DE644809C

DE644809C - Pressure medium switching device for gear change transmissions, especially of motor vehicles

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Publication number: DE644809C
Application number: DES116394D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-06-05
Filing date: 1934-07-08
Publication date: 1937-05-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem mit dem Getriebeschaltglied verbundenen Kolben, der in einem auch eine mittlere Schaltstellung ermöglichenden Unterdruckzylinder verstellbar ist.The invention relates to a pressure medium switching device for gear change transmissions, in particular of motor vehicles, with one connected to the gear shift element Piston in a vacuum cylinder that also enables a central switching position is adjustable.

Es sind schon derartige Vorrichtungen bekannt, bei welchen die Schaltvorrichtung eine Anzahl von Zylindern enthält, die der Zahl der vorgesehenen Gänge entspricht. Ein jeder der Zylinder ist mit einem Kolben versehen, welcher einerseits der Saugleitung des Motors und andererseits dem Druck der Außenluft unterworfen ist. Die Zylinder arbeiten paarweise, und die Zylinder eines jeden Paares sind in solcher Weise durch Leitungen verbunden, daß, wenn einer der Kolben nach oben geht, "der andere nach unten stößt. Diese KoI-There are already such devices known in which the switching device a Contains number of cylinders, which corresponds to the number of intended gears. Everyone the cylinder is provided with a piston, which is on the one hand the suction line of the engine and on the other hand is subjected to the pressure of the outside air. The cylinders work in pairs, and the cylinders of each pair are connected by pipes in such a way that that when one of the pistons goes up, "the other pushes down. This piston

zo ben sind mit einer Stange verbunden, welche durch ihre Bewegung gedreht wird und ein Kupplungsglied auf die verschiedenen Gänge verschiebt. Diese Schaltvorrichtung mittels Hilfskraft wird durch ein Ventil gesteuert, das die Leitung des dem gewünschten Gange entsprechenden Zylinders mit der Saugleitung des Motors und die Leitungen aller anderen Zylinder mit der Außenluft in Verbindung setzt.zo ben are connected to a rod, which is rotated by its movement and a Clutch link shifts to the different gears. This switching device by means of Auxiliary power is controlled by a valve that controls the line of the gear corresponding to the desired Cylinder with the suction line of the engine and the lines of all other cylinders with the outside air in connection puts.

Derartige Vorrichtungen weisen aber bedeutende Nachteile auf. Zunächst sind sie von sehr verwickelter Herstellung wegen der notwendigen Anzahl von Zylindern und Leitungen, wodurch auch ihr Herstellungspreis erhöht wird. Dadurch werden auch ihr Raumbedarf und Gewicht verhältnismäßig groß, was besonders bei Kraftfahrzeugen ein bedeutender Nachteil ist. Schließlich sind auch die Verbindungsglieder zwischen Wechselgetriebe und Zylinder verwickelt und empfindlich, und demnach ist ihre Instandhaltung schwer und kostspielig.However, such devices have significant disadvantages. First of all, they are from very complex manufacturing because of the necessary number of cylinders and pipes, whereby their manufacturing price is also increased. This will also take up your space and weight relatively large, which is a significant especially in motor vehicles Disadvantage is. Finally, there are also the connecting links between the change gears and cylinders intricate and delicate, and hence their maintenance is difficult and expensive.

Die gleichen Nachteile bestehen auch bei den Unterdruckschaltvorrichtungen, die mit einer der Zahl der Gängepaare entsprechenden Anzahl von Zylindern und Kolben versehen sind, wobei ein jeder Kolben am Zylinderende sich befinden muß, um einen Gang einzuschalten, während seine mittlere Steliung der Ausschaltung der von ihm gesteuerten Gänge entspricht.The same disadvantages also exist with the vacuum switching devices with a number of cylinders and pistons corresponding to the number of gear pairs with each piston at the end of the cylinder to engage a gear, while his middle position eliminates the ones he controls Corridors.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie eine einfache, leichte und kostensparende Vorrichtung ermöglicht. Sie kennzeichnet sich durch einen einzigen Unterdruckschaltzylinder, der an seinen Enden mit dem Unterdruck des Motors und mit der Außenluft durch Leitungen verbunden ist und an Zwischenstellen weitere Unterdruckleitungen in einer den Zwischengängen des Wechselgetriebes gleichen Anzahl aufweist, welche je zwei voneinander um die Breite des Verstell-The invention aims to eliminate these drawbacks by making a simple, light and allows cost-saving device. It is characterized by a single vacuum switching cylinder, which is connected at its ends to the negative pressure of the engine and to the outside air by pipes and at intermediate points further vacuum lines in one of the intermediate gears of the gearbox has the same number, each two from each other by the width of the adjustment

kolbens abstehende Abzweigungen aufweisen und ferner durch je eine in die Lufteinlaßleitungen der Zwischengänge eingeschaltete· Umschaltvorrichtung, die je nach der wegungsrichtung des Verstellkolbens das oder das andere Zylinderende mit der Auß luft selbsttätig in Verbindung setzt.Piston have protruding branches and further through each one in the air inlet lines of the intermediate gears switched on, which, depending on the direction of movement of the adjusting piston, or the other end of the cylinder automatically connects to the outside air.

Eine Ausführungsform der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend ίο beispielsweise beschrieben und ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei diese Vorrichtung mit einem Zahnräderwechselgetriebe zusammenwirkt, welches aus mehreren von gleicher Breite und mit hohlen Naben ver-•5 sehenen Zahnrädern besteht, die konzentrisch zu der treibenden Welle angebracht sind und mit dieser mittels einer Freilauftrommel zwangläufig gekuppelt werden können, wobei diese Zahnräder mit entsprechenden, fest auf einer Vorgelegewelle angebrachten Zahnrädern ständig kämmen.An embodiment of the switching device according to the invention is shown below ίο described for example and is in the drawing shown schematically, this device with a gear change transmission cooperates, which consists of several of the same width and with hollow hubs See gears, which are attached concentrically to the driving shaft and can necessarily be coupled with this by means of a free-wheeling drum, with these gears with corresponding gears firmly attached to a countershaft comb constantly.

In der Zeichnung ist beispielsweise ein Zahnräderwechselgetriebe mit drei Gängen schematisch dargestellt. Die mit hohlen Naben versehenen Zahnräder 1,2,3 ^sin<i gleichachsig zu einer treibenden Welle 4 angebracht, längs welcher eine Freilaufkupplungstrommel 5 verschoben werden kann. Dieses Verschieben erfolgt durch eine Stange 6, die an einem KoI-ben 7 befestigt ist, der sich in einem Zylinder 8 bewegt, welcher Schaltzylinder genannt wird. Der Schaltzylinder steht einerseits mit dem Saugrohr des Motors durch ein Steuerventil 9 in Verbindung und andererseits mit der freien Luft durch ein Lufteinlaßventil 10. Diese beiden Ventile werden entweder von Hand oder von einem auf der getriebenen Welle 12 angebrachten Fliehkraftregler 11 gesteuert.In the drawing, for example, a gear change transmission with three gears is shown schematically. ^{The gear wheels 1, 2, 3, sin <} i , which are provided with hollow hubs, are attached coaxially to a driving shaft 4, along which an overrunning clutch drum 5 can be displaced. This shifting takes place by means of a rod 6 which is attached to a piston 7 which moves in a cylinder 8, which is called the shift cylinder. The switching cylinder is connected on the one hand to the intake manifold of the engine through a control valve 9 and on the other hand to the free air through an air inlet valve 10. These two valves are controlled either manually or by a centrifugal governor 11 mounted on the driven shaft 12.

Die Zahnräder 1, 2, 3 greifen ständig mit den auf einer Vorgelegewelle 4' fest angebrachten Zahnrädern 1', 2', 3' ein. Die Steuerung arbeitet wie folgt: Das Steuerventil 9 enthält so viele Stellungen, als Gänge vorgesehen sind, z. B. drei in dem gewählten und auf der Zeichnung dargestellten Beispiel. In jeder dieser Stellungen bringt das Ventil 9 den Zylinder 8 mit dem Saugrohr des Motors in Verbindung, um in demjenigen Teil des Zylinders, zu welchem der Kolben 7 sich begeben soll, einen Unterdruck zu schaffen. Zu diesem Zweck verbindet das Ventil 9, das vorzugsweise in der Form von zwei zylindrischen Röhren 9', 9" hergestellt ist, deren erstes ortsfest und das zweite in dem ersten in solcher Weise gleitbar ist, daß seine seitliche Öffnung 13 gegenüber den Öffnungen 14, 15 und 16 der äußeren Röhre 9' zu stehen kommt, das Saugrohr des Motors mit einer oder der anderen der drei Leitungen 17, 18,19, die dem ersten, zweiten oder dritten Gang entsprechen. Die Leitungen 17 und 19 münden in die beiden entgegengesetzten Enden des Schalt-" zylinders 8, die Leitung 18 dagegen in die ;$$itte dieses Zylinders, und zwar durch zwei '-benachbarte Abzweigungen 20, 21, die jedoch " sajweit voneinander entfernt sind, daß, wenn r^dißfr Kolben 7 zwischen sie zu liegen kommt, "die zwei Mündungen frei gelassen werden.The gears 1, 2, 3 constantly mesh with the gears 1 ', 2', 3 'which are fixedly attached to a countershaft 4'. The control works as follows: The control valve 9 contains as many positions as there are gears, e.g. B. three in the example chosen and shown in the drawing. In each of these positions, the valve 9 brings the cylinder 8 into communication with the intake manifold of the engine in order to create a negative pressure in that part of the cylinder to which the piston 7 is to go. To this end, the valve 9, which is preferably made in the form of two cylindrical tubes 9 ', 9 ", the first of which is stationary and the second of which is slidable in the first in such a way that its lateral opening 13 opposite the openings 14, 15 and 16 of the outer tube 9 'comes to a stop, the intake manifold of the engine with one or the other of the three lines 17, 18, 19 corresponding to the first, second or third gear. The lines 17 and 19 open into the two opposite ones ends of the switching "cylinder 8, line 18, however, in the; $$ itte this cylinder, by two '-benachbarte branches 20, 21, which, however," are away from each other sajweit that when r ^ dißfr piston 7 between it comes to rest, "the two mouths are left free.

Das Lufteinlaßventil 10 enthält ebenfalls drei Stellungen und wird entweder von Hand oder von dem Regler 11 gleichzeitig mit dem Steuerventil 9 verstellt. Dieses Ventil ist ebenfalls aus zwei konzentrischen Röhren 10', 10" gebildet und setzt in seinen drei Stellungen die freie Luft mit der einen oder der anderen der drei Leitungen 22, 23 und 24 in Verbindung, zu derselben Zeit, in der die Leitungen 17, 18 und 19 mit dem Saugrohr des Motors durch das Ventil 19 verbunden werden. Die den äußersten Stellungen des Lufteinlaßventils, d. h. dem ersten und dem dritten Gang, entsprechenden Leitungen 22 und 24 münden in den Schaltzylinder 8, an beiden Enden· desselben, die mittlere Leitung 23 dagegen, die dem zweiten Gang entspricht, führt zu einem Hilfsventil 25, das in derselben Art wie die zwei Ventile 9 und 10 ausgeführt werden kann und das durch die Verstellung des Kolbens 7 mittels einer Stange 26 und dem angelenkten Doppelhebel 27 gesteuert ist. Dieses Ventil 25 hat zwei Stellungen, in denen es die Leitung 23 mit dem einen oder dem anderen Ende des Schaltzylinders 8 durch dieLeitungen 28und29 in Verbindung setzt.The air inlet valve 10 also contains three positions and is adjusted either manually or by the regulator 11 at the same time as the control valve 9. This valve is also formed from two concentric tubes 10 ', 10 "and, in its three positions, connects the free air with one or the other of the three lines 22, 23 and 24 , at the same time that the lines 17, 18 and 19 are connected to the intake manifold of the engine through the valve 19. The lines 22 and 24 corresponding to the extreme positions of the air inlet valve, ie first and third gear, open into the shift cylinder 8, at both ends of which the middle line 23, however, corresponding to the second speed, resulting in an auxiliary valve 25, which can be carried out in the same manner as the two valves 9 and 10 and which is controlled by the displacement of the piston 7 by means of a rod 26 and the articulated double lever 27th This Valve 25 has two positions in which it connects line 23 to one or the other end of shift cylinder 8 through lines 28 and 29.

Im Falle der selbsttätigen Steuerung steuert der Fliehkraftregler 11 die Ventile 9,10 mittels der angelenkten Stangen 30, 31 und 30', 31'. Die Stangen 31, 31' sind an ein Spurlager 32 angelenkt, das auf der getriebenen Welle 12 gleiten kann und das mit dem Regler z. B- »00 durch ein Spurlager 33 verbunden ist.In the case of automatic control , the centrifugal governor 11 controls the valves 9, 10 by means of the articulated rods 30, 31 and 30 ', 31'. The rods 31, 31 'are hinged to a thrust bearing 32 which can slide on the driven shaft 12 and which can be operated with the controller, for. B- »00 is connected by a thrust bearing 33.

Die Arbeitsweise der selbsttätigen Vorrichtung ist wie folgt:The operation of the automatic device is as follows:

Angenommen, die Trommel 5 befindet sich am Anfang gegenüber dem dem ersten Gang »05 entsprechenden Zahnrad 1, so kuppelt der Fahrer dieses Zahnrad ein. In diesem Augenblick befinden sich die Ventile 9 und 10 in der linken Stellung, so daß sich ein Unterdrude auf der linken Seite des Kolbens 7 bildet, »10 während Außenluft zu der rechten Seite des Kolbens gelangt, der so gegen das linke Ende des Zylinders 8 gehalten wird. Wenn beün Anfahren des Wagens nach einer gewissen Bechleunigung die Welle 12 eine Umlauf zähl i»s ' erreicht hat, bei der das Umschalten in dein zweiten Gang stattfinden soll, so bringt der Regler 11 die Ventile 9, 10 in ihre mittlere Stellung, wobei die Leitung 18 mit der Saugeitung des Motors in Verbindung gebracht iao wird. Es entsteht nun ein Unterdruck auf der ' rechten Seite des Kolbens 7, und da die Lei- Assuming that the drum 5 is initially opposite the gear 1 corresponding to the first gear »05 , the driver engages this gear. At this moment the valves 9 and 10 are in the left-hand position, so that an under-pressure is formed on the left-hand side of the piston 7 , while outside air comes to the right- hand side of the piston, which is thus against the left-hand end of the cylinder 8 is held. When, when the car starts up, after a certain acceleration, the shaft 12 has reached a revolution in which the switch to second gear is to take place , the controller 11 brings the valves 9, 10 into their middle position, with the Line 18 is brought into connection with the suction line of the motor iao. There is now a negative pressure on the right side of the piston 7, and since the line

tung 23 gleichzeitig rait der freien Luft durch das Ventil 10 verbunden wurde, dringt Außenluft zu der linken Seite des Kolbens 7, wobei das Hilfsventil 25 die Leitung 23 mit der Leitung 28 verbindet. Es folgt, daß, sobald der Fahrer den Gasfußhebel ein wenig losläßt, womit die Freilauftrommel vom Zahnrad 1 entkuppelt wird, der Kolben 7 nach rechts bewegt wird, bis er in die zwischen den zwei Abzweigungen 20, 21 befindliche Lage zu stehen kommt. In diesem Augenblick saugen die Abzweigungen 20, 21 Luft von den beiden Seiten des Kolbens weg, wodurch der Kolben im Gleichgewicht gehalten wird, da inzwischen der Lufteintritt von der Leitung 28 durch die neue Stellung des Hilfsventil 25 unterbrochen ist. Die Lage der Abzweigungen ist so gewählt worden, daß in dieser Stellung der Kolben 7 die Trommel 5 gegenüber dem Zahnrad 2 des zweiten Ganges einstellt.Device 23 at the same time as the free air was connected through the valve 10, outside air penetrates to the left of the piston 7, the auxiliary valve 25 connecting the line 23 to the line 28 connects. It follows that as soon as the driver lets go of the accelerator pedal a little, with what the free-wheeling drum is decoupled from the gear 1, the piston 7 moves to the right until it is in the position located between the two branches 20, 21 comes. At this moment the branches 20, 21 are sucking air from the two sides of the piston away, whereby the piston is kept in equilibrium since meanwhile the air inlet from the line 28 is interrupted by the new position of the auxiliary valve 25 is. The position of the branches has been chosen so that in this position the Piston 7 adjusts the drum 5 relative to the gear 2 of the second gear.

Wenn nach einer weiteren Beschleunigung die Welle 12 eine genügende Umlauf zahl zum Einschalten des dritten Ganges erreicht hat, so bringt der Regler 11 die Ventile 9, 10 in ihre rechte Stellung und verbindet somit die linke Seite des Kolbens 8 mit der freien Luft durch die Leitung 24 und die rechte Seite des Kolbens mit dem Saugrohr des Motors durch die Leitung 19. Dadurch wird der Kolben 7 nach dem rechten Ende des Schaltzylinders 8 bewegt und bringt somit die Trommel 5 in Kupplungsstellung zum Zahnrad 3, das die Durchschaltung bewirkt.If, after further acceleration, the shaft 12 has a sufficient number of revolutions Switching on has reached third gear, the controller 11 brings the valves 9, 10 into their right position and thus connects the left side of the piston 8 with the open air the line 24 and the right side of the piston with the intake manifold of the engine through the Line 19. As a result, the piston 7 is moved to the right end of the shift cylinder 8 and thus brings the drum 5 in the coupling position to the gear 3, which is the through-connection causes.

Diese verschiedenen Vorgänge finden in entgegengesetzter Reihenfolge statt, wenn infolge einer Verminderung der Umlaufzahl der Welle 12 der Regler das Einsetzen des zweiten oder des ersten Ganges bewirkt. Beim Übergang von dem dritten zu dem zweiten Gang setzt jedoch das Hilfsventil 25 die rechte Seite des Kolbens mit der freien Luft durch die Leitung 29 in Verbindung. Dadurch wird der Kolben 7 nach links bewegt. Das Hilfsventil 25 bleibt dagegen während der Umschaltung von dem zweiten in den ersten Gang unwirksam. Um die Umschaltvorrichtung gemäß der Erfindung bei selbsttätig wirkendem Schalten den Fahrbedingungen anpassen zu können, sind auch Einrichtungen vorgesehen, die es er-.These various operations take place in reverse order, if as a result a reduction in the number of revolutions of the shaft 12 of the regulator the onset of the second or the first gear. When changing from third to second gear however, the auxiliary valve 25 sets the right side of the piston with the free air through Line 29 in connection. This moves the piston 7 to the left. The auxiliary valve 25 however, remains ineffective during the shift from second to first gear. To the switching device according to the invention with automatically acting switching To be able to adapt to the driving conditions, facilities are also provided that allow it.

möglichen, die Grenzwerte der Umlaufzahl, bei denen der Fliehkraftregler das Umschalten von einem Gang in den anderen hervorruft, in die eine oder in die andere Richtung zu verschieben. Zu diesem Zweck ist das Spurlager 32, an welchem die zu den Ventilen 9, 10 führenden Stangen angelenkt sind, mit dem Spurlager 33 des Reglers mittels eines Gliedes von einstellbarer Länge verbunden, z. B. mittels einer außen geschraubten, mit dem Spurlager 33 fest verbundenen Hülse 34 und einer mit dem Lager 32 verbundenen Mutter 3 5, die durch einen Hebel 36 in Drehung versetzt wird, der durch einen vorzugsweise am Lenkrad angebrachten Handhebel verstellt wird, welch letzterer sich vor einer Anzahl von Merkstrichen bewegt, die den verschiedenen Werten der Umlaufzahl entsprechen, bei denen das Umschalten der Gänge selbsttätig stattfinden soll. In dieser Weise kann der Fahrer nach seinem Willen den Einfluß des Fliehkraftreglers in an sich bekannter Weise ändern, um ihn an seine Art des Fahrens anzupassen.possible, the limit values of the number of revolutions at which the centrifugal governor does the switching from one passage to the other causes it to shift in one direction or the other. For this purpose, the thrust bearing 32, on which the valves 9, 10 leading rods are hinged to the thrust bearing 33 of the controller by means of a link connected by adjustable length, e.g. B. by means of an externally screwed, with the Thrust bearing 33 firmly connected sleeve 34 and a nut 3 5 connected to bearing 32, which is set in rotation by a lever 36, preferably by a lever on the steering wheel attached hand lever is adjusted, which latter is in front of a number of Moved marks that correspond to the various values of the number of revolutions, in which the gear change should take place automatically. In this way the driver can change the influence of the governor according to his will in a manner known per se, to adapt it to his way of driving.

Bei von Hand gesteuerten Unterdruckschaltvorrichtungen, die beispielsweise mittels eines vom Fahrer bedienbaren Handhebels gesteuert werden, dient die Schaltvorrichtung lediglich dazu, die zur Ausführung der Umschaltung nötige Kraft zu leisten.In the case of manually controlled vacuum switching devices, for example by means of a are controlled by the driver-operated hand lever, the switching device is only used to provide the force necessary to carry out the switchover.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch zum Steuern von in anderer Weise ausgebildeten und mit einer beliebigen Anzahl von Gängen versehenen Wechselgetrieben dienen, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen; es genügt dazu, die nötige Anzahl von Hilfsventilen und Leitungen vorzusehen.The device according to the invention can also be designed for controlling in other ways and use change gears provided with any number of gears without thereby departing from the scope of the invention; it is sufficient to provide the necessary number of auxiliary valves and lines.

Claims

Patent claims:

1. Pressure medium switching device for gear change transmissions, in particular of motor vehicles, with a piston connected to the gear shift member, which in one also has a middle shift position enabling vacuum cylinder is adjustable, characterized by a single vacuum switching cylinder (8), the at its ends with the negative pressure of the engine and with the outside air through pipes (17, 19; 22, 24) is connected and further vacuum lines at intermediate points (18) in a number equal to the intermediate gears of the gearbox, each of which two protruding from each other by the width of the adjusting piston (7) Have branches (20, 21), and furthermore through one each into the air inlet ducts (23) of the intermediate gears switched on switching device (25), which depends on the direction of movement of the adjusting piston (7) automatically connects one or the other end of the cylinder with the outside air.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that a the Gears of the gearbox the same number of air inlet lines (22, 23, 24) are provided and that these lines are inevitably operated by a valve (9) which controls the vacuum lines (17, 18, 19) connected valve (10) can be controlled.

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the

automatic air inlet switching device (25) from an auxiliary valve, e.g. B. consists of two mutually sliding tubes, which is controlled by the movement of the adjusting piston (7) and arranged such that it lets the air into the adjusting cylinder (8) in the sense of the piston movement and, as soon as the piston (7) its position between between the pair of branches (20, 21) corresponding to the desired gear of the vacuum line (18), closes the air inlet (23).

1 sheet of drawings