DE690954C

DE690954C - Auxiliary device for the automatic or semi-automatic switching of the gears of a gear change transmission of motorized railcars or similar vehicles

Info

Publication number: DE690954C
Application number: DE1936A0079209
Authority: DE
Original assignee: ARDELTWERKE
Current assignee: ARDELTWERKE
Priority date: 1936-04-25
Filing date: 1936-04-25
Publication date: 1940-05-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für die Betätigung der einzelnen Gangstufen des Wechselgetriebes von Motorfahrzeugen, insbesondere von Motortriebwagen, bei der das Einschalten der einzelnen Gangstufen von der jeweiligen Motorleistung abhängig sein soll. Es kann sich also entweder um eine selbsttätige Schalteinrichtung handeln, bei der bei einem bestimmten Betriebszustande ein Gangwechsel selbsttätig erfolgt, oder um eine halbselbsttätige Schaltung, bei der die Möglichkeit des Einschaltens einer höheren Gangstufe durch eine besondere Einrichtung erst freigegeben wird, wenn ein entsprechender Betriebszustand erreicht ist. Schalteinrichtungen der genannten Art sind an sich bekannt, sie bestehen einerseits aus einer Hilfseinrichtung zur Überwachung des jeweiligen Betriebszustandes, also meist aus Drehzahlanzeigern für die verschiedenen Wellen,, andererseits aus einer Schalteinrichtung für das Wechselgetriebe, die durch von den Anzeigegeräten angetriebene Schalter so beeinflußt wird, daß beim Erreichen eines bestimmten Betriebszustandes die Einschaltung einer neuen Getriebestufe freigegeben oder bewirkt wird. Die Erfindung bezieht sich auf die besondere Ausbildung einer derartigen Hilfseinrichtung, die lediglich aus einem einzigen mit Schaltkontakten ausgerüsteten Drehzahlanzeiger gebildet wird, und besteht darin, daß die Antriebswelle dieses Drehzahlanzeigers sowohl von der das Wechselgetriebe treibenden Welle als auch von der vom Wechselgetriebe angetriebenen Welle über einen Differentialtrieb seinen Antrieb erhält und daß der Drehzahlanzeiger die Summe der Geschwindigkeiten beider Wellen anzeigt und die aufeinanderfolgenden Kontakte für die einzelnen Gangstufen beim Erreichen der jeweils für das Weiterschalten erforderlichen Werte schließt. Auf diese Weise wird zunächst erreicht, daß das Anzeigegerät nacheinander diejenigen Stellungen durchläuft, welche den Einschaltmöglichkeiten der einzelnen Gangstufen entsprechen, so daß also ein einziger Drehzahlanzeiger genügt, um nacheinander die Schalteinrichtungen für jede einzelne Gangstufe freizugeben oder zu betätigen. Ein besonderer Vorteil liegt dabei darin, daß die Schalteinrichtung bereits für das Einschalten der ersten Stufe bei stillstehendem Fahrzeug wirksam ist, wobei diese erste Gangstufe nur einschaltbar ist, wenn der Motor eine ausreichende Drehzahl angenommen hat. Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß eine Schaltung der GangstufenThe invention relates to a switching device for the actuation of the individual Gear steps of the gearbox of motor vehicles, in particular of motorized railcars, in which the switching on of the individual gear steps depends on the respective engine output should be dependent. It can either be an automatic switching device act in which a gear change takes place automatically in a certain operating state, or a semi-automatic circuit with the possibility of switching on a higher gear is only released by a special device when a corresponding operating state is reached is. Switching devices of the type mentioned are known per se, they exist on the one hand from an auxiliary device for monitoring the respective operating status, i.e. mostly from speed indicators for the various Shafts, on the other hand from a switching device for the gearbox, which is influenced by the switch driven by the display devices so that the When a certain operating state is reached, a new gear stage is switched on released or effected. The invention relates to the special design of such an auxiliary device, which formed only from a single speed indicator equipped with switching contacts is, and consists in the fact that the drive shaft of this speed indicator both from the shaft driving the change gear as well as from the shaft driven by the gearbox via a differential drive gets its drive and that the speed indicator shows the sum of the speeds of both waves and the successive contacts for the individual gear steps closes when the values required for switching on are reached. In this way it is first achieved that the display device one after the other Runs through positions which correspond to the switching options of the individual gear steps, so that a single speed indicator is sufficient to switch the switching devices one after the other to be released or operated for each individual gear step. A particular advantage is that the switching device is already effective for switching on the first stage when the vehicle is stationary, this first gear stage only can be switched on when the engine has reached a sufficient speed. There is another advantage of the new arrangement in that a shift of the gear steps

auch in der Weise möglich ist, daß am Führerstand eine beliebig hohe Gangstufe eingestellt werden kann, worauf das Einschalten der einzelnen Gangstufen durch die Schaft-S einrichtung selbsttätig jeweils erfolgt, die Motordrehzahl das Einschalten der Stufe oder das Weiterschalten auf jede nächste höhere Gangstufe zuläßt.it is also possible in such a way that an arbitrarily high gear step is set at the driver's cab can be, whereupon the switching on of the individual gear steps by the shaft-S set-up takes place automatically, the motor speed switches on the Level or advancing to each next allows higher gear.

Zu erwähnen ist noch, daß bereits eine ίο Hilfseinrichtung für das Schalten von Wechselgetrieben bekannt ist, bei der ebenfalls ein Drehzahlanzeiger sowohl von der das Wechselgetriebe treibenden Welle als auch von der vom Wechselgetriebe angetriebenen 1.5 Welle über einen Differentialtrieb angetrieben wird. Bei dieser älteren Einrichtung gibt aber der Drehzahlanzeiger nicht die Summe der Geschwindigkeiten beider Wellen, sondern ihre Differenz an; die Hilfseinrichtung dient dementsprechend einem völlig anderen Zweck. Es handelt sich hier nämlich um eine Einrichtung, die es ermöglichen soll, eine Kupplung in dem Augenblicke einzurücken, in dem beide Kupplungshälften die gleiche Drehzahl aufweisen. Diese Aufgabe ist beispielsweise lösbar, indem jeder Kupplungsteil einen besonderen Drehzahlanzeiger erhält, wobei dann die Kupplungsbetätigung bei übereinstimmender Stellung beider Anzeiger freigegeben wird. Die gleiche Wirkung ist auch mit einem einzigen über einen Differentialtrieb angetriebenen Drehzahlanzeiger erreichbar, der sowohl von der treibenden Welle als auch von der getriebenen Welle eines Wechselgetriebes betätigt wird, wobei aber in der einen Übertragungsleitung noch zusätzlich ein Hilfswechselgetriebe mit der gleichen Gangstufeneinstellung wie das Hauptgetriebe eingeschaltet werden muß; der Drehzahldifferenzanzeiger gibt dann für jede Stufe den Zeitpunkt der Einschaltmöglichkeit an. Voraussetzung ist bei einer derartigen Einrichtung das Vorhandensein einer ausschal tbaren Hauptkupplung; auf der anderen Seite ist es aber unmöglich, mit einer Hilfseinrichtung der genannten Art die Auswahl einer unpassenden Gangstufe irgendwie zu verhüten oder überhaupt den jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs und des Motors "5j zu berücksichtigen. Eine Hilfseinrichtung der genannten Art würde also beispielsweise nicht hindern, daß bei langsam laufendem Fahrzeug und langsam laufendem Motor die höchste Getriebegangstufe eingeschaltet wird, denn auch bei dieser höchsten Stufe verringert sich die Drehzahl der vom Motor abgeschalteten treibenden Welle des Getriebes bald auf denjenigen Wert, bei dem die beiden Kupplungshälften die gleiche Drehzahl aufweisen. Während also die bekannten Einrichtungen lediglich Hilfseinrichtungen für das Schalten einer Kupplung im Sinne einer Synchronisiereinrichtung sind, handelt es sich bei der Erfindung um eine Hilfseinrichtung ^s. mit einer grundsätzlich anderen Aufgabe, dieIt should also be mentioned that an auxiliary device for shifting change gears is already known in which a speed indicator is driven by the shaft driving the change gear as well as by the 1.5 shaft driven by the change gear via a differential drive. In this older device, however, the speed indicator does not indicate the sum of the speeds of both shafts, but their difference; the auxiliary device accordingly serves a completely different purpose. This is a device that is intended to enable a clutch to be engaged at the moment when both clutch halves are at the same speed. This task can be solved, for example, in that each coupling part receives a special speed indicator, the clutch actuation then being released when both indicators are in the same position. The same effect can also be achieved with a single speed indicator driven by a differential drive, which is actuated by both the driving shaft and the driven shaft of a gearbox, but with an auxiliary gearbox with the same gear step setting as the main gear switched on in one transmission line must become; the speed difference indicator then indicates the point in time at which it can be switched on for each level. A prerequisite for such a device is the presence of a disengageable main clutch; On the other hand, it is impossible to somehow prevent the selection of an unsuitable gear with an auxiliary device of the type mentioned or to take into account the respective operating state of the vehicle and the engine at all When the vehicle is running slowly and the engine is running slowly, the highest gear stage is engaged, because even at this highest stage, the speed of the driving shaft of the transmission that is switched off by the engine soon decreases to the value at which the two clutch halves have the same speed known devices are only auxiliary means for switching a clutch in the sense of a synchronizer is, the invention is an auxiliary device ^s. with a fundamentally different task,

in der richtigen Auswahl der dem jeweiligen j· Betriebszustande des Fahrzeugs angepaßten " Gangstufe besteht.in the correct selection of those adapted to the respective operating conditions of the vehicle "Gear step exists.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ihrer Einzelheiten und ihrer Vorteile sind in den Zeichnungen Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigen die Abb. 1 bis 3 Anwendungsfälle bei halbselbsttätigem Betrieb und die Abb. 4 einen Anwendungsfall bei vollselbsttätigem Betrieb. Dabei ist zu bemerken, daß der einfachste Anwendungsfall bei halbselbsttätigem Betrieb nicht durch eine zeichnerische Darstellung erläutert ist, nämlich der Fall, in welchem der Drehzahlanzeiger lediglich die Bewegung des Schalthebels für die einzelnen Gangstufen so lange verblockt, bis die für die Betätigung der nächsten Gangstufe erforderliche Drehzahl erreicht ist, denn diese Anordnung ist ohne jede Erläuterung verständlich, insbesondere nach der ausführlichen Beschreibung der weiteren Beispiele. To further explain the invention, its details and its advantages are in Exemplary embodiments are shown in the drawings, namely, FIGS. 1 to 3 show Applications in semi-automatic operation and Fig. 4 shows an application with fully automatic operation. It should be noted that the simplest application is not explained by a graphic representation in semi-automatic operation, namely the case in which the tachometer merely indicates the movement of the shift lever blocked for the individual gear steps until the one for actuation of the next Gear stage required speed is reached, because this arrangement is without any explanation understandable, especially after the detailed description of the other examples.

Abb. ι zeigt also in Form eines Schaltschemas bereits eine besondere Anwendungsform der Erfindung, bei welcher am Führerstand ohne Rücksicht auf den' jeweiligen Betriebszustand eine beliebig hohe Gangstufe eingestellt werden kann, worauf das Einschalten der einzelnen Gangstufen selbsttätig jeweils erfolgt, wenn die für das Weiterschalten erforderliche Motordrehzahl erreicht ist. In dem Schema ist mit M der Antriebsmotor des Fahrzeugs bezeichnet, der eine beliebige Brennkraftmaschine, also etwa ein Dieselmotor, sein kann. Die Motorwelle »ι 10c führt von dem Motor zu dem Getriebe G, welches als Zahnräderwechselgetriebe ausgebildet ist, dessen Gangstufen durch Kupplungen schaltbar sind. Die Schalteinrichtung für die Kupplungen der vier Gangstufen des Getriebes ist durch die vier Schalter gⁱ-gⁱ gekennzeichnet. Die. vom Getriebe G angetriebene Welle g führt über das Wendegetriebe W zu den nicht gezeichneten Treibachsen des Fahrzeugs. Gemäß der Erfindung no ist nun an die beiden Wellen» und g ein Drehzahlanzeiger A über einen Differentialtrieb D angeschlossen; dabei erfolgt der Antrieb des Differentialtriebes durch die beiden Wellen d^x und d², und zwar ist die Welled¹ 11.5 durch die Kegelräderpaare d^s an die Welle m angeschlossen und die Welle d² durch die Kegelräderpaare dⁱ an die Welle g. Die vom Differentialtrieb D zum Drehzahlanzeiger A führende Welle d^s wird also mit der Summe der Drehzahlen der Wellen d¹ und d² bzw. der Wellen m und g angetrieben. Das An-Fig. Ι shows in the form of a shift diagram a special form of application of the invention, in which any high gear step can be set at the driver's cab regardless of the respective operating state, whereupon the individual gear steps are switched on automatically when the for further shifting required engine speed is reached. In the scheme, M denotes the drive motor of the vehicle, which can be any internal combustion engine, for example a diesel engine. The motor shaft »ι 10c leading from the engine to the gearbox G, which is designed as a gear shift transmission, the gear ratios are switched by couplings. The switching device for the clutches of the four gears of the transmission is characterized by the four switches g ⁱ -g ⁱ . The. Shaft g driven by the gearbox G leads via the reversing gear W to the driving axles of the vehicle (not shown). According to the invention no, a speed indicator A is now connected to the two shafts »and g via a differential drive D ; The differential drive is driven by the two shafts d ^x and d ² , namely the Welled ¹ 11.5 is connected to the shaft m through the bevel gear pairs d ^s and the shaft d ² through the bevel gear pairs d ⁱ to the shaft g. The shaft d ^s leading from the differential drive D to the speed indicator A is thus driven with the sum of the speeds of the shafts d ¹ and d ² or the shafts m and g . The arrival

zeigegerät A ist mit einem Zeiger α versehen, der gleichzeitig die beabsichtigte Schaltung bewirkt,Pointing device A is provided with a pointer α , which simultaneously effects the intended switching,

Zur Erläuterung der Wirkungsweise ist folgendes auszuführen: Wenn der Motor M und das Fahrzeug stillsteht, so befindet sich der Zeiger α in seiner Nullstellung und sperrt in dieser Stellung die Betätigung aller Gangstufen. Wird dann der Motor angelassen, so wird der Differentialtrieb D lediglich von der Welle d¹ angetrieben, und der Zeiger α bewegt sich dabei in -der Pfeilrichtung; erreicht hierbei der Motor seine Normaldrehzahl n, so erreicht'der Zeiger α die Stellung ι; hierdurch wird die Sperrung für den Schalter g¹ aufgehoben, so daß die Möglichkeit besteht, die erste Gangstufe einzuschalten. Das Einschalten dieser Gangstufe erfolgt durch eine Bewegung des Handschalters S; es handelt sich also um einen halbselbsttätigen Betrieb, bei welchem die Schaltung von Hand ausgeführt wird und der Drehzahlanzeiger A lediglich eine zusätzliche Freigabeeinrichtung betätigt. Der Schalter S kann nun beim Stillstand des Motors und des Fahrzeugs schon ohne weiteres in jede beliebige Stellung gebracht werden, also etwa in die im Schema dargestellte Lage, welche der Gangstufe 3 entspricht. Ist dies der Fall, so wird die Schaltung der ersten Gangstufe g¹ betätigt, sobald der Motor nach dem Anlassen seine Normaldrehzahl und der Zeiger α dementsprechend die Stellung 1 erreicht hat. In dem Schema ist angenommen, daß die Schaltung durch irgendeinen schaltbaren Energieträger (Elektrizität, Preßluft, Druckwasser 0. dgl.) erfolgt; die hierzu erforderlichen Leitungen gehen von der Kraftquelle K aus; an diese Kraftquelle sind die einzelnen. Schalter g¹-^ für die Getriebekupplungen einerseits über den Schalter S und andererseits über die vom Drehzahlanzeiger A betätigte Schalteinrichtung in der im Schema dargestellten Weise angeschlossen. Wird nun der Schalter S in die im Schema gezeichnete Lage gebracht, so sind auch die drei Schalteinrichtungen g^-g³ mit der Kraftquelle .K verbunden, und ihre Betätigung ist lediglich von der jeweiligen Stellung des Zeigers α abhängig. Dieser Zeiger schaltet also bei stillstehendem Fahrzeug und laufendem Motor zunächst die erste Gangstufe ein, sobald er die Stellung 1 erreicht hat; hierauf setzt sich das Fahrzeug in Bewegung, und die WeUe d^& erhält einen zusätzlichen Antrieb von der Welle d²: Wird bei dieser Gangstufe wieder die Normaldrehzahl 11 des Motors M erreicht, so erreicht der Zeiger α die Stellung 2, in welcher die zweite Gangstufe eingeschaltet und die erste Gangstufe ausgeschaltet wird. Hier- j durch erhöht sich die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter und damit auch die Drehzahl der Welle d⁵, so daß der Zeiger α in die Stellung 3, rückt, in welcher die dritte Gangstufe eingeschaltet wird. Eine weitere Geschwindigkeitserhöhung des Fahrzeugs ist danach nur noch begrenzt möglich; wenn nämlich das Fahrzeug die vorgesehene Geschwindigkeitsgrenze überschreitet, so bewegt sich der Zeiger α in die Stellung 4, und hierdurch wird der Motor von den Treibachsen vollkommen abgeschaltet, so daß kein weiterer Antrieb mehr erfolgen kann. Die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt damit wieder auf das beabsichtigte Maß, welches durch die Stellung des Schalters 6¹ gegeben ist. Die gesamte Einrichtung bewirkt also nicht nur das Einhalten der kürzesten Beschleunigungszeit für eine bestimmte Gangstufe, sondern auch das Einhalten bestimmter Geschwindigkeitsgrenzen, wobei die jeweilige Höchstgeschwindigkeit durch die Stellung des Schalters 6" festgelegt ist.To explain the mode of operation, the following should be stated: When the engine M and the vehicle are at a standstill, the pointer α is in its zero position and in this position blocks the actuation of all gear steps. If the engine is then started, the differential drive D is driven only by the shaft d ¹ , and the pointer α moves in the direction of the arrow; when the motor reaches its normal speed n, the pointer α reaches the position ι; this removes the lock for switch g ¹ , so that it is possible to switch on the first gear. This gear step is switched on by moving the manual switch S; It is therefore a semi-automatic operation in which the switching is carried out by hand and the speed indicator A merely actuates an additional release device. When the engine and the vehicle are at a standstill, the switch S can easily be brought into any desired position, that is to say, for example, into the position shown in the diagram, which corresponds to gear step 3. If this is the case, the shift to the first gear stage g ^{1 is} actuated as soon as the engine has reached its normal speed after starting and the pointer α has accordingly reached position 1. In the scheme it is assumed that the switching is carried out by any switchable energy source (electricity, compressed air, pressurized water, etc.); the lines required for this emanate from the power source K ; Individuals are to this source of strength. Switch g ¹ - ^ for the transmission clutches connected on the one hand via switch S and on the other hand via the switching device operated by the speed indicator A in the manner shown in the diagram. If the switch S is now brought into the position shown in the diagram, the three switching devices g ^ -g ^{3 are also} connected to the power source .K, and their actuation is only dependent on the respective position of the pointer α. When the vehicle is stationary and the engine is running, this pointer first switches on the first gear as soon as it has reached position 1; The vehicle then starts moving, and shaft d ^& receives an additional drive from shaft d ² : If normal speed 11 of motor M is reached again at this gear step, pointer α reaches position 2, in which the second gear step switched on and the first gear is switched off. As a result, the vehicle speed increases further and thus also the speed of the shaft d ⁵ , so that the pointer α moves into position 3, in which the third gear stage is switched on. A further increase in the speed of the vehicle is then only possible to a limited extent; if the vehicle exceeds the intended speed limit, the pointer α moves to position 4, and this completely switches off the motor from the drive axles, so that no further drive can take place. The vehicle speed thus drops again to the intended level, which is given by the position of the switch 6 ¹ . The entire device thus not only ensures that the shortest acceleration time for a certain gear step is observed, but also that certain speed limits are observed, the respective maximum speed being determined by the position of the switch 6 ″.

Die Einrichtung ist besonders geeignet zur Anwendung bei Schienenfahrzeugen, insbesondere bei Eisenbahntriebwagen und bei Triebwagenzügen, - insbesondere wenn zur Durchführung der Schaltung elektrischer Strom zur Anwendung kommt, der Schalter 6" also als elektrische Fahrkurbel ausgebildet ist. Bei diesen Anwendungsfällen ist es nämlich erforderlich, einen Führerstand an jedem Wagenende anzuordnen und die Schalteinrichtung so auszubilden, daß von jedem Führerstand das Getriebe betätigt werden kann. Das in Abb. 1 dargestellte Schema zeigt, daß ohne weiteres mehrere Schalter S in Parallelschaltung zueinander so angebracht werden können, daß das Fahrzeug von jedem beliebigen Schalter bedient werden kann. Ebenso ist es möglich, bei mehreren zusammengekuppelten Motorwagen alle Motoren von einem Schalter aus zu bedienen, indem dieser Schalter S mit einem einzigen von einem Drehzahlanzeiger A angetriebenen Sehalter, etwa mit dem Schalter des Führerwagens, zusammenarbeitet, während an diese beiden Einrichtungen die Schaltvorrichtuhgen aller Getriebe in den mit- no einander verbundenen Motorwagen durch Parallelschaltungen angeschlossen sind. In betrieblicher Hinsicht wird also durch die Einrichtung nach dei- Erfindung für Brennkraftmaschinen genau die gleiche Einfachheit in der Bedienung erzielt, die bisher bei elektrischen Betrieben erreicht werden konnte.The device is particularly suitable for use in rail vehicles, in particular in railcars and multiple units, - in particular if electrical current is used to carry out the switching, ie the switch 6 "is designed as an electric crank to arrange the cab at each end of the wagon, and to design the switching means that can be actuated by each cab of the transmission. the scheme shown in Fig. 1 shows that can be mounted in parallel to one another so readily plurality of switches S that the vehicle is any from each It is also possible to operate all motors from one switch in the case of several coupled motor vehicles, in that this switch S works together with a single switch S, driven by a speed indicator A , for example with the switch of the driver's car, while on this at The switching devices of all transmissions in the motor vehicles connected to one another are connected to the facilities by parallel circuits. From an operational point of view, the device according to the invention for internal combustion engines achieves exactly the same ease of use that could previously be achieved in electrical companies.

In konstruktiver Hinsicht ist zu den Einzelheiten der schemätischen Darstellung noch folgendes zu erwähnen: Um für die Steuerströme mit geringen Spannungen und geringen Stromstärken auszukommen, ist esFrom a constructive point of view, the details of the schematic representation are still available Mention the following: In order for the control currents with low voltages and low To get by with amperages, it is

zweckmäßig, nicht den elektrischen Strom unmittelbar zum Schalten der Kupplungen, also etwa zur Betätigung von Magnetkupplungen zu benutzen, sondern mit den Steuerströmen lediglich eine anderweitige Hilfskraft für die Betätigung der Kupplungen zu schalten. .Bei Dieselmotoren ist es beispielsweise vorteilhaft, die Kupplungen durch Druckluft zu betätigen und diese Druckluft ίο durch Magnetventile zu schalten; der durch die Fahrkurbeln S gesteuerte Strom dient dabei also lediglich zur Betätigung der Magnetventile in den Druckluftleitungen. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Schaltt5 einrichtung nicht in der im Schema angedeuteten einfachen Konstruktion auszuführen, sondern den vom Drehzahlanzeiger A angetriebenen Schalter mit einer Vorrichtung nach Art der bekannten Momentschalter zu versehen, um dadurch an den Übergängen zwischen zwei Stufen ein häufiges Wechseln der Schaltung zu verhindern.It is expedient not to use the electrical current directly to switch the clutches, for example to actuate magnetic clutches, but to use the control currents only to switch some other auxiliary force for actuating the clutches. In the case of diesel engines, it is advantageous, for example, to operate the clutches with compressed air and to switch this compressed air ίο through solenoid valves; the current controlled by the travel cranks S thus only serves to actuate the solenoid valves in the compressed air lines. Furthermore, it is advisable not to design the switching device in the simple construction indicated in the diagram, but to equip the switch driven by the speed indicator A with a device similar to the known momentary switch, in order to allow frequent switching of the circuit at the transitions between two stages impede.

Eine weitere Abänderungsmöglichkeit für die Ausführung der Schalteinrichtung ist in Abb. 2 der Zeichnungen dargestellt, und zwar in der gleichen schematischen Weise wie in Abb. i. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, daß bei der Abb. 2 die Kontakte so angeordnet sind, daß sie sich mit ihren Enden teilweise überdecken, so daß also die Kupplungen für zwei Gangstufen zeitweise gleichzeitig eingeschaltet sind. Diese Anordnung ist für solche Getriebe bestimmt, bei denen schaltbare Uberholungskupplungen Anwendung finden, bei denen also der Übergang von einer Gangstufe auf die andere ohne Unterbrechung der Kraftübertragung erfolgt. Abb. 2 zeigt also, daß die beschriebene Schalteinrichtung und die zugehörige Schaltweise auch ohne weiteres bei Getrieben mit schaltbaren Überholungskupplungen mit besonderem Vorteil Anwendung finden kann.Another possibility of changing the design of the switching device is in Fig. 2 of the drawings, in the same schematic manner as in FIG Fig.i. The difference between the two Embodiments consists in the fact that in Fig. 2 the contacts are arranged so that they partially overlap with their ends, so that the couplings for two Gear steps are temporarily switched on at the same time. This arrangement is for such gearboxes where switchable overrunning clutches are used which means the transition from one gear to the other without interruption of the Power transmission takes place. Fig. 2 shows that the switching device described and the associated switching method can also be used with particular advantage in transmissions with switchable overrunning clutches Can be found.

In Abb. 3 ist schließlich noch eine besondere Ausführungsform für die Schaltvorrichtungen schematisch gezeigt, und zwar ist hier mit dem Schalter S nach Abb. 1 noch eine zweite Schalteinrichtung verbunden, welche die Begrenzung der Geschwindigkeit bei den einzelnen Stellungen des Schalters ^* erleichtert. Durch diese zusätzliche Einrichtung wird auch die Brennstoffzufuhr zum Motor mittelbar von der Stellung des Schalters S in einer gewissen Weise abhängig gemacht und dabei ein Nachteil vermieden, der unter Umständen beim Betrieb einer Anlage nach dem in Abb. 1 dargestellten Schema auftreten könnte. Es wurde schon bei der Beschreibung der Abb. 1 der Fall erwähnt, daß der Schalter 6" auch den Zweck erfüllen kann, durch Einstellung auf eine der mittleren Gangstufen (1, 2 oder 3) die Geschwindigkeit auf ein bestimmtes Maß zu begrenzen. Wird nun der Schalter ,S beispielsweise in die in Abb. 1 gezeichnete Stellung gebracht, so ist es selbstverständlich erwünscht, daß der Motor bei der eingeschalteten Gangstufe seine Normalleistung entwickeln kann, ohne daß bei der dabei erreichten Motordrehzahl ein Ausschalten des Getriebes erfolgt. Die Einteilung des vom Drehzahlanzeiger A angetriebenen Schalters ist allerdings nicht dementsprechend gewählt, sondern so eingerichtet, daß beim Erreichen der Normaldrehzahl bereits der Übergang zur Stufe 4 freigegeben wird. Um also auf einer mittleren Getriebestufe für längere Zeit mit normaler Motordrehzahl fahren zu können, erscheint eine Korrektureinrichtung zweckmäßig. Diese Korrektureinrichtung ist in Abb. 3 dargestellt, ebenfalls durch das Schema eines Ausführungsbeispiels. In dieser Abbildung sind eine Anzahl der in Abb. 1 dargestellten Teile fortgelassen, und es sind lediglich die geänderten Teile dargestellt. Die Abbildung zeigt zunächst, daß der-Drehzahlanzeiger A eine zweite zusätzliche Kontakteinrichtung α¹ erhält; der zusätzliche Zeiger ist von dem Hauptzeiger α isoliert und durch eine besondere Stromleitung an die Stromquelle durch einen Umschalter u anschaltbar. Dieser Umschalter wird durch einen Magneten u¹ bedient, und zwar erhält dieser Magnet Strom im Sinne des Umschaltens auf den Hilfszeiger a¹, sobald sowohl der Schalter S als auch der vom Drehzahlanzeiger A angetriebene Schalter die gleiche Stufenstellung einnimmt. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Umschaltung nur erfolgen kann, wenn das Getriebe G tatsächlich auf die höchste am Schalter 6¹ eingestellte Gangstufe geschaltet ist. Dadurch, daß der Hilfszeiger a¹ dem Zeiger© nacheilt, ist die beabsichtigte Wirkung erreicht, es kann nämlich der Motor M seine normale Drehzahl bei der eingestellten Gangstufe ohne weiteres entwickeln, und ein Abschalten des Getriebes kann erst dann eintreten, wenn die Normaldrehzahl überschritten wird. Selbstverständlich gibt es für die zusätzliche Einrichtung noch eine erhebliche Zahl anderer Ausführungs- und Schaltformen, durch welche ebenfalls die Aufgabe gelöst werden kann, bei gleicher Stufenstellung der beiden Einrichtungen S und A ein Abschalten des Getriebes beim Erreichen der normalen Motordrehzahl zu verhindern. Das in Abb. 3 dargestellte Schaltschema hat also lediglich den Zweck, eine der Ausführungsmöglichkeiten zu zeigen, um darzulegen, daß es bei der Anwendung der neuen Einrichtung tatsächlich gelingt, mit einer einzigen Fahrkurbel jedeFinally, in Fig. 3 a special embodiment for the switching devices is shown schematically, namely a second switching device is connected to the switch S according to Fig. 1, which facilitates the limitation of the speed in the individual positions of the switch ^ *. This additional device also makes the fuel supply to the engine indirectly dependent on the position of the switch S in a certain way, thereby avoiding a disadvantage that could possibly occur when operating a system according to the scheme shown in Fig. 1. The case was already mentioned in the description of Fig. 1 that the switch 6 ″ can also serve the purpose of limiting the speed to a certain level by setting it to one of the middle gear steps (1, 2 or 3) If the switch, S is brought into the position shown in Fig. 1, for example, it is of course desirable that the engine can develop its normal output when the gear is engaged, without the transmission being switched off at the engine speed reached The switch driven by the speed indicator A is not selected accordingly, but set up in such a way that when the normal speed is reached, the transition to level 4 is enabled Correction device is shown in Fig. 3, also by the scheme ei nes embodiment. In this figure a number of the parts shown in Fig. 1 are omitted and only the changed parts are shown. The figure first shows that the speed indicator A receives a second additional contact device α ^1; the additional pointer is isolated from the main pointer α and can be switched on by a special power line to the power source through a changeover switch u . This changeover switch is operated by a magnet u ¹ , and this magnet receives current in the sense of switching to the auxiliary pointer a ¹ as soon as both the switch S and the switch driven by the speed indicator A assume the same step position. In this way it is achieved that the changeover can only take place when the transmission G is actually switched to the highest ^{gear step set on switch 6 1} . Because the auxiliary pointer a ¹ lags behind the pointer ©, the intended effect is achieved, namely the motor M can easily develop its normal speed at the set gear, and the transmission can only be switched off when the normal speed is exceeded . Of course, there are also a considerable number of other embodiments and switching forms for the additional device, which can also achieve the task of preventing the transmission from being switched off when the normal engine speed is reached with the same step position of the two devices S and A. The circuit diagram shown in Fig. 3 therefore only has the purpose of showing one of the possible embodiments to demonstrate that it is actually possible to use the new device, each with a single crank

gewünschte Geschwindigkeit einzustellen. Eine weitere Bedienung des Motors vom Führerstande aus ist dabei nicht erforderlich, da die Regelung der Brennstoffzufuhr 5 oder der Gaszufuhr der Brennkraftmaschine ohne weiteres selbsttätig durchgeführt werden kann. Es kann also beispielsweise eine selbsttätige Drosselung der Brennstoffzufuhr vorgesehen werden, wenn der Motor seine Normaldrehzahl um ein bestimmtes Maß überschreitet. Damit ist erreicht, daß die Stellung der Fahrkurbel S mittelbar auch einen Einfluß auf die Brennstoffzufuhr ausübt, denn beim Einstellen einer niedrigen Fahrstufe auf ebener Strecke tritt dann ohne weiteres beim Erreichen der gewünschten Geschwindigkeit die selbsttätige Drosselung der Brennstoffzufuhr ein. Das Fahrzeug erreicht also im Betriebe einerseits die kürzesten Beschleuni-set the desired speed. A further operation of the engine from the driver's cab is not necessary, since the regulation of the fuel supply 5 or the gas supply of the internal combustion engine can easily be carried out automatically. For example, automatic throttling of the fuel supply can be provided when the engine exceeds its normal speed by a certain amount. This means that the position of the crank S also has an indirect influence on the fuel supply, because when a low gear is set on a flat stretch of road, the automatic throttling of the fuel supply occurs when the desired speed is reached. On the one hand, the vehicle achieves the shortest acceleration

2o· gungszeiten und andererseits den jeweils höchsten Wirkungsgrad bei jeder gewünschten Geschwindigkeit.2 opening times and, on the other hand, the respective highest efficiency at any desired speed.

. In der Abb. 4 ist schließlich ein letztes Beispiel der Erfindung gezeigt, und zwar handelt es sich hier um eine Schaltvorrichtung für eine vollselbsttätige Schaltung des Wechselgetriebes. Das Schema ist vereinfacht dargestellt, indem eine Anzahl der bereits in Abb. ϊ dargestellten Teile fortgelassen. Finally, FIG. 4 shows a final example of the invention, namely this is a switching device for fully automatic switching of the Change gear. The scheme is simplified by adding a number of the already Parts shown in Fig. ϊ have been omitted

3<> ist. Gezeigt ist lediglich das Wechselgetriebe G mit den vier elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen g·¹-^⁴ für die vier Gangstufen •dieses Getriebes; ferner der Differentjal· trieb D, dessen Antriebswellen d¹ und d² in der aus Abb. 1 ersichtlichen Weise mit dem Getriebe verbunden sind; die Welled⁵ treibt den Drehzahlanzeiger A an, von dem lediglich der Zeiger α und die Kontakteinrichtungen dargestellt sind. Wie aus der Abb. 4 ersichtlich ist, liegt der Unterschied zwischen einer Anordnung für einen vollselbsttätigen Betrieb gegenüber einer Anordnung für einen halbselbsttätigen Betrieb nur darin, daß die vom Drehzahlanzeiger A geschalteten Kraft-Übertragungsleitungen unmittelbar von der Kraftquelle K zu den Betätigungseinrichtungen für die Gangstuf en g¹-^ führen; es ist also lediglich der von Hand betätigte Schalter J? in dem Stromkreis in Wegfall· gekommen. Die bisher bei Abb. 1 bis 3 beschriebenen, vom Drehzahlanzeiger A betätigten Schalter können also ohne weiteres auch für einen vollselbsttätigen Betrieb Anwendung finden, während umgekehrt auch die in Abb. 4 dargestellte besondere Ausführungsform der vom Drehzahlanzeiger gesteuerten Schaltvorrichtung für einen halbselbsttätigen Betrieb Anwendung finden kann.3 <> is. Only the change gearbox G is shown with the four electromagnetic actuating devices g · ¹ - ^ ⁴ for the four gear stages • of this gearbox; also the differential drive D, the drive shafts d ¹ and d ^{2 of} which are connected to the transmission in the manner shown in FIG. 1; the welled ⁵ drives the speed indicator A , of which only the pointer α and the contact devices are shown. As can be seen from Fig. 4, the only difference between an arrangement for fully automatic operation and an arrangement for semi-automatic operation is that the power transmission lines switched by the speed indicator A directly from the power source K to the actuating devices for the gear steps g ¹ - ^ lead; so it is just the manually operated switch J? omitted in the circuit. The switches operated by the speed indicator A described so far in Fig. 1 to 3 can also be used for fully automatic operation, while conversely the special embodiment of the switching device controlled by the speed indicator can also be used for semi-automatic operation, as shown in Fig. 4 .

Die Besonderheit des in Abb. 4 dargestellten Schalters liegt darin, daß der Zeiger a, dessen Stellung von der Drehzahl der Welle rf⁵ abhängig ist, nicht unmittelbar die erforderlichen Schaltungen ausführt, sondern lediglich einen Schleppkörper a? antreibt, der als Stromleiter ausgebildet ist und als Kontaktkörper mit den festen Kontakten 1 bis 4 für die vier Gangstufen zusammenwirkt. Der Schleppkörper α² ist in der Abb. 4 in seiner Nullstellung voll ausgezogen dargestellt, außerdem in fünf weiteren Stellungen, ebenso wie der Zeiger a, lediglich durch die Randlinien angedeutet. Zur einwandfreien Veranschaulichung der Wirkungsweise sind am Zifferblatt des Zeigers α Zahlenbeispiele eingetragen, und zwar ist dabei eine normale Drehzahl des Motors von 1000 Umdr./Min. angenommen; ferner ist angenommen, daß bei normaler Motordrehzahl die vom Wechselgetriebe angetriebene Welle bei den vier verschiedenen Gangstufen folgende Drehzahlen aufweist: 710/1350/2350/3500 Umdr./Min. Beim Differentialantrieb des Drehzahlanzeigers werden nun die Drehzahlen des Motors und die der vom Getriebe angetriebenen Welle addiert.The peculiarity of the switch shown in Fig. 4 is that the pointer a, the position of which depends on the speed of the shaft rf ⁵ , does not directly carry out the necessary switching, but only a drag body a? drives, which is designed as a conductor and interacts as a contact body with the fixed contacts 1 to 4 for the four gear steps. The towed body α ² is shown fully drawn in its zero position in Fig. 4, and also in five other positions, just like the pointer a, only indicated by the edge lines. For a perfect illustration of the mode of operation, numerical examples are entered on the dial of the pointer α , namely a normal speed of the motor of 1000 rev / min. accepted; It is also assumed that at normal engine speed the shaft driven by the change gearbox has the following speeds at the four different gear stages: 710/1350/2350/3500 rev / min. With the differential drive of the speed indicator, the speeds of the motor and those of the shaft driven by the gearbox are added.

Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Anlassen des Motors bewegt sich zunächst lediglich der Zeiger α in dem freien Spielraum des Schleppkörpers a² und nimmt beim Überschreiten einer Drehzahl von etwa öooUmdr./ Min. diesen Schleppkörper mit. Sobald die Normaldrehzahl von 1000 Umdr./Min. beim Motor erreicht ist, wird der Kontakt zwischen dem beweglichen Schleppkörper a^% und dem festen Kontaktstück 1 geschlossen, also die erste Gangstufe eingeschaltet. In diesem Augenblick sinkt die Motordrehzahl, während die Drehzahl der Welle (P allmählich ansteigt; selbst wenn die Motordrehzahl stark absinkt, bevor das Fahrzeug seine Fahrt aufnimmt, wird der Kontakt an dem. Kontaktkörper ι nicht gelöst, da der Zeiger α sich in dem Spielraum des Schleppkörpers ohne weiteres rückwärts um ein gewisses Maß bewegen kann; erst wenn die Motordrehzahl das Maß von etwa 600 Umdr./Min. unterschreitet, ohne daß das Fahrzeug in Bewegung kommt, wird der erste Gang wieder abgeschaltet. Beim normalen Anfahren auf dem ersten Gang wird der Zeiger α zwar zunächst no eine kleine rückläufige Bewegung ausführen, dann aber allmählich ansteigen bis zur normalen Motordrehzahl zuzüglich der zugehörigen Drehzahl der ersten Gangstufe, also bis zum Werte von 1710 Umdr./Min. Diese Stellung des Zeigers α und die zugehörige Stellung des Schleppkörpers a^z ist in Abb. 4 mit II bezeichnet; beim Erreichen dieser Drehzahl wird die zweite Gangstufe zur ersten zugeschaltet. Es handelt sich also bei diesem Beispiel um ein Wechselgetriebe mit Uberholungskupplungen, bei welchem die für dieThe mode of operation is as follows: when the engine is started, only the pointer α initially moves in the free space of the towed body a ² and takes this towed body with it when a speed of about 500 revolutions / minute is exceeded. As soon as the normal speed of 1000 rev / min. when the engine is reached, the contact between the movable towed body a ^% and the fixed contact piece 1 is closed, so the first gear is switched on. At this moment, the engine speed decreases, while the speed of the shaft (P gradually increases; even if the engine speed drops sharply before the vehicle starts driving, the contact on the contact body ι is not released because the pointer α is in the clearance of the towed body can easily move backwards by a certain amount; first gear is switched off again when the engine speed falls below the level of about 600 rpm without the vehicle moving the pointer α will initially perform a small backward movement, but then gradually increase up to the normal engine speed plus the associated speed of the first gear, i.e. up to a value of 1710 rev / min. This position of the pointer α and the associated position of the a towed body ^such is indicated in Fig 4 with II;. when reaching this speed, the second speed stage is switched to the first It. So in this example a change gearbox with overrunning clutches, in which the for the

zweite Gangstufe bestimmten Kupplungen zusätzlich eingeschaltet werden können, während die Kupplungen der bisherigen Gangstufe noch eingeschaltet sind. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich beim Einschalten jeder weiteren Gangstufe; Gangstufe 3 wird also eingeschaltet, wenn der Drehzahlzeiger α den Wert 2350 erreicht (Stellung III), ebenso wird Gangstufe 4 eingeschaltet, wenn der ία Zeiger α den Wert 3350 erreicht (StellungIV.). Bei der höchsten möglichen Drehzahl (4500 — Stellung V) berührt der Zeiger α einen Anschlag, der eine weitere Aufwärtsbewegung verhindert, damit nicht beim Erreichen. höherer Geschwindigkeiten ein Ausschalten der höchsten Gangstufe eintritt. Wenn nun infolge erhöhten Fahrwiderstandes, etwa beim Einlaufen in eine Steigung, der Motor in seiner Drehzahl nachläßt, so sinkt der Zeiger α um ein entsprechendes Maß, denn gleichzeitig mit der Verminderung der Motordrehzahl tritt auch eine entsprechende Verlangsamung der vom Wechselgetriebe angetriebenen Welle ein. Bei dem gezeigten Beispiel sind die Abmessungendes Schleppkörpers und der Kontakte so gewählt, daß bei einer Drehzahlverminderung .auf etwa 60 °/o der Normaldrehzahl in jedem Falle selbsttätig die nächetniedrigere Gang¹-stufe eingeschaltet wird. Aus der Abbildung ist beispielsweise ersichtlich, daß eine Rückschaltung vom vierten Gang auf den dritten Gang eintritt, wenn der Zeiger α etwa die Zahl 2900 erreicht, also bei einer Motordrehzahl von etwa 650 Umdr./Min. Ist auf diese Weise die dritte Gangstufe eingeschaltet, so erfolgt ein Wiedereinschalten des vierten Ganges frühestens bei voller Motordrehzahl. Der mit einem Spielraum ausgestattete Antrieb des -Schleppkörpers erreicht also den Vorteil, daß kleine Drehzahländerungen nach einer erfolgten Schaltung zunächst völlig wirkungslos bleiben, daß also ein allzu häufiges Schalten vermieden wird und die Schaltungen nur erfolgen, wenn tatsächlich eine volle Notwendigkeit für den Gangwechsel vorliegt.Second gear stage specific clutches can also be switched on while the clutches of the previous gear stage are still switched on. The process described is repeated when switching on each further gear step; Gear stage 3 is switched on when the speed pointer α reaches the value 2350 (position III), and gear stage 4 is also switched on when the ία pointer α reaches the value 3350 (position IV.). At the highest possible speed (4500 - position V), the pointer α touches a stop that prevents further upward movement, so not when it is reached. At higher speeds, the highest gear is switched off. If, as a result of increased driving resistance, for example when entering an incline, the engine's speed decreases, the pointer α drops by a corresponding amount, because at the same time as the engine speed decreases, the shaft driven by the change gear also slows down accordingly. In the example shown, the dimensions of the towed body and the contacts are chosen so that when the speed is reduced to about 60% of the normal speed, the next lower gear ¹ stage is automatically switched on in each case. The figure shows, for example, that a downshift from fourth gear to third gear occurs when the pointer α reaches approximately 2900, i.e. at an engine speed of approximately 650 revolutions per minute. If the third gear step is switched on in this way, the fourth gear is switched on again at the earliest at full engine speed. The drive of the towed body, which is equipped with a margin, has the advantage that small changes in speed after a gear change are initially completely ineffective, so that too frequent gear changes are avoided and the gear changes only take place when there is actually a full need to change gears.

■ Zusammenfassend ist festzustellen, daß ein von einem Drehzahlanzeiger angetriebenes Schaltgerät, bei dem der Drehzahlanzeiger von der Summe der Drehzahlen der Antriebswelle und der getriebenen Welle eines Wechselgetriebes beeinflußt wird, den Betriebszustand und den Belastungszustand des Motors und des Getriebes eindeutig wiederzugeben vermag, so daß es für die Schaltung der Gangstufen ohne weiteres benutzt werden kann. Selbstverständlich kann das gleiche Gerät auch zur Ausfühiung beliebiger anderer Schaltungen benutzt werden, welche irgendwie in eine selbsttätige Abhängigkeit von der jeweiligen Gangstufe und der dabei vorhandenen Drehzahl gebracht werden sollen. Beispielsweise kann etwa der Anpreßdrück der Kupplungen durch das Schaltgerät selbsttätig geregelt werden.■ In summary, it can be stated that a speed indicator driven Switching device in which the speed indicator is based on the sum of the speeds of the drive shaft and the driven shaft of a gearbox is influenced, the operating state and clearly show the load condition of the engine and the transmission capable, so that it can be used for shifting the gear steps without further ado can be. Of course, the same device can also be used to execute any other circuits are used, which somehow become independent be brought by the respective gear step and the existing speed should. For example, the contact pressure of the clutches by the switching device be regulated automatically.

Claims

Patent claims:

i. Auxiliary device for switching the stages of a gear change transmission for a drive with an internal combustion engine, in particular for the drive of motorized railcars and similar vehicles, in which a speed indicator equipped with switching contacts enables or effects the switching on of the new gear stage, characterized in that the drive shaft (d ^s ) of the speed indicator (A) both from the shaft (m) driving the change gear and from the shaft (g) driven by the change gear via a differential drive (D) in a known manner and that the speed indicator (A) receives the sum of the speeds of both shafts (m and g) and closes the successive contacts for the individual stages when the values required for further switching are reached.

2. Auxiliary device according to claim 1 in connection with a preselector known per se, characterized in that the automatic switch driven by the speed indicator (A) with a manually operated switch (5) through lines for a switchable auxiliary force, for example electrical current, for setting the gear stages is connected in such a way that when upshifting, all gear stages between the stage in operation and the stage set on the manual switch are switched on one after the other by the automatic switch as soon as the corresponding speeds on the speed indicator are reached.

3. Auxiliary device according to claim 2, characterized by an additional device consisting of a jointly moved with the contact of the pointer (α), lagging by a certain angle and isolated from the main contact secondary contact (α ¹ ), secondly from a switching device (κ ¹ ), which is able to conductively connect the secondary contact (α ¹ ) to the main contact, and thirdly from an actuating device (b) for the changeover switch (u ¹ ), which causes the secondary contact to be switched on as soon as the last one activated

Gear stage corresponds to the gear stage set on the manual switch (S).

4. Auxiliary device according to one of claims ι to 3, characterized in that a towing device with play is provided for the connection of the pointer (α) of the tachometer (A) with the associated contact body (a?), Which within · limits a movement of the Pointer (a) without simultaneous movement of the associated contact body (a?) Allows. '

1 sheet of drawings