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Vorrichtung zur selbsttätigen Voreinstellung von Wechselgetrieben,
insbesondere bei Kraftwagen u. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
selbsttätigen Voreinstellung von Wechselgetrieben, insbesondere bei Fahrzeugen.
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Der Erfindungsgegenstand ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß er mindestens ein in Abhängigkeit der Übertragungsgeschwindigkeit als Fliehkraft-
bzw. als Flüssigkeitsregler od. dgl. wirkendes -Mittel aufweist, das seitens der
sich drehenden ltlmrtragungsorgane betätigt wird und dazu dient, in Abhängigkeit
der Übertragungsgeschwindigkeit selbst ein :Mittel zur Voreinstellung der einzurückenden
Wechselräder des Getriebes in Bewegttttg zu setzen, wobei sich die eigentliche Bewegung
der einzelnen Wechselräder mit Hilfe eines Steuerheltels erzielt wird, der mit einer
zur automatischen Voreinstellung des Freilaufs dienenden Vorrichtung so verbunden
ist, daß, während die erste Hebelverschwenkung den Eingriff eines Wechselräderpaares
und die anschließende Voreinstellung des Freilaufs bewirkt, die zweite Hebelvetschwenkung
das Ausrücken desselben Wechselräderpaares veranlaßt und die einzelnen Organe für
die folgende Schaltbewegung vorbereitet.
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Ein Beispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher
beschrieben. Hierbei zeigt Fig. i in schematischer Darstellung eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung für Kraftwagen, Fig. 2, 3, 4 je eine Einzelstellung
derselben Vorrichtung, und zwar die Voreinstellung der zweiten Geschwindigkeit,
den Eingriff der zweiten Geschwindigkeit, die automatische Voreinstellung des Freilaufs,
Fig. 5 die zur Voreinstellung dienenden Nocken. Mit Bezug auf die obigen Figuren
ist Mit 2 der seitens der in Drehung begriffenen übertragungsorgane des Fahrzeuges
betätigte Flielikraftre
@1er - bezeichnet' her _ Regler .2 wirkt
über den Hebel 4 auf eine 'Zähristarige 6, die durch ihre Axialverstellung das an
der zur Rotation der Einstellnocken 1o ,dienenden Welle aufgekeilteZa@hnrad8 in
Drehung versetzt. Dabei dreht sich der Nocken io bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit
dm entgegengesetzten Uhrzeigersinn und bei abnehmender Fahrgeschwindigkeit im normalen
Uhrzeigersinn. ;Der Nocken wirkt auf zwei diametral entgegengesetzte Rollen 12 und
14. Die Rolle 12 sitzt lose am Ende des Schwinghebels 16, der über die Zugstange
18 einen um den Vertikalzapfen 22 schwin-, genden Winkelhebel 2o betätigt. Der Winkelhebel
20 ist dazu bestimmt, den Daumen 24 in Querrichtung so zu verstellen, daß derselbe,in
die eine oder die andere der in axialer R'ichiürig ` beweglichen Stangen 26 des
Wechselgetriebes B, an dem die Schaltgabeln der einzelnen'-W'e4is@lrgader. angeordnet
sind, eingreift. Die Rollk "4.'is.t-, an- einem Ende des Winkelhebels 28 befestigt,
der mit seinem anderen Ende, an dem der Zapfen 3o angeordnet ist, auf den im Steuerorgan
34 der Stangen 26 vorgesehenen Längsschlitz 32 einwirkf:`Das Steuerorgan 34, das
in einem Zwischenpunkt 36 mit dem Hebel 37 verzapft ist, der, wie in der Folge näher
erklärt werden. soll, .die .Bawegung.,.ausführt,., besteht aus einem Metallblättchen,
das zwei entgegengesetzte Daumen 38 und 4o aufweist, die auf den einen oder den
anderen der vier an der um. ihre eigene Achse drehbaren Kupplungsscheibe 5o -.vorgesehenen
Zapfen 42, 44, 46, 48 einwirken. An der Scheibe So ist weiter eine Zugstange52 verzapft,
die auf eine Handkurbel 54 einwirkt, welche dazu dient, den Daumen 24 zwecks Axialverstellungder
Stangen 26 und anschließendem Eingriff der einzelnen Wechselräder des Getriebes
in einer zur Zeichnungsebene parallelen Ebene in Schwingung: zu ".versetzen. =Der
Hebel 37 ist in einem Zwischenpunkt. 56 mit einem am Körper der Vorrichtung fest
angeordneten Zapfen verbunden. Das ,andere Ende des Hebels 37 ist dagegen mit der
Stange 58,fest,verbunden, deren Axialverstellung die endgültige Betätigung der Stangen
26 des Wechselgetriebes bewirkt. Das Steuerorgan 34 weist eine Axialstange 6o auf,
die zwischen zwei an der Platte 64 vorgesehenen Rollen 62 hindurchgleitet, wobei
das Plättchen 64 um die Rotationsachse der Kupplungsscheibe So frei schwingen kann.
Dabei ist letztere mit der Platte 64 über zwei Federn 66 .und 68 so verbunden, daß
die Gleichgewichtslage der beiden Teile der in Fig. 1 veranschaulichten mittleren
Gleichgewichtslage analog ist.
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Die Steuerstange 58 kann von Hand betätigt werden, und zwar so oft
eines der Wechselräderpaare ein-,bzw. ausgerückt werden soll. Vorzugsweise ist die
Steuerstange 58 mit dem Kupplungsfußhebel 70 fest verbunden (im Abbildungsfall das
Reibungspedal). .Man erzielt auf diese Art und Weise durch eine einzige Bewegung
zunächst die Trennung der Motorwelle C von der Antriebswelle des Wechselgetriebes
(infolge der mit Hilfe des Stabes 72' in bekannter Weise hergestellten Trennung
der Kupplungsoberflächen) .und anschließend das Ein- bzw. Ausrücken des Wechselräderpaares.
Läßt man hierauf den Kupplungsfußhebel wieder frei, so wird die Verbindung zwischen
Motor und Wechselgetriebe und damit die Übertragung der Bewegung an die Räder wieder
hergestellt, wenn eines der Wechselräderpaare wirksam ist, d. h. wenn sich dasselbe
,-nicht in der Freilaufstellung befindet. Um zunächst die Lösung der Kupplung und
anschließend das Ein-bzw. Ausrücken der Wechselräder des Getriebes zu erzielen,
ist die Verbindung zwischen der Steuerstange 58 und dem Hebel 37 nicht starr, sondern
so hergestellt, daß sich die Steuerstange 58 im Pfeilsinn X um eine für die Lösung
der Kupplung genügende Strecke verstellen kann, bevor der Stangenansatz 74 auf den
Hebel 37 drückt und denselben dann im Pfeilsinn Y in Schwingung versetzt. Die gegenseitige
Ruhelage zwischen der Steuerstange 58 und dem Hebel, 37 wird erzielt, sobald die
Wirkung .: des Hebels 70 unter dem Einfluß der vorgespannten Spiralfeder
76 aussetzt, deren Aufgabe es nunmehr ist, den Ansatz 74 vom Hebelende zu lösen.
Der Nocken 1o ist so durchgebildet, daß er im Abbildungsfalle, der ein Wechselgetriebe
für vier Geschwindigkeiten und den Rückwärtsgang darstellt, sechs Stellungen für
den Winkelhebel 28 und drei für den Hebel 16 gestattet. In Fig. 5 ist mit
D die Rücklaufstellung für den Hebel 28, der mit Dl die Stellung für den Hebel 16
entspricht, mit F_ die Neutrallage des Hebels 28, mit F die erste Geschwindigkeitsstufe,
der mit Ft die Stellung für den Hebel 16 entspricht, bezeichnet. Auf analoge Art
sind mit G, G1, H, Hl, I_, Lr jeweils die Stellungen für den zweiten, dritten
und vierten Geschwindigkeitsgang :bezeichnet. Obige Stellungen sind einander paarweise
diametral entgegengesetzt, indem auch die Rollen 12 und 14 im veranschaulichten
Ausführungsbeispiel sich ebenfalls diametral gegenüberstehen. Die Durchbildung der
Nocken hängt von den Baucharakteristiken des Wechselgetriebes ab, mit dem
die automatische Voreinstelleinrichtung jeweils zusammenarbeitet. An dem Nocken
1o ist ferner eine Kerbe M vorgesehen, mit der ein Ende des Hebels 76 zusammenwirkt,
der mit Hilfe eines Antriebes 8o, etwa eines Bowdenantriebes, in Schwingung versetzt
werden kann, wobei der Antrieb in einem Steuerhebel 82 ausläuft, der in bequemer
Lage für den Fahrer, z. B. an der Stirnwand des Wagens, angeordnet ist. Wirkt man
auf den Hebel 82, so wird eine von der Reglerwirkung unabhängige Rotation der Nocken
1o erzielt. Der Hebel 82 kann drei Stellungen einnehmen, und das gleiche gilt für
die Nocken 1o; die drei Stellungen der Nocken auf den Rollen 12 und 14, die je mit
D, Dl, E, und F, F1 bezeichnet sind, entsprechen den auf der Tafel 84 mit
A, S und R bezeichneten Positionen.
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Nimmt der Hebel 82 die Stellung S ein, so befinden sich die beiden
Hebel 16 und 28 in der in Fig. 1 veranschaulichten Position, d.11. in der für das
Steuerorgan 34 neutralen Lage, insoweit die Daumen 38 und 4o auch bei Einwirkung
auf den Kupplungsfußhebel 7o auf keinen Zapfen der Kupplungsscheibe 5o einwirken
und daher kein Ein- bzw.
Ausrücken der Wechselräder des Getriebes
stattfindet.
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Unter solchen Verhältnissen befindet sich das Wechselgetriebe in der
Freilaufstellung.
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Verstellt nian den Hebel82 gegenüber dein Punkt., so verstellt der
Nocken io den Hebel 16, so daß der Dauillen 24 in eine entsprechende Lage zur Stange
26 versetzt wird, an der die Schaltgabel zum Einrücken der ersten Geschwindigkeit
vorgesehen ist. Gleichzeitig geht die Rolle i4 aus ihrer Neutralstellung F. in die
Stellung F über und versetzt den Hebel 28 im Pfeilsinn Z in Rotation, indem
sie weiter die Scliwingutig des Steuerorgans 34 um den Zapfen 36 im Pfeilsinn bewirkt.
In diesem Augenblick befindet sich der Daumen 4o dem Zapfen 42 gegenüber, so (laß
man nach Lösung der Kupplung von der Stange 72 durch Einwirkung auf den Kupplungsfußhebel
70 die Schwingung des Hebels 37 im Pfeilsinn I' und anschließend die Verstellung
des Steuerorgans 34 irr Pfeilsinn P sowie schließlich nach Eingriff des Daumens
4o in den Zapfen 42 die Rotation der Kupplungsscheibe 5o im Pfeilsinn Q erzielt.
Die Stange 52 verstellt sich im Pfeilsinn T und folglich auch die Stange 26 im Pfeilsinn
U, wodurch die Wechselräder der ersten Geschwindigkeit zum Eingriff gelangen.
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Nach Freilassen des Hebels 70 wird die Kupplung wieder eingerückt,
so (laß die Bewegung durch das Wechselräderpaar der ersten Geschwindigkeit übertragen
wird. Während indessen die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, bewirkt der Regler 2 die
Rotation der Nocken io im entgegengesetzten Uhr-211 Z-,
diet`bertragungsgeschwindigkeit
so groß ist, (laß sie (las Einrücken der zweiten Geschwindigkeitsstufe gestattet,
befinden sich die Rollen 12 und 14 in der Stellung G, G1 (Fig. 5), was der Voreinstellung
der zweiten Geschwindigkeit entspricht. Es ist hierbei zu bemerken, daß, wenn nach
Freilassen des Kupplungsfußhebels 7o die Steuerstange 58 sich in entgegengesetzter
Richtung zu Pfeil X verstellt, der Hebel 37 in entgegengesetzter Richtung zu Pfeil
l' schwingt, wobei sich das Steuerorgan 34 in entgegengesetzter Richtung zu Pfeil
P verstellt, um seine Ausgangsstellung gegenüber dein Punkt 36, nicht aber im Sinn
der Orientierung zu erreichen, in dein die Platte 64, die gegenüber den Zapfen 42,
44, 46, 48 die Mittellage einzunehmen sucht, zunächst die Stange 6o und anschließend
das Steueiorgan 34 nach oben führt, wobei sich der Daumen 38 gegenüber dem Zapfen
46 befindet, der im Laufe der vorigen, im Pfeilsinn Q erfolgten Rotation die Lage
des Zapfens 48 eingenommen hatte. Es ist hiermit die selbsttätige Voreinstellung
des Freilaufs erreicht, indem durch erneute Einwirkung auf den Kupplungshebel 7o
die Kupplungsscheibe 5o (infolge der Zusammenwirkung von Daumen 38 und Zapfen 46)
in entgegengesetzter Richtung zu Pfeil Q verstellt wird und damit das Ausrücken
der Wechselräder der ersten Geschwindigkeit bewirkt, um darin, gemäß der in Fig.
i veranschaulichten Darstellung, in die anfängliche Freilauflage zurückzukehren.
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Nunmehr kann, gemäß den weiter oben gemachten Ausführungen, eine erneute
Einwirkung auf den Kupplungsfußhebel 7o den Eingriff des Wechselräderpaares der
zweiten Geschwindigkeit bewirken.
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Bei allmählich zunehmender Fahrgeschwindigkeit geht der Nocken nacheinander
in die Voreinstellungslage der dritten, H, Hl, und weiter der vierten Geschwindigkeit
L, L1 über. Es muß dabei jeweils auf den Kupplungsfußhebel 70 zweimal eingewirkt
werden, und zwar einmal, um die Rückkehr in die Freilauflage zu bewirken und dann,
um die seitens der Nocken voreingestellte Geschwindigkeit einzurücken. Im Falle
einer plötzlich stark beschlcunigten Fahrgeschwindigkeit, z. B. Bremsen, ist es
klar, daß man unmittelbar über die Freilauflage von der vierten auf die erste bzw.
auf die zweite Geschwindigkeit übergehen kann. Es ist weiter möglich, von einer
niederen Geschwindigkeit, z. B. von der zweiten, unmittelbar in eine höhere Geschwindigkeit
überzugehen, ohne dabei zuerst die dazwischenliegende Geschw i @digkeitsstufe zu
berühren, d. h. also direkt in die vierte Geschwindigkeit; es genügt in diesem Falle,
die zweifache Einwirkung auf den Kupplungsfußhebel 70 nach der Voreinstellung
der dritten Geschwindigkeit, solange die vierte Geschwindigkeit nicht eingestellt
ist, zu unterlassen, was nur dann möglich ist, wenn die charakteristischen Eigenschaften
der mechanischen =Motororgane die vorübergehenden anomalen Verhältnisse gut ertragen
können.
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Uni die oben beschriebenen freien Bewegungen der einzelnen kinematischen
Ein- und Ausrückorgarie unabhängig von der Verstellung der Nocken io ausführen zu
können, sind die beiden Hebel 16 und 18 an ihrem Drehpunkt angelenkt, und ihre Durchbildung
ist durch die Gleichgewichtslage der seitlichen Blattfedern 86 bestimmt, die an
einem Ende jeden Hebels angeordnet sind und seitlich auf das andere Hebelende drücken.
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Um die Arbeitsweise der Steuerorgane 34 sowie des Plättchens 64 besser
veranschaulichen zu können, sind in den Fig. 2, 3 und 4 die einzelnen Stellungen
der kinematischen Ein- und Ausrückorgane für die zweite Geschwindigkeitsstufe (Stellung
der Nocken io = G, G1) bzw. für die Voreinstellphase, für die Einrückphase, für
die Rückwärtsgangphase und die selbsttätige Voreinstellung des Freilaufs dargestellt.
Es ist hierbei zu bemerken, daß in Fig. 2 die Voreinstellung der zweiten Geschwindigkeit
die Rotation des Steuerorgans-34 um den Zapfen 36 im entgegengesetzten Pfeilsinn
K bewirkt, wonach sich das Plättchen 64 nach oben verstellt und die beiden Federn
66 und 68 im entgegengesetzten Sinn gespannt werden.
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Wirkt man im Pfeilsinn. X auf die Steuerstange 58 ein, so drückt der
Daumen 38 auf den Zapfen 48 und versetzt hierauf die Kupplungsscheibe
50 im entgegengesetzten PfeitsinnQ in Rotation, wobei mit Hilfe der Stangen
52 die Wechselräder der zweiten Geschwindigkeit eingerückt werden.
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Im Laufe dieses Vorganges verbleibt die Stange 6o in ihrer Stellung
gegenüber dem Plättchen 64, indem sie sich gegen das obere Stützröllchen 88 abstützt
(das untere Röllchen dient zur Abstützung,
wenn sich das Organ im
Pfeilsinn K dreht). Nach Freilassen des Kupplungsfußhebels 7o kehrt das Steuerorgan
34 wieder zurück, und die Stange 6o verläßt ihren Stützpunkt am Röllchen 88. Unter
der Einwirkung der Federn 66 und 68 besetzt das Plättchen 64 seine mittlere Gleichgewichtslage
gegenüber den Zapfen 42, 44, 4@6, 48 und nimmt dabei auch das Steuerorgan 34 mit,
dessen Daumen 40 sich infolgedessen gegenüber dem Zapfen 44 (Fig. 4) befindet. Es
wird dadurch die selbsttätige Voreinstellung des Freilaufs erzielt, und zwar indem
man ganz einfach auf den Kupplungsfußhebel 70 so lange einwirkt, bis durch
Zusammenwirken von Daumen 40 und Zapfen 44 die Kupplungsscheibe 5o im Pfeilsinn
Q in Drehung versetzt wird, so daß dieselbe die Wechselräder der zweiten Geschwindigkeit
außer Eingriff bringt und dann in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Die erneute Freilassung des Kupplungsfußhebels 7o bewirkt den Rückgang
des Steuerorgans 34, das jetzt seiner wirksamen Stellung für den neuen Eingriff
entsprechend der zwischenzeitlich seitens des Reglers ausgeführten Einstellung zustrebt.
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Aus dem Obengenannten geht klar hervor, daß die Zapfen 42 und 48 zum
Einrücken, die Zapfen 44 und 46 aber zum Ausrücken der selbsttätigen Voreinstellung
des Freilaufs dienen.
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Auf der Tabelle 8o können einige Prüflampen vorgesehen sein, die dem
Fahrer gestatten, jeweils die genaue Lage der einzelnen Organe des Wechselgetriebes
sowie jene der selbsttätigen Voreinstellung zu erkennen. Die Prüflampen 9o dienen
zur Kontrolle der vier Geschwindigkeiten. Geeignete, im Speisestromkreis der Prüflampen
vorgesehene Elektroschalter werden seitens der Einrückvorrichtung des Wechselgetriebes
so betätigt, daß in jedem Augenblick das bloße im Eingriff stehende Wechselräderpaar
mit der Prüflampe in Verbindung steht. Gleichzeitig kann aber auch ein zweites Beleuchtungssystem
vorgesehen werden, z. B. Prüflampen mit verschiedenfarbigem Licht bzw. mit intermittierender
Wirkung usw., das wieder für die Kontrolle der selbsttätigen Voreinstellmittel dient,
so daß der Fahrer sofort über die eigentliche Geschwindigkeit im klaren ist und
die nötigen Handgriffe ausführt.
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Die Prüflöcher S und R entsprechen den Stellungen Freilauf und Rückwärtsgang.
Letzterer kann von Hand mit Hilfe des Hebels 82 ausgeführt werden, wobei der Hebel
auf R zu verschwenden ist und anschließend die Nocken io in die Lagen D, Dl zu überführen
sind, was der Voreinstellung des Rückwärtsganges entspricht.
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Es ist klar, daß die . charakteristischen Eigenschaften der Vorrichtung
Veränderungen erfahren können; so z. B. kann die Eichung des Reglers geändert werden,
indem man die Voreinstellungen anderen Geschwindigkeiten, als dies bei der ursprünglichen
Eichung des Reglers der Fall war, entsprechen läßt. Desgleichen kann es von Vorteil
sein, solche Veränderungen während der Fahrt selbst vornehmen zu können, z. B. wenn
bei besonderen Verkehrs- bzw. Fahrtverhältnissen (Üherholungen, Wiederflottinachen
tis@c.) dem Motor ganz besonders schwere Leisturi#"eri zugemutet werden müssen (hohe
Geschwindigkeiten usw.). In einem solchen Fall genügt es, wenn in geeigneter Lage
für den Fahrer ein Organ vorgesehen wird, mit dessen Hilfe die Reglereichung, z.
l3. die Spannung der Reglerfedern, je nach Wunsch verändert werden kann.
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Das Ein- bzw. Ausrücken der Wechselräderpaare, (las im oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Kupplungsfußhebels erzielt wird, kann auch auf
automatischem Wege vor sich gehen, wobei es genügt, die Vorrichtung mit einem mechanischen,
hydraulischen bzw. elektrischen Betätigungsmittel auszurüsten, (las den Hebel 37
bzw. unmittelbar den Kupplungshebel 7o selbst in Bewegung setzt und unter der automatischen
Kontrolle der Voreinstellvorrichtungen des Getriebes steht.
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Praktisch können die Ausführungseinzelheiten Veränderungen erfahren,
ohne dabei aus dem Erfindungsrahmen und damit aus dem Schutzbereich des Patentes
zu treten. Die Vorrichtung kann vorteilhaft ür alle schon vorhandenen Wechselgetriebe
angewendet werden.