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Elektrische Schaltvorrichtung für Geschwindigkeitswechselgetriebe
Geschwindigkeitswechselgetriebe in Großbauweise, wie sie z.B. für Eisenbahntriebwagen
in Betracht kommen, sind häufig mit einer Bremse auf der Triebwelle und einem Freilauf
zwischen dieser Welle und der Kardanwelle verbunden, wobei die Bremse nur schwach
ausgebildet ist, da sie lediglich den Zweck hat, die Drehzähl der Antriebeswelle
in dein Zeitraum zwischen der Ausrückung eines Ganges und der Einrückung des nächsten
Ganges herabzusetzen. Die Bremse arbeitet selbsttätig, ohne von der Trägheit des
Fahrzeuges beeinflußt zu werden, weil eben die Freiflaufkupplung vorhanden ist.
Wenn jedoch der Freilauf feststellbar ist, so kann es vorkommen, daß der Fahrzeugführer
vergißt, vor einem Gangwechsel die Freilaufkupplung freizugeben. In diesem Falle
müßte die Bremse nicht nur die Antriebswelle abbremsen, was infolge der geringen
Trägheit derselben nur eine geringe Bremskraft erfordert, sondern müßte auch die
ganze lebende Kraft des Fahrzeuges abbremsen. Hierdurch würde nicht nur die Fahrzeuggeschwindigkeit
herabgesetzt werden, sondern vor allen Dingen ist die Bremse in. ihren Abmessungen
zu einer derartigen Wirkung gar nicht in der Lage, und es würden sich daher Beschädigungen
im Wechselgetriebe einstellen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verhinderung dieses
Bedienungsfehlers.
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Zur Verhinderung von Bedienungsfehlern wurde- bereits vorgeschlagen,
die elektrische Schaltvorrichtung für das Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer
zwischen Ein- und Ausschaltung der verschiedenen Gänge auf die Antriebswelle wirkenden
Bremse und einer dem Geschwindigkeitswechselgetriebe nachgeschalteten Freilaufkupplung
zu versehen, wobei das Geschwindigkeitswechselgetriebe erst nach Lösen der Freilaufkupplung
geschaltet werden kann. Im besonderen ist eine Anordnung bekannt, welche ein elektromagnetisch
gesteuertes Wechselgetriebe aufweist, dessen Schalttrommel durch eine Reibscheibe
abgebremst wird, die ihrerseits durch einen Elektromagneten aus der Bremsstellung
entgegen der Wirkung einer Feder abgezogen wird. Nachteilig an dieser bekannt-en
Anardnung ist, daß das Abbremsen der Trommel
nicht mit stets derselben
Bremskraft erfolgt, da die Bremsscheibe sich durch wiederholte Benutzung abnutzen
wird, wodurch die von
Anliegen kommt; dadurch aber nimmt die Bremskraft bei fortschreitender Abnutzung
der Reibscheibe allmählich ab. Auch der Elektromagnet muß in diesem Falle immer
weiter aus dem Kern herausgezogen werden, wodurch die Abbremsung nicht mehr schnell
genug erfolgt.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung unter Benutzung einer elektrischen
Schaltvorrichtung der beschriebenen bekannten Art dadurch vermieden, daß die Getriebeschalttrommel
mit einer elektromagnetisch gesteuerten Kupplung versehen ist, welche unter Zwischenschaltung
eines von der Freilaufeinrichtung gesteuerten elektrischen Schalters die Schalttrommel
nur bei Schaltbeginn freigibt und die vollständige Ausführung des Schaltvorganges
nur bei gelöstem Freilauf zuläßt. Z,
Die Schalttrommel wird dabei zweckmäßigerweise
durch eine Klauenkupplung gesperrt, deren Einrücken durch Schließen des elektrischen
Schalters erfolgt und welche zwischen den Klauen der beiden Kupplungsteile ein ausreichendes
Spiel hat, um den Beginn des Schaltvorganges gemäß der oben angegebenen Anordnung
zu ermöglichen. Die Ausbildung der Schalttrommel erfolgt dabei gemäß der Erfindung
derart, daß sie mit einem Drehkörper fest verbunden und auf einem festen Zylinder
drehbar gelagert ist, welcher zusammen mit dem Bürstenträger fest an ,einem einen
Elektromagneten aufnehmenden Kontrollgehäuse sitzt, wobei zwischen dem mit Gewinde
verschenen Drehkörper und dem mittels Gewindes zeitweise mit ihm in Verbindung stehenden
festen Zylinder eine verzahnte und in das Gewinde des festen Zylinders dauernd eingreifende
verschiebbare Scheibe liegt, welche ihrerseits durch einen Schaft mit dem Anker
des Elektromagneten so verbunden ist, daß bei Erregung des Elektromagneten die Scheibe
mit dem Drehkörper in Eingriff kommt und dadurch die Schalttrommel sperrt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Fig. i zeigt das elektrische Schaltbild für die elektropneumatische
Schaltung des Wechselgetriebes.
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Fig. 2 zeigt einen achsrechten Schnitt. Fig.3 zeigt einen Querschnitt
des Schaltkontrollers am Fahrzeug.
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Der Kontroller besteht aus der drehbaren Trommel i mit den Kontaktringen
A für die Reibkupplung, F für die Bremse der Antriebswelle und V für die
Getriebegänge, welche an den Bürsten auf dem Träger
15 entlang
messungen der Klauen sind derart gewählt, daß zwischen den beiden Kupplungsteilen
ein gewisses Spiel bleibt.
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Die Scheibe 2 ist mit dem Anker 3 eines Elektromagneten 4 verbunden.
Bei Erregung desselben gelangen die Klauen 2, in Eingriff mit den Klauen i, der
Trommel i unter Überwindung der Spannkraft der Feder 5. Auf diese Weise wird
die Drehung der Trommel über das erwähnte Spiel von nur wenigen Winkelgraden hinaus
verhindert.
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In Reihe mit dem Elektromagneten 4 ist ein Schalter 6 geschaltet,
welcher durch einen Stößel 7 geöffnet wird. Dieser Stößel wird von der Freilaufeinrichtung
verstellt, wenn diese in die Losestellung geht, d. h. die Feststellung aufhört.
In diesem Falle wird die Scheibe 2 der Wirkung der Feder 5 überlassen, die
Klauenkupplung also ausgerückt und damit die Drehung der Trommel i ermöglicht. Um
die Freilaufkupplung festzulegen, muß der Fahrzeugführer den Schalter 8 schließen.
Dadurch wird der Stößel 7 zurückgezogen, und der Schalter 6 schließt unter
der Wirkung einer an ihm angreifenden Rückstellfeder.
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Dies genügt jedoch nicht, um den Elektromagneten 4 unter Strom zu
setzen. Die Anordnung ist vielmehr derart getroffen, daß hierfür noch der Umschaltvorgang
begonnen, d. h. mit der Trommel -eine geringe Winkeldrehung ausgeführt werden
muß, bei der sich die Motorkupplung ausrückt. Zu diesem Zweck ist in der Erregerleitung
des Elektromagneten 4 auch ein Ring R auf der Trommel angeordnet, welcher dort,
wo die verschiedenen Schleifkontakte der Ringe V für die verschiedenen Gänge liegen,
jeweils eine Unterbrechtung aufweist. Daher wird der Elektromagnet 4 nur beim Beginn
des Umschaltvorganges sowie nach erfolgter Ausschaltung der Motorkupplung erregt,
und entsprechend nur dann wird die Trommel i gesperrt. Der Schaltvorgang kann nicht
weitergeführt werden, wenn der Fahrzeugführer den Schalter 8 nicht öffnet und damit
den Freilauf entsichert. Am Ende des Vorganges unterbricht der Ring R seine Bürste
wieder, so daß selbst bei geschlossenem Schalter 8 der Elektromagnet 4 bei der Fahrt
des Fahrzeugesstromlos ist. Der Elektromagn,et4 wird nur für eine#ganz kurze Zeit
beim Beginn desSchaltvorganges unter Strom gesetzt, bevor die Bremse der angetriebenen
Welle in Wirkung
tritt und solange der Fahrzeugführer nicht den
Schalter 8 öffnet, welcher gegen oder nach Ende des Schaltvorganges dann wieder
geschlossen wird.
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Bei der baulichen Ausführungsform ist die Trommel i (Fig. 2 und 3)
mit dem Hohlkörper 13 fest verbunden, welcher die Handkurbel 14 trägt. Sie
ist drehbar auf dem festen Zylinder 12 gelagert, welcher ebenso wie der Bürstenträger
I5 fest mit dem Kontrollgehäuse verbunden ist. In diesem liegt auch der Elektromagnet
4. Der Drehkörper 13 und der feste Zylinder I2 sind mit einander anschließenden
Innenverzahnungen versehen, in denen die Verzahnung 2a der verschiebbaren Scheibe
2 liegt. Diese ist mittels des Schaftes i i mit dem Anker 3 des Elektromagneten
4 verbunden, und bei Erregung desselben werden die Zähne 2a, die ständig in die
Zähne des festen Zylinders 12 eingreifen, in Eingriff mit den Zähnen des Zylinders
13 geschoben. Bei Öffnung des Erregerstromes für den Elektromagneten 4 treten die
Zähne 2a durch die Spannkraft der Feder 5 vollkommen in den festen Zylinder 12 zurück.
Zwischen den Zähnen 2a der Scheibe 2 und den Zähnen i" im Rohrstück 13, d. h. an
der Trommel i, ist gemäß Fig. 3 ein Spielraum in Umfangsrichtung vorhanden, welcher
den Beginn des Schaltvorganges auch bei eingerückten Zähnen gestattet, wie an Hand
des Schemas in Fig. i dargelegt war. Bei diesem ersten Teil des Schaltvorganges
wird die Motorkupplung ausgerückt, eine .eigentliche Beeinflussung des Wechselgetriebs
findet jedoch noch nicht statt.