DE623309C

DE623309C - Selbsttaetig wirkende elektrische Schaltvorrichtung fuer Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE623309C
Application number: DEF70044D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-03-28
Filing date: 1931-01-15
Publication date: 1935-12-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig wirkende elektrische Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem auf Vorwärtslauf, Leerlauf und Rückwärtslauf einstellbaren Handschalter und selbsttätiger Ein- und Ausschaltung der höheren Getriebestufen. Die selbsttätige Ein- und Ausschaltung der selbsttätigen Getriebestufen geschieht in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsfaktoren des das Wechselgetriebe antreibenden Motors oder des Fahrzeuges. Solche Betriebsfaktoren sind beispielsweise die Drehzahl der Motorwelle oder einer der Fahrzeugwellen oder die Belastung des Fahrzeuges oder seines Antriebsmotors. Gegebenenfalls können auch mehrere dieser Größen zusammenwirken.

Wenn eine solche Schaltvorrichtung den Anforderungen der Praxis in jeder Beziehung entsprechen soll, muß. für ein reibungsloses Zusammenarbeiten zwischen dem auf Vorwärtslauf, Leerlauf und Rückwärtslauf einstellbaren Handschalter und dem Schalter für das selbsttätige Ein- und Ausschalten der höheren Getriebestufen gesorgt werden. Insbesondere muß die Verbindung zwischen den beiden Schaltern derart sein, daß der Fahrer dadurch, daß er den Handschalter betätigt, in jedem Augenblick die freie Entscheidung darüber hat, ob der Wagen vorwärts oder rückwärts laufen oder anhalten soll. Beim Anfahren bedeutet dies, daß der selbsttätige Getriebeschalter für das Ein- und Ausschalten der höheren Getriebestufen erst in Wirksamkeit treten darf, nachdem der Fahrer durch Bedienen des Handschalters den Vorwärtslauf oder Rückwärtslauf eingestellt -hat. Andererseits muß der Fahrer, wenn das Fahrzeug sich schon in Fahrt befindet, die Möglichkeit haben, durch Einwirken auf den Handschalter beispielsweise den Leerlauf oder Rückwärtslauf einzustellen, gleichgültig, welche Getriebestufe des Vorwärtslaufes in dem genannten Augenblick gerade eingestellt ist. Das Einwirken auf den Handschalter darf 4-5 dann keine Störung im Getriebe hervorrufen, sondern muß 'den ordnungsgemäßen Übergang von der gerade eingestellten Getriebestufe auf die vom Fahrer gewünschte Getriebestufe des Leerlaufes oder Rückwärtslaufes zur Folge haben.

Durch die Erfindung wird den genannten Bedingungen auf einfache und betriebssichere Weise entsprochen. Gemäß der Erfindung werden auf einer gemeinsamen Achse drei 55 , Hebel o. dgl. angeordnet, von denen der erste

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selbsttätig in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder der Belastung des Fahrzeuges oder seines Antriebsmotors oder von mehreren dieser Größen gesteuert wird, der zweite durch den Fahrer willkürlich verstellbar ist und der dritte, als Stromverteiler eines elektrischen Schalters ausgebildete Hebel mit dem ersten Hebel nachgiebig verbunden ist und von dem zweiten Hebel entgegen seiner ίο nachgiebigen Verbindung mit dem ersten Hebel mit Hilfe 'einer Mitnehmereinrichtung mit einem Leerlaufkontäkt oder mit den Kontakten der untersten Schaltstufe der Vor- oder Rückwärtsfahrt in Berührung gebracht werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele veranschaulicht, und zwar stellt

Fig. ι ein Zahnräderwechs'elgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung dar.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht auf die gemäß der Erfindung vorgesehenen drei Schalthebel, und eine mit ihnen zusammenarbeitende Kontaktplatte, während

Fig. 3 die Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem elektromagnetisch gesteuerten Wechselgetriebe zeigt. Das in Fig. 1 dargestellte Wechselgetriebe ist ein Getriebe mit verschiebbaren Rädern. Es umfaßt drei Gänge I, II, III für den Vorwärtslauf und einen Gang MA für den Rückwärtslauf. Mit 9 ist die Hauptkupplung zwischen der Motorwelle und der treibenden Welle? bezeichnet.

Die verschiebbaren Zahnräder 10, 11 werden auf der Welle 8 mittels der in geeigneter Weise geformten Nocken 12 und 13 verschoben. Die Nocken 12 und 13 sind auf einer Hilfswellei5 angeordnet, die. das Schaltglied des Getriebes darstellt. Die Welle 15 dreht sich in dem«einen oder anderen Sinn so lange, als sie durch eine Hilfskraft, die beispielsweise voii einem nicht dargestellten Elektromotor oder einer umlaufenden Welle des Getriebes geliefert und mittels der Welle 16 übertragen wird, in Drehung versetzt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich die Welle 16 ständig im gleichen Sinne. Das Drehen der Welle 15 wird in dem gewünschten Sinne durch ein mechanisches Umkehrgetriebe 17 mit elektromagnetischen Kupplungen 17¹ und 17² erhalten. Der Drehwinkel der WeUe 15 wird durch den Zeitraum bestimmt, in dem die Kupplung 17¹ oder 17² erregt ist. Die Welle 15 trägt eine weitere Nockenscheibe 20., die unter der Wirkung einer Ausgleicheinrichtung 2p¹ steht und welche dazu dient, die Hauptkupplung 9 jedesmal selbsttätig auszuschalten, wenn eine Getriebeschaltung stattfindet.

Die eigentliche elektrische Schaltvorrichtung des Wechselgetriebes umfaßt drei Hebel 14a, 14& und 14^ die lose auf einer Hilfswelle 19 sitzen. Die Ausführungsform dieser Schaltglieder als Hebel ist nur beispielsweise angeführt. Es sind auch andere Arten der Ausführung, z. B. als Scheiben, möglich. Der Hebel 14° steht unter den einander entgegengesetzt gerichteten Wirkungen eines FHehkraftreglers 30, der durch die Welle 31 mit einer der Drehzahl der Motorwelle entsprechenden Umlaufzahl angetrieben wird, und einer Feder 35. Der Fliehkraftregler entwickelt also eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der Motorwelle stehende VersteU-kraft, der die Federkraft 35 entgegenwirkt.

Der Hebel I4⁶ kann durch den Fahrer verstellt werden. Zu diesem Zweck ist dieser Hebel an eine vom Fahrer einstellbare Scheibe 21 angeschlossen, die der Fahrer in drei verschiedene Stellungen bringen kann, die durch die Einstellmarken s¹, P-, r¹ gekennzeichnet sind. Bei der Stellung t¹ ist der Leerlauf eingeschaltet, während die Stellungen s¹ und /^l der Vorwärts- und Rückwärtsfahrt entsprechen. Zur Verbindung des Hebels 14⁶ mit der Scheibe 21 dient ein biegsames Verbindungsglied 44. Ferner steht der Hebel 14* unter der Wirkung einer Feder 45. Auf dem Hebel 14⁶ ist ein Mitaehmerstift 48 angeordnet, der mit 'einer Nase des dritten Hebels i4^c zusammenarbeitet. Der letztgenannte Hebel ist an eine Stromquelle angeschlossen und mit einem Kontakt 51 versehen. Der Hebel I4^C ist durch eine Feder 46 mit dem Hebel 14° verbunden, Ferner trägt der Hebel 14= einen Mitnehmerstift 47. Wenn sich der Hebel 14° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bewegt, was einem Einschalten der höheren Gänge 'entspricht, sucht er den Hebel I4^C mittels der Feder 46 ndtzunehinen, während er bei der umgekehrten Bewegungsrichtung den Hebel 14« durch Druck auf den Mitnehmer 47 mitnimmt.

Auf der Hilfswelle 19 ist weiterhin eine Kontaktplatte 54 angeordnet, die mit kreisbogenförmigen Kontaktleisten 52, 53 versehen ist. Die aus leitendem Material bestehenden Kontaktleisten sind isoliert auf der Kontaktplatte 54 befestigt und derart angeordnet, daß sie mit dem Kontakt 51 des , Hebels 14^s zusammenarbeiten können. Die beiden Kontaktleisten sind durch einen nichtleitenden Zwischenraum voneinander getrennt. Ferner ist die Kontaktleiste 52 beispielsweise durch eine nachgiebige Leitung 52** mit der Kupplung 17¹ verbunden, deren Erregung zur Folge hat, daß die Welle 15 im Sinne des Einschaltens der höheren Gänge in Drehung versetzt wird, während die Kontaktleiste 53 durch die Leitung 53° an die Kupplung 17²

angeschlossen ist, deren Erregung die Drehung der Welle 15 im Sinne fallender Schaltvorgänge zur Folge hat.

Die Kontaktplatte 54 wird beim Drehen der Welle 15 ebenfalls in Drehung versetzt. Zu dem Zweck ist die Kontaktplatte an ihrem Rand mit einer Verzahnung versehen, in die ein an der Welle 15 angeordnetes Ritzel 15° eingreift.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende: Bei der Leerlaufstellung befindet sich der Kontakt 51 vor dem nichtleitenden Zwischenraum zwischen den Kontaktleisten 52 und 53. Er nimmt dann also diejenige Stellung ein, die in Fig. 2 durch die Market gekennzeichnet ist. Wenn sich jetzt der Fahrer entschließt, beispielsweise den Rückwärtslauf einzuschalten, so stellt er die Scheibe 21 auf die Marke r^x ein. Hierdurch wird der Hebel 14* geschwenkt und bringt den Hebel I4^C mittels des Mitnehmerstiftes 48 in die durch den Bezugsstrich r gekennzeichnete Lage. Die Folge davon ist, daß die Kupplung 17² Strom erhält und die Welle 15 im Sinne der Einschaltung des Rückwärtsganges gedreht wird. Mit der Drehung der Welle 15 ist auch eine Drehung der Kontaktscheibe 54 verbunden, und zwar wird die Kontaktscheibe 54 mittels des Ritzels 15« nach, der Einschaltung des Rückwärtsganges im Sinne des Pfeiles Z gedreht, bis der nichtleitende Zwischenraum zwischen den Kontaktleisten 52 und 53 vor den Hebel 14* gelangt. Hierdurch wird der Stromkreis unterbrochen und die Welle 15 zum Stillstand in einer solchen Stellung gebracht, bei der der Nocken 12 (Fig. 1) den Rückwärtsgang einschaltet. Wenn der Fahrer die Scheibe 21 in die Nullage^¹ zurückbringt, legt sich der Hebel 14« auf die Leiste 52. Hierdurch wird der Stromkreis der Kupplung 17¹ geschlossen, und die Welle 15 dreht sich entgegengesetzt der Richtung des Pfeiles Z, bis alle Teile in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurückgekehrt sind.

Wenn der Fahrer die Scheibe 21 in die Lage des Bezugsstriches s¹ (Vorwärtslauf) bringt, gibt der Mitnehmer 48 den Hebel 14^C frei, so daß dieser unter der Wirkung des Zuges der Feder 46 in die Stellung s gelangt, in welcher sich der Stift 47 gegen den Hebel 14a legt, von dem angenommen sei, daß er sich in diesem Augenblick in derjenigen Lage befindet, die der Einschaltung des ersten Ganges der Vorwärtsfahrt entspricht. Es sei hierbei bemerkt, daß der Stift 48 durch das Bewegen der Scheibe 21 von der Stellung t¹ in die Stellung s¹ so weit aus dem Bereich der Nase des Hebels I4^C hinausbewegt ist, daß letzterer den Bewegungen des Hebels 14« nicht nur in die Stellung s, sondern auch in die Stellungen II und III, die der Einschaltung des zweiten und dritten Ganges der Vorwärtsfahrt 'entsprechen, folgen kann.

Wenn sich der Kontakt 51 des Hebels I4^C aus der Nullage heraus gegen den Kontakt 52 legt, wird die Kupplung 17¹ erregt und infolgedessen die Welle 15 in Drehung versetzt, derart, daß sie den ersten Gang¹ des Vorwärtslaufes leinschaltet. Durch die gleichzeitige Drehung der Kontaktscheibe 54 wird in dem Augenblick, in dem der erste Gang eingeschaltet ist, der Stromkreis der Kupplung 17¹ wieder unterbrochen, da der Kontakt 51 nunmehr vor den nichtleitenden Zwischenraum zwischen den Kontaktleisten 52, 53 gelangt ist. Der erste Gang bleibt infolgedessen bis auf weiteres eingeschaltet. Wird jetzt der Hebel 14° durch, die von dem Fliehkraftregler 30 'entwickelte Kraft entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zwecks Einschaltens des zweiten Ganges geschwenkt, so nimmt er den Hebel 14« mittels der Feder 46 mit und bringt dadurch letzteren in die Stellung II (siehe Fig. 2), bei welcher der Kontakt 51 erneut mit der Kontaktleiste 52 in. Berührung gelangt. Die Kupplung 17¹ wird erneut erregt, so daß der zweite Gang eingeschaltet wird. Wenn der dritte Gang einzuschalten ist, wird der Hebel 14^s in entsprechender Weise in die Stellung III gebracht.

Ergibt sich aus dem Zusammenwirken des Fliehkraftreglers 30 und der Feder 35 eine Bewegung des Hebels 14° im Sinne fallender Schaltvorgänge, so drückt der Hebel 14° auf den Stift 47 und bringt dadurch den Kontakt 51 des Hebels 14* mit der Leiste 53 in Verbindung, so daß die Kupplung 17² erregt und eine niedrigere Getriebestufe eingeschaltet wird.

Der Fahrer hat immer die Möglichkeit, gleichgültig welcher Gang im Eingriff ist den Hebel 14^C mittels der Scheibe 21 derart zu verstellen, daß der Leerlauf oder auch der Rückwärtsgang eingeschaltet werden, da der Stift 48 den Hebel 14° wegen seiner nachgiebigen Verbindung mit dem Hebel 14° unabhängig von der Stellung des letzteren immer in die Stellungen t oder r zurückbringen kann. Damit auch die elektrische Schaltung des Getriebes unabhängig von der jeweiligen Stellung des Getriebes entsprechend dem Willen des Fahrers vor sich gehen kann, ist die Kontaktleiste 53 derart lang ausgestaltet, daß durch die Rückführung des Hebels I4^C beispielsweise in die Stellung t unabhängig von der augenblicklichen Lage des Hebels i4^c ein Kontakt mit der Leiste 53 hergestellt und so lange aufrechterhalten wird, bis das Getriebe durch das Einschalten der Kupplung 17² in die Leerlaufstellung überführt worden ist. Die Welle 15 wird hierbei ohne Anhalten während

der ganzen Reihe der fallenden Gangstufen angetrieben, ohne daß der selbsttätige Schalter I4^a 'eine Wirkung ausübt.

Die Fig. 3 zeigt die Schaltvorrichtung gemaß der Erfindung in Anwendung bei einem Wechselgetriebe mit elektromagnetischen Kupplungen. Gemäß dieser Figur ist die Motorwelle mit 39 und die getriebene Welle mit 40 bezeichnet. Wenn man zwischen den beiden Wellen ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis herstellen will, so genügt es, in die Wicklung derjenigen elektromagnetischen Kupplung 41¹, 41² oder 41³, die der gewünschten Schaltstufe entspricht, einen Strom zu schicken. Der Stromanschluß der Wicklungen erfolgt mit Hilfe von Ringen- 42¹, 42? oder 42^s, die mit Kontakten 43¹, 43² oder 43^s in Verbindung stehen. Über diesen' Kontakten verschiebt sich der Arm des Schalters: Für den Rückwärtsgang ist eine Kupplung 41⁴, ein Ring42⁴ und ein Kontakt 43* vorgesehen, während für den Leerlauf, bei welchem keine Wicklung erregt ist, ein Leerkontakt 43⁵ angeordnet ist. Die Kontakte 43¹, 43^a, 43³, 43⁴ werden durch den Hebel I4^C, der an eine Stromquelle angeschlossen ist, je nach der Stellung dieses Hebels ein- und ausgeschaltet. Der Hebel 14p steht, ebenso wie es vorstehend beschrieben ist, unter der Wirkung zweier anderer Hebel ι /ψ- und 14*. Der Hebel 14° ist hier wiederum derjenige Hebel, der die selbsttätige Steuerung der Gänge bei Vorwärtsfahrt besorgt, während der Hebel I4^& vom Fahrer mittels der Scheibe 21 verstellt wird und über einen Mitnehmerstift 48 auf den Hebel i&f 'einwirkt. Wenn der Fahrer die Scheibe 21 auf die Marke f¹ einstellt, kommt der Kontakt des Hebels 14= vor dem Leerkontakt 43^s zu liegen; bringt dagegen der Fahrer die Scheibe 21 in die Stellung r¹, wird der Kontakt des Hebels I4^C mit dem Kontakt 43* zum Einschalten des Rückwärtsganges in Verbindung gebracht, während durch die Einstellung der Hand^j 4-5 scheibe 21 auf .die Marke s¹ der Hebel I4^C freigegeben, wird, so daß er sich unter der Einwirkung der Feder 46 gegen den Kontakt 43¹ legen und dadurch den ersten Gang der Vorwärtsfahrt einschalten kann. Die weiteren Gänge der Vorwärtsfahrt werden auch hier durch den Hebel 14° geschaltet, der den Hebel 14^C im Sinne steigender Getriebeschaltung (Pfeil X) mittels der Feder 46 und im Sinne fallender Getriebeschaltung (Pfeil F) durch Druck auf den Mitnehmerstift 47 mitnimmt.

Auch bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 kann der Fahrer bei beliebiger Stellung des Hebels 14° den Leerlauf einschalten. Wenn beispielsweise die dritte Schaltstufe im Eingriff ist und der Fahrer die Scheibe 21 in die Nullage bringt, so nimmt er hierbei den Hebel i4^c mittels des Stiftes 48 mit und bringt dabei nacheinander die verschiedenen Schaltstufen außer Eingriff, ohne daß der Hebel 14° für die selbsttätige Schaltung hier-' bei mitwirkt. Dies ist durch die nachgiebige Verbindung 46 möglich, die zwischen den Hebern 14° und 14= vorhanden ist.

Die Verstellung des Hebels 14« geschieht einerseits in Abhängigkeit von der Drehzahl einer von der Motorwelle angetriebenen Welle 31, die einen Fliehkraftregler 30-antreibt, und andererseits durch eine zusammengesetzte Wirkung. Die zusammengesetzte Wirkung rührt von dem Unterdruck in der Saugleitung des Motors und einer Feder 35 her. Der Unterdruck in der Saugleitung des Motors wirkt sich durch eine Leitung 31¹ in einem Raum 32 aus, welcher eine nachgiebige Membran 33 besitzt. An diese Membran ist ein Hebel 34 angeschlossen, der unter der Wirkung der Gegenfeder 35 steht und auf den Hebel 14° der Schaltvorrichtung über ein veränderliches Hebelübersetzungsgetriebe einwirkt. Die Veränderung der Hebelarme dieses Getriebes geschieht mittels eines Gestänges 36, das vom Fahrer verstellt wird.

Selbstverständlich kann auch bei dem Gegenstand der Fig. 1 und 2 der Hebel 14« durch go eine zusammengesetzte Einrichtung, die der in Fig. 3 dargestellten entspricht, beeinflußt werden. Überhaupt sei nochmals darauf hingewiesen, daß die vorstehend beschriebenen Einrichtungen nur Ausführungsbeispiele für die Erfindung sind, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Selbsttätig wirkende elektrische Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem auf Vorwärtslauf, Leerlauf und Rückwärtslauf einstellbaren Handschalter und selbsttätiger Ein- und Ausschaltung der höheren Getriebestufen, gekennzeichnet durch die Vereinigung von drei auf gemeinsamer Achse angeordneten Hebeln, von denen der erste (14°) selbsttätig in Abhängigkeit no von der Geschwindigkeit oder der Belastung, des -Fahrzeuges oder seines Antriebsmotors oder von mehreren dieser Größen gesteuert wird, der zweite (14*) durch den Fahrer willkürlich verstellbar ist und der dritte, als Stromverteiler eines elektrischen Schalters ausgebildete Hebel (14Ό mit dem ersten Hebel (14°) nachgiebig verbunden ist und von dem zweiten Hebel (14*) entgegen seiner nachgiebigen Verbindung mit dem ersten Hebel (14°) _ mit Hilfe einer Mitnehmereinrichtung (48)

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mit einem Leerlaufkontakt (43⁵) öder mit den Kontakten (43¹ bzw. 43*) der untersten Schaltstufe der Vor- oder Rückwärtsfahrt in Berührung gebracht werden kann.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kontakthebel (i4^e) der Hebelgruppe vor einer Kontaktplatte (54) bewegt, die mit dem drehbaren Schaltglied (15) des Getriebes gekuppelt ist und zwei isolierte Kreisbogenleisten (52, 53) trägt, die bei ihrer Schließung den Vorwärts- und Rückwärtslauf des Schaltgliedes (15) steuern und durch einen nichtleitenden Zwischenraum getrennt sind, welcher vor dem Kon- takthebel (i4^c) zu liegen kommt, wenn das Schaltglied (15) die gewünschte Schalt-' bewegung gemacht hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen