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Schaltvorrichtung für ein in Abhängigkeit von der Drehzahl und gegebenenfalls
in Abhängigkeit vom Drehmoment schaltendes Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die selbsttätig oder halbselbsttätig (d. h. mit Vorwählung) schaltenden Wechselgetriebe
haben grundsätzlich den Nachteil, daß sie sich nicht in genügender Weise den individuellen
Gegebenheiten des Betriebes anpassen können. Dies gilt insbesondere für den Betrieb
von Kraftfahrzeugen, welcher häufig ständig wechselnden Bedingungen, vor allem im
Großstadtverkehr oder im Gebirge, unterworfen ist. Das selbsttätige Schalten des
Getriebes lediglich in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit oder
von der Drehzahl und vom Drehmoment führt hierbei unter Umständen zu einem dauernden
Wechsel des Schaltens oder Vorwählens, der unzweckmäßig, unnötig oder sogar verkehrgefährdend
sein kann.
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So ist es z. B. in gebirgigem Gelände, etwa beim Bergauffahren auf
einer kurvenreichen Paßstraße, erwünscht, daß der Wagen, selbst wenn er einen Leistungsüberschuß
aufweist, nicht entsprechend den im Augenblick gegebenen Befehlsdaten (Drehzahl
Drehmoment) in den nächstfolgenden Gang (z. B. Schnellgang) überschaltet. Ist beispielsweise
die mit Vorwählung arbeitende Schaltung von Geschwindigkeit und Drehmoment abhängig,
so kann folgendes geschehen: Auf einem verhältnismäßig gut befahrbaren geraden Zwischenstück
steigert
der Fahrer die Wagengeschwindigkeit, um bei Insichtkommen
einer scharfen, sehr oft gefährlichen Kurve das Gas wieder wegzunehmen. Hat nun
das in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Drehmoment schaltende Getriebe vorgewählt,
so würde im Augenblick der Gaswegnahme der nächsthöhere Gang bzw. der Schnellgang
eingeschaltet werden, da die Wagengeschwindigkeit in diesem Augenblick noch relativ
hoch ist und der Fahrer entsprechend der Gaswegnahme ein kleines Drehmoment anfordert.
Eine solche Schaltung ist indessen sehr unerwünscht, da schon im nächsten Augenblick
der Wagen vor der Kurve abgebremst werden muß, um langsam in die Kurve zu gehen,
und kurz danach durch Vollgasgeben ein hohes Drehmoment zur Beschleunigung des Wagens
angefordert wird. Der Wagen würde infolgedessen, statt wie erwünscht im niederen
Gang, im höheren Gang (z. B. Schnellgang) durch die Kurve fahren, um nach der Kurve
wieder auf den niederen Gang zurückzuschalten. Es wird infolgedessen ein dauerndes
unnötiges Hinundherschalten verursacht, was neben anderen Unzuträglichkeiten den
Fahrer unsicher macht, insbesondere, wenn er eine scharfe Kurve mit z. B. nach einer
Seite steil abfallendem Abhang im Schnellgang durchfahren soll.
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Ähnliche Unzuträglichkeiten ergeben sich bei den vorerwähnten automatischen
Getrieben, z. B. im Stadtverkehr, in welchem freie, schnell zu durchfahrende Strecken
mit plötzlich auftretenden Hindernissen oder Kurven wechseln, die nur mit Verzögerung
passiert werden können.
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Ein anderer typischer Fall für die Unzweckmäßigkeit der sofort ansprechenden
Automatik des Getriebes ist folgender: Soll z. B. im Großstadtverkehr der Wagen
ein anderes Fahrzeug mit Beschleunigung überholen, um dieses noch vor dem Herannahen
eines aus entgegengesetzter Fahrtrichtung kommenden dritten Fahrzeuges (etwa einer
schienengebundenen Straßenbahn) zu passieren, so könnte sich infolge der Automatik
des Getriebes eine unangenehme verkehrsgefährdende Lage ergeben, wenn - entsprechend
der zunehmenden Geschwindigkeit - gerade im Vorfahren der höhere Gang sich einschaltet
und somit, ohne daß der Fahrer darauf gefaßt ist, die Beschleunigung des Wagens
im kritischen Augenblick nachläßt. Die Folge könnte sein, daß das Überholen des
vorfahrenden Fahrzeuges nicht mehr gelingt und der Wagen von dem entgegenkommenden
Fahrzeug eingeklemmt wird.
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Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung oder mindestens Verringerung
dieser Nachteile eines in Abhängigkeit von der Drehzahl und gegebenenfalls in Abhängigkeit
vom Drehmoment bzw. von der Stellung des Leistungsregelgliedes der Maschine schaltenden
Wechselgetriebes und besteht im wesentlichen darin, daß mit dem Erreichen einer
bestimmten, die Schaltgrenze bildenden Umschaltdrehzahl die in Abhängigkeit von
einem Drehzahlregler erfolgende Einleitung des Umschaltens auf den anderen Gang
durch eine der Schaltvorrichtung vorgeschaltete, von den motorischen Bedingungen
unabhängig, rein zeitlich arbeitende Verzögerungsvorrichtung bei unverändert eingeschaltetem
bisherigem Gang während einer bestimmten Zeitdauer verzögert, also zunächst verhindert
wird und erst nach Ablauf der Verzögerungsdauer das Umschalten von dem bisherigen
Gang auf den neuen Gang beginnt.
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Eine solche Verzögerung ist vor allem für das Schalten vom zweithöchsten
(z. B. direkten) Gang in den höchsten Gang (z. B. Schnellgang) von Wichtigkeit,
kann aber auch beim Aufwärtsschalten in andere Gänge bzw. bei jedem Aufwärtsschalten
des Getriebes vorgesehen werden. Die Verzögerung kann je nach Wagengröße, Beschleunigungswert
'des Wagens usw. verschieden groß sein und zweckmäßig sich über eine Zeitdauer in
der Größenordnung von 2 bis 2o Sekunden erstrecken. Eine solche Zeitverzögerung
wird in der Regel genügen, um ein häufiges und unnötiges Hinaufschalten mit kurz
darauffolgendem Wiederzurückschalten zu vermeiden.
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Die Anwendung einer Verzögerungseinrichtung im Zusammenhang mit der
Schaltung von Übersetzungsgetrieben ist an sich nicht neu. Es ist eine Anordnung
bekannt, bei der die Übersetzung eines stufenlosen Getriebes in Abhängigkeit von
der Gaspedalstellung verändert wird und bei der eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen
ist, welche die Auswirkung eines raschen Gaswegnehmens auf die Getriebeübersetzung
zeitlich verzögert. Im Gegensatz hierzu befaßt sich die Erfindung mit einer Verzögerungseinrichtung
bei einem Getriebe, das in direkter Abhängigkeit von der Drehzahl schaltet.
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Bei Anwendung der Erfindung würde sich beispielsweise das Bergauffahren
in einer kurvenreichen Paßstraße wie folgt gestalten: Der Fahrer fährt auf einem
verhältnismäßig geraden und übersichtlichen Zwischenstück schneller als zuvor und
überschreitet kurz vor Erreichen der nächsten scharfen Kurve- oder des nächsten
steilen Straßenstückes - diejenige Geschwindigkeit (Drehzahl), bei der das Getriebe
an sich auf den nächsthöheren Gang, z. B. auf den Schnellgang, schalten würde. Eine
Zeitverzögerung, je nach der Eigenschaft des Wagens zwischen 2 und 2o Sekunden eingestellt,
genügt jedoch, die Schaltung auf den nächsthöheren bzw. Schnellgang hinauszuzögern,
bis die Wagengeschwindigkeit wegen der scharfen Kurve' bzw. wegen des steilen Straßenstückes
wieder um so viel kleiner geworden ist, daß von der Automatik des Getriebes aus
ohnehin wieder ein Rückschalten in den niederen Gang eingesetzt hätte. Der Wagen
bleibt daher in dem vom Fahrer gewünschten niederen Gang und kann infolgedessen
noch in der Kurve oder unmittelbar nach dem Verlassen derselben durch neue Drehmomentanforderung,
d. h. durch Gasgeben, beschleunigt werden, ahne daß zuvor ein nochmaliger Gangwechsel
erforderlich ist.
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Da aus Gründen der Sicherheit das Zurückschalten in einen- niederen
Gang nach Möglichkeit immer sofort stattfinden soll, wird die Verzögerung zweckmäßig
nur beim Aufwärtsschalten vorgesehen, während das Abwärtsschalten unmittelbar
beim
Eintritt der Schaltbedingungen erfolgt. Vorzugsweise wird das Getriebe ferner derart
eingerichtet, daß beim Niedertreten des Gaspedals über die Vollaststellung (bzw.
die normale Volllaststellung) hinaus in jedem Fall - unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit
- der niedere Gang eingeschaltet, also insbesondere vom Schnellgang auf den nächstniederen
(z. B. direkten) Gang übergeschaltet wird.
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Es ist bereits bekannt, Schaltpendelungen bei selbsttätigen Getrieben
dadurch nach Möglichkeit zu verhindern, daß die Kennlinien für Auf- und Abwärtsschaltungen
derart verschoben werden, daß das Abwärtsschalten bei einer niedrigeren Drehzahl
als das Aufwärtsschalten erfolgt, jedoch in diesem Fall stets unmittelbar nach Erreichen
der Schaltgrenze, so daß bei starker Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges
das Umschalten sofort stattfindet.
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Demgegenüber findet bei der Erfindung auch in diesem Fall das Umschalten
nicht sofort statt, sondern erst nach einer gewissen Zeit, nachdem bereits die Schaltbedingungen
eingetreten sind. Gegebenenfalls können auch neben der rein zeitlich arbeitenden
Verzögerungsvorrichtung die Schaltgrenzen für das Aufwärts- und Abwärtsschalten
nach Art dieser an sich bekannten Hysteresiswirkung für das Auf- und Abwärtsschalten
auseinanderliegen, so daß das selbsttätige Abwärtsschalten bei einer niedrigeren
Drehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit erfolgt als das entsprechende Aufwärtsschalten.
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In der Zeichnung ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltung
in Anwendung auf eine elektrisch erfolgende Betätigung schematisch dargestellt.
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Auf der Antriebswelle I, welche z. B. die Abtriebswelle des Wechselgetriebes
eines Kraftfahrzeuges sein kann, ist eine Reibscheibe 2 befestigt, auf der ein Reibrad
3 abrollt. Das Reibrad ist auf einer Welle 4 undrehbar, aber längs verschieblich
gelagert, wobei die Verschiebung in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels
5 (bzw. eines entsprechenden Beschleunigungs- oder Regelgliedes für den Motor) über
ein Gestänge 6 erfolgt. In der Leerlaufstellung L des Gashebels befindet sich das
Reibrad 3 in einer oberen Stellung und wird damit von der Reibscheibe 2 mit hoher
Übersetzung angetrieben, während es in der Vollaststellung V entsprechend seiner
unteren Stellung auf einem inneren Durchmesser der Reibscheibe 2 abläuft und demnach
eine verhältnismäßig geringere Drehzahl besitzt. Gegebenenfalls kann - zweckmäßig
unter Zwischenschaltung eines federnden Druckpunktes - eine weitere Betätigungsmöglichkeit
des Gashebels 5 über die Vollaststellung V hinaus vorgesehen. sein, wodurch z. B.
eine weitere relative Verlangsamung der Welle 4 bewirkt werden könnte.
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Auf der Welle 4 ist des weiteren ein Fliehkraftregler 7 beliebiger
Art, z. B. mit den Fliehgewichten 8, fest angeordnet. Beim Ausschlagen seiner Fliehgewichte
wird durch den Regler eine Muffe 9 mit einem Kontakt Io verstellt, welcher entweder
(unterhalb einer gewissen Drehzahl) mit einem Kontakt II oder (oberhalb dieser Drehzahl)
mit einem Kontakt I2 in Berührung steht.
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Des weiteren ist auf der Antriebswelle I eine Fliehkrafteinrichtung
I3 beliebiger Art angeordnet, welche in der Zeichnung schematisch durch ein Fliehgewicht
I4 dargestellt ist, dessen Federbelastung durch eine Verschraubung 15 - gegebenenfalls
auch vom Fahrersitz aus - geregelt werden kann. Das mit der Masse elektrisch verbundene
Fliehgewicht 14 trägt einen Kontakt 16, der mit einem Kontakt I7, z. B. auf der
Welle I, in Berührung kommt, sobald die Drehzahl der Welle I bzw. die Fahrgeschwindigkeit
des Wagens unter eine bestimmte Mindestgrenze (z. B. 45 bis 50 km/Std.) herabsinkt.
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Zur Schaltung zweier Gänge, z. B. eines direkten Ganges III und eines
Schnellganges IV, ist ferner eine Schaltstange 18 vorgesehen, welche mittels einer
Schaltgabel I9 diese Gänge unmittelbar oder mittelbar, z. B. durch Vorwählen des
Ganges, schaltet. Die Schaltstange ist z. B. mit einem Bund 2o versehen, welcher
bei Verschiebung der Schaltstange I8 nach links die Feder 2I, bei Verschieben der
Schaltstange 18 nach rechts die Feder 22 spannt. In der Mittelstellung der Schaltstange
legt sich jede der beiden Federn 21 und 22 - zweckmäßig unter einer gewissen Vorspannung
- gegen einen mittleren Anschlag 23 des Federgehäuses. Die Schaltstange ist ferner
mit zwei Rasten 24 und 25 versehen, in welche eine Rastkugel 26 unter Federwirkung,
die durch eine Verschraubung 27 geregelt werden kann, beim Einschalten des 3. bzw.
4. Ganges einrastet. Eine mittlere neutrale Stellung wird gegebenenfalls durch den
Anschlag 23 bestimmt.
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Die Schaltstange I8 ist mit einem Solenoidkern 28 gekuppelt, welcher
die Schaltstange 18 bei Erregung der Spule 29 (wie gezeichnet) nach links verstellt,
also den direkten Gang III einrückt, während eine Erregung der Spule 3o eine Verstellung
der Schaltstange 18 nach rechts und damit das Einschalten des Schnellganges IV herbeiführt.
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Der Strom wird durch eine elektrische Stromquelle 3,1 geliefert, die
z. B. über die Masse m- des Wagens mit der Reglermuffe 9 in Leitungsverbindung steht.
Von hier wird der Strom, wie bereits angedeutet, durch den Kontakt io entweder auf
den Kontakt i i oder den Kontakt 12 weitergeleitet. Vom Kontakt ii führt der Stromkreis
über eine Leitung 32, eine Solenoidspule 33 und eine Leitung 34 zur Solenoidspule
29 und von dort über eine Leitung 35 und einen z. B. willkürlich vom Fahrer zu betätigenden
Schalter 26 zur Stromquelle 31 zurück.
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Durch das Zusammenwirken der Kontakte io und 12 wird dagegen ein Stromkreis
geschlossen, welcher über eine Leitung 37, einen Schalter 38, eine Leitung 39 zu
einer Solenoidspule-4o und von dort zum Drehpunkt 41 eines Schalters 42 führt. In
der gezeichneten Stellung des Schalters 42 steht die Drehachse 41 des Schalters
über den Schalterarm
und den Gleitkontakt 43 mit einer Kontaktplatte
44 in leitender Verbindung, von der der Strom weiterhin über eine Leitung 45 zur
Solenoidspule 29 weitergeleitet wird. Wird dagegen der Schalter 42 in Pfeilrichtung
in die Stellung 42' umgeschaltet, so gelangt der Kontakt 43 mit einem Kontakt 46
in Berührung, von dem aus eine Leitung 47 zur Solenoidspule 30 führt, die ihrerseits
über eine Leitung 48 mit dem Schalter 36 bzw. der Stromquelle 3I verbunden ist.
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Zur Betätigung des Schalters 42 ist eine Zeitverzögerungseinrichtung
vorgesehen, welche an sich in beliebiger Art ausgebildet sein kann. Beispielsweise
kann hierfür ein Ölkatarakt, eine Luftbremse, eine hydraulisch-dynamische Bremse,
eine Schwungmassenbremse, eine Zeituhr beliebiger Art od. dgl. verwendet werden.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Ölkatarakt, welcher aus einem
Zylinder 49 besteht, in dem ein Kolben 5o unter der Wirkung einer Feder 5I nach
rechts und des Solenoidkernes 52 nach links verstellt wird. Die beiden Seiten des
Kolbens 50 stehen einerseits durch Bohrungen 53, 54 im Kolben 5o und andererseits
durch eine Umlaufleitung 55 miteinander in Verbindung. Zwischen den Bohrungen 53
und 54 ist ein Rückschlagventil 56 angeordnet, welches sich bei einer Verschiebung
des Kolbens 5o nach links öffnet und dadurch diesem Verschieben einen nur geringen
Widerstand entgegensetzt; beim Verschieben des Kolbens nach rechts wird dagegen
die Bohrung 53 durch das Ventil 56 geschlossen, so daß die im Zylinder 49 befindliche
Flüssigkeit (z. B. Öl) nur über die Leitung 55 nach der linken Kolbenseite gelangen
kann. Die Leitung 55 ist hierbei als Drosselleitung ausgebildet, indem sie entweder
selbst entsprechend eng ausgebildet ist oder eine besondere Drosselstelle 57 enthält,
die gegebenenfalls verstellbar ausgebildet sein bzw. in einem verstellbaren Gliede
58 angeordnet sein kann. Die Verstellung kann hierbei gegebenenfalls durch ein Gestänge
59 vom Fahrersitz aus vorgenommen werden.
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Der Schaft 6o des Kolbens 5o besitzt eine Schaltnut 6I, in welche
der Hebel 42 eingreift, um je nach der Verstellung des Kolbens 5o aus der einen
in die andere Endlage verschwenkt zu werden. Ferner ist am Kolbenschaft 6o eine
Nase 62 angebracht, hinter die eine einseitig abgeschrägte Klinke 63 greift, welche
durch eine Feder 64 aufwärts gedrückt wird und durch den Solenoidkern 65 bei Erregung
der Spule 4o nach abwärts gezogen werden kann.
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Des weiteren ist der Schalthebel 38 mit einem Solenoidkern
66 verbunden, der bei Unterstromsetzung der Spule 67 den Hebel 38 in die Schaltstellung
38' umlegt und dadurch die Leitung 37 mit einer Zweigleitung 68 der Leitung 32 verbindet.
Die Solenoidspule 67 steht hierbei einerseits durch die Leitung 69 mit dem Kontakt
I7 und andererseits durch die Leitung 70 mit dem Schalter 36 bzw. der Stromquelle
3I in Verbindung. Ferner kann eine die Verzögerungseinrichtung umgehende Leitung
7I vorgesehen sein, welche z. B. durch einen von Hand od. dgl. betätigten Schalter
72 an Stelle des Leitungsabschnittes 39 bis 47 in den Stromkreis eingeschaltet werden
kann.
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Das Aufwärtsschalten des Getriebes geschieht in folgender Weise: Es
werde angenommen, die Einrichtung befinde sich im dargestellten Zustande, d. h.
die Welle I laufe mit mittlerer Drehzahl um, während das Gaspedal 5 sich in Leerlaufstellung
L bzw. einer niederen Teillaststellung befindet. Das Reibrad 3 wird entsprechend
seiner oberen Stellung mit relativ großer Übersetzung (jedoch entsprechend der Drehzahl
der Welle I ebenfalls mit mittlerer Drehzahl), angetrieben. Die Reglergewichte 8
befinden sich hierbei noch in einer solchen Stellung, daß der Kontakt Io mit dem
Kontakt II in Berührung steht. Infolgedessen wird der Strom (vorausgesetzt, daß
der Schalter 36 geschlossen ist) über die Leitung 32 zur Solenoidspule 33 und von
dort über die Leitung 34 zur Spule 39 geleitet. Der Kolben 5o wird daher unter der
Zugwirkung des Solenoidkernes 52 seine gezeichnete linke Endstellung unter Spannung
der Feder 5I einnehmen, wobei die Klinke 63 den Kolben in dieser Endstellung festhält.
Durch die Unterstromsetzung der Spule 29 wird ferner der Solenoidkern 28 und damit
die Schaltstange I8 nach links bewegt, was einer Einschaltung des direkten, 3. Ganges
entspricht, wobei die Feder 2I durch den Bund 2o gespannt wird, während die Feder
22 sich gegen den Anschlag 23 abstützt. Die Kugel 26 ist in die Rast 24 der Schaltstange
eingerastet.
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Erhöht sich nunmehr die Drehzahl der Welle I (z. B. auf eine Drehzahl
entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit von über 45 bis 5o km/Std.) und damit bei
gleichbleibender Stellung des Gashebels 5 die Drehzahl der Welle 4, so schlagen
die Fliehgewichte 8 weiter nach außen aus, wodurch der Kontakt Io vom Kontakt II
gelöst und mit dem Kontakt I2 in Berührung gebracht wird. Der Strom fließt nunmehr
vom Kontakt I2 über die Leitung 37, den Schalthebel 38 und die Leitung 39 zur Solenoidspule
40 und von dort über 41, 42, 43, 44, 45 zur Solenoidspule 29. Da somit die Spule
29 unter Strom bleibt, wird zunächst keine Schaltbewegung der Schaltstange 18 bewirkt.
Durch die Unterstromsetzung der Spule 4o wird jedoch der Solenoidkern 65 angezogen
und damit die Klinke 63 aus ihrer Verzahnung mit der Nase 62 herausgezogen. Da die
Spule 33 nicht mehr unter Strom steht, kann die Feder 51 auf den Kolben 5o zu wirken
beginnen und diesen aus seiner linken Endstellung nach rechts zu bewegen suchen.
Hierbei schließt sich jedoch das Ventil 56, so daß die Flüssigkeit von der
rechten Kolbenseite nur über die Drosselstelle 57 auf die linke Kolbenseite verdrängt
werden kann. Die Verdrängung wird daher je nach der Stellung "des Drosselventils
58 mehr oder weniger schnell erfolgen. Beispielsweise kann eine Drosselung in einem
solchen Bereich vorgesehen sein, daß das Verdrängen der Flüssigkeit von rechts nach
links eine Zeitdauer zwischen 2 und 2o Sekunden beansprucht. Durch die Verstellung
des
Kolbens 5o wird der Schalter 42 nach 42' umgelegt, wobei er kurz vor Erreichen seiner
Endstellung die Kontaktplatte 44 verläßt und mit dem Kontakt 46 in Berührung gelangt.
Der über die Leitung 39 und die Spule 40 nach der Drehachse 41 des Schalters zugeführte
Strom wird infolgedessen nunmehr über die Leitung 47 zur Spule 30 und von dort über
die Leitung 48 zum Schalter 36 bzw. zur Stromquelle 3I zurückgeleitet. Es wird also
durch die Umschaltung die Spule 29 außer Strom und die Spule 3o unter Strom gesetzt.
Der Solenoidkern 28 wird nach rechts verschoben, was einer Verstellung der Schaltstange
I8 ebenfalls nach rechts bis in seine rechte Endstellung entspricht. Die Feder 2I
wird hierbei bis zu ihrem Anschlag in der Mittelstellung der Schaltstange entspannt,
während über diese Mittelstellung hinaus die Feder 22 ihrerseits gespannt wird.
Die Kugel 26 greift in dieser Endstellung in die Raste 25 ein. Hierdurch ist der
Schnellgang eingeschaltet.
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Bei vorzeitiger Unterbrechung des Aufwärtsschaltvorganges ergibt sich
folgende Wirkungsweise: Angenommen, durch die Belieferung der Spule 40 mit Strom
sei der Kolben 50 in Bewegung gesetzt und damit gewissermaßen das Kommando
zur Schaltung des Schnellganges gegeben worden. Es sei jedoch der Kolben 5o noch
nicht in seine Endstellung gelangt, der Kontakt 43 also noch in Verbindung mit dem
Kontakt 44. In der Zwischenzeit habe sich der Wagen, z. B. infolge Fahrt durch eine
Kurve, verlangsamt, die Drehzahl der Welle I bzw. der Welle 4 sei gesunken, so daß
der Kontakt Io wieder mit dem Kontakt II in Berührung gebracht wird. In diesem Augenblick
wird die Spule 33 wieder unter Strom gesetzt, während die Spule 4o außer Strom gesetzt
wird. Die Spule 29 bleibt unter Strom. Der Solenoidkern 52 zieht den Kolben 5o nach
links, wobei sich das Venti1 56 öffnet, so daß der Kolben fast augenblicklich wieder
seine linke Endstellung einnimmt. Die Klinke 63 wird hierbei durch die Abschrägung
der Nase 62 zurückgedrückt, so daß sie nach dem Vorbeigang der Nase den Kolben verriegeln
kann. Damit ist der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt. Während des gesamten
Vorganges blieb der dritte Gang eingerückt.
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Bisher wurde angenommen, daß das Gaspedal (bzw. das entsprechende
Regelglied) seine Stellung unverändert beibehalte. Die Schaltung ist jedoch nicht
nur von der Drehzahl der Welle I, sondern auch von der Stellung des Gaspedals abhängig.
Befindet sich das Gaspedal 5 in der Stellung L (Leerlauf oder niedrige Teillast),
so wird das Reibrad 3 mit hoher Übersetzung von der Reibscheibe angetrieben; die
Welle 4 wird demgemäß schon bei verhältnismäßig geringer Drehzahl der Welle I, d.
h. geringer Fahrgeschwindigkeit, mit hoher Drehzahl umlaufen, der Regler 7 also
die Umschaltung vom Kontakt II auf den Kontakt I2 schon bei geringen Fahrgeschwindigkeiten
vornehmen. Beispielsweise werde diese Umschaltung in der Stellung L des Gaspedals
bei einer Fahrgeschwindigkeit von 45 bis 50 km/Std. stattfinden und damit das Kommando
für die Überschaltung vom 3. (direkten) Gang auf den 4. Gang (Schnellgang) geben.
Wird das Gaspedal niedergetreten, so verschiebt sich das Reibrad 3 nach unten, die
Übersetzung zwischen 2 und 3 wird geringer, und die Welle I muß eine höhere Drehzahl
annehmen, um den Regler zum Ansprechen zu bringen. Je mehr also das Gaspedal niedergetreten
wird, um so höher liegt diejenige Fahrgeschwindigkeit des Wagens, bei welcher das
Umschalten vom 3. auf den 4. Gang bzw. das Kommandogeben hierfür vor sich geht.
In der Vollaststellung V des Pedals betrage diese Fahrgeschwindigkeit beispielsweise
7o bis 8o km/Std.
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Diese selbsttätige Schaltung mit »gleitender Skala« hat des weiteren
zur Folge, daß bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit oder Drehzahl der Welle
I ein Rückschalten der Gänge eingeleitet wird, wenn der höhere Gang eingeschaltet
ist und das Gaspedal aus der Stellung L in die Stellung V bzw. über eine der betreffenden
Fahrgeschwindigkeit zugeordnete Zwischenstellung übergeschaltet wird.
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Das Abwärtsschalten vollzieht sich in der nachfolgend beschriebenen
Weise: Der Schnellgang (4. Gang) sei eingerückt. Das Gaspedal 5 befinde sich in
einer Teillaststellung zwischen L und V bzw. in Vollaststellung V. Die Welle I läuft
mit einer Drehzahl um, welche einer Fahrgeschwindigkeit oberhalb von etwa 45 bis
5o km/Std. entspricht. Die Fliehgewichte 8 sind ausgeschlagen, die Kontakte Io und
I2 miteinander in Berührung. Der Strom fließt über Spule 4o, Kontakt 46 und Spule
3o. Der Kolben 5o befindet sich in der rechten Endstellung, desgleichen die Schaltstange
18. Sinkt nunmehr die Drehzahl der Welle I, so wird zu einem bestimmten Zeitpunkt
der Regler 7 die Kontakte Io und I2 wieder trennen und zugleich die Kontakte Io
und II in Verbindung bringen. Bei reibungsfreiem bzw. hysteresisfreiem Arbeiten
des Reglers und gleichbleibender Stellung des Gaspedals würde dieses bei der gleichen
Fahrgeschwindigkeit eintreten, bei welcher das Aufwärtsschalten aus dem 3. in den
4. Gang erfolgte, beispielsweise für Vollaststellung V bei 7o bis 8o km/Std. Infolge
der dem Verstellen des Reglers entgegenwirkenden Reibung wird das Rückwärtsschalten
jedoch erst bei einer mehr oder weniger niederen Drehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit
als das Aufwärtsschalten (d. h. mit Hysteresiswirkung) eintreten. Ein solches verspätetes
Rückschalten ist indessen auch erwünscht, damit beim Fahren in der Nähe der für
das Schalten maßgebenden Grenzgeschwindigkeit ein ständiges Hinundherschalten zwischen
den Gängen - wenn auch mit Verzögerung des .Aufwärtsschaltens - vermieden wird.
Um die Hysteresiswirkung zu verstärken, kann z. B. im Regler bzw. in den vom Regler
zu verstellenden Teilen ein absichtlicher Reibungsschluß od, dgl: vorgesehen sein.
Beispielsweise können in den Gelenken der Fliehgewichte unter Federdruck stehende
Reibscheiben angeordnet,
oder es kann die Muffe 9 mit Rasten einer
Rasteinrichtung (etwa ähnlich den Teilen 25, 26, 27) versehen werden, welche einrastet,
wenn der Kontakt Io mit dem Kontakt I2 in Berührung gebracht worden ist und welche
einem Trennen dieser Kontakte einen bestimmten, gegebenenfalls regelbaren Widerstand
entgegensetzt. Erfolgte das Aufwärtsschalten bei 7ö bis 8o km/Std., so kann das
Abwärtsschalten (bei gleicher Stellung des Gaspedals, z. B. in Stellung V) beispielsweise
bei 6o bis 7o km/Std. oder noch geringeren Fahrgeschwindigkeiten erfolgen. Durch
Schalten auf Kontakt II werden die Spulen 33 und 29 unter Strom gesetzt und dadurch
der Kolben 5o und die Schaltstange I8 nach links, III, verstellt, was ohne Verzögerung
geschieht.
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Um ein Einschalten des niederen Ganges auch dann vornehmen zu können,
wenn die Fahrgeschwindigkeit so hoch ist, daß auch bei Vollast der niedere Gang
sich nicht automatisch einschaltet, kann z. B. das Gaspedal über die Vollaststellung
V hinaus niedergetreten werden. Die Drehzahl des Reglers kann dadurch so weit herabgesetzt
werden, daß auf jeden Fall in den niederen Gang übergeschaltet wird. Statt dessen
kann aber auch durch das Übertreten des Gaspedals eine unmittelbare Schaltung des
niederen Ganges veranlaßt werden, beispielsweise dadurch, daß die Spule 67 unter
Strom gesetzt bzw. der Schalter 38 in die Stellung 38' oder ein ähnlicher Schalter
umgeschaltet wird.
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Im übrigen geschieht das Abwärtsschalten entsprechend dem Aufwärtsschalten
ebenfalls mit »gleitender Skala«. Je mehr das Gaspedal niedergetreten ist, um so
höher wird die Grenzgeschwindigkeit sein, bei welcher die Umschaltung von dem höheren
in .den niederen Gang (insbesondere vom Schnellgang in den direkten Gang) erfolgt.
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Damit nun bei zurückgenommenem oder auf geringe Teillast eingestelltem
Gaspedal die Fahrgeschwindigkeit, bei welcher die Umschaltung auf den niederen Gang
stattfindet, nicht zu tief liegt (z. B. unterhalb 45 km/Std.) und dadurch der Wagen
»steif« wird, ist der Zusatzregler I3, I4 vorgesehen, welcher unabhängig von der
Stellung des Gaspedals arbeitet. Die das Fliehgewicht 14 belastende Feder sei beispielsweise
derart eingestellt, daß bei einer Drehzahl der Welle I, welche einer Fahrgeschwindigkeit
von 45 km/Std. entspricht, der Kontakt I6 gerade auf den Kontakt I7 stößt und damit
einen Stromkreis über die Spüle 67 schließt. Der Solenoidkern 66 wird angezogen
und der Schalter 38 in die Stellung 38' übergeschaltet. Das hat zur Folge, daß der
durch den Kontakt I2 abgenommene Strom statt über die Spulen 4o und 3o nunmehr über
die Spulen 33 und 29 geleitet wird, die Wirkung also die gleiche ist, als ob der
Regler in diesem Augenblick den Kontakt Io von I2 auf II übergeschaltet habe. Es
wird demnach unabhängig davon, welche Stellung auch das Gaspedal 5 einnimmt, in
jedem Falle bei Unterschreitung der vorherbestimmten Fahrgeschwindigkeit (z. B.
45 km/Std.) der niedere Gang eingeschaltet. Um, z. B. auf der Landstraße, die Verzögerung
des Schaltvorganges ausschalten zu können, kann ferner eine die Verzögerungseinrichtung
umgehende Leitung 71 vorgesehen sein, welche z. B. von Hand vom Armaturenbrett aus
oder in anderer geeigneter Weise durch einen Schalter 72 in den Stromkreis eingeschaltet
werden kann. Beim Umschalten des Schalters 72 in die Stellung 72' fließt der Strom,
sobald der Fliehkraftregler auf den Kontakt I2 umgeschaltet hat, über die Leitungen
37 und 7I unmittelbar zur Spule 30, so daß der Leitungsabschnitt zur Betätigung
der Verzögerungseinrichtung (39 bis 47) stromlos bleibt und der 4. oder Schnellgang
unmittelbar eingeschaltet (bzw. vorgewählt) wird.
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Statt eine Abhängigkeit der Schaltung von der Stellung des Gaspedals
bzw. eines entsprechenden Regelgliedes für den Motor vorzusehen, kann die Schaltung
auch in Abhängigkeit von einer anderen Größe erfolgen, welche sich als Funktion
des Motordrehmoments ändert. Am zweckmäßigsten wäre hierbei ein Drehmomentanzeiger,
welcher unmittelbar auf das Drehmoment des Motors bzw. auf das an der Antriebswelle
des Wagens herrschende Drehmoment anspricht, beispielsweise' eine in die Antriebswelle
des Kraftfahrzeuges eingeschaltete, das Drehmoment selbst übertragende Vorrichtung.
Statt dessen kann jedoch auch beispielsweise der Unterdruck des Motors oder dergleichen
benutzt werden.
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Statt eine Drehzahlregelung der Reglerwelle 4 vorzunehmen, kann das
Gaspedal bzw. der entsprechend vorgesehene Drehmomentanzeiger auch auf eine Einrichtung
wirken, welche zwischen Regler und Schaltglied zwischengeschaltet ist, so daß der
Regler mit konstanter Übersetzung umlaufen kann, seine Regelwirkung jedoch je nach
Drehmoment bzw. Drehmomentanforderung verstärkt oder abgeschwächt wird und dadurch
den eigentlichen Schaltvorgang bei niederer oder höherer Drehzahl des Reglers eintreten
läßt.
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Es kann ferner die Automatik der Schaltung auch so ausgebildet sein,
daß nur das Aufwärtsschalten aus einem niederen in einen höheren Gang »mit gleitender
Skala« also in Abhängigkeit von Drehmoment bzw. Drehmomentanforderung, erfolgt,
das Abwärtsschalten dagegen jeweils nur bei einer gleichbleibenden oder im wesentlichen
gleichbleibenden Fahrgeschwindigkeit (z. B. bei 45 bis 5o km/Std.) stattfindet.
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Statt elektrisch kann die Schaltung auch mechanisch, hydraulisch,
pneumatisch oder auch in beliebig anderer Weise, z. B. unter Verwendung kombinierter
Schaltmittel oder Schaltweisen, erfolgen. Statt einer automatischen Schaltung nur
zwischen dem zweithöchsten und höchsten Gang bzw. zwischen dem direkten und dem
Schnellgang, kann auch eine automatische Schaltung für mehrere oder sämtliche Gangwechsel
vorgesehen sein. Die Einrichtung zur Ausführung der übrigen Gangwechsel kann hierbei
derjenigen für den Gangwechsel zwischen den beiden oberen Gängen entsprechen. Gegebenenfalls
können auch die einzelnen Einrichtungen,
wie z. B. der Regler, gleichzeitig
mehrere oder alle Gangwechsel bewirken bzw. vermitteln, indem ein stufenweises Inwirkungtreten
dieser Einrichtungen ermöglicht ist.
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Beim Einschalten niederer Gänge wird es unter Umständen erforderlich
sein, die Schaltstange 18 in eine mittlere neutrale Stellung zu bringen. Das geschieht
beispielsweise durch Öffnen des Schalters 36 oder durch Unterbrechung des Stromkreises
in sonstiger Weise. Die Spulen 29 und 30 werden hierdurch stromlos und die
Schaltstange 18 kann sich unter der Wirkung der Federn 2I, 22 in ihre mittlere neutrale
Lage einstellen, in welcher sich der Bund 2o innerhalb des Anschlages 23 befindet.