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Durch den Kupplungsfußhebel des Motors betätigte Geschwindigkeitswechselvorrichtung
Der Wechsel der Geschwindigkeiten (Gänge) von :Automobilen wird im allgemeinen mittels
eines Handhebels bewirkt, der praktisch gleichzeitig mit der durch ein Pedal erfolgenden
Betätigung der Kupplung betätigt werden muß. Mit anderen Worten erfordert bei fast
sämtlichen Fahrzeugen jeder Geschwindigkeitswechsel einen beinähe gleichzeitigen
Gebrauch der Hand und des Fußes Einer der Zwecke der Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglicht, die für den Geschwindigkeitswechsel
notwendigen Manöver erheblich zu vereinfachen.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung bestelht darin, einen vorwählbaren
Geschwindigkeitswechsel zu ermöglichen, indem mittels eines Vorwählsystems der Geschwindigkeitswechsel
vorbereitet wird, der dann durch die einzige Maßnahme der Betätigung des Kupplungshebels
des Motors erfolgt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ohne Schwierigkeiten verwendet
werden, um die Geschwindigkeitswechsel von einer entfernten Betätigungsstelle aus
vorzunehmen, ohne daß es notwendig wäre, für diesen Zweck ein besonderes Steuergestänge
vorzusehen oder den Fahrer zur Aufwendung einer zusätzlichen Anstrengung für die
Ausführung des Geschwindiüeitswechsels zu zwingen. Die neue Vorrichtung ist besonders
vorteilhaft für Fahrzeuge mit in ihrem rückwärtigen Teil angeordneten Motoren und
Getriebekästen.
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Das Wählersystem für die Auswahl der Geschwindigkeitsstufe kann mittels
eines Hebels
oder eines biegsamen Steuerorgans, beispielsweise eines
Bowdenzuges, betätigt werden. Dieses letztere seinerseits kann durch einen Handgriff,
der entweder unter dem Steuerrad, dem Armaturenbrett oder an jeder anderen Stelle,
die für den Fahrer zweckmäßig ist, angebracht ist, betätigt werden.
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Das Manövrieren mit dieser Steuervorrichtung erfordert nur eine geringe
Kraftanstrengung. Ihre Aufgabe besteht lediglich darin, einen Verteiler, der mit
Rasten für die verschiedenen Stellungen zusammenwirkt, mechanisch zu verstellen,
der selbst keinem Druck unterworfen ist.
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Abgesehen von diesem sehr einfachen mechanischen Steuerorgan wird
der übrige Teil der Steuervorrichtung durch eine, Anordnung von hydraulischen Leitungen
ersetzt.
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Nachstehend wird, lediglich beispielsweise, ohne daß etwa die Erfindung
auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt sein soll, eine Vorrichtung nach
der Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen Fig. I bis IV Ansichten
der hydraulischen Steuervorrichtung und des Vorwählsystems in verschiedenen Betätigungsphasen
darstellen; Fig. V , bis VII sind Ansichten, teilweise im Schnitt einer doppelt
wirkenden Antriebspumpe in verschiedenen Arbeitsstellungen; Fig. VIII ist eine Ansicht
einer Sicherung gegen Diebstahl, die zusammen mit der Steuerung nach der Erfindung
verwendet wird.
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Die neue Vorrichtung setzt sich im wesentlichen aus folgenden Teilen
zusammen: i. Einer doppelt wirkenden Pumpe A-B, die unmittelbar durch den Kupplungshebel
E betätigt und von einem Außenbehälter R gespeist wird. Diese Pumpe weist einen
einzigen Kolben P auf. Bei der in Fig. V bis VII dargestellten Ausführungsform verläuft
durch den Kolben ein Kanal 42. Dieser ermöglicht einerseits den wirksamen Durchfluß
des notwendigen Flüssigkeitsvolumens nach einer Seite der Pumpe, andererseits die
Entleerung der überschüssigen Flüssigkeit in umgekehrter Richtung nach dem Behälter
R. Auf diese Weise sind die beiden Flüssigkeitsvolumen, die durch jede der Pumpen
bewegt werden, zwar einander gleich, jedoch vom Gesichtspunkt der tatsächlichen
Wirkung voneinander verschieden. Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein Ausgleichskanal
43 vorgesehen, der jede Ausdehnung des Volumens A verhindern soll. Gleichgültig,
welche Pumpenbauart Verwendung findet, wird immer in der Verbindung von B mit dem
Behälter R ein Ventil S vorgesehen; 2. einem Verteiler D für das hydraulische System,
dessen wirksame Stellung jeweils durch die Betätigung einer Steuervorrichtung von
Hand bestimmt wird, mit Rasten für die verschiedenen Stellungen. Diese Steuervorrichtung
kann aus einem einfachen Bowdenlkabel i9 bestehen. Der Verteiler kann sowohl drehbar
wie gleitend ausgebildet sein. Zur Vereinfachung der schematischen Darstellung ist
ein gleitender Verteiler gezeichnet. Dieser besteht aus einem Zylinder 31, in welchem
ein Kolben gleitet, der selbst durch zwei Gleitstücke 32 und 33 gebildet wird, die
miteinander durch einen Körper 34, der Kanäle, Öffnungen und eine Kröpfung aufweist,
die aus den Fig. I, II, III und IV ersichtlich sind, verbunden sind. Diese Kanäle
und Öffnungen werden gegebenenfalls durch Betätigung des Steuerorgans wie des Bowdenzuges
i9 freigeben. Die Stellung des Kolbens dieses Verteilers bestimmt und fixiert den
gewünschten oder gewählten Geschwindigkeitsübergang; 3. zwei doppelt wirkenden getriebenen
Pumpen iW und N. Diese Pumpen sind einander gleich ausgebildet. Die Pumpe
?lI weist zwei fest miteinander und mit einem Gabelstück 35 verbundene Kolben 37,
38 auf, ferner zwei seitliche Kolben und 8 an jeder Seite des Pumpenkörpers. Zwischen
den Kolben 7 und 37 und zwischen den Kolben 8 und 38 wirken Federn 2o bzw. 21. Die
Pumpe Y weist ebenfalls zwei Kolben 39, 40, die mit einem Gabelstück 36 fest verbunden
sind, und zwei seitliche Kolben 9 und io tnit zwischengeschalteten Federn 22 und
23 auf.
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Die Verschiebung der Gabelstücke 35 und 36 bewirkt die gewünschte
Einstellung des Betätigungsritzels des Getriebekastens.
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Das Verbindungsstück zwischen den Kolben 37 und 38, ebenso wie das
zwischen den Kolben 39, 40, kann in seiner Stellung (Fig. 111) durch eine
Kugel 25 gehalten werden, die unter der Wirkung einer Feder steht und in eine Rille
24 dieses Verbindungsstückes eingreift.
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An den Kolben 37, 38, 39 und 4o können Abdichtungsvorrichtungen vorgesehen
sein. Diese Kolben können je nach dem Einzelfall eine Form wie die in Fig. I, 1I
und IV dargestellte oder die gemäß der Fig.III besitzen. Das gleiche trifft für
die Kolben 7, 8, 9, 10 zu.
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Unterlegsc'heiben mit elastischer Verformung e, f, g, h können
vorgesehen werden, um jede etwa mögliche Ausdehnung der Volumen i5, 16, 17, 18 zu
verhindern.
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Der Zweck der Verschiebung der seitlichen Kolben 7, 8, 9, io besteht
darin, bei jeder Betätigung des Fußhebels der Kupplungsgabelstücke 35 und 36 in
die unwirksame (Totpunktstellung) zurückzuführen.
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Jede der getriebenen Pumpen @'ll, N 'kann eine oder zwei Geschwindigkeitsstufen
steuern. Mit anderen Worten dient eine der getriebenen Pumpen, sei es für den Rückwärtsgang
und einen Vorwärtsgang mit der Leerlaufstellung, eine zweite für eine oder zwei
weitere Gänge und gegebenenfalls eine dritte Pumpe für den fünften und sechsten
Gang. Die dargestellte Ausführungsform und die nachstehend gegebenen Erläuterungen
beziehen sich auf eine Vorrichtung mit vier Gängen und einer Leerlaufstellung.
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Die beiden durch die Pumpe A-B einerseits und durch die getriebenen
Pumpen 1I, 1' andererseits gebildeten Blöcke, welche übereinander unmittelbar auf
dem Getriebekasten angeordnet sein können, enthalten in sich fast die Gesamtheit
der Leitungen
für den hydraulischen Kreislauf, so daß sich für Fahrzeuge
mit vorn liegendem Motor nur noch eine Verbindungsleitung zu dem außenhalb dieser
Blöcke liegenden Behälter R ergibt. Für im rückwärtigen Teil des Fahrzeugs liegende
Motoren sind, da dann die Pumpe A-B von dem Getriebekasten und damit von den getriebenen
Pumpen M, N getrennt ist, zwei zusätzliche Verbindungsleitungen notwendig,
Entlüftungsleitungen, die beispielsweise mit Einstellschrauben versethen sind, können
vorgesehen werden, um das Einfüllen des für das gute Arbeiten der Vorrichtung notwendigen
Öls sowohl bei der Montage wie im Falle von Störungen zu bewirken. Die laufende
Unterhaltung der Vorrichtung erfolgt durch Aufrechterhaltung des Ölniveaus in dem
Behälter R in zweckmäßigen Grenzen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Verteiler oder
Wähler fünf voneinander unabhängige Stellungen einnehmen, nämlich eine Leerlaufstellung,
einen Rückwärtsgang, einen ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang.
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Die mögliche Anzahl dieser Stellungen ist hierdurch aber keineswegs
begrenzt. Es können auch weitere Gänge zugefügt werden oder in Fortfall kommen,
falls dies notwendig oder zweckmäßig ist.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Leerlaufstellung (Fig.
I und 1I) i. Betätigung des Fußhebels E in Richtung nach vorn. Wenn sich der Verteiler
in Leerlaufstellung befindet, so bewirkt diese Betätigung (Fig. II) gleidlizeitig
mit der normalen Auskupplung: a) die Förderung des in dem Zylinder A enthaltenen
Öls nach den getriebenen 1'umpenMund@' und dadurch die Verschiebung der Kolben 7,
8, 9, io bis zu den entsprechenden Anschlägen 11, 12, 13, 14; b) als Folge der Verschiebung
der Kolben 7, 8, 9, 10
werden gegebenenfalls die Kolben 37, 38 und 39, 40
in die Leerlaufstellung zurückgeführt, in welcher sie durch den schwachen Druck
der Kugel 25 in der Rille 24 gehalten werden; c) die Förderung des in den Räumen
15, 16,, 17, 18 (Fig. I) enthaltenen Öls. Dieses fließt über die Kanäle 2, 3, 4,
5 und den Verteiler B zu dem Behälter R zurück; d) die Füllung der Pumpe B (Fig.
1I) entweder durch Ansaugen des Öls aus dem Bdhälter R bei offenem Ventil F oder
durch Ansaugen eines Teils der Volumen 15, 16, 17, 18 durch den Verteiler.
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2. Rückwärtsbewegung des Fußhebels E (Fig. I). a) das Ventil F schließt
sich, und das Öl wird aus dem Zylinder B durch die Leitung 6 in den Verteiler eingefördert.
Da dieser jedoch!kurzgeschlossen ist, tritt die Treibflüssigkeit durch eine Ringrille
i (Fig. I) zurück, die in dieser Stellung freigegeben ist, wirkt derart nicht auf
die Kolben 37, 38 und 39, 4o ein, und das Ventil bleibt geschlossen; b) der Zylinder
A füllt sich durch Ansaugung der Volumen a, b, c, d (Fig. 1I). Die Kolben
7, 8, 9, io'kehren unter der Wirkung einerseits der Federn 20, 21, 22, 23
und andererseits einer gewissen Saugwirkung in ihre Ausgangsstellung zurück. Infolge
der Saugwirkung und der Einwirkung der Schwerkraft füllen sich die Räume 15, 16,
17, 18 ihrerseits durch die Leitungen 2, 3, 4, 5 wieder mit dem Öl, welches vorher
ausgetrieben worden war. Dieses 01 wird sowohl durch das Volumen des geliefert,
da die Leitung 41 in Verbindung mit den Zylinders B wie durch den Ausgleich des
Behälters R Leitungen 2, 3, 4, 5 steht. Erster Gang (Fig. 1I und 11I) i. Betätigung
des Fußhebels E (Fig. II) nach vorn. Der Verteiler wird in die Stellung für den
ersten Gang gebracht. Nach dem normalen automatischen Auskuppeln treibt der Kolben
F durch seine Bewegung das in dem Pumpenraum A enthaltene 01 aus. Dieses
Öl betätigt die Kolben 7, 8, 9, io, die in Kontakt mit den Kolben 37, 38,
39 und 4o gelangen. Die Gabelstücke 35, 36 werden in jedem Falle in die Leerlaufstellung
zurückbewegt, falls sie sich etwa in Eingriff, mit einem Gang befinden sollten.
Das Öl, welches die Räume 15, 17,
18 (Fig. III) füllte, kehrt (Fig. II) durch
die Leitungen 2, 4, 5 und den Verteiler nach dem Behälter R zurück. Das
01 des Raumes 16 wird durch den Verteiler D und die Leitungen 3 und 6 nach
dem Zylinder B gefördert bzw. angesaugt. Da das Fassungsvermögen des Zylinders B
größer ist als das Volumen 16, so füllt dieser sich weiter, indem er die zusätzlich
notwendige Ölmenge aus dem Behälter R ansaugt. Das Ventil F ist dann offen. Die
Speiseleistung der Pumpe B ist gleich einem der Volumen 15, 16, 17, 18 (Fig. 11I)
vermehrt um das, welches sich durch die Verschiebung der Kolben 37, 38 oder 39,
4o in dem einen oder anderen Sinne ergibt, unter Summierung der beiden vorstehend
erwähnten Volumen, wie in den Fig. III und IV durch das Bezugszeichen 30 angedeutet.
Dies trifft für alle vier Geschwindigkeiten zu.
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z. Bei Rückwärtsbewegung des Fußhebels (Fig. 11I). Die Pumpe A füllt
sich wieder und bewirkt dadurch die Rückbewegung der Kolben 7, 8, 9, io nach ihrem
Ausgangspunkt. Da ferner das Ventil F geschlossen ist, fördert die Pumpe B über
den Verteiler und die Leitung 3 ihre gesamte Ölmenge in den Raum 16. Da das Fassungsvermögen
von B, wie oben erläutert ist, dem des Raumes 30 (Fig. III und IV) gleich ist, betätigt
das Öl den Kolben 37, 38, der sich verschiebt, bis er in Kontakt mit dem Kolben
7 gelangt. Das in dem Raum 15 überschüssige 01 strömt durch den Verteiler
nach dein Behälter R zurück. Der Gang ist damit eingestellt. Übergang von der ersten
Geschwindigkeit in den Rückwärtsgang (Fig. II und IV) Der Verteiler wird in die
Stellung für Rückwärtsbewegung gebracht. Dieses Manöver, welches erfolgt, ohne daß
der Fußhebel betätigt wird, beeinflußt in keiner Weise die Kolben 37, 38 und 39,
40, weil in der Vorrichtung kein Druck herrscht. Der neue Gang wird lediglich vorgewählt.
Wenn das Pedal E betätigt wird (Fig. II und IV), so ergeben sich die folgenden Vorgänge:
i. Nach vorangegangenem Auskuppeln wird das 01, welches in der Pumpe A enthalten
ist, ausgetrieben und treibt
die Kolben 7, 8, 9 und io, die derart
sämtlich in Kontakt mit den Anschlägen i 1, 1z, 13, 14 gebracht werden. Im Verlaufe
dieser Bewegung stößt der Kolben 7 den Kolben 37, 38 aus der Stellung für den ersten
Gang in die Leerlaufstellung. Das in den Räumen 16, 17, 18 enthaltene
01 wird durch die Leitungen 3, 4, 5 und den Verteiler nach dem Behälter R
gefördert; 2. da' der Kolben 37, 38 sich vorher in der Stellung für die erste Geschwindigkeit
befindet, bewegt sich das in dem Raum 15 (Fig. 11I) enthaltene 01 mit dem
Kolben, verbleibt jedoch in dem Zylinder M. Der Raum B füllt sich
durch das 01 des doppelten Volumens 16, welches tatsächlich das Volumen 3o
darstellt.
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Bei Rückbewegung des Fufshebels (Fig. IV) erfolgt alles weitere wie
vorstehend für den ersten Gang beschrieben: i. Die Pumpe A füllt sich mit dem Ü1
der Räume a, b, c, d, und die Kolben 7, 8, 9, io kehren in ihre Ausgangsstellung
zurück; 2. da das Ventil F geschlossen ist, wird das gesamte Öl aus B nach 15 gefördert
und 'hierdurch M bis in Berührung mit dem Kolben 8 bewegt. Bei dieser Bewegung trägt
das zusätzliche 01 in dem Raum 16 entweder zur Auffüllung der Volumen 17,
18 bei oder es kehrt durch die Leitung 3 und den Verteiler nach dem Behälter R zurück.
Die durch die Auffüllung des Raumes 30 (Fig.IV) erfolgende Bewegung des Kolbens
37, 38 und des Gabelstückes ergibt den Geschwindigkeitswechsel. Der Fußhebel E verläßt
den Anschlag X, und die Kupplung wird betätigt. Dieses Manöver kann derart für den
Übergang zu jeder vorgewählten Geschwindigkeit wiederholt werden, wobei die Vorwahl
in jedem beliebigen, von dem Fahrer gewünschten Augenblick erfolgen kann. Unter
dem sich als Folge dieser Art des Geschwindigkeitswechsels ergebenden Vorteilen
sind insbesondere die folgenden zu erwähnen: Der Fahrer kann gegebenenfalls, und
zwar in jedem Zeitpunkt, weil eine vorherige Wahl der neuen Geschwindigkeit möglich
ist, automatisch und ohne Anstrengung zu der notwendigen Geschwindigkeitsstufe übergehen,
und zwar durch eine einfache Betätigung des Kupplungshebels mit dem Fuß.
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Die Vorrichtung ermöglicht infolge Wegfalls des Handhebels, der in
der Regel in der Mittelachse des Fährzeugs liegt, ein bequemeres Sitzen.
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Die geringe CSlmenge, die zum Betriebe der Vorrichtung bewegt werden
muß, ermöglicht einen ebenso schnellen Verlauf der Bewegungen wie bei den bekannten
Lockheed-Bremsen.
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Die Vorrichtung ist an fast alle vorhandenen Getriebekästen anpaßbar,
ohne besondere Eingriffsteile notwendig zu machen. Diese Anbringung kann durch einfaches
Auswechseln des Deckels des Kastens erfolgen, auf welchem die Vorrichtungen der
getriebenen Pumpen M, N anzubringen sind.
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Der Preis der ganzen Einrichtung ist in jedem Fall verhältnismäßig
niedrig, insbesondere unter Berücksichtigung der Leistung und des einfachen Gebrauchs
derselben.
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Die Erfindung umfaßt ferner in Kombination mit der beschriebenen Schaltvorrichtung
eine Diebstahlssicherung. Diese Vorrichtung (Fig. VIII) besteht aus einer in der
Leitung, welche den Behälter R mit der Pumpe A, B verbindet, vorgesehenen
Abschlußschraube 45, die in einem Ring endet, andererseits einer Befestigungsschelle
46, die ebenfalls in einem Ring endet. Durch Zusammenschließen der Schraube 45 und
der Befestigungsschelle 46 mittels eines in die beiden Ringe eingehängten Vorhänge-oder
anderen Schlosses kann das Fahrzeug in dem einer Geschwindigkeit, beispielsweise
dem Rückwärtsgang, entsprechenden Zustand blockiert werden. Da der Umlauf der Treibflüssigkeit
unter dem Druck des Kupplungspedals nicht mehr erfolgen kann, kann das Fahrzeug
nicht mehr in Bewegung gesetzt oder auch nur geschleppt werden, es sei denn durch
Rückwärtsgang. Diese Vorrichtung bildet daher eine einfache und wirksame Sicherung.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Einzelheiten
und Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen möglich,
ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen. Ferner kann die Erfindung auch zusammen
mit anderen Vorrichtungen Verwendung finden, wie z. B. Werkzeugmaschinen, Hebezeugen
oder anderen, die aus einer Entfernung gesteuert werden sollen.