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Einrichtung zur selbsttätigen Gangschaltung von Geschwindigkeitswechselgetrieben,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen
Gangschaltung von Geschwindigkeitswechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Durch das Hauptpatent 1003 603 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen
Gangschaltung von Geschwindigkeitswechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
bekannt, bei der der übergang von einem übersetzungsverhältnis zum anderen selbsttätig
in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle und von der Motorbelastung mittels
eines einer Relaisanordnung zugeführten pulsierenden Steuerstromes ausgelöst wird,
dessen mittlere Stromstärke vermittels eines Kondensators und einer mit der Wellendrehung
periodisch den Stromfluß aus einer Gleichstromquelle unterbrechenden Einrichtung
eine Funktion der Wellendrehzahl ist und ein für eine bestimmte Stromstärke entsprechend
einer zugeordneten Geschwindigkeit ausgelegtes Relais erregt. Die hierbei vorgesehene
Relaisanordnung trägt nur eine Wicklung, und die Einführung der Motorbelastung geschieht
mittels eines veränderlichen Widerstandes.
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Das Zusatzpatent 1036 071 zum Hauptpatent 1003 603 verbessert die
Betriebssicherheit und Wirkungsweise der im Hauptpatent beschriebenen Schaltungsanordnungen,
indem ein die Impulse erzeugender und durch die Welle in Umdrehung versetzter, mit
Kollekterlamellen versehener Rotor vorgesehen ist, in welchem der bei einigen Ausführungsbeispielen
des Hauptpatentes vorgesehene Speicherkondensator angeordnet ist. Außerdem ist zum
Ausgleich der Schwankungen der Batteriespannung und der Temperatur der Relaisspulen
ein weiterer Stromweg zwischen der Gleichstromquelle und dem Ausgang der Relaishauptwicklung
parallel zum Stromkreis mit Kondensator und Rotor vorgesehen, in welchem eine auf
dem Wickelkörper des Hauptrelais aufgebrachte Hilfswicklung liegt.
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Durch die Erfindung werden die in den beiden erwähnten Patenten beschriebenen
Steuerungsanordnungen weiter verbessert. Insbesondere soll mit der Erfindung die
Aufgabe gelöst werden, das Relais bei steigender Geschwindigkeit bei einer anderen
Drehzahl ansprechen zu lassen als bei sinkender. Ferner soll durch die Erfindung
vermieden werden, daß das Relais auf Grund des Stromes anspricht, der durch die
gemäß Zusatzpatent 1036 071 vorgesehene Hilfswicklung fließt.
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Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung auf einem von zwei selbständig
nebeneinanderstehenden Wegen dadurch gelöst, daß entweder der Relaisanordnung im
Magnetkreis ein Element zugeordnet ist, durch welches die Relaisanordnung nur bei
einem Magnetfluß bestimmter Richtung anzieht, oder daß im Stromkreis der Relaisanordnung
ein Element angeordnet ist, das in der Relaisanordnung nur einen Magnetfluß bestimmter
Richtung entstehen läßt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Gesamtanordnung umfaßt daher im
weiteren Ausbau der Gegenstände des Hauptpatents und dessen Zusatzpatents folgende
Elemente: Die Steuerung erfolgt mittels eines einer Relaisanordnung zugeführten
pulsierenden Steuerstromes, dessen mittlere Stromstärke mittels eines Kondensators
und einer von der Welle angetriebenen, periodisch den Stromfluß aus einer Gleichstromquelle
unterbrechenden Einrichtung von der Wellendrehzahl abhängt. Parallel zu dem den
pulsierenden Steuerstrom führenden Stromweg ist zwischen der Spannungsquelle und
dem Ausgang der Relaiswicklung ein weiterer Stromweg vorgesehen. Außerdem ist bei
gleichbleibender Stromrichtung des pulsierenden Steuerstromes der Relaisanordnung
ein Element im Magnetkreis zugeordnet, durch welches die Relaisanordnung nur bei
einem Magnetfluß bestimmter Richtung anzieht, oder entsprechend bei wechselnder
Stromrichtung des pulsierenden Steuerstromes ein Element, welches in der Relaisanordnung
nur einen Magnetfluß bestimmter Richtung entstehen läßt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann, um eine unterschiedliche
Wirkungsweise bei steigender
und bei sinkender Geschwindigkeit zu
erzielen, eine zusätzliche Hilfsspule oder ein Widerstand vorgesehen sein.
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Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung sind
in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben, wobei die Bauelemente,
die sich auch in den Zeichnungen des Hauptpatentes 1003 603 und des Zusatzpatentes
1036 071 finden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in den
genannten Patentschriften. Es stellt dar F i g. 1 die schematische Anordnung der
Elemente eines ersten Beispieles, wobei das Steuerrelais drei Wicklungen aufweist,
F i g. 2 und 3 die schematische Anordnung zweier weiterer Ausführungsbeispiele mit
nur zwei bzw. einer Wicklung auf dem Steuerrelais.
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In F i g. 1 sind eine Reihe der in F i g. 4 des ersten Zusatzpatentes
1036 071 dargestellten Bauelemente enthalten, nämlich die Batterie 5, der sich drehende,
einen Kondensator enthaltende Kollektor 1 mit seinen Bürsten 3 und 4, durch welche
in die Hauptwicklung 6 eines Relais ein pulsierender Strom geschickt wird, welcher
durch einen Kondensator 12 geregelt wird, wobei der mittlere Wert dieses
Stromes verhältnisgleich ist zu der Drehzahl der den Kollektor 1 tragenden Welle.
Eine Hilfswicklung 16 des gleichen Relais, von der Batterie 5 über einen
Widerstand 11
gespeist, dessen Änderung der Belastungsänderung des Antriebsmotors
entspricht, ist entgegengesetzt zur Wicklung 6 gewickelt und subtrahiert ihre Wirkung
von derjenigen der Wicklung 6. Der Anker A des Relais gestattet die Speisung der
Wicklung 9 des Schaltgeräts, beispielsweise einer elektromagnetischen Kupplung,
welches den gewünschten Gang schaltet, wobei der Strom von der Batterie 5 kommt
und durch die Kontakte 7 und 8 fließt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung nach F i g. 1 unterscheidet sich
von der erwähnten durch ein polarisiertes Relais. In dem dargestellten Beispiel
trägt der Anker des Relais einen Magneten 21, jedoch könnte das Relais auch mit
polarisiertem Kern versehen sein, ohne sich deshalb aus dem Erfindungsbereich zu
entfernen. Ferner ist erfindungsgemäß eine Nebenwicklung 17 vorgesehen, die im gleichen
Sinne gewickelt ist wie die Hauptwicklung 6 und bei angezogenem Relais über
einen einstellbaren Widerstand 26 gespeist wird.
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Durch die Verwendung eines polarisierten Relais wird die Empfindlichkeit
im Betriebe erhöht, die bei der Schaltung nach F i g. 4 des ersten Zusatzpatentes
gering sein sollte, da die Gefahr bestand, daß der Anker, wenn durch die Wicklung
6 kein Strom $oß, durch den durch die Hilfswicklung 16 fließenden Strom angezogen
wurde (im Falle des stehenden Wagens). Infolge der Verwendung eines polarisierten
Relais kann dieses sehr empfindlich sein, da die Hilfswicklung 16 allein niemals
das Anziehen des Ankers herbeiführen kann, wenn die Polarität entsprechend gewählt
wurde.
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Die Nebenwicklung 17 erhöht die Stabilität des Relais, d. h. das Verhältnis
zwischen der Stromstärke, welche das Anziehen des Ankers bewirkt, und der Stromstärke,
bei welcher derselbe abfällt. Von dem Augenblick an, in dein der Anker angezogen
wurde, addiert sich die Wirkung der Nebenwicklung 17 zu derjenigen der Wicklung
6, und der Anker kann erst dann abfallen, wenn die Stromstärke in der Wicklung 6
auf einen Wert gefallen ist, der erheblich unter demjenigen liegt, bei dem der Anker
angezogen wurde. Die Stabilität der Arbeitsweise kann mittels des einstellbaren
Widerstandes 26 geregelt werden.
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F i g. 2 stellt eine Schaltung dar, welche der vorhergehenden sehr
ähnlich ist. Um die Verwendung von drei Wicklungen auf einem Relais zu vermeiden,
wurde auf die Nebenwicklung 17 verzichtet und die Erhöhung der Stabilität durch
Beeinflussung des die Hilfswicklung 16 durchfließenden Stromes erreicht. Zu diesem
Zweck wird die Hilfswicklung 16 über einen zusätzlichen Widerstand 18 gespeist,
der mit dem veränderlichen Widerstand 11 in Reihe geschaltet ist. Der Anker A des
Relais ist mit einem schwingenden Arm B, der zu einem System von Hilfskontakten
19 und 20 gehört, verbunden. Dadurch wird der zusätzliche Widerstand
18, wenn der Anker des Relais abgefallen ist, kurzgeschlossen, aber sobald der Anker
angezogen ist, wieder in den Stromkreis eingeschaltet. Als Variante und ohne sich
dabei aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung zu entfernen, könnten die Kontakte
19 und 20 auch durch ein Hilfsrelais, das parallel zu der Wicklung
9 gespeist wird, betätigt werden. Der Hilfswiderstand 18 erhöht die Stabilität
des Relais, indem er die Wirkung der Hilfswicklung 16 herabsetzt. Die Stabilität
kann durch Änderung des Widerstandes 18 eingestellt werden.
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F i g. 3 stellt eine weitere Schaltungsvariante dar, bei welcher das
Relais nur mehr die Hauptwicklung 6 allein umfaßt, während der Anker A wie in dem
vorhergehenden Fall an einen Arm B mit einem Satz von Zusatzkontakten 19 und 20
angeschlossen ist, um die Stabilität beeinflussen zu können.
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Bei dieser Schaltung fließt der pulsierende Strom von der Bürste
4 zur Wicklung 6 über eine Diode 24
öder einen Gleichrichter
bekannter Bauart, wie etwa einen Kristalldetektor. Ein Widerstand 22 ist parallel
zu dem Stromkreis geschaltet, der von der Vorrichtung 1-3-4 zur Erzeugung
des pulsierenden Stroms, der Diode 24 und der Wicklung 6 gebildet wird. Diese ist
über den veränderlichen Widerstand 11, der die Motorbelastung einführt, und
einen zu 11
in Reihe geschalteten Widerstand 25, der die Stabilität ergibt,
mit der Masse verbunden. Ein Widerstand 23 ist parallel zu dem Kondensator 12 geschaltet.
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Bei dieser Ausführungsform erhält man an den Klemmen des Widerstandes
23 eine Spannung, die praktisch verhältnisgleich ist zu der Geschwindigkeit des
Fahrzeuges. Die mit der Diode 24 in Reihe geschaltete Wicklung 6 wird von
einem Strom nur dann durchflossen und infolgedessen das Relais nur dann betätigt,
wenn die Spannung an der Bürste 4 höher ist als die Spannung an der Verbindungsstelle
der Widerstände 11 und 22. Diese Anordnung vermeidet die Verwendung
eines kostspieligen polarisierten Relais. Die Stabilität erhält man bei angezogenem
Relaisanker durch Kurzschließen des Widerstandes 25 über die Kontakte
19 und 20, welcher zur Beeinflussung der Stabilität einstellbar ist.
Diese Regelung könnte natürlich auch wie bei der Schaltung nach F i g. 1 durch eine
besondere Wicklung erfolgen.
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Wenn auch in den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
besonders auf die F i g. 4 des Zusatzpatentes 1036 071 Bezug genommen ist, so lassen
sich die erfindungsgemäßen Vorteile ohne weiteres
auch unter Verwendung
der im Hauptpatent 1003603 beschriebenen, den Stromfluß periodisch ändernden
Einrichtungen erzielen.