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Elektropneumatische Vorwählschalteinrichtung für Geschwindigkeitswechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft elektropneumatische Vorwählsehalteinriehtungen
für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem elektrischen
Vorwählschalter, aus einem mit dem Kupplungsfußhebel verbundenen, bei dessen Niederdrücken
die Anlage unter Spannung setzenden Hauptschalter sowie aus von Elektroventilen
gesteuerten doppeltwirkenden Kolben zum Umschalten des Geschwindigkeitswechselgetriebes,
wobei der Vorwählschalter die Stromkreise der zum Gangwechsel benötigten Elektroventile
vorbereitet.
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Bei bekannten Anlagen dieser Art wird beim Niederdrücken des Kupplungshebels
das Wechselgetriebe auf Leerlauf geschaltet und beim Loslassen des Kupplungshebels
der gewünschte Gang eingeschaltet. Bei einer derartigen Steuerung kann es unter
bestimmten Fahrbedingungen, beispielsweise während der Bergfahrt, vorkommen, daß
die Betätigung des Kupplungshebels sehr rasch durchgeführt werden muß und daher
das Einrücken des Ganges zufolge der Tätigkeit der während des Einrückens bewegten
Teile nicht mit Sicherheit vonstatten geht.
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Weiterhin ist eine automatische und/oder handbediente Vorwählschalteinrichtung
für ein 3-Gang-Wechselgetriebe mit zusätzlichem Rückwärtsgang bekannt, welche für
den Betrieb den Unterdruck in der Ansaugleitung ausnutzt. Der übergang von einem
Gang auf einen anderen erfolgt nach folgendem Schema: Rückschaltung auf Leerlauf
- Gangauswahl - Gangeinschaltung. Für die Rückschaltung auf Leerlauf und die Gangeinschaltung
sind zwei Elektroventile und ein drittes für die Gangauswahl vorgesehen. Die Vorgänge
zur Rückführung auf den Leerlauf und zur Gangeinschaltung werden durch ein Relais
mit mehreren Kontakten gesteuert. Durch Schließen eines mit dem Kupplungsfußhebel
verbundenen Hauptschalters werden beim Auskuppeln die vorgewählten Schaltvorgänge
ausgelöst, und zwar werden die den Gangwechsel steuernden Elektroventile über von
der Gangstellung abhängige Steuerkontakte erregt.
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Eine andere bekannte elektropneumatische Vorwählschalteinrichtung
besitzt einen von der Kupplung betätigten Hauptschalter, der die Anlage beim Entkuppeln
an Spannung legt, ferner weist sie einen elektrischen Vorwählschalter und von Elektroventilen
gesteuerte doppeltwirkende Kolben auf, die das Getriebe beeinflussen, wobei der
Gangwähler die Stromkreise der Elektroventile vorbereitet.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend hat sich die Erfindung zur
Aufgabe gemacht, eine elektropneumatische Vorwählschalteinrichtung zu schaffen,
die im Aufbau und in der Arbeitsweise wesentlich einfacher und betriebssicherer
als die bekannten derartigen Anlagen ist und insbesondere ohne große Änderungen
in der Anzahl der Gänge beliebig erweiterbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch einen elektromagnetischen
Umschalter, der in seinen beiden Stellungen den Hauptschalter unmittelbar mit je
einem der Steuerstromkreise der Elektroventile verbindet und zunächst das zum Einschalten
des Leerlaufs dienende, in dem einen Steuerstromkreis liegende Elektroventil erregt
und anschließend sämtliche im anderen Steuerstromkreis liegenden Elektroventile
zum Gangeinschalten mit ihren Wicklungen an Spannung legt, wobei lediglich die Wicklung
desjenigen einzigen Elektroventils erregt wird, die sich in dem zugehörigen, über
den Vorwählschalter geschlossenen Stromkreis befindet.
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Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Vereinfachung des Aufbaues
trägt besonders die unmittelbare Verbindung des Hauptschalters mit den Elektroventilen
bei.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben,
welches schematisch in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gemäß dem Ausführungsbeispiel
zur Steuerung einer an sich bekannten Anlage verwendet, welche die doppeltwirkenden
Arbeitszylinder I, 2, 3 umfaßt, die mit den Steuer-
Organen des
Wechselgetriebes zum Ausrücken der Gänge auf Leerlaufbetrieb und zum Einrücken der
verschiedenen Gänge, einschließlich des Rückwärtsganges, zusammenwirken. Die Zylinder
1, 2, 3 sind über die Leitungen 4, 5 mit dem Elektroventil 6 und durch dieses mit
der von der Druckluftquelle kommenden Druckluftspeiseleitung 7 verbunden. Wenn die
Druckluft durch die Leitungen 5, 4 zu den genannten Zylindern gelangt, werden die
entsprechenden, untereinander verbundenen Kolben in die Ausrücklage (Leerlauf) verschoben,
und auch das Wechselgetriebe befindet sich somit in der Leerlaufstellung.
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Der Zylinder 1 ist weiterhin über die Leitungen 8,9
mit den
Elektroventilen 10, 11 verbunden, welche die Verschiebung des im Zylinder 1 wirkenden
Kolbenpaares in dem einen oder im anderen Sinne und somit dasEinrücken des Rückwärtsganges
oder des 1. Ganges steuern.
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Der Zylinder 2 ist seinerseits über die Leitungen 12, 12' mit den
Elektroventilen 13,14 verbunden, welche die Hin- oder Herverschiebung des im Zylinder
2 wirkenden Kolbenpaares und somit das Einrücken des 4. oder 5. Ganges steuern.
Schließlich ist der Zylinder 3 über die Leitungen 15,16 mit den Elektroventilen
17, 18 verbunden, die - wie die Ventile 10, 11,13,14 - aus der Leitung 7 mit Druckluft
beaufschlagt werden und die Verschiebung des im Zylinder 3 wirkenden Kolbenpaares
zum Einrücken des 2. bzw. 3. Ganges steuern.
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Das Blockierorgan 19 des Wechselgetriebes wird durch einen Zylinder
20 gesteuert, in dem ein einziger doppeltwirkender Kolben läuft, der über die Elektroventile
21 und 22 mit Druckluft beaufschlagt werden kann, um in einer Richtung oder in der
anderen verschoben zu werden und das Wechselgetriebe zu blockieren oder freizugeben.
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In den Steuerstromkreisen der Elektroventile liegt ein Vorwählschalter
23, mittels dessen das Schließen der verschiedenen elektrischen Steuerstromkreise
entsprechend den verschiedenen Gängen des Wechselgetriebes vorbereitet wird. DieBezugszeichenI,
II, III, IV V, R des Vorwählschalte,rs 23 bezeichnen die einzelnen Gänge, nämlich
fünf Vorwärts- und einen Rückwärtsgang.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für die beschriebene Anlage
zeichnet sich, wie gesagt, im wesentlichen dadurch aus, daß sie ausschließlich elektrische
Mittel umfaßt, und zwar einen Hauptunterbrecher, bestehend aus einem Kontakt 26
und einem elektromagnetischem Relais 25 mit einem zweiten Kontakt 32, der mit einem
Umschalter verbunden ist, welcher durch den Umschaltekontakt 33-34 eines weiteren
elektromagnetischen Relais mit zwei Wicklungen 24-24' gebildet wird.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Es sei angenommen,
die verschiedenen Organe der Anlage befänden sich in der in der Zeichnung dargestellten
Lage und der Bedienungshebel des Vorwählschalters 23 werde in die dem gewünschten
Gang entsprechende Stellung, beispielsweise in die Stellung 52, für den 1. Gang
gebracht.
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Durch Drücken des Kupplungsfußhebels 35 bewirkt die Betätigungsstange
36 der Kupplung direkt das Schließen des Kontaktes 26, der an Masse liegt und somit
das mit der anderen Seite des Kontaktes verbundene Relais 25 zum Ansprechen bringt.
Die zweite Seite der Relaiswicklung ist mit der Batterieleitung 41 verbunden. Das
Ansprechen des Relais 25 bewirkt das Schließen seines Arbeitskontaktes 32, der einerseits
mit der Batterieleitung 41 und andererseits über die durch die Feder 33' geschlossen
gehaltene Ruheseite des Umschaltekontaktes 33-34 mit dem Steuerstromkreis S und
über die Leitung 51 mit der Wicklung des Elektroventils 6 verbunden ist. Die zweite
Seite der Wicklung des Ventils 6 liegt an Masse. Das Elektroventil 6 wird somit
erregt und bewirkt, daß die Kolben der Zylinder 1, 2 und 3 in die mittlere Ruhelage
verschoben werden (in der Zeichnung sind die Kolben der Zylinder 1, 2, 3 bereits
in dieser Lage befindlich dargestellt). Diese Steuerung erfolgt auf folgende Weise:
Die von der Leitung 7 kommende Druckluft gelangt über das Ventil 6 und die Leitungen
5, 4 in die Zylinder 1, 2 und 3; und zwar in den mittleren Raum dieser Zylinder
innerhalb der Köpfe der miteinander verbundenen Kolben. Die Kammern der Zylinder
zwischen den Kolbenköpfen und den gegenüberliegenden Zylinderwandungen sind mit
der Außenluft in Verbindung. Diese Verbindung ist beispielsweise für den Zylinder
1 mittels der Leitungen 8, 9 und durch die freien Durchgänge 10';11' der Ventile
10,11 hergestellt.
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Die Kolbenstangen 58, 59, 60 der drei Schaltzylinder 1, 2, 3 betätigen
die Kontaktarme 47, 56, 57 der Schalter 29, 30, 31. So wird der Kontaktarm
57 des Schalters 29 durch die Kolbenstange 58 des Zylinders 2, der Kontaktarm 47
des Schalters 31 durch die Kolbenstange 59 des Zylinders 1 und der Kontaktarm 56
des Schalters 30 durch die Kolbenstange 60 des Zylinders 3 betätigt. Die drei Kontaktarme
47, 56, 57 der Schalter 29, 30, 31 liegen elektrisch an Masse. Die Kontaktarme 56,
57 der Schalter 29, 30 tragen an ihrem freien Ende elektrische Brücken 54, 55, welche
jedoch elektrisch in bezug auf ihre Kon taktarme 56, 57 isoliert, was durch die
schwarzen Punkte auf den Kontaktarmen angedeutet ist, und nur mechanisch mit ihnen
verbunden sind.
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Nachdem die Kolben der Zylinder 1, 2, 3 in ihren Ruhelagen angelangt
sind, nehmen die Kontaktarme 47, 56, 57 ihre Mittelstellung ein. Dies hat das Schließen
eines Stromkreises zur Folge, der von der Batterieleitung 41 über die Wicklung 24
des Umschalterelais, die Leitung 43, die Brücken 54, 55 der Kontaktarme 57, 56 zu
dem Kontaktarm 47 führt. Das Ansprechen des Umschalterelais über die Wicklung 24
bewirkt das Umschalten des Kontaktes 33-34 und Schließen der Arbeitsseite dieses
Kontaktes, welcher die Haltewicklung 24' des gleichen Relais erregt, so daß das
Relais erregt bleibt, auch wenn die Wicklung 24 zufolge Verstellung der Kontaktarme
47, 56, 57 aus der Leerlauflage stromlos wird. Die Wicklung 24' liegt über den Steuerstromkreis
L, die Leitung 45 in Reihe mit den Stromkreisen der Wicklungen der Elektroventile,
welche das Einrücken der verschiedenen Gänge steuern und welche Wicklungen ihrerseits
über den Vorwählschalter 23 in seinen Arbeitsstellungen an Masse liegen. Im betracheten
Fall liegt die Relaiswicklung 24' mit der Wicklung des Elektroventils 11 in Serie,
und der Stromkreis ist über den Bedienungshebel 53 des Vorwählschalters in Stellung52
anMasse geschaltet. DieErregung desElektroventils 11 bewirkt das Einrücken des 1.
Ganges, wobei die von der Druckleitung? kommende Druckluft über das Ventil 11 und
die Leitung 9 zum Zylinder 1 gelangt und den darin arbeitenden Doppelkolben (in
der Zeichnung nach links) verschiebt, wodurch der 1. Gang eingerückt wird. Die Verstellung
des Kolbens
des Zylinders 1 hat eine Verstellung des Kontaktarmes
47 des Schalters 31 in die Stellung 48 zur Folge, so daß sich der Stromkreis des
Lämpchens 49 der Signaleinrichtung 28 zur Anzeige des jeweils eingelegten Ganges
schließt.
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Durch analoge Steuerungen können die Stromkreise entsprechend den
anderen Gängen, einschließlich des Rückwärtsganges, über die zugehörigenElektroventile
und entsprechenden Kontakte des Vorwählschalters 23 eingeschaltet werden.
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Eine Anlage der oben beschriebenen Art bietet absolute Sicherheit,
daß zuerst das Wechselgetriebe in die Leerlauflage geschaltet und anschließend in
einem getrennten Arbeitsgang der gewünschte Gang eingerückt wird, wobei diese Arbeitsgänge
unmittelbar aufeinanderfolgen und sich während des bloßen Niederdrückens des Kupplungspedals
abspielen.
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Die Wirkungsweise der Anlage wurde unter Hinweis auf die Verwendung
einer Vorwählschaltung beschrieben, bei welcher die Einrückung des gewünschten Ganges
mittels eines Vorwählschalters 23 vorbereitet wird und das tatsächliche Einrücken
des Ganges im Augenblick des Niederdrückens des Kupplungspedals 35 durchgeführt
wird. Die Vorrichtung funktioniert jedoch mit der gleichen Sicherheit auch ohne
Anwendung einer Vorwahl, d. h. indem zunächst das Kupplungspedal gedrückt und dann
der gewünschte Gang direkt durch Schalten des Hebels des Schalters 23 eingerückt
wird.
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Betrachtet man beispielsweise für diese Schaltungsart die Umschaltung
vom 1. auf den 2. Gang, dann ist die Wirkungsweise der Vorrichtung die folgende:
Drückt man das Kupplungspedal, während sich der Vorwählschalter und das Wechselgetriebe
in der dem 1. Gang entsprechenden Stellung befinden, dann findet der sich schließende
Stromkreis die Arbeitsorgane bereits in ihren entsprechenden Stellungen vor, da
der Kontakt 47 in der Stellung 48 entsprechend dem 1. Gang geschlossen ist. Hält
man nun das Kupplungspedal gedrückt und verstellt den Hebel 53 des Vorwählschalters
von der Lage 52 des 1. Ganges in die Lage 54 des 2. Ganges, dann wird die Erregung
der Wicklung des Elektroventils 11 und der in Serie liegenden Relaiswicklung 24'
unterbrochen, die Feder 33' bewirkt das Umschalten des Kontaktes 33-34 und Schließen
der Ruheseite dieses Kontaktes, wodurch die Wicklung des Elektroventils 6 erregt
wird und die Organe des Wechselgetriebes in die Leerlauflage zurückgeschaltet werden.
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Sobald dies geschehen ist, wird die Relaiswicklung 24 erregt, der
Umschaltekontakt 33-34 schließt neuerdings seine Arbeitsseite und hält das Relais
über die Haltewicklung 24', wobei gleichzeitig die Wicklung des Elektroventils
17 erregt wird, deren Stromkreis über die neue Lage 54 des Hebels 53 des
Vorwählschalters 23 geschlossen ist. Damit wird der 2. Gang eingerückt, wonach der
Kupplungsfußhebel losgelassen werden kann.