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Elektrische Schalt- und Regeleinrichtung für eine aus einem Verbrennungsmotor
und einem Stufenwechselgetriebe bestehende Antriebseinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Das Hauptpatent betrifft eine elektrische Schalt-und Regeleinrichtung für eine aus
einem Verbrennungsmotor und einem Stufenwechselgetriebe bestehende Antriebseinheit,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Nachlaufsteuerung, bestehend aus einer
durch einen Elektroschaltmotor angetriebenen Schaltwalze, einer mit der Schaltwalze
trieblich verbundenen Verteilerscheibe, einer die Verteilerscheibe beeinflussenden
Geberstelle, ferner mit Einrichtungen zum zeitweiligen Unterbrechen des Stromkreises
des . Schaltmotors zur Drehzahlregulierung des Verbrennungsmotors während des Umschaltens
durch Dosierung der Brennstoffzufuhr bzw. durch Zündungsregelung abhängig von der
Schaltrichtung und zur Kontaktgabe abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors.
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Nach dem Hauptpatent wird der Stromkreis des umsteuerbaren Schaltwalzenmotors
dabei über die Verteilerscheibe durch ein durch Stromimpuls zu beeinflussendes Mehrstellenschaltrelais
gesteuert, das aus in einer Kreisbahn verteilt angeordneten Elektromagneten mit
unbeweglichen Kernen und aus einem in der Kreisbahnmitte drehbaren Dauermagneten
besteht.
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Die Erfindung ist eine weitere Ausführungsform dieser Schalt- und
Regeleinrichtung nach Patent 1 080 415 und hat zur Aufgabe, die Einrichtung nach
dem Hauptpatent zu vereinfachen.
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Die Erfindung liegt darin, daß die die Verteilerscheibe beeinflussende
Geberstelle aus einem an sich bekannten, von Hand betätigbaren Mehrstellenschalter
besteht.
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Durch die Erfindung entfallen das Mehrstellenschaltrelais und der
Impulsgeber der Einrichtung nach dem Hauptpatent.
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Als Gangwählhebel verwendete Mehrstellenschalter für Zahnräderwechselgetriebe
sind für sich allein zum direkten Umschalten von elektromagnetischen Gangschaltkupplungen
bereits bekannt. Die bekannten Wählhebel sind in verschiedenen zueinander geneigten
Ebenen verstellbar und bezwecken die Schaltung von elektromagnetischen Getriebekupplungen
mit gegenseitiger zeitlicher Verzögerung.
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Die Zeichnung gibt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wieder. Die dargestellte Einrichtung stimmt hinsichtlich der Ausbildung der Nachlaufsteuerung
und der Motorregelung mit der Einrichtung nach dem Hauptpatent überein. Lediglich
das Mehrstellenschaltrelais und der Impulsgeber der im Hauptpatent beschriebenen
und dargestellten Einrichtung sind durch andere Elemente ersetzt.
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Als Schaltelement für den Elektroschaltmotor 52 dient eine mit der
Motorwelle 53 gekuppelte Verteilerscheibe 50 und ein Mehrstellenschalter, bestehend
aus einer Nockenscheibe 25 und drei Stangen 26 mit Kontaktbrücken 27. Die Stangen
26 gleiten in Lagern 29 und werden in ihrer unwirksamen Stellung durch Federn 28
gegen feste Anschläge 31 gedrückt. Dabei liegen die Enden der Stangen 26
an der Nockenscheibe 25 an. In ihrer wirksamen Stellung werden die Kontaktbrücken
27 jeweils durch einen Nocken 25a der Nockenscheibe 25 gegen Kontaktpunktpaare
34, 35 oder 36 gedrückt. Die Nockenscheibe 25 kann über ein Zahnritzel 1 und ein
mit einem Handhebel 2 verbundenes Zahnsegment 3 in ihre drei wirksamen Stellungen
I, 1I und III gedreht werden, die durch nicht gezeichnete Rasteinrichtungen festgelegt
sind. Die Kontaktpunktpaare 34, 35, 36 vermitteln das Zusammenwirken mit einer Nachlaufschalteinrichtung,
welche im wesentlichen aus einer drehbaren Verteilerscheibe 50 und einer Schaltwalze
51 besteht, die gemeinschaftlich von dem umsteuerbaren Elektroschaltmotor 52 angetrieben
werden. Der hierzu notwendige Wellenzug ist mit 53 bezeichnet. In der Praxis enthält
dieser ein Zwischengetriebe 49, auf das nicht eingegangen zu werden braucht.
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Die Verteilerscheibe 50 ist aus Isolierstoff hergestellt und trägt
zwei halbkreisförmige Kontaktschienen 54, 55, die voneinander getrennt sind und
an der Scheibe zwei diametral gegenüberstehende, nichtleitende
Stellen
56, 57 frei lassen. In bestimmter Einteilung liegen an der Verteilerscheibe die
Anschlußenden von drei Leitungen 58, 59 und 60, die von den Kontaktpunktpaaren 34,
35 und 36 herführen. Außerdem liegen an der Verteilerscheibe zwei Leitungen 62 und
63, welche zum An- und Abschalten sowie zum Umsteuern des Elektroschaltmotors 52
unter Mitverwendung von zwei Relais 65 und 66 dienen. Das Relais 65 vermittelt mit
seiner Kontaktzunge 67 den Antrieb des Elektroschaltmotors 52 zur Veranlassung des
Aufwärtsschaltens des Stufenwechselgetriebes, während das Relais 66 mit seiner Kontaktzunge
68 den Antrieb des Elektroschaltmotors 52 zur Veranlassung des Abwärtsschaltens
des Stufenwechselgetriebes vermittelt. Die Kontaktzungen 67 und 68 sind mit den
Polen des Elektroschaltmotors 52 durch Leitungen 69 und 75 verbunden. Zum Anschluß
des Elektroschaltmotors 52 an die Plus- und Minusleitung sind den beiden Kontaktzungen
67, 68 zugeordnete Kontaktpaare 70, 71 vorgesehen. Zum Kontaktpaar 70, 70 führt
die Plusleitung 45, und vom Kontaktpaar 71,71 kommt die Minusleitung 73.
Die Schaltwalze 51 ist mit mehreren Kontaktleisten versehen, und zwar sind diese
entsprechend den mit Hilfe des Elektroschaltmotors 52 zu erzielenden Stellungen
versetzt. Dies gilt sowohl für die überbrückungskontaktleisten 76, 77, 78 als auch
für die Einzelkontaktblöcke 80, 81, 82, durch die Leitungen 83, 84, 85 anschließbar
sind. Diese Leitungen führen zum Stufenwechselgetriebe, wo sie z. B. Elektromagnete
speisen, die zum Einrücken der Schaltkupplungen des Stufenwechselgetriebes dienen.
Die überbrückungskontaktleisten 76, 77, 78 vermitteln zeitweise die Verbindung zwischen
der Leitung 63 und dem Relais 65 über eine Leitung 64.
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Weiter ist noch auf der Schaltwalze eine Ringkontaktleiste 90 angebracht,
von der aus die Einzelkontaktblöcke 80, 81, 82 und ein doppelarmiger Hebel 87 mit
Strom versorgt werden. Außer der Schaltwalze 51 ist auf deren Welle 53 ein Mitnehmerstern
86 befestigt, welcher zur Betätigung des Hebels 87 dient. Der Hebel 87 greift mit
einer Rolle 88 in den Mitnehmerstern 86 und ist um einen ortsfesten Bolzen 89 drehbar
gelagert. Sein freier Arm hat einen leitenden Kontaktkopf 87a, der über eine
Leitung 91 mit der Ringkontaktleiste 90 verbunden ist. Dem Kontaktkopf 87a des Hebels
87 gegenüber sind Kontaktstellen 92, 93 zweier Relais 95, 96 vorgesehen, die zum
wechselweisen An- und Abschalten zweier Elektromagnete 97, 98 benutzt werden. Diese
bewegen ein Gestänge 99 in der einen oder anderen Richtung. Durch die Bewegung des
Gestänges 99 soll entweder die Verstellung der Drosselklappe einer Gasgemischzuleitung
oder eine Zündeinstellung bewirkt werden. Für die Leitungen 63, 64 ist die Möglichkeit
zur Unterbrechung gegeben, indem zwischen zwei Kontaktpunkten 100 und 101 ein in
Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors bewegliches Kontaktglied 102
vorgesehen ist. Das Kontaktglied 102 ist hier eine Schiebebüchse, die an einem Hichkraftregler
103 angelenkt ist. Der Fliehkraftregler ist auf einer vom Verbrennungsmotor anzutreibenden
Welle 104 angebracht.
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Vor dem Einrücken eines höheren Ganges durchläuft die aus der Verteilerscheibe
50 und der Schaltwalze 51 bestehende Nachlaufeinrichtung eine Ruhestellung, in welcher
alle Gänge ausgeschaltet sind, der Verbrennungsmotor leer läuft und die Schaltwalze
so steht, daß die Leitungsenden 64, 63, 83, 84, 85 mit keiner der Kontaktleisten
bzw. Einzelkontaktblöcke der Schaltwalze in Berührung sind. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind zwei Ruhestellungen vorhanden, die in der Zeichnung auf
der Schaltwalze 51 durch strichpunktierte Längslinien angedeutet sind. Die erwähnten
Ruhestellungen sind auch auf der Verteilerscheibe 50 angedeutet. Auf dieser ist
die Drehrichtung für Aufwärtsschalten mit einem Pfeil eingezeichnet. Die entsprechende
Drehrichtung der Schaltwalze 51 ist auf der Stirnfläche der Walze angegeben.
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Die Verteilerscheibe, die Schaltwalze und der Mehrstellenschalter
1 bis 3, 25 bis 36 sind in der Stellung für eingestellten ersten Getriebegang gezeichnet.
Gleichzeitig hat der Nocken der Kurvenscheibe 25 die Kontaktbrücke 27 vom Kontaktpunktpaar
31 abgehoben und in Berührung mit dem Kontaktpunktpaar 34 gebracht. Die Leitung
83 liegt am Einzelkontaktblock 80 an, so daß der erste Getriebegang eingelegt ist.
Bei Fahrt im ersten Gang hebt der vom Verbrennungsmotor beeinflußte Fliehkraftregler
103 mit seinen ausgeschwungenen Fliehgewichten die Scheibe 102 von den Kontaktstellen
100 und 101 ab. Der Mitnehmerstern 86 hält den Hebel 87 in seiner mittleren Lage,
in der keine selbsttätige Drosselverstellung vorgenommen wird.
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Zum Einschalten des zweiten Ganges wird durch Drehen des Handhebels
2 in die Stellung II die Nockenscheibe 25 im Uhrzeigersinn so weit gedreht, daß
der Nocken 25a unter der Stange 26 liegt. Die zugehörige Kontaktbrücke 27
verbindet jetzt das Kantaktpunktpaar 35, und die Kontaktzunge 67 des Relais 65 wird
durch Schließen des Stromkreises über die Leitungen 55, 63, 76, 64, 73 angelogen.
Nun erhält der Elektroschaltmotor 52 Strom über die Leitungen 45, 68, 69,
75, 73 und dreht die Schaltwalze 51 in der angegebenen Aufwärtsschaltrichtung,
jedoch nur so lange, bis die Enden der Leitungen 64, 63 frei werden und damit der
Stromrluß in diesen Leitungen unterbrochen ist, wodurch das Relais 65 wieder stromlos
wird. Gleichzeitig ist die Leitung 83 von dem Einzelkontaktblock 80 getrennt worden,
wodurch das Getriebe auf Leerlauf zurückgestellt worden ist. Infolge der gleichzeitig
erfolgten Drehung des Mitnehmersterns 86 wurde der Kontaktkopf 87a des Hebels 87
mit dem Kontaktpunkt 93 in Berührung gebracht. Das Relais 96 erhält Strom und bewirkt
über den Elektromagnet 98 und das Gestänge 99 eine Füllungswegnahme beim Verbrennungsmotor,
so daß dessen Drehzahl zu sinken beginnt und nach Erreichen des einem Getriebesprung
entsprechenden Drehzahlunterschiedes die Kontaktpunkte 10(T und 101 miteinander
leitend verbunden werden, Damit ist der Stromfluß zwischen den Leitungen 63, 64
wiederhergestellt. Das Relais 65 zieht an. Der Elektroschall motor 52 ist eingeschaltet
und dreht die Verteilerscheibe 50 so weit, bis. sich der Leitungsanschluß 59 von
der Kontaktleiste 55 trennt, tndeni die Isolierlücke 56 unter dem Leitungsanschluß
59 liegt. Dabei wurde die Schaltwalze 51 so weit gedreht, daß die Überbrüekungäkontaktleiste
77 die Enden der Leitungen 63, 64 verbindet und gleichzeitig der Einzelkontaktblock
81 mit dem Leitungsende 84 Dadurch wird der zweite Getriebegang eingeschaltet. Der
beschriebene Vorgang wiederholt sich, wenn beabsichtigt ist, auf den dritten Getriebegang
weiter
aufwärts zu schalten. Nach Einrücken des dritten Ganges liegt
die Lücke 56 unter dem Leitungsanschluß 60.
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Beim Abwärtsschalten wird der durch den Mehrstellenschalter eingeleitete
Schaltvorgang ohne irgendwelche Wartepausen durchgeführt, da das Relais 66 für die
umgekehrte Drehrichtung des Elektroschaltmotors 52 Strom über Masse, Leitung 73,
Leitung 62, Kontakt 58, Kontaktpaar 34 und Pluskontakt erhält. Dabei werden die
Leitungen 63, 64 und die Kontaktleisten 76, 77, 78 nicht benutzt.
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Da der Elektroschaltmotor 52 in entgegengesetzter Richtung treibt,
wird mit der Schaltwalze 51 und dem Mitnehmerstern 86 jedesmal beim Übergehen von
der einen zur anderen Gangschaltstellung kurzzeitig der Kontakt 87, 92 geschlossen.
Dadurch zieht das Relais 95 jeweils vorübergehend kurz an, so daß der Verbrennungsmotor
eine entsprechend größere Füllung erhält.