-
Schaltung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Schaltung
für Kraftfahrzeuge, bei der innerhalb gewisser Grenzen von Hand eine Fahrgeschwindigkeit
einstellbar ist, die von einem Geschwindigkeitsregler aufrechterhalten wird, der
das die Brennstoffzufuhr regelnde Organ (Drosselklappe) steuert, und bei der ferner
das Wechselgetriebe durch einen von der Motordrehzahl abhängigen Regler mittels
eines Schaltwerks so gesteuert wird, daß Motordrehzahl und Getriebegänge einander
zugeordnet sind.
-
Bei der Bergabfahrt wird vorteilhaft der Motor zum Bremsen des Fahrzeugs
herangezogen. Die selbsttätige Schaltung der Gänge des Wechselgetriebes durch den
Getrieberegler erfordert zur Erzielung der gewünschten Zuordnung, daß bei steigender
Fahrgeschwindigkeit von den niederen zu den höheren Gängen, also aufwärts geschaltet
wird. Dies ist ein Nachteil bei der Bergabfahrt, da, auch wenn die Brennstoffzufuhr
durch Schließung .des Drosselorgans mittels des zugehörigen Geschwindigkeitsreglers
infolge der eintretenden Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit abgeschnitten wird, bei
starkem Gefälle der vom Fahrzeug angetriebene Motor unzulässig hohe Drehzahlen annimmt
und die Fahrgeschwindigkeit in unzulässiger Weise überschritten wird.
-
Nach der Erfindung ist dieser Übelstand bei der Ausnutzung des Motors
als Bremse während der Bergabfahrt unter Wahrung der' Vorteile der selbsttätigen
Aufrechterhaltung der eingestellten Fahrgeschwindigkeit und der selbsttätigen Schaltung
des Wechselgetriebes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl dadurch vermieden, daß
bei überschreitung der eingestellten Fahrgeschwindigkeit nach erfolgter Wegnahme
der Brennstoffzufuhr durch den das die Brennstoffzufuhr regelnde Organ steuernden
Geschwindigkeitsregler der von der Motordrehzahl abhängige Getrieberegler, durch
den das Wechselgetriebe bei steigender Fahrgeschwindigkeit von niederen zu höheren
Gängen geschaltet wird, ausgeschaltet und das Wechselgetriebe auf einen niederen
Gang geschaltet wird.
Infolge der Wegnahme des Brennstoffs wirkt
schon der Motor als Bremse, da er bei der Bergabfahrt vom Fahrzeug angetrieben wird.
Steigt trotzdem bei starkem Gefälle die Fahrgeschwindigkeit, so ist durch die Abwärtsschaltung
des Wechselgetriebes gemäß der Erfindung eine größere Untersetzung zum Motor eingeschaltet,
wodurch die Brennkraft des Motors erhöht ist. Unzulässige Motordrehzahlen und große
Geschwindigkeitsüberschreitungen sind dadurch vermieden.
-
Die Beeinflussung des Schaltwerks für das Wechselgetriebe durch den
Geschwindigkeitsregler erfolgt zweckmäßig auf elektrischem Wege. Um dabei eine zu
schnelle Abwärtsschaltung mit einer unzulässig hohen Motordrehzahl zu vermeiden,
ist erfindungsgemäß in den Auslösestromkreis für das Schaltwerk des elektrisch gesteuerten
Wechselgetriebes ein Unterbrecher eingeschaltet, durch den Schaltpausen eingelegt
werden, innerhalb welcher sich der Motor auf den treuen Betriebszustand einstellen
kann.
-
Die Beeinflussung des Drosselorgans durch den Regler erfolgt derart,
daß bei Offenlage des Verstellhebels das die Brennstoffzufuhr regelnde Organ (Drosselklappe)
für Fußbetätigung freigegeben wird. Um beim Überholen oder in Gefahrenmomenten die
selbsttätigen Regelungen ausschalten zu können, sind am Geschwindigkeitseinstellgerät
der Regeleinrichtung zwei Kontakte vorgesehen, die in den Stromkreisen für die Wirkung
des Geschwindigkeitsreglers und : die Steuerung des Schaltwerks liegen und beim
Herausziehen der Regelstange ausgeschaltet werden, wobei durch den Kontakt des Geschwindigkeitsreglers
ein Stromkreis geschlossen wird, durch den das Drosselorgan o. dgl. in die Offenlage
gebracht wird, in der es für die Steuerung durch das Pedal freigegeben ist. Es treten
also bei der Bergabfahrt die selbsttätigen Schaltungen nicht ein, während der Fahrer
die Fahrgeschwindigkeit nach Bedarf einstellen kann.
-
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung
dargestellt.
-
In dem Getrieberegler 88 zur selbsttätigen Anpassung der Gänge des
Wechselgetriebes an die Motordrehzahl wird das an sich bekannte Fliehpendel 1 über
die Welle 2 mit Motordrehzahl angetrieben. Auf der Welle 2 sitzt das Kegelrad 3,
das mit einem auf der Welle 4 angebrachten Kegelrad 5 im Eingriff steht. Auf der
Welle 4 sind ferner drehbar angeordnet die beiden Differentialräder 6, 7, die beide
mit dem Umkehrrad 8 im Eingriff stehen. Das Umkehrrad 8 sitzt fest auf der Welle
9, durch die der Schaltarm ro des Schaltwerks eines elektrisch betriebenen Wechselgetriebes
des Kraftfahrzeuges in verschiedene Schaltstellungen gebracht werden kann. Vom Fliehpendel
1 wird die Muffe 11 verstellt. Sie berührt in ihren Grenzlagen die Kontakte 12,
13. Der Kontakt 12
steht über die Leitung 14 mit dem einen Ende der Wicklung
83 in Verbindung. Das andere Ende dieser Wicklung liegt am Pluspol der Batterie.
Der Kontakt 13 steht über die Leitung 15 mit der unteren Kontaktfeder 16 des Relais
17 in Verbindung. Die Gegenkontaktfeder 18 steht über die Leitung 19 mit dem einen
Ende der Wicklung 84 in Verbindung, während das andere Ende der Wicklung am Pluspol
der Batterie liegt. Zwischen den Kernen der Wicklungen 83 und 84 liegt der um den
Drehpunkt 20 schwingbare Anker 21, der den Kupplungsteil 22 , der auf der Welle
4 verschiebbar ist, aber nicht gegen die Welle verdrehbar angeordnet ist, mit dem
rechten Kegelrad 7 oder linken Kegelrad 6 kuppelt. Dadurch wird dann das rechte
bzw. linke Kegelrad von der Welle 4 aus angetrieben und damit dem Umkehrrad 8 Rechts-
bzw. Linksdrehung aufgezwungen. Die Kontaktfeder 23 des Relais 17 liegt an Masse.
Der entsprechende Gegenkontakt 24 liegt über die Leitung 25 an der Kontaktfeder
z6 des Unterbrechers 27. Die Gegenfeder 28 liegt über die Leitung 29 an einem Ende
der Wicklung 83. Die Betätigung des Relais 17 erfolgt durch die Wicklung 3o, deren
oberes Ende am Pluspol der Batterie liegt. Das andere Ende der Wicklung 30 liegt
über die Leitung 31 am Kontakt 32 des Geschwindigkeitseinstellgeräts 33.
-
Dieses Gerät besteht aus den beiden Kontaktringen 34, 35, die auf
der mit dem Knopf 37 versehenen Regelstange 36 befestigt sind und durch Verschieben
der Stange in zwei verschiedene Kontaktstellungen bewegt werden können. Durch die
verschiebbare Kupplung 38 kann mit Hilfe des Knopfes 37 die biegsame Welle 39 gedreht
werden. Die Drehbewegung wird auf das im Fahrtregler 51 untergebrachte Ritzel 40
übertragen und damit die Zahnstange 41 verstellt. Von der Zahnstange wird die Schiene
42 mitgenommen. Sie trägt die Kontaktfedern 43, 44, 45, die mit der Muffe 46 des
Fliehpendels 47 in Berührung kommen können. Der Kontaktring 34 steht über die Kontaktfeder
48 und die Leitung 49 mit der Kontaktfeder 50 in Verbindung. Der Gegenkontakt
52 führt über die Leitung 53 zur Kontaktfeder 45. Diese liegt in Richtung der Aufwärtsbewegung
der Reglermuffe 46, etwas hinter der Kontaktfeder 44, so daß sie mit der Muffe später
in Berührung kommt. Die Kontaktfeder 54 liegt an Masse. Die Kontaktfeder 55 liegt
über die Leitung 56 an einem Ende der Wicklung 85 des Fahrtreglers 51. Vom gleichen
Ende der Wicklung 85 führt die Leitung 57 zur Kontaktfeder 43. Die Kontaktfeder
58 liegt über die Leitung 59 am Pluspol der Batterie, und über eine weitere Leitung
6o steht sie mit dem anderen Ende der Wicklung 85 in Verbindung. Die Kontaktfeder
61 steht über die Leitung 62 mit einem Ende der Wicklung 86 in Verbindung, während
das andere Wicklungsende über die Leitung 63 zur Kontaktfeder 44. führt.
-
Das Fliehpendel 47 des Fahrtreglers wird über die Welle 64 angetrieben,
und zwar vom Tachometerstutzen des Fahrzeuges aus. Diese Welle ist ebenfalls mit
einem Kegelrad 65 versehen, das mit dem auf der Welle 66 sitzenden Kegelrad 67 im
Eingriff steht. Das Wendegetriebe 68, 69, 70, 71 72 hat die Bauart des vorbeschriebenen
Wendegetrie= bes 6, 7, 8, 21, 22. Vom Umkehrrad 70 wird über.
die
Welle 73 der Verstellhebel 74 bewegt. Dieser Verstellhebel betätigt in seiner rechten
Grenzlage den Arbeitskontakt 5o, 52. Der Grenzhebel steht in getrieblicher Verbindung
mit der Drosselklappe, d. h. er betätigt diese Klappe, und zwar unabhängig von der
jeweiligen Stellung des Gaspedals.
-
Das Schaltwerk 87 besteht aus dem Schaltarm io, der von der biegsamen
Welle 9 durch ein nicht dargestelltes Sprungschaltwerk in die verschiedenen Schaltstellungen
bewegt wird. Er bewegt sich dabei mit seinen Kontaktfedern 75, 76, 77, 78 Tiber
die Kontaktbahnen 79, 8o, 81, 82. Die Kontaktbahn 79 besteht aus einer Schiene,
während die übrigen durch Kontaktstücke gebildet werden. Von diesen Kontaktbahnen
führen Leitungen zum nicht dargestellten elektrischen Getriebe bzw. zum Handschalter
für das elektrische Getriebe.
-
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Es wird angenommen,
daß die Geschwindigkeit des Wagens mittels des Einstellgeräts 33 auf einen bestimmten
Wert, z. B. auf 4o km/h, eingestellt worden ist. Dabei nimmt die Muffenscheibe 46
des Fliehpendels 47 des Fahrtreglers 5 i eine bestimmte Stellung ein, etwa die auf
der Zeichnung dargestellte zwischen den Kontakten 43 und 44. Wird diese Geschwindigkeit
durch irgendwelche Umstände über- bzw. unterschritten, dann kommt die Nluffenscheibe
46 in Berührung mit einem der Kontakte 43 oder 44. Fällt z. B. die Geschwindigkeit
um einen bestimmten Betrag, dann kommt die Scheibe 46 mit der Kontaktfeder 43 in
Berührung. Es entsteht dabei ein Strompfad vom Pluspol der Batterie über Leitung
5c), 6o, Wicklung 85, Leitung 57, Kontaktfeder 43, Scheibe 46 nach Masse. Der Magnet
zieht den Anker 71 an und kuppelt dabei den Kupplungsteil 72 mit dem Kegelrad 68,
so daß jetzt (las Rad 70 Tiber die Welle 66 in einem bestimmten Sinne angetrieben
wird. Dabei wird über die Welle 73 der \'erstellhebe174 und damit die Drosselklappe
so verstellt, daß der Motor mehr Gemisch erhält und somit die Geschwindigkeit so
lange zunimmt, bis sich die Scheibe 46 wieder vom Kontakt 43 entfernt hat. Das Umgekehrte
tritt ein, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus irgendwelchen Gründen den
eingestellten Wert überschreitet. Dadurch kommt die Scheibe 46 mit der Kontaktfeder
44 in Berührung, was zur Folge hat, daß nunmehr die Wicklung 86 erregt wird, so
daß der Magnet den Anker 71 nach rechts umlegt und damit das Wendegetriebe so beeinflußt,
daß jetzt der Verstellbebel74 nach rechts und die Drosselklappe entsprechend in
Richtung zur Schließstellung bewegt wird, und zwar so lange, bis die Berührung zwischen
der Scheibe 46 und der Kontaktfeder 44 aufhört.
-
Die eingestellte Geschwindigkeit kann nun mit den verschiedenen Gängen
gefahren werden. Im dargestellten Fall ist der erste Gang am Getrieberegler 88 eingeschaltet.
Die Muffe i i des Fliehpendels i nimmt dabei eine bestimmte Stellung zwischen den
beiden festen Kontaktfedern 12 und 13 ein. Tritt nun infolge geänderter Fahrwiderstände
eine Erhöhung der Geschwindigkeit und damit der Motordrehzahl ein, dann bewegt sich
die Muffe i i auf den Kontakt 13 zu. Bei Berührung entsteht ein Strompfad vom Pluspol
der Batterie über Wicklung 84, Leitung i9, Kontaktfeder 18, Feder 16, Leitung 15,
Kontakt 13, Scheibe i i nach Masse. Der Anker 21 wird nach rechts umgelegt und beeinflußt
in bekannter Weise das Wendegetriebe so, daß der Schaltarm io in Richtung Y des
eingezeichneten Pfeiles zum zweiten Gang bewegt wird. Damit fällt die Drehzahl des
Motors, und die Scheibe i i kommt außer Berührung mit dem Kontakt 13. Dieses Aufwärtsschalten
des Schalthebels io kann, wenn die Betriebsbedingungen es erfordern, bis zum sechsten
Gang fortgesetzt werden. Tritt infolge der Betriebsverhältnisse eine Minderung der
Motordrehzahl ein, dann kommt die Scheibe i i mit dem Kontakt 12 in Berührung, und
damit wird der folgende Strompfad gebildet: Pluspol der Batterie, Wicklung 83, Leitung
14, Kontakt 12, Scheibe i i nach Masse. Der Anker 21 wird nach links angezogen und
dabei der Schaltarm io über das Getriebe in Richtung X des eingezeichneten Pfeils
gedreht. Damit erfolgt ein Abwärtsschalten der Getriebegänge in Richtung zum ersten
Gang. Durch dieses vom Fliehpendel i gesteuerte Schaltwerk 87 wird dafür gesorgt,
daß Motordrehzahl und Getriebegang zweckmäßig einander zugeordnet werden.
-
Im fünften Gang ist der Motor direkt gekuppelt und wird bei starkem
Gefälle mit hoher Drehzahl vom Wagen angetrieben, wodurch leicht Beschädigungen
infolge von Übertourung entstehen. Gleichzeitig lassen sich auch starke Geschwindigkeitsüberschreitungen
nicht immer vermeiden. Die Bremswirkung von seiten des Motors erfolgt bei der Bergabfahrt
unabhängig von der Stellung des Gaspedals, und zwar in der folgenden Weise: Es wird
angenommen, daß bei einer am Einstellgerät eingestellten Geschwindigkeit von 3okrn/h
der vierte Gang eingeschaltet ist. Bei der Bergabfahrt tritt nun sowohl eine Geschwindigkeitserhöhung
des Fahrzeugs als auch eine Erhöhung der Motordrehzahl ein. Das Geschwindigkeitsintervall
am Fliehpendel 47 ist mittels der Kontakte 43, 44 klein bemessen. Das hat zur Folge,
daß die Scheibe 46 mit der Kontaktfeder 44 schon bei kleinerer Geschwindigkeitserhöhung
in Berührung kommt. Durch die vorbeschriebenen Schaltmaßnahmen wird der Verstellhebel
74 nach rechts in die Schließstellung bewegt. Dadurch wird dem Motor das Gas weggenommen
und damit der Antrieb des Wagens von seiten des Motors unterbrochen, so daß die
Weiterbewegung des Fahrzeugs jetzt nur noch durch das Schieben des Wagens im Gefälle
erfolgt.
-
Tritt trotz alledem infolge starken Gefälles eine weitere Erhöhung
der Geschwindigkeit um io bis 15 % des eingestellten Wertes ein, dann kommt die
Scheibe 46 etwas später außerdem auch noch mit dem Kontakt 45 in Berührung. Dadurch
entsteht ein Strompfad vom Pluspol der Batterie über Wicklung 3o des Relais 17,
Leitung 31, Kontaktfeder 32, Kontaktring 34 des Geschwindigkeitseinstellgeräts 33,
Kontaktfeder 48, Leitung 49, Kontaktfeder 5o, Kontaktfeder 52, Leitung 53, Kontaktfeder
45, Scheibe 46 nach Masse. Das erregte Relais 17 legt
dabei die
Federn 16 und 23 um. Die Kontaktfeder 23 legt sich auf die Kontaktfeder 24, und
die Kontaktfeder 16 wird vom Kontakt 18 abgehoben. Durch die Öffnung der Kontakte
16, 18 wird der Kontakt 13 ausgeschaltet, so daß beim Berühren der Scheibe
i i mit 13 bei Motordrehzahlerhöhung ein Schalten in Richtung zum sechsten
Gang nicht mehr eintritt. Durch die Schließung der Kontakte 23 und 24 entsteht ein
Strompfad vom Pluspol der Batterie über Wicklung 83, Leitung 29, Kontakt 28, 25
des Unterbrechers 27, Leitung 55, Kontaktfeder 24. Feder 23 nach Masse. Dadurch
wird der Anker 21 intermittierend nach links bewegt. Über das Wendegetriebe wird
dadurch der Schaltarm io sprunghaft in Richtung X zum niederen Gang bewegt, wodurch
eine stärkere Übersetzung von den Hinterrädern des Wagens zum Motor eingeschaltet
wird. Damit wird der Motor des Wagens stark mit zum Bremsen herangezogen.
-
Um dabei eine allzu schnelle Abwärtsschaltung des Armes io mit einer
unzulässig hohen Motordrehzahl zu vermeiden, sind die Unterbrecherkontakte 26, 28
vorgesehen worden. Durch diese Unterbrechungen werden Schaltpausen eingelegt, innerhalb
deren sich der Motor auf den neuen Betriebszustand einstellen kann. Dieser Schaltvorgang
in Richtung zum ersten Gang wird so lange fortgesetzt, bis die Berührung infolge
Geschwindigkeitsverminderung zwischen der Scheibe 46 und der Kontaktfeder 45 aufhört.
Beim Eintreten normaler Fahrbedingungen verläßt die Scheibe 46 die Kontaktfeder
44, und die eingestellte Geschwindigkeit wird wieder erreicht.
-
Um den Fahrtregler für besondere Betriebsverhältnisse, z. B. Überholen
oder Gefahrenmomente, schnell ausschalten zu können, wird der Knopf 37 herausgezogen.
Dadurch werden die Kontaktringe 34 und 35 aus den Kontaktbereichen der Gegenfedern
32, 48 und 58 und 61 herausgeführt, so daß eine Beeinflussung der Geschwindigkeit
von seiten des Fahrtreglers 51 nicht mehr stattfindet. Dabei wird dann die Wicklung
85 vom Pluspol über Leitung 59, Leitung 6o, Leitung 56, Kontaktfeder 55, Kontaktring
35, Kontaktfeder 54 nach Masse erregt. Das hat zur Folge, daß der Verstellhebel
74 sich in seine linke Grenzlage bewegt und dabei die Drosselklappe für die Fußgasbetätigung
voll freigibt. Durch Öffnen des Kontaktes 32, 48 wird die Wicklung 3o des Relais
17 ausgeschaltet, wodurch die vorgeschriebene Schalttrtaßnahme des Abwärtsschaltens
des Wechselgetriebes bei Bergabfahrt nicht eintritt.
-
In der dargestellten Anordnung erfolgt der Antrieb des Wendegetriebes
für das Schaltwerk 87 von der Welle 2 mit veränderlicher Motordrehzahl. Um aber
das Schaltwerk dauernd mit konstanter Drehzahl zu betätigen, kann das Wendegetriebe
auch von einer anderen Stelle, z. B. einem besonderen Motor mit konstanter Drehzahl
angetrieben werden. Durch nicht dargestellte Grenzkontakte wird dafür gesorgt, daß
die Schaltarme 1o, 74 in ihren Endlagen vom Servoantrieb keine weiteren Schaltimpulse
mehr erhalten und damit eine Beschädigung der Einrichtungen vermieden wird.