DE943446C

DE943446C - Elektrische Schaltvorrichtung fuer Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE943446C
Application number: DED1498D
Authority: DE
Inventors: Josef Dauben
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1940-11-01
Filing date: 1940-11-01
Publication date: 1956-05-17

Description

Elektrische Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung von elektrischen Schaltvorrichtungen für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit selbsttätiger, stufenloser oder stufenweiser Schaltung in Abhängigkeit von einer die Brennstoffmenge regelnden Vorrichtung und weiteren, den Betriebszustand der Maschine bzw. den Fahrzustand des Fahrzeuges bestimmenden Betriebsgrößen, wobei innerhalb eines bestimmten Intervalls die Leistung des Motors bei gleichbleibender voller Brennstoffzufuhr nur durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses geregelt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltung von der Zeigerstellung eines Motordrehzahlmessers und eines vom Beschleunigerfußhebel bewegten Schiebers mit zwei durch eine Isolierung voneinander getrennten Schaltleisten auf der einen Seite und einer auf den Brennstoffmengenstellhebel einwirkenden Schleifkurve auf der anderen Seite in der Weise erfolgt, daß beim Durchtretendes Fußhebels die Bewegung des Schiebers gleichlaufend mit dem Zeiger des Drehzahlmessers in Richtung einer steigenden Drehzahl erfolgt, wobei beim Voreilen dies Schiebers herunter- und beim Voreilen des Zeigers heraufgeschaltet wird, während beim Übereinstimmen des Zeigers mit der Isolierung, insbesondere in der Mitte des Schiebers, die Schaltung unverändert bleibt.
Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß man mit einem einfachen Schieber mit nur zwei Schaltleisten auskommt, im Gegensatz zu den bekannten elektrischen Schaltvorrichtungen; bei denen für jeden Gang eine besondere Schaltleiste vorgesehen .ist. Außerdem kann der Fahrer übersehen, welche Drehzahl der Motor macht bzw. wie sein Getriebe schaltet. Bringt man an dem Drehzahlmesser außerdem einen mit dessen Zeiger gleichlaufenden Zeiger an, der mit dem Beschleunigerfußhebel so verbunden isst, daß ein Durchtreten des Fußhiebels den zweiten Zeiger bis zu jener Drehzahl bewegt, bei welcher der Motor seine höchste Leistung abgibt, so soll siech folgende Wirkungsweise für die Schaltung ergeben: Solange der erste Zeiger tiefer steht als der zweite, muß heruntergeschaltet werden. Beim Übereinstimmen der beiden Zeiger muß die Schaltung unverändert bleiben. Sobald der erste Zeiger den zweiten überholt, muß heraufgeschaltet werden. Der erste Zeiger soll also dem zweiten so lange nachlaufen, bis er ihn eingeholt hat. Die Drehzahl und damit :die Leistung des Motors wird also durch. die Getriebeschaltung immer auf das vom Fußhebel eingestellte Maß gebracht.
Diese Forderungen lassen sich konstruktiv ziemlich einfach erfüllen.
Des weiteren sieht die Erfindung eine zusätzliche willkürlich oder auch in Abhängigkeit von. einer weiteren Betriebsgröße selbsttätig erfolgende Regelung oder Unterbrechung der selbsttätigen Schaltung des Getriebes, insbesondere zur Berücksichtigung der Bergabfahrt oder der Verwendung des Motors als Bremse, vor.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Fig. I bis 3 dargestellt. Fig. I zeigt eine Ausführungsform für ein stufenloses Getriebe.
Die Vorrichtung besteht aus einem Motordreh zahlmesser (Tourenzähler), der vom Motor in bekannter Weise angetrieben wird:. Auf der Skala I als Grundlinie ist z. B. -die Leistungskurve eines Ioo-PS-Motors aufgezeichnet. Dies dient nur zur Erläuterung und ist in der praktische Ausführung unnötig. Unter der Skala I gleitet der Zeiger 2 des Drehzahlmessers.
Der einfacheren Darstellung wegen ist die Zeigerbewegung geradlinig angenommen. Der Zeiger 2 ist mit dem + - Pol der Batterie 3 durch die Leitung 4 verbunden. Am Zeiger 2 ist eine Schleifbürste angebracht, die Berührung hat mit einem Schieber 5, der zusammen mit dem unteren Zeiger 6 vom Beschleunigerfußhebel 7 verschoben werden kann. Der Schieber 5 besteht aus' einem isolierten Mittelstück 8 und zwei leitenden Schleifstücken 9 und Io. Von den Schleifstücken gehen zwei Kabel II und I2 zu den Klemmen 13 und I4 einer Hilfsvorrichtung 15. Diese Hilfsvorrichtung ist in irgendeiner bekannten Weise so gebaut, daß, solange durch Kabel II Strom fließt, die Hilfsvorrichtung 15 - das Getriebe 16 auf Berggang, also herunterschaltet. Solange Strom durch Kabel 12 fließt, schaltet. die Hilfsvorrichtung auf Schnellgang, also herauf: Bei stufenlosen Getrieben geht diese Schaltung gleichmäßig fortschreitend vor sich. Bei Stufengetrieben muß sie sprungweise gehen. Sind beide Kabel stromlos, so wird der augenblickliche Schaltzustand beibehalten.
An dem Schieber 5 ist eine Kurve 17 angebracht, die dafür sorgt, daß vom Leerlauf bis zu etwa einem Viertel des Fußhebelweges die Vergaserdrossel 18 ganz geöffnet wird und dann ständig voll. geöffnet bleibt.
Im untersten Bereich der Skala (etwa von 6oo, U/min an) ist ein Schleifstück Ia angebracht, in das vom Zeiger :2 bei Leerlaufdrehzahl Strom geleitet wird, der durch das Kabel I9 zu einer Hilfsvorrichtung 2o fließt und dort die Auslösung der Kupplung bewirkt. Die Ausführung dieser Hilfsvorrichtung ebenso wie die der Hilfsvorrichtung 15 macht mit den heute bekannten Mitteln keine Schwierigkeiten. Der Weg des Schiebers 5 ist in beiden Richtungen begrenzt, und zwar muß er etwas kleiner sein als : der Weg des Zeigers 2. Bei. Leerlaufstellung des Fußhebels muß das Schleifstück 9 noch Berührung behalten mit dem Zeiger 2, auch wenn der Motor leer läuft. Dies ist notwendig, damit bei stehendem Wagen und laufendem Motor sich das Getriebe auf den kleinsten Gang herunterschalten kann. Nach der anderen Seite, also bei ganz durchgetretenem Fußhebel, darf der Schieber nur so weit gehen, daß das isolierte Mittelstück 8 etwa bis in die Stellung der Spitzenleistungsdrehzahl kommt, damit beim Überschreiten dieser Drehzahl auch bei voll durchgetretenem Fußhebel das Getriebe auf Schnellgang reguliert. Es reguliert dann so weit auf Schnellgang, bis der Drehzahlmesser auf das Isolierstück zurückgeht, der Motor also mit höchster Leistung arbeitet. Damit wird immer die höchstmögliche Fahrgeschwindigkeit erreicht.
Die Wirkungsweise der selbsttätigen Schaltvorrichtung kann dadurch beim stufenlos schaltenden Getriebe alle Anforderungen des Fahrbetriebes in vollkommenster Weise erfüllen. Beim Stufengetriebe sind einige Schwierigkeiten zu überwinden. Es muß in diesem Falle zweckmäßig das isolierte Zwischenstück 8 so breit gehalten werden, daß der Drehzahlabfall bei jedem Schaltsprung nicht über das Stück hinausgeht.
Es geht aus -der Wirkungsweise der selbsttätigen Regelung des weiteren hervor, daß mit ihr der günstigste Brennstoffverbrauch erzielt wird. Bei jedem Loslassen des Beschleunigerfußhebels geht das Getriebe, auf Schnellgang, der Motor also auf geringste Drehzahl und Leerlauf. Nur wenn z. B. die Wagengeschwindigkeit bis auf etwa 8 km/Std. heruntergeht, rückt die Kupplung aus., und das Getriebe geht auf kleinsten Gang. Will jemand mit mäßigem Durchschnitt und sparsamstemVerbrauch fahren, so braucht er nur den Fußhebel weniger weit durchzutreten. Er nutzt dann nur einen. Teil der Höchstleistung aus, und, der Motor kommt nie auf hohe Touren. Selbst mit auf ein Viertel seines Weges durchgetretenem Fußhebel kann der Wagen mit Sicherheit alle Steigungen nehmen, wenn auch z. B. nur mit etwa Iooo U/min des Motors.
Bei voll durchgetretenem Fußhebel gibt der Motor immer seine Höchstleistung sowohl in jeder Steigung als auch auf der Geraden. Ein Überdrehen des Motors kann: nicht eintreten, wenn :die Regelung schnell genug wirkt, wie es beim stufenlosen Getriebe ohne weiteres möglich ist. Beim Stufengetriebe dürfte eine Vorrichtung zur Vermeidung zu hoher Drehzahlen angebracht sein. Man kann in einfachster Weise eine solche Einrichtung vom Zeiger des Drehzahlmessers auf elektrischem Wege auf die Drossel des Vergasers wirken lassen.
Will man im Gefälle den Motor als Bremse benutzen, so sind besondere Maßnahmen erforderlich, da an sich der Regler beim Loslassen des Fußhebels auf Schnellgang regelt, bei dem die Bremswirkung des Motors nur sehr gering ist.
Die einfachste Einrichtung zum Bremsen mit dem Motor ist ein am Lenkrad befindlicher Schalter, der als Druckknopf 21 ausgebildet werden kann (Fig. 2). Derselbe wird in die Zuleitung von der Batterie 3 zum Zeiger 2 eingeschaltet. In der Ruhestellung des Schalters fließt der Strom von der Batterie zum Zeiger 2. Drückt man den Druckknopf ganz durch, so wird die Verbindung zum Zeiger 2 unterbrochen und eine unmittelbare Verbindung mit der Klemme 13 hergestellt. Dadurch wird die Schaltung auf Berggang hin, also unter allen Umständen auf eine niedere Gangübersetzung, reguliert. Ist die gewünschte Bremswirkung des Motors eingetreten, so läßt man den Druckknopf etwas zurückgehen, und die Bremswirkung kann dann beliebig lange beibehalten werden. Durch Loslassen des Knopfes tritt die selbsttätige Regelung wieder in Tätigkeit.
Eine andere Art der Motorbremsung zeigt Fig. 3. Der Schieber 5 wird hierbei mit dem Bremsfußhebel 22 verbunden, und zwar in der Weise, daß durch Treten des Bremsfußhebels z. B. unter Vermittlung eines Flüssigkeitsgestänges mit den Kolben 23, 24 der Schieber 5 nach rechts, also in gleicher Weise wie beim Treten des Beschleunigerfußhebels verschoben wird. Es muß dabei Vorkehrung getroffen werden, daß kein Gas gegeben wird. Dadurch kann eine von der Größe des Bremspedalweges abhängige Motorbremsung erzielt werden. Es ist auch möglich, die Größe der Motorbremsung insofern vom Bremsdruck abhängig zu machen, als man bei hydraulischen Bremsen den Schieber 5 durch einen in die Bremsleistung eingeschalteten Druckzylinder verschieben läßt.
Die Erfindung, welcher grundsätzliche Bedeutung zukommt, ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. So kann z. B. durch Anordnung mehrerer Schleifstücke oder auf beliebige andere Weise die Schaltvorrichtung für mehrere Schaltstufen von. Stufengetrieben vorgesehen werden. Statt auf elektrischem Wege kann die Umschaltung auf anderem, z. B. mechanischem, pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen, wenn auch die elektrische oder elektromagnetische Schaltung den Vorteil besonderer Einfachheit und räumlicher Kleinheit der Schaltvorrichtung aufweist.
Statt in unmittelbarer Abhängigkeit von der Drehzahl kann ferner z. B. die Schaltung in mittelbarer Abhängigkeit von derselben, beispielsweise in Abhängigkeit von einem sich mit der Drehzahl der Maschine ändernden Unter- oder Überdruck, etwa in Abhängigkeit vom Ölpumpendruck, dem Unterdruck an der Kühlwasserpumpe od. dgl. erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrische Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit selbsttätiger, stufenloser oder stufenweiser Schaltung, in Abhängigkeit von einer die Brennstoffmenge regelnden Vorrichtung und weiteren, den Betriebszustand der Maschine bzw. den Fahrzustand des Fahrzeuges bestimmenden Betriebsgrößen, wobei innerhalb eines bestimmten Intervalls die Leistung des Motors bei gleichbleibender voller Brennstoffzufuhr nur durch Änderung des übersetzungsverhältn:isses geregelt wird-, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung von der Zeigerstellung eines Motordrehzahlmessers (2) und eines vom Beschleunigerfußhebel (7) bewegten Schiebers (5) mit zwei durch eine Isolierung (8) voneinander getrennten Schaltleisten (9, Io) auf der einen Seite und einer auf den Brennstoffmengenstellhebel einwirkenden Schleifkurve (I7) auf der anderen Seite in der Weise erfolgt, daß beim Durchtreten des Beschleunigerhebels die Bewegung des Schiebers (5) gleichlaufend mit dem Zeiger (2) des Drehzahlmessers in Richtung steigender Drehzahl erfolgt, wobei beim Voreilen des Schiebers (5) herunter- und beim Voreilen des Zeigers (2) heraufgeschaltet wird, während beim Übereinstimmen von Zeiger (2) und Isolierstück (8) die Schaltung unverändert bleibt.
2. Schaltvorrichtung nach. Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Stufengetrieben durch einen entsprechend breiten Schaltdrehzahlbereich bzw. eine entsprechend breite Ausbildung des isolierten Mittelstücks (8) am Schieber (5) ein labiler Zustand der Regelung und des daraus folgenden zwecklosen Herauf- und Herunterschaltens vermieden wird.
3. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuni:gerh:ebel: (7) ,derart auf das die Brennstoffzufuhr regelnde Glied (r8) einwirkt, daß in der zurückgenommenen Stellung des Beschleunigerhebels das Brennstoffregelglied (r8) zunächst geschlossen ist, also die Brennstoffzufuhr zunächst absperrt, beim Verschwenken des Hebels (7) die Brennstoffzufuhr angenähert während des ersten Vierels des Hebelweges ganz öffnet und für der Rest des Schwenkwegels ganz geöffnet bleibt.
4. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Benutzung des Motors als Bremse die Schaltung mittels eines von Hand betätigten Schalters (2I) heruntergeschaltet werden kann.
5. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Betätigen der Fußbremse (22) das Getriebe durch Verschieben des Schiebers (5) entsprechend dem Weg des Bremsfußhebels oder entsprechend der Größe des Bremsdruckes heruntergeschaltet wird.
6. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, gekennzeichnet durch ein im untersten Drehzahlbereich (etwa von n = 6oo U/min an abwärts) wirksames Schleifkontaküstück für eine Hilfseinrichtung (2o), welches im Zusammenwirken mit dem Drehzahlmesserzeiger das Ausrücken der Motorkupplung bewirkt
7. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten der Bremsen eine zusätzliche Regelung auf eine niedrige Gangübersetzung erfolgt oder eine bleibende niedrige Gangübersetzung eingeschaltet bleibt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 7Io 78I, 675 771, 399 6o8, 625 7o7, 624 4I6; österreichische Patentschriften Nr. I6o 427, I3o 297; schweizerische Patentschrift Nr. 202 393 ; französische Patentschrift Nr. 829 I52; britische Patentstchriften Nr. 472 6I9, 5o6 739; VDI-Zeitschrift, Bd. 78; i9r34; Heft io, Aufsatz von Thün:gen »Grundlagen für die selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben«.