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Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeugwechselgetriebe
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere
Kraftfahrzeugwechselgetriebe, bei denen die Betätigung der Schaltorgane im Wechselgetriebe
durch eine Hilfskraft, z. B. durch eine hilfskraftbetätigte Hauptkupplung zwischen
Antrieb und Wechselgetriebe, erfolgt und wobei durch einen für das Aufwärts- bzw.
das Abwärtsschalten des Wechselgetriebes von einem Impulsgeber ausgelösten Impuls
sowohl die Hilfskraft für die Schaltbetätigung als auch die Wählorgane für die Schaltrichtung
steuerbar sind.
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Bei einer bekannten Schalteinrichtung der vorstehend erwähnten Art
wird von einem Impulsgeber aus über zwei Hubmagnete ein Wählorgan für die Schaltrichtung
betätigt und durch letzteres dann ein Elektromotor für die Betätigung der Schaltorgane
im Getriebe ein- und auch wieder ausgeschaltet. Diese bekannte Schaltvorrichtung
hat den Nachteil, daß der einmal abgegebene Auslöseimpuls nicht gespeichert und
infolgedessen der Schaltvorgang z. B. bei sperrenden Zahnrädern nicht selbsttätig
wiederholt werden kann. Außerdem besteht keine Möglichkeit, durch längere Betätigung
des Impulsgebers mehrere Gänge im Wechselgetriebe nacheinanderzuschalten.
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Weiterhin ist Gegenstand eines älteren Patentes eine Schaltvorrichtung
für Wechselgetriebe, bei der die Hauptkupplung durch eine Hilfskraft betätigt wird
und die Gänge des Wechselgetriebes mittels der Hauptkupplung eingerückt werden.
Diese Schaltvorrichtung hat jedoch keine sogenannte Impulsschaltung, bei der lediglich
ein Schaltbefehl für Aufwärts- bzw. Abwärtsschalten gegeben zu werden braucht, sondern
einen Gangvorwählhebel, der auf den gewünschten Gang eingestellt wird. Das Schalten
des vorgewählten Ganges über das Ausrücken der Hauptkupplung wird durch einen Auslöseschalter
am Gangvorwählhebel bei dessen Anfassen eingeleitet. Eine Relaisanordnung speichert
den Auslöseimpuls und gibt ihn erst beim Loslassen des Gangvorwählhebels für das
Impulsgaberelais der Hauptkupplung frei. Diesem Impulsgaberelais sind ferner Mittel
zum Speichern des Betätigungsimpulses bis nach erfolgter Betätigung des Getriebeschaltgliedes
durch die Hauptkupplung zugeordnet. Diese Mittel sind für eine selbsttätige Auslösung
mit dem Getriebeschaltglied verbunden.
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Durch die Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Schalteinrichtung
vermieden und abweichend vom Gegenstand des beschriebenen älteren Patentes eine
Schaltvorrichtung mit Impulsschaltung geschaffen werden, bei der lediglich ein Schaltbefehl
für Aufwärts- oder Abwärtsschalten gegeben zu werden braucht. Die Erfindung besteht
darin, daß zwischen dem Impulsgeber und dem Betätigungsglied für die Schaltorgane
sowie dem Wählorgan für die Schaltrichtung Vorrichtungen zum selbsttätigen Speichern
des Auslöseimpulses angeordnet und diesem zugeordnet sind und daß diese Speichervorrichtungen
durch Verbindungsglieder mit dem Betätigungsglied für die Schaltorgane verbunden
und durch diese erst nach beendeter Gangschaltung selbsttätig in die unwirksame
Lage oder Stellung überführbar sind.
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Die Erfindung ist in erster Linie als elektrische Schalteinrichtung
gedacht. Dabei ist als Impulsgeber ein an sich bekannter elektrischer Wechselschalter
vorgesehen, und es sind die Speichervorrichtungen als selbsthaltende elektrische
Relaisanordnungen ausgebildet, die durch die Auslöseimpulse in eine wirksame Stellung
bewegbar sind.
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Der Wechselschalter zum Auslösen der Impulse kann gegebenenfalls automatisch,
z. B. durch entsprechende Drehzahlwächter, oder auch von Hand betätigt werden. Das
Gangschaltglied ist durch Federkraft oder durch sein Eigengewicht in einer für die
eine Gangschaltrichtung maßgebenden Stellung gehalten und entgegen dieser Federkraft
oder dem Eigengewicht durch das Wählorgan in die für die andere Schaltrichtung maßgebende
Stellung bewegbar, wobei der Stromkreis für das Wählorgan nur an den der betreffenden
Schaltrichtung zugeordneten Auslöseschalter des Impulsgebers angeschlossen ist.
Das Gangschaltglied wird zum Schalten der Gänge durch die hilfskraftbetätigte Hauptkupplung
bewegt.
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Das Betätigen der Getriebeschaltung von der durch Hilfskraft ausrückbaren
Hauptkupplung aus ist zwar
an sich bekannt, jedoch steht bei dieser
bekannten Anordnung das Schaltglied in einer neutralen Stellung und muß für beide
Schaltrichtungen erst durch Elektromagnete in die wirksame Bewegungsebene bewegt
werden. Die Erfindung bringt demgegenüber eine bauliche Vereinfachung mit sich.
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Bei der letztgenannten bekannten Einrichtung kann das Wechselgetriebe
auch direkt von einem Handschalthebel aus unter Umgehen der Hilfskräftbetätigung
geschaltet werden.
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Zwischen dem als Hubmagnet ausgeführten Wählorgan für das Gangschaltglied,
das aus einer an sich bekannten Ratschenwippe besteht, und dem am Impulsgeber vorgesehenen
Auslöseschalter für das Aufwärtsschalten ist in weiterer Ausbildung der Erfindung
als Speichervorrichtung ein unter Strom schließendes erstes Selbsthalterelais angeordnet,
dessen Erregerwicklung wahlweise durch einen Haltestromkreis oder mittelbar über
ein unter Strom schließendes Schaltrelais von dem einen Auslöseschalter erregbar
ist. Der Servomotor für die Hauptkupplung ist über die Speichervorrichtung mit dem
für die Abwärtsschaltrichtung geltenden anderen Auslöseschalter des Impulsgebers
sowie mit einem zusätzlichen Kontakt des vorstehend erwähnten Schaltrelais verbunden.
Zwischen der Gangschaltbetätigung, z. B. einem Servomotor für die Hauptkupplung,
und dem Auslöseschalter für das Abwärtsschalten bzw. dem vorerwähnten Kontakt ist
als Speichervorrichtung ein unter Strom schließendes zweites Selbsthalterelais angeordnet,
dessen Wicklung wahlweise durch einen Haltestromkreis oder durch beide Auslöseschalter
erregbar ist.
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In den beiden Haltestromkreisen des ersten und des zweiten Selbsthalterelais
liegt je ein Schalter, der mit dem Gangschaltglied derart verbunden ist, daß er
nach dem Einrücken eines Ganges geöffnet wird.
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Die Ausbildung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß der einmal
gegebene Auslöseimpuls bis nach der beendeten Schaltung auf Speicher gehalten wird.
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Es gibt Schalteinrichtungen, bei welchen zwischen dem als Betätigungsglied
vorgesehenen Schalthebel und dem Getriebeschaltglied ein Federglied angeordnet ist.
Dieses läßt bei sperrenden Getriebezahnrädern ein Weiterbewegen des Schalthebels
zu. Diese bekannte Anordnung wird erfindungsgemäß dahin weitergebildet, daß dem
Federglied ein beim überschreiten der eingestellten Federspannung auf den als Betätigungsglied
dienenden Servomotor einwirkender Schalter zugeordnet ist. Dieser Schalter kann
in die Verbindungsleitung zwischen dem Servomotor und dem Selbsthalterelais eingeschaltet
sein. Er ermöglicht eine selbsttätige Wiederholung des Schaltvorganges. Eine derartige
Wiederholvorrichtung ist auch Gegenstand des eingangs beschriebenen älteren Patentes.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt werden ; kann, zeigen mit
den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung an Hand eines
Kraftfahrzeugwechselgetriebes, und zwar Fig.1 das Schema einer Schalteinrichtung
ohne und Fig. 2 das Schema einer Schalteinrichtung mit Wie- i derholungsvorrichtung.
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Nach Fig. 1 erfolgt die Betätigung der Hauptkupplung 10 durch einen
Servomotor 11, der über ein Gestänge auf den Ausrückhebel 12 wirkt. Der Servomotor
wird durch eine Hilfskraft, z. B. den Unterdruck in der Motorsaugleitung, betätigt.
Diese Betätigung wird durch elektrische Impulse ausgelöst. Mit der Hauptkupplung
10, z. B. über deren Ausrückhebel 12, steht durch einen Hebel 13 oder in
ähnlicher Weise eine Ratschenwippe 14 in Verbindung, die für die Gangschaltbetätigung
und gleichzeitig für die Wahl der Gangschaltrichtung maßgebend ist. Sie wirkt auf
eine drehbare Rastenscheibe 15 ein, die ihrerseits mittel-oder unmittelbar mit einer
drehbaren Schaltkulisse 16 am Wechselgetriebe 17 verbunden ist. Die Schaltkulisse
16 hat entsprechende Führungen für die im Getriebe vorhandenen Schaltgabeln.
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In der dargestellten Stellung befindet sich die Ratschenwippe
14 in einer für die Abwärtsschaltung maßgeblichen Bewegungsebene. Beim Betätigen
der Kupplung 10 durch den Servomotor 11 wird die Ratschenwippe nach rechts bewegt
und durch die obere Ratsche 18 die Rastenscheibe 15 um einen Zahnabstand im Uhrzeigersinn
gedreht. Dadurch erfolgt eine Abwärts-Schaltung. Beim Wiedereinkuppeln gleitet die
Ratschenwippe 14 ohne Betätigung der Rastenscheibe 15 nach links in die gezeichnete
Stellung zurück.
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Für eine Aufwärtsschaltung kann die Ratschenwippe 14 durch einen Hubmagnet
19 in eine zweite Bewegungsebene angehoben werden. Erfolgt in dieser Bewegungsebene
wiederum beim Auskuppeln eine Bewegung der Ratschenwippe 14 nach rechts, dann greift
der untere Zahn 20 in die Rastenscheibe 15 ein und dreht diese entgegen
dem Uhrzeigersinn. Dadurch erfolgt eine Aufwärtsschaltung.
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Die Auslösung der Schaltung erfolgt auf elektrischem Wege von Hand
durch einen Gangschalthebel 21, der z. B. als sogenannter Tippschalter am Armaturenbrett
oder an der Lenksäule des Fahrzeuges angebracht sein kann. Diesem Gangschalthebel
2l sind für die Impulsauslösung zwei Schalter zugeordnet, und zwar ein Schalter
22 für die Aufwärts- und ein Schalter 23 für die Abwärtsschaltung. Der Stromkreis
für den Hubmagnet 19 ist nur an den Aufwärtsschalter 22,
der Stromkreis
für die Steuerung des Servomotors 11 jedoch sowohl an den Aufwärtsschalter
22 als auch an den Abwärtsschalter 23 angeschlossen.
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Zwischen dem Hubmagnet 19 und dem Aufwärtsschalter 22 ist ein
unter Strom schließendes Selbsthalterela#is 24 angeordnet, dessen Wicklung
25 wahlweise durch ein weiteres unter Strom schließendes Schaltrelais
26 oder den Haltestromkreis 27 erregt werden kann. Die Wicklung
28 des Schaltrelais 26
wird durch Einschalten des Aufwärtsschalters
22 erregt. Beim Schließen des Aufwärtsschalters 22 werden also beide
Relais 24 und 26 geschlossen, und der Hubmagnet 19 erhält Strom. Gleichzeitig
wird vom Schaltrelais 26 ein Kontakt 29 betätigt, an welchen der Stromkreis für
die Steuerung des Servomotors 11 angeschlossen ist.
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Im Haltestromkreis 27 befindet sich ein normalerweise geschlossener
Schalter 30, der durch ein Verbindungsgestänge 31 mit der Ratschenwippe 14 verbunden
ist. Dieser Schalter 30 wird durch das Verbindungsgestänge 31 aufgestoßen, sobald
die Ratschenwippe 14 nach eingerücktem Gang in die Endlage gelangt. Dadurch fällt
das Relais 24 ab, und der Anker des Hubmagnets fällt mit der Ratschenwippe
in die dargestellte Stellung zurück.
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Der Servomotor 11 wird über die Leitung 32 von einem
Selbsthalterelais 33 gesteuert. Im Haltestromkreis 34 dieses Selbsthalterelais 33
befindet sich ein normalerweise geschlossener Schalter 35, der über ein Verbindungsgestänge
36 ebenfalls mit der Ratschenwippe 14 verbunden ist. Dieser Schalter
35 hat die gleiche Funktion wie der Schalter 30, d. h. er wird aufgestoßen,
sobald
die Ratschenwippe 14 in die Endlage gelangt.
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Die Wicklung 37 des Selbsthalterelais 33 ist entweder
durch die gestrichelt dargestellte Leitung 38 oder über ein weiteres selbsthaltendes
Schaltrelais 39 mit dem Abwärtsschalter 23 sowie mit dem Kontakt
29
am Schaltrelais 26 verbunden. Im Haltestromkreis 40
des vorgeschalteten
Schaltrelais 39 ist ein normalerweise geschlossener Schalter 41 angeordnet,
der durch ein Verbindungsgestänge 42 mit dem Servomotor 11 bzw. dem Ausrückhebel
12 der Hauptkupplung 10 derart verbunden ist, daß er bei Bewegungsbeginn der Hauptkupplung
10 geöffnet wird.
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Wird für eine Abwärtsschaltung der Gangschalthebel 21 kurz nach unten
getippt und damit der Abwärtsschalter 23 geschlossen, so ziehen das Schaltrelais
39 und das Selbsthalterelais 33 an, und der Servomotor 11 erhält über die
Leitung 32 einen Impuls, der auch dann erhalten bleibt, wenn inzwischen der
Abwärtsschalter 23 wieder offen ist. Die Hauptkupplung 10 wird geöffnet.
Beim Bewegungsbeginn der Hauptkupplung 10 wird der Schalter 41 aufgestoßen,
und das Schaltrelais 39 fällt ab. Das Selbsthalterelais 33 aber hält sich
zunächst über den Haltestromkreis 34: Beim Lösen der Hauptkupplung wird die
Ratschenwippe 14 vom Gestänge 13 mitgenommen und in bereits beschriebener
Weise der Gang abwärts geschaltet. Ist dies erfolgt, dann wird über das Gestänge
36 der Schalter 35 aufgestoßen, und das Selbsthalterelais 33
fällt
ab. Die Hauptkupplung 10 wird nunmehr durch die Kupplungsfedern oder in anderer
Weise wieder eingerückt. Auf diese Weise können bei kurzem Schließen des Abwärtsschalters
23 ein Gang und bei längerem Schließen mehrere Gänge abwärts geschaltet werden.
Ist an Stelle des Schaltrelais 39 die kurze Verbindungsleitung 38 vorgesehen, dann
wirkt der Auslöseimpuls an sich in gleicher Weise. Es bestünde dann aber die Gefahr,
daß bei längerem Druck auf den Gangschalthebel 21 und dadurch geschlossenem Abwärtsschalter
23 die Hauptkupplung 10 nicht rechtzeitig wieder eingerückt wird,
da die Erregerspule 37
des Selbsthalterelais 33 eingeschaltet bleibt.
Dies wird durch das vorgeschaltete Schaltrelais 39 verhindert, bzw. es wird dadurch
ein beabsichtigtes Herunterschalten um mehrere Gänge ermöglicht.
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Die Steuerung des Servomotors erfolgt genauso, wenn mit dem Gangschalthebel
21 der Aufwärtsschalter 22 kurzzeitig geschlossen wird. Dabei werden aber
gleichzeitig das Schaltrelais 26 und das Selbsthalterelais 24 geschlossen,
so daß der Hubmagnet 19 die Ratschenwippe 14 in die obere, für die Aufwärtsschaltung
maßgebliche Bewegungsebene zieht. Bei Bewegung in dieser Ebene erfolgt dann in beschriebener
Weise die Gangschaltung. Beim Loslassen des Gangschalthebels 21 ist das Schaltrelais
26 wieder abgefallen, während sich das Selbsthalterelais 24 durch
den Haltestromkreis 27 so lange hält, bis in der Endlage der Ratschenwippe
14 der Schalter 30 aufgestoßen wird. Erst dann wird der Hubmagnet
19 stromlos, und die Ratschenwippe 14 kehrt in die gezeichnete Stellung zurück.
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Bei manchen Wechselgetriebebauarten kann es vorkommen, daß die Zahnräder
im Wechselgetriebe und die Zähne der Muffe Zahn auf Zahn stehen und dadurch das
Einrücken des Ganges nicht möglich ist. Um hierbei eine Beschädigung der Schalteinrichtung
bzw. des Wechselgetriebes zu vermeiden, ist nach Fig. 2 in die Verbindung zwischen
dem Servomotor 11 und dem Ausrückhebel 12 der Kupplung 10 ein Federglied
43 eingeschaltet. Diesem Federglied 43 ist ein Schalter
44 zugeordnet, der unter Überwindung der Federkraft geschlossen werden kann.
Dieser Schalter 44 wirkt auf ein unter Strom öffnendes Relais 45 in
der Leitung 32 zwischen dem Selbsthalterelais 33 und dem Servomotor
11. Der Schalter 44 kann auch als Unterbrechungsschalter unmittelbar
in der Leitung 32
angeordnet sein.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Kann z. B. ein Gang im Getriebe nicht
eingerückt werden, so wird die Feder 43 zusammengedrückt und der Schalter
44 geschlossen. Dadurch bekommt das Relais 45 Strom und unterbricht
die Leitung 32 zum Servomotor 11. Der Auslöseimpuls fällt weg, und
die Hauptkupplung 10
rückt wieder ein. Dadurch wird die Feder 43 entlastet
und die Verbindungsleitung 32 wieder geschlossen. Der Servomotor 11 erhält
einen neuen Impuls, so daß die Hauptkupplung 10 wieder geöffnet und über
die Ratschenwippe 14 erneut das Einrücken des Ganges versucht wird. Dieser
Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Einrücken endgültig erfolgt ist und durch
die in ihre Endlage gelangende Ratschenwippe 14 der Schalter 35 aufgestoßen
wird.
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Die beiden Auslöseschalter 22 und 23 können auch derart
angeordnet sein, daß sie im Raum (nicht im elektrischen Schaltbild) hintereinanderliegen
und bei schwachem Druck auf einen Schaltknopf z. B. der Aufwärtsschalter
22 schließt, während bei starkem Druck dieser wieder öffnet und dafür der
Abwärtsschalter 23
geschlossen wird. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die
Schaltkulisse 16 mit einem weiteren Schaltglied zu verbinden, das zur Ganganzeige
und für eine Handschaltung dient und welches als Drehknopf ausgebildet sein und
dabei gleichzeitig auch die Auslöseschalter 22, 23 in der Hintereinanderanordnung
bilden oder enthalten kann. Der dergestalt ausgebildete Druckschalter
22, 23 kann entweder für Hand- oder auch für Fußbetätigung vorgesehen sein.
Eine andere Möglichkeit liegt auch noch in der Trennung der Auslöseschalter, indem
z. B. der Aufwärtsschalter für Handbetätigung am Armaturenbrett od. dgl. und der
Abwärtsschalter für Fußbetätigung vorgesehen und gegebenenfalls auch noch mit Gas-
und/oder Bremspedal vereinigt sein kann. In einem solchen Fall könnte auch der Fußschalter
so ausgebildet sein, daß bei starkem Druck eine Abwärtsschaltung bis zum Leerlauf
erfolgt.