bremspedals ein niedrigerer Gang eingeschaltet wird. Auch bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zum Schalten von Kraftfahrzeugübersetzungsgetrieben ist ein vom Bremspedal gesteuertes Element vorgesehen, das bei Betätigung des Bremshebels die gegenseitige Stellung von Elementen, welche das übersetzungsverhältnis bestimmen, in Richtung höherer übersetzungsverhältnisse abändert, und zwar um einen Betrag, der angenähert einem Übersetzungssprung des Getriebes entspricht. Ferner ist auch eine von Hand bedienbare elektrische Schaltvorrichtung für Getriebe mit einem Schaltmotor bekannt, bei welchem ein an die Getriebeeingangswelle angeschlossener Drehzahlwächter vorgesehen ist, der bei zu hoher Drehzahl der Getriebeeingangswelle einen Schalter im Abwärtsschaltstromkreis öffnet und derart ein Abwärtsschalten des Getriebes verhindert. Endlich ist es auch bekannt, zur Erzielung der erforderlichen Schaltkennlinien bei derartigen Steuereinrichtungen das Geberorgan zum Betätigen pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Steuereinrichtungen in der Mitte eines Waagebalkens anzulenken, dessen Enden einerseits mit einem Drehzahlwächter und andererseits mit dem Gaspedal in Verbindung stehen.
Die bekannten Steuereinrichtungen sind jedoch nicht dazu geeignet, alle Forderungen gleichzeitig zu erfüllen, die an eine Steuereinrichtung zu stellen sind, wenn diese ein befriedigendes Schalten in allen vorkommenden Fahrtsituationen gewährleisten soll. Dieser Mangel macht sich insbesondere bei schweren Lastkraftwagen und Omnibussen bemerkbar. Durch die Erfindung sollen diese Mängel behoben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kombination einer Impulssteuerung mit einer Schalt-und Bremsautomatik zu schaffen, bei der die selbsttätige Schaltung und die zu ihr gehörende Impulssteuerung überspielt werden können, während die Bremsautomatik immer in Betrieb bleibt. Durch die Anwendung dieser Kombination wird mit relativ einfachen Mitteln erreicht, daß gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch auf ein Mindestmaß reduziert und der Motor vor Über- und Unterdrehzahlen geschützt wird. Außerdem wird durch selbsttätiges Herunterschalten eine maximale Beschleunigung ermöglicht und schließlich die Bremswirkung des Motors, und dies ist die hervorstechendste Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung, voll ausgenutzt. Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe durch die Anwendung sehr einfacher Mittel aus, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch relativ In der Zeichnung sind zwei nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig.1 zeigt ein Schaltschema für selbsttätige Impulsgabe einschließlich der Einrichtung zum Abwärtsschalten beim Bremsen; Fig. 2 zeigt eine Erweiterung dieses Schaltschemas mit übersteuerung der selbsttätigen Schaltung von Hand und mit einem die Aufwärtsschaltung bei Nichtbetätigen des Gashebels verhindernden Schalter.
In dem in Fig. 1 dargestellten Schema ist mit 1 der Gashebel und mit 3 ein vom Motor angetriebener Fliehkraftregler bezeichnet. Sowohl der Gashebel 1 als auch der Fliehkraftregler 3 sind mittels Gestänge 9 und 11 mit einem quer zu den Gestängen liegenden Waagebalken 2 gelenkig verbunden. Der Waagebalken 2 ist in der Mitte an der Stelle 10 an einem Stößel 4 angelenkt, der in Gleitlagerungen 12 und 13 längsverschieblich etwa parallel zu den Gestängen 9 und 11 geführt und beiderseits federnd gehalten ist. Der Waagebalken 2 und der Stößel 4 werden auf diese Weise in der Schwebe gehalten. An seinen Enden weist der Stößel 4 jeweils einen Kontakt 5 bzw. 6 auf, denen die Gegenkontakte 5a zum Weiterleiten des Aufwärtsschaltimpulses und 6a zum Weiterleiten des Abwärtsschaltimpulses gegenüberstehen. Die Stromzuführungsleitung ist an der Stelle 10 in der Mitte des Waagebalkens 2 angeschlossen. Der Abwärtsschaltimpuls wird vom Gegenkontakt 6a über einen Kontakt 7, 7 b zur mit JQb"ürts bezeichneten Stelle weitergeleitet. Die Weiterleitung des Impulses über den Kontakt 7, 7 b erfolgt aber nur dann, wenn ein mit dem Kontakt 7 in Verbindung stehender, proportional zur Motordrehzahl angetriebener Fliehkraftschaltwächter infolge der noch zu geringen Drehzahl des Motors nicht zum Ansprechen gekommen ist und damit die Kontakte 7, 7 b noch nicht getrennt hat. Beim Betätigen des Bremsorgans für die Fahrzeugbremse wird durch Einleiten des Bremsdruckes p in den Bremszylinder ein Kontakt bei 8, 8 b geschlossen. Der Kontakt 8 b ist leitend mit den Kontakten 6 a und 7 verbunden. Damit wird der durch die mit dem Kontakt 8 in Verbindung stehende Stromleitung zugeführte Impuls über die an den Kontakt 8 b angeschlossene Leitung ebenfalls zur Stelle J"1"4'",." zum Abwärtsschalten geleitet. Dieser vom Bremsen abhängige Abwärtsschaltimpuls kann ebenfalls nur dann weitergegeben werden, wenn der Fliehkraftschaltwächter die Kontakte 7, 7b bei geringer Drehzahl geschlossen hält.
Die Wirkungsweise der selbsttätigen Schaltsteuereinrichtung ist folgendermaßen: Beim Niederdrücken des Gashebels 1 wird das Gestänge 9 in Richtung des Pfeiles a bewegt. Wird dabei der Gashebel 1 nur wenig niedergedrückt, so wird der Schaltimpuls für das Aufwärtsschalten gegeben, wenn durch den Fliehkraftregler 3 das Gestänge 11 und damit der Waagebalken 2 und der Stößel 4 in Richtung b bis zur Berührung der Kontakte 5, 5a angehoben sind. Der durch die Stromleitung in der Mitte des Waagebalkens 2 bei 10 zugeführte Impuls wird über die Kontakte 5, 5 a und die an 5 a angeschlossene Stromleitung zur Stelle JQ"f".;trt., geleitet. Wird der Gashebel 1 stärker niedergedrückt, so vergrößert sich der Abstand zwischen den Kontakten 5 und 5 a und der Impuls für das Aufwärtsschalten wird erst bei Erreichen einer höheren Drehzahl weitergegeben, wenn durch den Fliehkraftregler 3 das Gestänge 11 und der Stößel 4 entsprechend höher angehoben worden sind. billig und sehr robust ist. Die hieraus resultierende Betriebssicherheit ist für eine Schalt- und Bremsautomatik von besonderes großer Bedeutung.
Die Erfindung besteht in der Vereinigung folgender Merkmale: a) Für den Aufwärtsschaltsteuerstrom und für den Abwärtsschaltsteuerstrom ist in an sich bekannter Weise ein gemeinsames, in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und der Motordrehzahl verstellbares Geberorgan vorgesehen; b) ein weiteres, mit der Bremsvorrichtung des Fahrzeuges zusammenarbeitendes Geberorgan beeinlußt nur den Abwärtsschaltsteuerstrom, so daß beim Bremsen das Geschwindigkeitswechselgetriebe - wie an sich bekannt - zurückgeschaltet wird; c) im Abwärtsschaltstromkreis liegt in Stromrichtung hinter den beiden genannten Stromgebern ein in an sich bekannter Weise nur bei niedriger Drehzahl des Motors geschlossener Kontakt.
Wenn die Einzelmerkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch an sich bekannt sind, so ergeben sich die vorstehend genannten Vorteile erst durch die erfindungsgemäße Kombination dieser Merkmale.
In Fortbildung der Steuereinrichtung kann wie bei bereits bekannten Schalteinrichtungen ein weiterer, vom Gaspedal betätigbarer Kontakt vorgesehen sein, der in der Leergasstellung das Umschalten des Geschwindigkeitswechselgetriebes verhindert. Erfindungsgemäß soll dieser bei nicht betätigtem Gaspedal offene Kontakt innerhalb des Aufwärtsschaltstromkreises angeordnet sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Geberorgan für den Abwärtsschalt- und den Aufwärtsschaltsteuerstrom aus einem in Längsrichtung verstellbaren, unter Strom stehenden, in seiner Mittelstellung durch eine oder mehrere Federn gehaltenen Stößel und aus einem Waagebalken bestehen, der an diesem Stößel angelenkt und über seine Schenkel vom Gaspedal und von einem vom Motor angetriebenen Fliehkraftregler verschwenkbar ist. Nach einem weiteren Merkmal ist der Kontakt im Abwärtsschaltstromkreis von einem vom Fahrzeugmotor getriebenen Fliehkraftschaltwächter betätigbar.
Weiterhin kann der weitere Kontakt im Aufwärtsschaltstromkreis unmittelbar vom Gaspedal aus geschlossen werden und zum Betätigen des Aufwärtsschaltkontaktes vorzugsweise ein federnd nachgiebiger Stößel vorgesehen sein. Zweckmäßig ist es, wenn zum Übersteuern der selbsttätigen Schaltsteuereinrichtung in an sich bekannter Weise ein als Geberorgan für den Aufwärtsschalt- und den Abwärtsschaltstromkreis dienender Handschalter und ein weiterer, das von der Gashebelstellung und der Motordrehzahl beeinflußte Geberorgan von der Stromzufuhr trennender Schalter vorgesehen sind und im Abwärtsschaltstromkreis ein Widerstand vorzugsweise in Stromrichtung hinter dem von der Motordrehzahl beeinflußten Kontakt und ein weiterer Widerstand im Aufwärtsschaltstromkreis hinter dem vom Gashebel betätigten Kontakt liegen.
Endlich kann auch noch eine Sperre vorgesehen sein, die das Abwärtsschalten aus dem zweiten Gang verhindert.
Für die Gegenstände der Ansprüche 3, 4 und 7 wird Patentschutz lediglich in Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 1 begehrt. Bei stärkerem Niederdrücken des Gashebels erfolgt dadurch die Weitergabe des Aufwärtsschaltimpulses bei höherer Drehzahl. Gibt der Fahrer wenig Gas, so schaltet das Geschwindigkeitswechselgetriebe schon früher, so daß der Wagen in einem höheren Gang mit geringerem Brennstoffverbrauch fährt.
Zum Auslösen des Abwärtsschaltimpulses muß der Gashebel 1 beispielsweise zum Beschleunigen sehr stark niedergedrückt werden. Damit wird der Kontakt 6 mit dem Gegenkontakt 6a in Verbindung gebracht und der Abwärtsschaltimpuls über die Kontakte 7 und 7 b weitergeleitet. Diese Schaltmöglichkeit dient der Verbesserung der Beschleunigung. Hierbei kann das Herunterschalten nur dann erfolgen, wenn die Kontakte 7, 7 b infolge geringer Motordrehzahl durch den Fliehkraftschaltwächter geschlossen sind.
In Fig. 2 ist im Zusammenhang mit dem Gaspedal 1 zusätzlich ein zweckmäßig federnd nachgiebiger Stößel 15 vorgesehen, der beim Betätigen des Gashebels 1 einen Kontakt 14 in der Leitung zwischen dem Kontakt 5a und der Stelle Jd"fschließt. Nur wenn dieser Kontakt 14 geschlossen ist, kann beim Aufwärtsschalten der Schaltimpuls weitergeleitet werden. Wird bei Talfahrt der Gashebel l nicht betätigt, so wird durch Unterbrechen des Kontaktes 14 verhindert, daß ein Impuls zum Aufwärtsschalten weitergegeben wird. Durch die Lage des Kontaktes 14 nur in der Zuleitung zur Stelle @dlifw@,.,.s wird das Weiterleiten des Abwärtsschaltimpulses bei Talfahrten, d. h. bei nicht betätigtem Gashebel, nicht beeinträchtigt.
Soll durch einen von Hand auszulösenden Impuls die selbsttätige Schaltsteuereinrichtung übersteuert werden, so können weitere Einrichtungen vorgesehen sein, die ebenfalls in Fig. 2 dargestellt sind. Die selbsttätige Gangschaltung kann hierbei durch Betätigen ; des Handschalters 16 unwirksam gemacht werden. Dieser bewirkt entweder durch die Verbindung mit der Kontaktstelle 17 das Abwärtsschalten oder durch die Verbindung mit der Kontaktstelle 18 das Aufwärtsschalten des Getriebes. Dabei erfolgt die Stromzufuhr zum Waagebalken 2 durch eine Leitung 21, von der vor der Stelle 10 eine Nebenleitung zum Handschalter 16 abzweigt. Dadurch liegen die Kontaktstellen 17 und 18 im Nebenschluß zu den Kontakten 6, 6a bzw. 5, 5a. Das Übersteuern der selbsttätigen Impulsgabe geschieht beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch in die Leitungen für das Aufwärts- bzw. Abwärtsschalten eingeschaltete elektrische Widerstände 19 und 20. Mittels dieser Widerstände fließt der bei 21 zugeleitete Strom infolge Stromteilung im wesentlichen nicht mehr wie beim selbsttätigen Impulsgeben über einen wahlweise vorgesehenen Schalter 22, den Kontaktpunkt 10, die anschließenden Leitungen und die Widerstände 19 und 20 zum Fortleiten des Impulses an die Kontaktstellen Jatffua,ES bzw. J","@"@,.t@, sondern er wählt den Weg des geringeren Widerstandes von der Zuleitung 21 über den Schalter 16 und die Kontaktstellen 17 bzw. 18 zu den Stellen für das Weiterleiten des Abwärts- bzw. des Aufwärtsimpulses.
Soll lediglich von Hand ohne Einsatz der selbsttätigen Impulsgabe geschaltet werden, jedoch die Wirksamkeit der Bremsautomatik nicht aufgehoben werden, so ist hierfür der Schalter 22 in der Stromzuleitung für die selbsttätige Impulsgabe vorgesehen. Durch diesen Schalter kann die Stromzufuhr für die selbsttätige Impulsgabe unterbrochen werden. Hiervon wird jedoch die Bremsautomatik nicht betroffen, weil die Stromzufuhr für das Weiterleiten des Bremsimpulses unabhängig von der selbsttätigen Schaltsteuereinrichtung in der Stelle 23 erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schalten eines durch eine Hilfskraft schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, der Gaspedalstellung und der Bremspedalstellung mit Impulssteuerung für das Umschalten, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Für den Aufwärtsschaltsteuerstrom und für den Abwärtsschaltsteuerstrom ist in an sich bekannter Weise ein gemeinsames, in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und der Motordrehzahl verstellbares Geberorgan (2, 4) vorgesehen; b) ein weiteres, mit der Bremsvorrichtung des Fahrzeuges zusammenarbeitendes Geberorgan (8) beeinflußt nur den Abwärtsschaltsteuerstrom, so daß beim Bremsen das Geschwindigkeitswechselgetriebe - wie an sich bekannt - zurückgeschaltet wird; c) im Abwärtsschaltstromkreis liegt in Stromrichtung hinter den beiden genannten Stromgebern ein in an sich bekannter Weise nur bei niedriger Drehzahl des Motors geschlossener Kontakt (7, 7 b).
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 mit einem weiteren, vom Gaspedal betätigbaren Kontakt, der in der Leergasstellung das Umschalten des Geschwindigkeitswechselgetriebes verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der bei nicht betätigtem Gaspedal (1) offene Kontakt (14) innerhalb des Aufwärtsschaltstromkreises angeordnet ist.
3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberorgan für den Abwärtsschalt- und den Aufwärtsschaltsteuerstrom aus einem in Längsrichtung verstellbaren, unter Strom stehenden, in seiner Mittelstellung durch eine oder mehrere Federn gehaltenen Stößel (4) und aus einem Waagebalken (2) besteht, der an diesem Stößel angelenkt und über seine Schenkel vom Gaspedal (1) und von einem vom Motor angetriebenen Fliehkraftregler (3) verschwenkbar ist.
4. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (7) im Abwärtsschaltstromkreis von einem vom Fahrzeugmotor getriebenen Fliehkraftschaltwächter betätigbar ist.
5. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kontakt (14) im Aufwärtsschaltstromkreis unmittelbar vom Gaspedal (1) aus schließbar ist und daß zum Betätigen des Aufwärtsschaltkontaktes vorzugsweise ein federnd nachgiebiger Stößel (15) vorgesehen ist.
6. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum übersteuern der selbsttätigen Schaltsteuereinrichtung in an sich bekannter Weise ein als Geberorgan für den Aufwärtsschalt- und den Abwärtsschaltstromkreis dienender Handschalter (16) und ein weiterer, das von der Gashebelstellung und der Motordrehzahl beeinflußte Geberorgan (4) von der Stromzufuhr trennender Schalter (22) vorgesehen sind und daß im Abwärtsschaltstromkreis ein Widerstand (20) vorzugsweise in Stromrichtung hinter dem von der Motordrehzahl beeinflußten Kontakt ('7) und ein weiterer Widerstand (19) im Aufwärtsschaltstromkreis hinter dem vom Gashebel betätigten Kontakt (14) liegen.
7. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Sperre, die das Abwärtsschalten aus dem zweiten Gang verhindert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 596 927, 625 707, 833 445, 875 441, 883 089, 903176, 943 446; deutsche Patentanmeldungen p 36538 D 1I/63 c (bekanntgemacht am 10. 5. 1951), K 110281I/63 c (bekanntgemacht am 15. 5. 1952), D 111641l/63 c (bekanntgemacht am 23. 4. 1953); österreichische Patentschriften Nr. 160 427, 183 660; schweizerische Patentschrift Nr. 206 876; USA.-Patentschrift Nr. 2 585 437; ATZ Automobiltechnische Zeitschrift, Jahrgang 49, Nr. 5 vom September 1947, S. 65 bis 72.