DE928390C

DE928390C - Elektrische Schaltvorrichtung fuer stufengeschaltete Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number: DE928390C
Application number: DEZ3825A
Authority: DE
Inventors: Max Goepfert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1953-11-29
Filing date: 1953-11-29
Publication date: 1955-05-31

Description

Elektrische Schaltvorrichtung für stufengeschaltete Geschwindigkeitswechselgetriebe Die Erfindung befaßt sich mit Verbesserungen an elektrischen Schaltvorrichtungen für stufengeschaltete Geschwindigkeitswechselgetriebe in Kraftfahrzeugen mit zum Antrieb einer im Getriebe vorgesehenen Schaltwalze dienendem umsteuerbarem Elektromotor. Die Verbesserung besteht darin, daß eine Beschleunigung des Schaltvorganges im Getriebe während des Abwärtsschaltens in die Leerlaufstellung erzielt wird, was fahrtechnisch von bedeutendem wert ist. Unter anderem in Omnibussen mit vielgängigem Stufengetriebe ist es besonders im Stadtverkehr erwünscht, wenn die Schaltzeit von einem der hohen Gänge auf die Leerlaufstellung aufs äußerste verkürzt wird, so daß das Abwärtsschalten in z. B. 2 bis 3 Sekunden erfolgen kann. Diese Beschleunigung soll beginnen mit Eintreten des über eine Kontaktreihe bewegbaren, stromübertragenden Schaltorgans in die Befehlsstellung und wird hervorgebracht durch Erhöhung der Betriebsspannung des die Getriebeschaltwalze antreibenden Elektromotors. Zur Herbeiführung der Erhöhung der Betriebsspannung gibt es verschiedene Lösungen. Es kann z. B. eine besondere, eine höhere Spannung liefernde Batterie im Fahrzeug vorhanden sein, die im Bedarfsfall, d. h. zum Zweck des Drehens der Getriebeschaltwalze in die Leerlaufschaltstellung, als Stromquelle benutzt wird. Eine bevorzugte Verwirklichung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß das sonst zum Zweck des Startens mögliche Hintereinanderschalten der beiden Fahrzeugbatterien vorübergehend auch für die Verdoppelung der Betriebsspannung des zum Antrieb der Getriebeschaltwalze dienenden Schaltmotors benutzt wird und daß aber während der erfindungsgemäßen Beschleunigung des Schaltmotors der Startermotor vollkommen abgeschaltet ist und somit nicht in Wirkung treten kann.
Einzelheiten über die beispielsweise Anordnung und Ausbildung einer Einrichtung zum Hintereinanderschalten der Fahrzeugbatterien zu dem neuen Zweck sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung zeigt die gesamte elektrische Getriebeschaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuges. In diesem Schema ist der befehlgebende Gangschaltarm für das Stufengetriebe mit 2 bezeichnet. Er kann entweder unmittelbar mit der Hand über die Kontaktreihe für die einzelnen Getriebegänge bewegt werden, oder es ist ein sogenannter Impulsgeber für die Beeinflussung- des Schaltarmes 2 vorgesehen. Von der Kontaktreihe führen Einzelleitungen 3 zu der einen Hälfte der Segmentkontaktscheibe i i, die üblicherweise mittels eines hier nicht dargestellten Untersetzungsgetriebes vom umsteuerbaren Elektromotor 25 anzutreiben ist. Die zweckmäßig aus Isolierstoff bestehende Scheibe II trägt getrennt voneinander die Kontaktsegmente 12, 13 und sitzt fest auf der Welle 14 der nicht dargestellten Getriebeschaltwalze. Im Radialspalt zwischen den Segmenten, von diesem getrennt, ist ein Kontaktblock 15 mit der Scheibe II fest verbunden, der mittels Leitung 16 an Masse angeschlossen ist. Die Leitung 16 enthält eine Lampe 4. Sie dient dazu, nach jeder erfolgten Gangschaltung durch Aufleuchten die Vollendung der Gangschaltung anzuzeigen. Mit den Kontaktsegmenten 12, 13 ist durch Leitungen 17, 18 Verbindung hergestellt mit den Schaltrelais 2o und 21, wobei das Relais 2o das Getriebeaufwärtsschalten und das Relais 2 I das Getriebeabwärtsschalten beherrscht, um entsprechend auf die Hauptstrom-Wicklung 22 des Schaltmotors 25 für die eine bzw. andere Drehrichtung zu wirken. Die Nebenschlußwicklung 23 ist an die Plusleitung 26 angeschlossen. Den Strom liefert die eine der beiden Fahrzeugbatterien 30, 3 I, an die auch das übliche Starterschütz 34 angeschlossen ist. Das den Kontakten der Hauptstromwicklung des Elektromotors 25 gegenüberstehende Kontaktpaar gehört der Leitung 28 an, die von der von der Batterie 3 1 kommenden Plusleitung 29 abzweigt. An letztere gliedert sich außer dem Starteraggregat 35, 36 ein Schaltrelais 48 mit dem Kontaktschalter 43, 44. Ein willkürlich zu betätigender Starterschalter 33 liegt in der von der Wicklung des Starterschaltschützes 32 zur Leitung 28 führenden Leitung 27. In den Stromkreis des Schaltschützes 32 sind ein besonderes Relais 4o und außerdem ein zugehöriger willkürlich zu betätigender Schaltkontakt 41 eingefügt. Das eine Kontaktpaar 42, 42 ist einerseits an die Wicklung des Schützes 32 angeschlossen, und andererseits besteht Verbindung mit dem einen Kontaktteil 44 des Schaltkontaktes 41 (Schalttaste für -Schnellschaltung). Der zum Kontaktpunkt 44 gehörige Kontaktpunkt 43 liegt an der Leitung 7, die an eine der Leitungen 3 angeschlossen ist, von der aus die beschleunigte Bewegung der Getriebeschaltwalze in die Leerlaufstellung angeregt werden soll. Von dieser Anschlußstelle ab ist in dem zur Schaltscheibe II führenden Teil der Leitung 3 eine Sperrzelle 9 eingesetzt. Die Sperrzelle ist so gerichtet, daß ein von Scheibe II kommender Strom gesperrt wird. In der Leitung 7 ist ein Schaltkontakt Io vorgesehen, der in Abhängigkeit zum Kupplungsfußhebel steht.- Weiter weist die Leitung 7 einen von einem Relais 8 beeinflußbaren Kontakt 5 auf, dessen Windung durch die Leitung 6 an die Leitung 16 angeschlossen ist. Das Gegenkontaktpaar des Relais 40 liegt in der Leitung 46, die den Pluspol an das Relais 48 legt. Ein weiteres Kontaktpaar 5o des Relais 4o liegt in der Leitung 52, die bei geschlossenem Kontakt den Minuspol direkt an die Relais 2o, 21 legt. In der die Wicklung des Relais 4o enthaltenden Leitung 39 befindet sich eine zusätzliche Kontaktstelle 53, die mit Hilfe einer Feder 62 geschlossen gehalten wird, solange das Fahrzeug stillsteht. Jedoch ist eine Vorrichtung beliebiger Art vorgesehen, die es ermöglicht, den Kontakt bei fahrendem Fahrzeug geöffnet zu halten. Diese Vorrichtung kann z. B. aus einem von der Fahrzeugtriebwelle angetriebenen Flüssigkeitsdruckerzeuger 6o und damit verbundener Druckdose 61 bestehen, wobei von letzterer aus ein Kontaktglied 54 beeinflußbar ist.
In Zusammenhang mit der Schaltscheibe II und dem Kontaktarm 15 sowie auch dem Schaltmotor 25 ist im Stromkreis dieser Teile eine Einrichtung vorgesehen, die zur Ermöglichung einer kurzzeitigen Verlangsamung jedes Schaltvorganges beim Einrücken eines Getriebeganges dient. Diese Einrichtung besteht beispielsweise aus einem vom Schaltmotor anzutreibenden Fliehkraftregler 65 mit von ihm zu beeinflussenden Kontakt 66 und einer mit der Drehung der Getriebeschaltwalze übersteuerten Kontaktreihe 67 zur Begrenzung der wirkenden Verlangsamung.
Die Arbeitsweise der entsprechenden Einrichtung innerhalb der elektrischen Steuervorrichtung ist folgende: Wenn das Fahrzeug stillgesetzt ist und der Schaltarm 2 z. B. vom Kontakt für den 5. Getriebegang auf den Nullkontakt bei durchgetretenem Kupplungsfußhebel gerückt wird, wird der über Leitung 6 zu führende Strom für das Relais 8 unterbrochen, so daß sich dessen Kontakt 5 schließt. Die Unterbrechung der Stromzuführung zum Relais 8- tritt jedesmal mit dem Abbewegen des Gangschaltarmes 2 von einem der ihm zugeordneten Kontaktstellen ein, dagegen erhält das Relais 8 nach Stillsetzen des Gangschaltarmes 2 auf einer der Kontaktstellen und mit Vollendung des Nachlaufens des Kontaktblockes 15 in die vorgewählte Getriebegangstellung wieder Strom, so daß dann durch Anziehen des Relais 8 der Kontakt 5 wieder geöffnet ist. Das Relais 4o erhält somit über die Leitung 7, über den geschlossenen Kontakt io, den geschlossenen Kontakts, den geschlossenen Kontakt 53 und über die Leitung 39 Betriebsstrom. Das Relais 40 zieht seinen Anker an und schaltet mit seinem Kontakt 42 das Starterschütz 34 ein, so daß in der Leitung 29,28 verdoppelte Betriebsspannung entsteht, die sich zum Schaltmotor 25 und dem Starter 35 überträgt. Gleichzeitig öffnet das Relais 4o die Steuerstromleitung 46 zum Starterrelais 48, womit ein Anlaufen des Startermotors 35 verhindert ist. Der Schaltmotor 25 jedoch läuft mit doppelter Spannung beschleunigt im Sinne des Getriebeabwärtsschaltens, bis der Kontaktblock 15 der Scheibe II die Nullstellung erreicht hat, bei der sich das Getriebe in Leerlaufstellung befindet. Der zusätzliche Kontakt 5o, 5o des Relais 40 legt den Minuspol über die Leitung 52 direkt an die Relais 20, 21 und überbrückt somit die Verlangsamungseinrichtung für den Motor 25. Beim erwähnten Stand des Kontaktblockes 15 leuchtet die Kennlampe 4 auf und gibt somit die Meldung über die erfolgte Getriebeschaltung in die Leerlaufstellung. Gleichzeitig hat das Relais 8 über die Leitungen 16 und 6 wieder Strom erhalten und unterbricht mittels Kontakt 5 die Plusleitung zum Relais 4o, so daß die beschleunigte Schaltung wieder aufgehoben und an den Leitungen 28, 29 wieder normale Betriebsspannung vorhanden ist. Bei rollendem Fahrzeug wird jedoch der Kontakt 53 der Druckerzeugungseinrichtung 6o offengehalten, und trotz des Getriebeabwärtsschaltens, d. h. bei Bewegung des Schaltarmes 2 in seine Nullstellung, kommt keine Beschleunigung zustande. Bei Anwendung des dargestellten Schaltsystems ist es auch möglich, die Beschleunigung des Getriebeabwärtsschaltens in die Leerlaufstellung willkürlich, z. B. mit der Hand, zu veranlassen, und zwar durch Schließen des Kontaktes 43, 44, jedoch ebenfalls nur dann, wenn vorher das Fahrzeug stillgesetzt wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrische Schaltvorrichtung für stufengeschaltete Geschwindigkeitswechselgetriebe in Kraftfahrzeugen mit zum Antrieb einer im Getriebe vorgesehenen Schaltwalze dienendem umsteuerbarem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß mit Eintreten des über eine Kontaktreihe bewegbaren stromübertragenden Schaltorgans in die Befehlsstellung zur Veranlassung der Getriebeschaltung zum Leerlaufzustand der Elektromotor durch Erhöhung der Betriebsspannung des dem Motor zugeführten Stromes beschleunigt wird.
2. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch I, wobei deren Betriebsstrom von den den Starter speisenden beiden Kraftfahrzeugbatterien bezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung des Getriebeschaltens auf Leerlaufzustand durch Hintereinanderschalten der beiden Fahrzeugbatterien erfolgt und die dadurch erzielbare Verdoppelung der Betriebsspannung für den Schaltmotor ausgenutzt wird.
3. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch die Ausführungsform, bei der im Stromkreis des Starterschaltschützes (32) ein besonderes Relais (4o) zum Hintereinanderschalten der Fahrzeugstarterbatterien vorgesehen ist.
4. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Relais (40) einen mechanisch zwangläufig wirkenden Wechselkontakt (42, 5o) enthält, der beim Betätigen des zusätzlichen Relais das Starterschütz (34) einschaltet und gleichzeitig den Hilfsstromkreis des Starters unterbricht.
5. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis für das zusätzliche Relais (4o) Kontaktglieder (53, 54) vorgesehen sind, die bei stillstehendem Fahrzeugmotor geschlossen (62) sind.
6. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, gekennzeichnet durch die Anbringung eines willkürlich zu betätigenden Schaltkontaktes (43, 44) zur Veranlassung der Hintereinanderschaltung der beiden Fahrzeugbatterien zum Zweck der Beschleunigung des Abwärtsschaltens des Getriebes in seine Leerlaufstellung.
7. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Stromkreis für das zusätzliche Relais vorgesehenen Kontaktglieder (53, 54) mit Beginn der Drehbewegung der Getriebeausgangswelle z. B. durch eine mit der Fahrzeugtriebwelle (Tachometerantrieb od. dgl.) verbundene Ölpumpe (6o) über eine Druckmembrandose (61) geöffnet werden. B.
Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beschleunigte Getriebeschaltung auf Leerlaufstellung zufolge Zurückbewegens des Gangschaltorgans in die Nullstellung und durch einen in Abhängigkeit von dem Kupplungsfußhebel zu betätigenden Schaltkontakt (Io) erfolgt, der bei durchgetretenem Kupplungsfußhebel geschlossen ist.
9. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Schaltkontakt (Io) der Beschleunigungsschaltkontakt (43, 44) nicht betätigt werden kann. Io. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Anschluß des zur Beschleunigung des Getriebegangrückschaltens auf Leerlauf dienenden zusätzlichen Relais vermittelnden Leitung in dem zur Segmentkontaktscheibe der Getriebeschaltwalze führenden Teil eine Sperrzelle (9) vorgesehen ist, durch welche eine Beeinflussung der Schnellschaltung von der Schaltscheibe der Getriebeschaltwalze her verhindert wird. i i. Elektrische Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die vom befehlgebenden Gangschaltarm (2) gesteuerte Segmentkontaktscheibe (II) einen getrennt von den beiden Kontaktsegmenten (12, 13) auf der Scheibe befestigten Kontaktblock (15) aufweist, der mit Erreichen der jeweils angewählten Gangstelle in bekannter Weise das Aufleuchten der Rückmeldelampe (4) ermöglicht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 82o 6g3.