DE687738C

DE687738C - Schaltvorrichtung fuer ein mehrstufiges Zahnraedernsbesondere Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE687738C
Application number: DE1935A0075995
Authority: DE
Original assignee: ARDELTWERKE
Current assignee: ARDELTWERKE
Priority date: 1935-05-11
Filing date: 1935-05-11
Publication date: 1940-02-05

Description

Λ75995 IIJ63C

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Zahnräderwechselgetriebe für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die durch einen Brennkraftmotor angetrieben werden. Es handelt sich dabei um eine Einrichtung mit einem von Hand zu betätigenden Schalter, der eine bestimmte Anzahl von Stellungen entsprechend der Stufenzahl des Getriebes einnehmen kann und der beim Einschalten einer beliebigen höheren Getriebestufe lediglich eine Hilfskraft einschaltet, welche im Schaltsinne auf die Betätigungsvorrichtung der den Stufenwechsel bewirkenden Kupplungen einwirkt, also um eine Einrichtung mit servomotorähnlicher Arbeitsweise. Es ist bereits bekannt, in der genannten Weise Hilfskräfte für das Schalten von Getrieben zu benutzen, um die vom Fahrzeugführer zu leistende Arbeit zu verringern; die Bewegung des Schalters erfolgt also dabei ohne wesentlichen Arbeitsaufwand, und die Hilfskraft bewirkt anschließend an die Schalterbewegung, daß ein Folgemotor die Schalteinrichtung am Getriebe bis zu der gewünschten Stellung betätigt. Bei der Erfindung wird unter teilweiser Anwendung der an sich bekannten Servomotorschaltung die Lösung einer neuen Aufgabe bezweckt, die im wesentlichen darin besteht, für das Fahrzeug eine gleichförmige Beschleunigung in einer halbselbsttätigen Weise zu erreichen, wenn mehrere Stufen des i Getriebes nacheinander geschaltet werden sollen. Der Fahrzeugführer soll also, beispielsweise beim Stillstand des Fahrzeugs, den Schalter auf eine beliebige Gangstufe einstellen können, die er bei der höchsten Geschwindigkeit einzuhalten beabsichtigt. Durch diesen Schaltvorgang soll das Fahrzeug zunächst mit der niedrigsten Getriebestufe in Bewegung gesetzt werden und gleichmäßig beschleunigt werden, wobei das Einschalten der jeweils nächsten Stufe selbsttätig immer dann erfolgt, wenn der Antriebsmotor eine ausreichend hohe Drehzahl bei der bisherigen Stufe erreicht hat.

Nach der Erfindung wird die Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, daß die von der Hilfskraft infolge der Betätigung des Handschalters ausgelöste Bewegung der eigentliehen Schaltvorrichtung für die Getriebekupplungen durch eine Sperreinrichtung gehemmt wird, die von einem Drehzahlmesser für die Umläufe der Motorwelle gesteuert wird; diese Steuerung erfolgt in der Weise, daß die Sperreinrichtung die eigentliche Schaltvorrichtung in der Stellung jeder einzelnen Stufe so lange festzuhalten vermag, bis der Motor die zum Weiterschalten erforderliche ausreichend hohe Drehzahl erreicht hat. Ferner ist an der eigentlichen Schaltvorrichtung eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen, die die Bewegung so beherrscht, daß beim Ausschalten der Sperr-

vorrichtung eine Bewegung nur bis zum Einschaltein der nächsthöheren Stufe erfolgt, wenn beim Einschalten dieser Stufe die Motordrehzahl· wieder unter das zum Weiterschalten erforderliche Maß sinkt. Die Sperreinrichtung ist dabei überdies so eingerichtet, etwa nach Art eines Klinkensperrwerkes, daß die Sperrung der Bewegung nur bei den einzelnen Schaltstufen der eigentlichen Schaltvorrichtung unter Vermeidung einer Stillstandsmöglichkeit in etwaigen Zwischenstellungen erfolgen kann.

Durch das Zusammenwirken der genannten Teile wird die gestellte Aufgabe einwandfrei und betriebssicher gelöst. Die Schaltvorrichtung besteht dabei entsprechend den vorstehenden Ausführungen im wesentlichen aus vier Hauptteilen, nämlich aus einem Handschalter, aus einer servomotorartig vom Handao schalter beeinflußten eigentlichen Schaltvorrichtung mit einer Dämpfungsvorrichtung für die Bewegung, aus einer stufenweis wirkenden Sperreinrichtung für diese eigentliche Schaltvorrichtung und aus einem von der Motordrehzahl abhängigen Impulsgeber zur Steuerung dieser Sperreinrichtung. Einzelne Bestandteile dieser Gesamteinrichtung sind, wie bereits erwähnt wurde., für sich bereits zu anderen Zwecken bekannt, so daß also die Erfindung in der Lösung der bereits geschilderten Aufgabe durch das Zusammenwirken der verschiedenen Mittel liegt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in den Zeichnungen Ausf iihrungsbeispiele dargestellt. An dem in Abb. 1 dargestellten verhältnismäßig einfachen Ausführungsbei- -"-■ spiel sei daher zunächst das grundsätzliche Zusammenwirken der vier genannten Hauptteile erläutert. Der von Hand zu betätigende Schalter ist mit 1 bezeichnet, die eigentliche Schaltvorrichtung mit 2, die Sperreinrichtung ^:; mit 3 und der drehzahlabhängige Impulsgeber für die Sperreinrichtung mit 4. Diese Bezeichnung der Hauptteile ist auch bei den +5 weiteren Abbildungen beibehalten. Der Handschalter ι ist in Abb. 1 als Hebel ausgebildet, welcher sich um den Drehpunkt 11 dreht. Mit dem Griff des Handschalters ist eine Klinkeneinrichtung 12 verbunden, deren Klinke in bekannter Weise in die Rasten einer festen Führung 13 eingreift. Es sind hier fünf Rasten mit' der Bezeichnung ο bis 4 vorgesehen, welche der Nullstellung und den vier Gängen des Getriebes entsprechen. Der Hebel ι dreht sich frei auf der Welle 11, während die eigentliche Schaltvorrichtung 2 fest mit dieser Welle verbunden ist. Die Welle 11 ist also die Hauptsteuerwelle des Getriebes, deren Drehung das Einschalten der-Kupplungen für die einzelnen Getriebestufen bewirkt. Diebeiden Hebel 1 und 2 sind durch eine Feder S miteinander verbunden. In der Abbildung befindet sich der Hebel 2 in der Stellung, welche der ersten Getriebestufe entspricht. Da der Hebel 1 zwei Stufen weiter, nämlich auf Stufe 3, eingeklinkt ist, ist die Feder S gespannt und sucht den Hebel 2 ebenfalls bis zur dritten Stufe nachzuziehen. An dieser Bewegung wird der Hebel 2 durch die Sperreinrichtung 3 gehindert, welche aus dem Klinkenhebel 31 und dem Rastensegment 32 besteht. Der Hebel 31 ist um eine Welle drehbar, um welche gleichzeitig der Winkelhebel 33 schwenkbar ist. Zwischen den Hebeln 31 und 33 ist eine Druckfeder 34 angeordnet. Das freie Ende des Hebels 33 gleitet in der Muffe 41 des Impulsgebers 4, welcher nach Art der Fliehkraftregler gebaut ist und von der Motorwelle angetrieben wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei der gezeichneten Stellung hat der Maschinenführer ein Weiterschalten auf die dritte Getriebestufe durch die entsprechende Bewegung des Hebels 1 eingeleitet. Die Schaltung selbst kann noch nicht erfolgen, weil der Motor noch nicht die nötige Drehzahl erreicht hat, die Muffe 41 also noch in ihrer unteren Stellung sich befindet. Sobald die Motordrehzahl sich erhöht, also das Fahrzeug "etwa die erforderliche Beschleunigung erhalten hat, bewegt sich die Muffe 41 nach oben, der Hebel 33 drückt gegen das freie Ende des Hebels 31 und zieht die Sperrklinke aus der Rast 1 des Rastensegments 32 heraus. Damit ist die Bewegung des Hebels 2 freigegeben, der Hebel 2 wird durch die Feder 5 im Sinne des Einschaltens der nächsthöheren Gangstufe bewegt. Diese Bewegung wird durch einen Dämpfungszylinder 6, welcher an den Hebel 2 angeschlossen ist, gehemmt. Die Bewegung bewirkt zunächst das Einschalten der Stufe 2. Sobald die Drehzahl des Motors infolge des höheren Übersetzungsverhältnisses absinkt, kommt die Sperrklinke am Hebel 31 wieder in Eingriff mit dem Rastensegment 32. Die Bewegung des Hebels 2 wird durch den Dämpfungszylinder 6 so weit gehemmt, daß der Klinkenhebel 31 mit dem Segment 32 in Eingriff kommt, bevor das Schalten der dritten Stufe no begonnen hat, so daß die Klinke als die Rast 2 unbedingt noch erreicht. In dieser Stellung wird der Hebel 2 wiederum festgehalten, bis der Motor die zum Weiterschalten notwendige Drehzahl erreicht hat, sobald aber diese Drehzahl erreicht ist, erfolgt die Weiterschaltung auf der Stufe 3; sobald diese Schaltung erfolgt ist, legt sich der Hebel 2 gegen den Anschlag 14 am Hebel 1, so daß ein Weiterschalten auch dann nicht erfolgen kann, wenn beim Erreichen einer hohen Motordrehzahl der Klinkenhebel 31

vom Rastensegment 32 sich wieder abheben sollte.

Das Beispiel zeigt, daß der beabsichtigte Zweck mit Hilfe der geschilderten Einrichtung voll erreicht wird. Das Schalten der Stufen erfolgt also in der kürzesten möglichen Zeit halbselbsttätig lediglich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, wenn das Getriebe auf eine höhere Getriebestufe geschaltet werden soll. Beim Umschalten auf eine niedrigere Getriebestufe bleibt dagegen die beschriebene Sperreinrichtung wirkungslos, da der Hebel 1 den Hebel 2 mit Hilfe des Anschlages 14 ohne weiteres mitnimmt.

Die Bewegung beim Rückwärtsschalten wird weder durch die Sperreinrichtung 3 beeinflußt, da die Klinkenform am Hebel 31 und die Feder 34 eine Rückwärtsbewegung ohne weiteres zulassen, -ebenso ist an dem Dämpfungskolben 6 eine einfache Einrichtung getroffen, so daß auch dieser Dämpfungskolben die Rückwärtsbewegung nicht hemmen kann. In dem Kolben des Dämpfungszylinders 6 sind nämlich in bekannter Weise zwei Arten von

S5 Durchlaßeinrichtungen für die Bremsflüssigkeit vorgesehen, nämlich ein enger Durchlaß 61, durch welchen die Bremsflüssigkeit unter Drosselung von der einen Kolbenseite zur andern übertritt, wenn der Kolben nach rechts durch die Kraft der Feder 5 gezogen wird, und ferner ein mit einer Rückschlagklappe versehener großer Durchlaß 62, welcher die Bremsflüssigkeit fast ungehindert durch den Kolben bei einer Bewegung nach links treten läßt.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist also ersichtlich, daß der Hauptvorteil der neuen Vorrichtung darin besteht, daß die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers nicht von den Schaltvorgängen in Anspruch genommen wird. Der Fahrzeugführer stellt an einem Handhebel lediglich die gewünschte Getriebestufe ein, und die eigentliche Schalttätigkeit folgt selbsttätig unter größter Schonung des Motors und des Getriebes stufenweise mit der kürzesten möglichen Beschleunigungszeit, auch .wenn mehrere Stufen nacheinander zu schalten sind. In der Schaltzeit kann der Fahrzeugführer seine Aufmerksamkeit vollkommen der Strecke und den sonstigen Bedienungseinrichtungen zuwenden.

In den weiteren beiliegenden Abbildungen sind als Beispiel noch andere Ausführungsformen der neuen Vorrichtung schematisch dargestellt, aus denen sich noch zweckmäßige Ergänzungen und weitere Vorteile ergeben. Es ist beispielsweise nicht notwendig, daß die zum Schalten des Getriebes erforderliche Kraft von dem Fahrzeugführer selbst durch

6<> Spannen einer Feder aufgebracht wird, es kann vielmehr zur Durchführung der Schaltung eine beliebige Hilfskraft, z. B. Elektrizität, Druckluft, Preßwasser usw., herangezogen werden. Abb. 2 gibt schematisch ein Bild für die Ausgestaltung einer derartigen Vorrichtung. In Abb. 2 ist mit 7 eine beliebige Hilfskraftquelle bezeichnet; die Hilfskraft wird durch ' eine Leitung 51 einer Schalteinrichtung 52 zugeführt, welche von dem Handhebel 1 betätigt wird. Durch die Leitungen 53 wird die Hilfskraft zu einem Servomotor 8 weitergeleitet, der in an sich bekannter Weise die Schaltstange 81 in der Weise betätigt, daß auf diese Stange eine Kraft in dem Sinne ausgeübt wird, daß die Stange 81 den Bewegungen des Hebels 1 zu folgen versucht. Mit der Stange 81 ist der Antriebshebel 2 der Getriebesteuerung gekuppelt, welcher die Schaltwelle 21 der Kupplungen in dem Getriebekasten 22 betätigt. Mit der Stange 81 ist ferner die Sperreinrichtung 3 und der Geschwindigkeitsregler 4 verbunden. Die Ausbildung dieser Teile entspricht vollkommen dem in Abb. 1 gezeigten Beispiel. Die Bezugszeichen stimmen also mit Abb. 1 überein und damit auch die Wirkungsweise. Das in Abb. 2 dargestellte Beispiel zeigt also, daß der Handhebel 1 nicht unmittelbar am Getriebe angeordnet werden muß, sondern auch in beliebiger Entfernung vom Getriebe angebracht sein kann» Dies ist beispielsweise beim Antrieb von Triebwagen erwünscht, wo die Steuerung wahlweise von einem Triebwagenende bewirkt werden muß. Bei dem in Abb. 2 dargestellten Beispiel wird die Sperreinrichtung 3 mechanisch von dem Regler 4 betätigt, selbstverständlich kann auch hier die Kraftübertragung von dem Regler auf die Sperreinrichtung unter Zuhilfenahme einer schaltbaren Hilfskraft erfolgen, und die Sperreinrichtung kann auch mit dem Servomotor 8 vereinigt werden, indem die vom Servomotor8 ausgeübte Kraft nicht mechanisch gehemmt, sondern indem der Servomotor 8 durch eine Absperreinrichtung von der Hilfskraftquelle getrennt wird, wenn die zum Weiterschalten erforderliche Drehzahl nicht erreicht ist.

Nachdem an Abb. 2 die Grundsätze der Schaltung des Antriebes erläutert sind, ist in Abb. 3 ein Beispieljür den Antrieb der Kupplungen eines Wechselgetriebes in einem ausführlicheren Schaltschema dargestellt, bei welchem für die Durchführung der Kraftübertragungen Preßluft als Hilfskraft verwendet wird. Bei Eisenbahntriebwagen, welche von einem Dieselmotor angetrieben werden, steht Preßluft beispielsweise für die Schaltvorgänge stets zur Verfügung.

In Abb. 3 kann der Hebel 2 der eigentlichen Schaltvorrichtung des Getriebes 22 durch die beiden Kurbel schalter i° und i^b an den Enden

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des Triebwagens wahlweise betätigt werden. Die Schalteinrichtungen an beiden Führerständen sind untereinander gleich, so daß lediglich die eine Schalteinrichtung erläutert zu werden braucht. Mit der Handkurbel i^a sind zwei verschiedene Schalteinrichtungen verbunden, nämlich ein Schleppschalter 52 und ein Schalter 54. Der Schalter 52 regelt den Antrieb des Servomotors 8 und damit den Antrieb der mit dem Hebel 2 gekuppelten Stange 81. Der Schalter 54 dient dazu, die durch den Schalter 52 hervorgerufene Bewegung des Hebels 2 zu beenden, sobald die an der Handkurbel i^a eingestellte Getriebestufe erreicht ist. Die Übertragung der Verstellbewegung erfolgt in allen Fällen durch Preßluft, welche von der Druckluftquelle 7 geliefert wird. Von dieser Quelle aus führt also die Leitung 51 zu den beiden Schaltern 52 und 54. Der Schalter 52 ist durch die beiden Leitungen 53 mit dem Servomotor 8 verbunden, welcher ein einfacher Preßluftzylinder ist, dessen Kolben 82 nach rechts oder links bewegt wird, je nachdem die linke oder rechte Zylinderhälfte durch den Schalter 52 an die Hilfskraftquelle 7 angeschaltet wird. Eine Drehung der Kurbel i" von einer Gangstufe zur andern bewirkt stets einen vollen Hub des Schleppschalters 52. Erfolgt die Bewegung der Kurbel i° um mehr als eine Gangstufe, so wird ebenfalls lediglich ein voller Hub ausgeführt, die Weiterbewegung führt also lediglich zu einem Schleifen der Reibungskupplung 56 im Schleppschalter, da der durch die Kupplung 56 angetriebene Schalterteil durch die Anschläge 57 festgehalten wird.

Wenn beispielsweise die Handkurbel i^a von der Stellung 1 auf die Stellung 3 bewegt wird (entsprechend einer Schaltung von Stufe ι auf Stufe 3), so bewegt sich der Schalter 52 schon auf der ersten Hälfte der Bewegung aus einer Endlage in die andere, nämlich in die gezeichnete Stellung, während bei der zweiten Hälfte der Bewegung zwischen den Stellungen 2 und 3 die Reibungskupplung des Schleppschalters schleift. Die Preßluft erhält durch den Schalter 52 freien Zutritt auf die linke Seite des Kolbens 82 und kann daher auch den Hebel 2 von der Schaltstellung ι zur Schaltstellung 3 bewegen. In der Abb. 3 steht der Kolben 82 und damit der Hebel 2 noch in der Stellung, welche dem ersten Getriebegang entspricht. Der Kolben 82 und damit die Kolbenstange 81 muß also der Bewegung des Schaltersj^a noch folgen. Die Kolbenstange 81 ist mit ihrem freien Ende durch den Dämpfungszylinder 6 durchgeführt und trägt den darin befindlichen Dämpfungskolben. Die Kolbenstange 81 führt dann weiter zu den zwei Schaltern 36 und 37, welche Sperreinrichtungen für den Dämpfungskolben betätigen können, und zwar kann durch den Schalter 36 der Sperrschieber 66 und durch den Schalter 37 der Sperrschieber 67 in die Rohrleitung 63 eingeschoben werden, welche die beiden Zylinderhälften der Dämpfungsvorrichtung 6 verbindet. Die beiden Schalter 36 tmd 37 sind so eingerichtet, daß ein Absperren der Leitung 63 nur in bestimmten Stellungen zwischen den Schaltstuf en des Hebels 2 erfolgen kann. Durch diese besondere Ausbildung der Schalter wird also der gleiche Zweck erreicht, wie mit der Klinkenteilung bei der Sperrvorrichtung 3 in _f Abb. i'und 2. Der Drehzahlregler 4 betätigt mit einem Gestänge 42 den Preßluftschieber 43, welcher dem Schalter 36 nachgeschaltet ist. Der Schalter 36, welcher unmittelbar aus der Hilfskraftquelle 7 gespeist wird, bewirkt also zusammen mit dem Schalter 43, daß die Bewegung der Stange 81 aufhört, wenn einerseits der Drehzahlregler 4 anzeigt, daß der Antriebsmotor nicht die erforderliche Drehzahl zum Weiterschalten hat, und wenn zweitens die bereits vorher eingeleitete Schaltung beendet ist, indem im genannten Falle Preßluft dem Betätigungskolben des Absperrschiebers 66 zugeführt wird. Bewegt sich also die Kolbenstange 81 aus der gezeichneten Stellung (Stufe 1) nach rechts, so wird diese Bewegung nach dem Einschalten der Stufe 2 durch die Schalter 36 und 43 aufgehalten, da durch das Einschalten der Stufe 2 die Drehzahl unter das erforderliche Maß zunächst sinkt. Sobald aber die erforderliche Drehzahl wieder erreicht ist, geht die Bewegung der Stange 81 weiter bis zur Schaltstellung 3. In dieser Schaltstellung wird die Stange ebenfalls durch die Schalter 36 und 43 angehalten, gleichzeitig aber auch durch den Schalter 37, der über den Schalter 54 Preßluft dem Betätigungskolben des Absperrschiebers 67 zuleitet. Parallel zu dem Schieber 67 ist noch der Doppelschieber 55 geschaltet, welcher beide Zylinderhälften des Servomotors 8 von den Rohrleitungen 53 abschaltet, so daß nach dem Erreichen der am Schalter i^a eingestellten Stufe eine weitere Bewegung des Hebels 2 unmöglich wird. no

Auch bei dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel wirken die Sperreinrichtungen, also die Schalter 36 und 37, nur bei einer Bewegung der Kolbenstange 81 von links nach rechts. Die umgekehrte Bewegung von rechts nach links ist dagegen auf jeden Fall freigegeben, da die beiden Seiten des Dämpf ungszylinders auch noch durch eine Leitung 64 miteinander verbunden sind, in welcher ein Rückschlagventil 6.5 eingebaut ist. Dieses Rückschlagventil läßt eine Bewegung der Kolbenstange 81 nach links ohne Rücksicht auf die Stellung

der Absperrglieder 66 und 67 zu jeder Zeit zu. Das in Abb. 3 dargestellte Beispiel zeigt also, daß die Übertragung der Bewegungen vom Hebel 1 auf den Hebel 2 und vom Drehzahlregier 4 auf die Sperreinrichtungen 3 und damit ebenfalls auf den Hebel 2 in verhältnismäßig einfacher Weise auch durch schaltbare Hilfskräfte erfolgen kann. Hierdurch wird erreicht, daß die Einrichtung auch bei Getrieben für beliebig hohe Leistungen verwirklicht werden kann, da weder an dem Handhebel noch an dem drehzahlbeeinflußten Impulsgeber die Anwendung größerer Kräfte erforderlich ist. Weiterhin wird dadurch erreicht, daß der Steuerstand in beliebiger Entfernung vom Getriebe selbst angeordnet werden kann, da die schaltbaren Hilfskräfte in einfacher Weise durch entsprechende Leitungen geführt werden können. Dabei ist es auch möglich, mehrere S teuer stände für ein einziges Getriebe anzuordnen. Eine gegenseitige Beeinflussung der an beiden Steuerständen befindlichen Steuereinrichtungen läßt sich ohne weiteres vermeiden, indem bei dem jeweils nicht im Betrieb befindlichen Steuerstand die Ventile in eine Ruhestellung gebracht werden können, bevor ein anderer Steuerstand in Benutzung genommen wird, wobei in der Ruhestellung die einzelnen Leitungen von den Hilfskraftquellen abgeschaltet sind. In an sich bekannter Weise kann beispielsweise mit abnehmbaren Schaltkurbeln gearbeitet werden, welche nur dann von ihrer Achse gelöst werden können, wenn die Ruhestellung erreicht ist. Selbstverständlich können auch besondere Absperrglieder in die Rohrleitungen eingebaut werden, um .eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen.

Der Übersichtlichkeit halber ist in Abb. 3 die gesamte Anlage stark schematisiert, damit ersichtlich ist, daß eine entsprechende Einrichtung auch ohne weiteres bei Verwendung beliebig anderer Hilfskräfte zur Vermittlung der Bewegungen ausführbar ist. Das Schema nach Abb. 3 kann also auch beispielsweise als Grundschema für eine elektrische Einrichtung dienen, in welcher die Preßluftschalter einfach durch elektrische Schalter und die Preßluf tkolben durch Elektromagnete oder Elektromotoren ersetzt werden.

Weiterhin sind der Übersichtlichkeit halber an den einseitig beaufschlagten Preßluftkolben die in Wirklichkeit selbstverständlich erforderlichen Rückstellfedern fortgelassen, um die bildliche Darstellung nicht durch überflüssige Einzelheiten zu belasten.

Bei Triebwagen, welche von Dieselmotoren angetrieben werden, dürfte es beispielsweise zweckmäßig sein, lediglich die Bewegungen des Servomotors 8 durch Druckluft zu bewirken, während die Sperreinrichtungen zum Teil elektrisch betätigt werden, soweit für diese Einrichtungen nur geringe Energiemengen benötigt werden, welche der Lichtanlage ohne weiteres entnommen werden können, und welche konstruktiv bedeutend leichter ausführbar sind. Ein Beispiel für die Ausgestaltung einer derartig kombinierten An- ' lage unter gleichzeitiger Verwendung von Preßluft und von Elektrizität als Hilfskraft ist daher in Abb. 4 der Zeichnungen dargestellt. Bei diesem Beispiel ist die Schaltung noch insofern vereinfacht, als die Begrenzung der Sperrung auf einzelnen Stufen mechanisch erfolgt. Die Bezeichnung der Teile in Abb. 4 entspricht im wesentlichen den Bezugszeichen der Abb. 3, so daß für die Abb. 4 auch die Beschreibung der Abb. 3 gilt. Lediglich treten au Stelle der einen Kraftquelle 7 in Abb. 4 die Preßluftquelle y^b und der elektrische Sammler γ¹. Die Preßluftquelle versorgt über den Schalter 52 den Servomotor 8 mit der erforderlichen Energie und betätigt über die Schalter 67 und 43 die mechanische Sperreinrichtung 36.

Der Schalter 54 ist dagegen als elektrischer Schalter ausgebildet und an die elektrische' Kraftquelle J^e angeschlossen. Er betätigt über den Schalter 37 lediglich den Magneten der Schaltvorrichtung 67. Aus dem Schaltbild ergibt sich mit besonderer Deutlichkeit der Zweck des Schalters 54, der ausschließlich zur endgültigen Begrenzung der Tätigkeit des Servomotors 8 dient. Am Schalter 54 wird diejenige Stufe eingestellt, bei welcher die Bewegung des Servomotors 8 aufhören soll. Hat der Servomotor 8 diese Stufe erreicht, so stimmt auch die Stellung des Schalters 37 mit der des Schalters 54 überein; hierdurch wird der Stromkreis geschlossen und eine Vorrichtung betätigt, welche jede weitere Bewegung des Servomotors 8 verhindert. Der elektrische Schalter 6j schließt also, sobald er Strom erhält, einerseits durch den Schalter 55 den Servomotor 8 von seiner Hilfskraftquelle ab und rückt außerdem die mechanische Sperre 36 ein, indem er auch die zum Lösen der Sperre bestimmte Hilfskraftleitung von der Hilfskraftquelle "j¹ abschaltet. Man kann die gesamte elektrische Anlage in Abb. 4 mit allen darin enthaltenen Schaltvorrichtungen als das Endausschaltersystem der Anlage bezeichnen, welches auch in der Zeichnung von den anderen Anlagen deutlich getrennt ist. Diese anderen Anlagen gliedern sich wiederum in zwei Teile, nämlich in eine Schalteinrichtung, bestehend aus den Teilen 52, 8 und 2, sowie in eine Sperreinrichtung, bestehend aus den Teilen 4, 43 und 36, zu denen noch der Dämpfungszylinder 6 tritt, der bei der. Ausführungsform nach Abb. 4 nicht von Schalteinrichtungen beeinflußt wird,

bei dem also lediglich die Räume vor und hinter dem Kolben durch eine Umgehungsleitung 64 verbunden sind, in welche das Rückschlagventil 65 mit einer Drosselbohrung eingeschaltet ist. Durch das Zusammenwirken der drei Einrichtungen wird also die beabsichtigte Arbeitsweise erreicht.

Schließlich ist noch in Abb. 5 eine der Abb. 4 entsprechende Anlage durch ein Schema dargestellt, in welcher eine Reihe von Einzelheiten Abänderungen aufweisen, um zu zeigen, daß die Durchführung des Erfindungsgedankens eine erhebliche Anzahl von Ausführungsformen zuläßt.

Bei dem Beispiel nach Abb. 5 wird von der elektrischen Stromquelle J^e wie bei Abb. 4 lediglich ein einziger Stromkreis gespeist, welcher zur Betätigung der Sperrvorrichtung 3 dient. Im vorliegenden Falle wird die Sperre eingeschaltet, wenn der Stromkreis unterbrochen wird. Dementsprechend sind die beiden Schalter 54 und 37 so eingerichtet, daß eine Unterbrechung des Stromkreises eintritt, sobald die zur Betätigung der Getriebekupplungen dienende Welle 2 diejenige Stellung erreicht hat, welche der Stellung der Kurbel 1 entspricht. In allen anderen Stellungen ist der Stromkreis geschlossen. Durch Hintereinanderschaltung mit, den Schaltern 54 und 37 ist der Drehzahlmesser 4 in den Stromkreis eingeschaltet, welcher als elektrischer Kontaktgeber ausgebildet ist und den Stromkreis schließt, sobald die für ein Weiterschalten erforderliche hohe Drehzahl erreicht ist. Aus der Schaltung ergibt sich, daß ein Weiterschalten der Welle 2 nur stattfindet, wenn die erforderliche Motordrehzahl erreicht ist und wenn die an der Kurbel 1 eingestellte Stufenzahl noch nicht erreicht ist.

Für das Rückschalten werden die Enden der Schaltvorrichtung 4 kurzgeschlossen durch. einen an dem entsprechenden Anschlag 57 angebrachten Schalter. Das Rückwärtsschalten geht also bei völlig gelöster Sperre 3 vor sich, bis die an der Kurbel 1 eingestellte Gangstufe erreicht ist. Es erübrigt sich, die Sperre 3 mit einseitig schrägen Zähnen auszurüsten, die freie Bewegung für das Rückschalten ist nämlich bei dieser Vorrichtung bereits durch die elektrische Schaltung bewirkt.

Die übrigen Teile entsprechen der Abb. 4; durch den Schalter 52 wird der Servomotor 8 im jeweils gewünschten Sinne an die Druckluftquelle 7¹ angeschlossen; zur Dämpfung der Bewegungen dient der Dämpfungszylinder 6. Die beiden Vorrichtungen 8 und O₁ sind an die Welle 2 durch Zahnstangentrieb angeschlossen, wodurch sich eine besonders gedrängte Bauart der gesamten Vorrichtung erreichen läßt.

Claims

Patentansprüche: i. Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Zahnräderwechselgetriebe für den Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, durch einen Brennkraftmotor, bei welcher ein von Hand zu betätigender Schalter vorgesehen ist, der eine bestimmte Anzahl von Stellungen entsprechend der Stufenzahl des Getriebes einnehmen kann und der beim Einschalten einer beliebigen höheren Getriebestufe lediglich eine Hilfskraft einschaltet, welche im Schaltsinne auf die Betätigungsvorrichtung der den Stufenwechsel bewirkenden Kupplungen einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Hilfskraft durch die Betätigung des Handschalters (1) ausgelöste Bewegung der eigentlichen Schaltvorrichtung (2) für die Getriebekupplungen durch eine Sperreinrichtung (3) gehemmt wird, die von einem Drehzahlmesser (4) für die Umläufe der Motorwelle in der Weise gesteuert wird, daß die durch eine Dämpfungsvorrichtung (6, 65) beherrschte Bewegung der Schaltvorrichtung (2) im Sinne des Einschaltens der höheren Stufe nur dann möglich ist, wenn der Motor eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht hat, daß ferner durch die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung (6, 65) die Bewegung nur bis zum Einschalten der nächsthöheren Stufe erfolgt, wenn beim Einschalten dieser Stufe die Motordrehzahl wieder unter das zum Weiterschalten erforderliche Maß sinkt, wobei die Sperreinrichtung (3) so eingerichtet ist, daß die Sperrung der Bewegung lediglich stufenweise bei den einzelnen Schaltstufen der Schaltvorrichtung (2) unter Vermeidung einer Stillstandmöglichkeit in etwaigen Zwischenstellungen erfolgen kann.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfskraft zum Antrieb der eigentlichen Schaltvorrichtung (2) und auch für die Kraftübertragung zwischen dem Drehzahlregler (4) und der Sperreinrichtung (3) eine schaltbare Hilfskraft, z. B. Elektrizität oder ein Druckmittel, Anwendung findet, die von dem Handschalter (1) und dem Regler (4) aus beeinflußt wird.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Handschalter (1) zwei getrennte Schalter (52 und 54) eingestellt werden, von denen der eine (52) die Antriebsvorrichtung (8) für die Schaltvorrichtung (2) an die Kraftquelle (7) der Hilfskraft anschließt, während der zweite Schalter (54) das Abschalten der Antriebsvorrichtung (8) von der Kraftquelle (7) so vorbereitet, daß

das Abschalten erfolgt, wenn die am Handschalter (i) eingestellte Getriebestufe von der eigentlichen Schaltvorrichtung (2) erreicht ist.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Handschalter (1) mit dem Vorbereitungsschalter für das Ausschalten (54) starr verbunden ist, während er den Hilfskraftschalter (52) für den Kupplungsantrieb durch Vermittlung einer Reibungskupplung (56) in der Weise antreibt, daß bei einer Bewegung des Handschalters (1) um das einer Getriebestufe entsprechende Maß ein voller Hub des Hilfskraftschalters (52) aus einer Endlage in die andere erzielt wird, während bei einer weiteren Bewegung des Handschalters (1) der Hilfskraftschalter (52) durch Anschläge (57) in der jeweiligen Endlage gehalten wird, wobei die Reibungsflächen der Rutschkupplung (56) aufeinandergleiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen