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Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf eine Getriebeschaltung, insbesondere für israftfa'larzeuge für
ein mehrstufiges Zahnradgetriebe, bei der die Gangschaltung durch Drehen einer Welle
erfolgt und bei der jeder Gangstellung ein bestimmter Drehwinkel der Welle zugeordnet
ist. Für solche Getriebe sind elektrische Schaltverfahren bekanntgeworden, bei denen
die Schaltrichtung des Elektromotors durch zwei auf der Schaltwelle isoliert angeordnete
Kontaktflächen und die zugehörigen festen Kontakte oder Schleifbürsten bestimmt
wird. Von den isolierten auf .der drehenden Welle angeordneten Kontaktflächen muß
der Strom wieder über Schleifbürsten oder flexible Leitungen zu dem Elektromotor
oder zu den Schaltrelais geführt werden. Diese Bauelemente sind teuer in der Herstellung
und im Betrieb sehr störanfällig. Bei diesen bekannten Ausführungen beträgt der
für die Kontaktgabe ausnutzbare Winkel nur etwa 17o°, da sonst in den Endstellungen
zwei Kontakte oder Schleifbürsten auf das isolierte Zwischenstück zwischen den Kontaktflächen
auflaufen würden und die Kommandogabe nicht mehr eindeutig wäre. Der Schaltwinkel
für das Getriebe beträgt jedoch im allgemeinen 36o°, so -daß zwischen der Schaltwelle
für das Getriebe und der Welle für die Kontaktgabe eine übersetzung von 170° zu'
360'
eingeschaltet werden muß, was zur Folge hat, d@aß auch die erreichbare
Schaltgenauigkeit im gleichen Verhältnis abnimmt.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, kann man von den bekannten Schaltvorrichtungen
Gelbrauch machen, bei denen ein auf feste Kontaktfedersätze einwirkender Kurvenkörper
mit Schaltnocken vorhanden
ist. Bei Anwendung dieser bekannten
Schaltvorrichtungen für den hier vorliegenden Zweck werden um eine Kurvenscheibe
denn Schaltwinkel und der Anzahl der Getriebestufen entsprechend einzelne Umschaltkontaktsätze
angeordnet, die über Leitungen mit dem Gangwählschalter verbunden sind und durch
die Kurvenscheibe entsprechend der Stellung des Gangwählschalters und der Kurvenscheibe
selbst in Richtung des Auf- und Abwärtsschalteus gesteuert werden und nach Erreichen
der Sollgangstellung den Elektromotor abschalten. Auf diese Weise wird die Stromübertragung
durch Schleifbürsten oder flexible Leitungen vermieden. Durch entsprechende Ausbildung
der Kurvenscheibe und durch entsprechende Wahl der Kontaktabstände läßt sich auf
diese Weise die Genauigkeit der Schaltung in weiten Grenzen erhöhen und den jeweiligen
Bedürfnissen anpassen. Vor allem ist so. der gesamte Schaltwinkel von 36o°' verfügbar.
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Hiervon ausgehend zielt die Erfindung auf eine weitere Erhöhung des
verfügbaren Schaltwinkels ab. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der
die Kontakte steuernde Kurvenkörper schraubenförmig ausgebildet ist und die Kontaktsätze
entsprechend schraubenförmig um den Kurvenkörper herum angeordnet sind. Diese Maßnahme
hat einerseits zur Folge, daß keine besondere Übersetzung zwischen der Kurvenscheibenwehe
und der Schaltwelle für das Getriebe erforderlich ist und daß vor allem größere
Schaltgenauigkeiten erzielbar sind. Endlich ergeben sich günstige Platzverhältnisse
für die Anordnung der Kontakte innerhalb der Getriebeschaltvorrichtung.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt Abb. i einen Schaltplan der bei der Erfindung
verwendeten Schaltung, Abb.2 den schraubenförmigen Kurvenkörper mit den Kontaktsätzen
und Abb. 3 den schraubenförmigen Kurvenkörper im Schnitt.
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In Abb. i ist i der Servomotor mit den beiden Feldwicklungen 2 und
3. Die Feldwicklung 2 dient z. B. für Rechtslauf des Servomotors, wähnend die Feldwicklung
3 für Linkslauf dient. Die Bremslüftspule 4 liegt im Hauptschluß zu dem Servomotor
i und dient zum Lüften der Bremse, die die Aufgabe hat, den Servomotor i nach Erreichen
der Sollstellung sofort abzubremsen. Der Servomotor i treibt über ein entsprechend
ausgebildetes Untersetzungsgetriebe die Kurvenscheibe 5 an, die wiederum mit der
Schaltwelle des Fahrzeuggetriebes verbunden ist. Die Kurve verläuft kreisbogenförmig,
der eine Kreisbogen ist um einige Millimeter größer, bei 50 erfolgt der Anstieg
zum größeren Kreisbogen.
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Kreisbogenförmig um die Kurvenscheibe 5 angeordnet sind die Umschaltkontaktsätze
6, 7, 8 und 9 mit den Kontaktfedern to bis 21. Die Kontaktfedern, 1(a; 13, 16 und
ui9, sind über die Leitung 22 mit --der Felidwicklung 2, verbunden, während die
Kontaktfedern 12, 15, 18 und 21 über die Leitung 23 mit der Feldwicklung 3 verbunden
sind. Die Kontaktfedern 11, 14, 17 und 2o sind mit den Kontaktfingern 24, 25, z6
und 27 versehen, welche aus Isolierstoff gefertigt sind und auf der Kurvenscheibe
5 gleiten. Die Kontaktfedern 11, 14, 17 und 2o sind über die Leitungen 28, 2.9,
30 und 31 mit den Kontakten 32, 33, 34 und 35 des Gangwählschalters 36 verbunden.
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Auf der Welle 37 des Gangwählschalters 36 sind die Kontaktfinger 38
und 39- gegen die Welle isoliert, aber unter "sich leitend befestigt. Der Kontaktfinger
38 berührt je nach Gangstellung die Kontakte 32, 33, 34 und 35, während der
Kontaktfinger 39 auf der Kontaktbahn 4o, die mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie
verbunden ist, gleitet. Mit der Welle 37 fest verbunden ist der Handschalthebel
41 und die Schaltscheibe 42 mit den Schaltzähnen 43. o Die Schaltscheibe 42 und
damit die Kontaktfinger 3.8 und 39. können also einerseits vom Handschalthebel 41
und andererseits durch die Hubmagnete 44 und 45 über die Anker 46 und 47 und die
Schaltklinken 48 und 49 verstellt werden. Die Hubmagnete 44 und 45 sind über die
Leitungen 51 und 52 mit einem Regler verbunden, der seinen Impuls aus z. B. der
Drehzahl des Fahrzeugmotors und der Füllhebelstellung (Drosselklappe) oder aber
von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Füllhebelstellung des Fahrzeugmotors
oder aus einem der Faktoren allein erhält. Je nach dem verwendeten Regelsystem können
auch an Stelle der Hubmagnete 44 und 45 hydraulische oder pneumatische Zylinder
usw. verwendet werden.
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In Abb. i ist der Kontaktfinger 38 mit dem Kontakt 33 verbunden; es
ist damit z. B. der zweite Gang geschaltet. Soll nun z. B. der dritte Gang geschaltet
werden, so wird der Handhebel so verstellt, daß der Kontaktfinger 38 mit dem Kontakt
34 Verbindung hat. Oder aber der Hubmagnet 44 bekommt einen Schaltimpuls vom Regler
und zieht den Anker 46 an, so daß die Schaltscheibe 42 einen Zahn weiter geschaltet
wird und der Kontaktfinger 38 mit dem Kontakt 34 Verbindung bekommt.
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Nun ist der Weg des Stromes folgender: Vom Pluspol der Batterie über
Kontaktbahn 4o, Kontaktfinger 39-38, Kontakt 34, Leitung 3,o, Kontaktfeder 17-16,
Leitung 22, Feldwicklung 2, Anker des 'Servomotors i, Bremslüftspule 4. zur Masse.
Die Bremse wird gelüftet, und der Servomotor i beginnt zu laufen. Gleichzeitig wird
die Kurvenscheibe 5 im Uhrzeigersinn gedreht, bis der Kontaktfinger 26 an dem Anstieg
50 abgleitet und die Verbindung der Kontaktfedern 16-17 damit unterbrochen wird.
Damit bekommen der Servomotor i und die Bremslüftspule 4 keinen Strom mehr, die
Bremse setzt den Servomotor sofort still. Der gleiche Vorgang erfolgt in entgegengesetzter
Schaltrichtung, wenn der Kontaktfinger 38 mit dem Kontakt 32 verbunden wird.
Die
Ausführungen der vorstehenden Absätze dienen nur der Erläuterung und betreffen nicht
den Gegenstand der Erfindung.
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Abb.2 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung der Kurvenscheibe, wenn
diese über einen Weg von mehr als 36o° schalten soll. Die Kurvenscheibe 5 ist nicht
als ebene Scheibe ausgebildet, sondern die Kurve 53 ist schraubenförmig um einen.
zylindrischen Körper 54. gewunden. Bei 50 erfolgt wieder der Anstieg von dem um
einige Millimeter niedrigeren Teil der Kurve zu dem höheren Teil :der Kurve.
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Die Kontaktsätze 55, 56, 57 und 58 sind entsprechend der Steigung
der Kurve 53 schraubenförmig um diese angeordnet. Die Kurve 53 und der zylindrische
Körper 54 sind längs verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Getriebewelle 59 angeordnet.
Eine besondere Führung 6o, wie sie beispielsweise in Abb. 3 dargestellt ist, sorgt
dafür, daß sich die Kurve 53 bei jeder Drehbewegung entsprechend der Steigung der
Kurve 53 auch längs verschiebt. Die elektrische Schaltung .der Kontaktsätze 55 bis
58 erfolgt wie in Abb. z.