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Selbsttätig wirkende elektrische Schaltvorrichtung für elektromagnetisch
gesteuerte Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Sie betrifft
im einzelnen elektromagnetisch betätigte Wechselgetriebe.
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Bei einem derartigen elektromagnetischen Wechselgetriebe bestimmt
die Schließung eines oder mehrerer Stromkreise die mechanischen Bedingungen, die
einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang des Wechselgetriebes
entsprechen.
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Es sind bereits verschiedene elektrische .Schaltvorrichtungen für
Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekanntgeworden, bei denen die
Elektromagnete über eine Reihe drehzahlabhängiger und nacheinander wirkender Fliehkraftkontaktschalter
erregt werden.
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Meistens werden derartige Fliehkräftregler durch mechanische Übertragungsglieder
(biegsame Wellen, Zahnräder usw.) gesteuert. Diese mechanischen Übertragungsglieder
sind erfahrungsgemäß bei längerem Betrieb einer gewissen Abnutzung unterworfen,
so daß ein dauernd genaues Arbeiten dieser Einrichtungen nicht gewährleistet ist.
Außerdem brauchen sie ziemlich viel Platz und sind deshalb schwer in einem Kraftfahrzeug
unterzubringen. Werden Fliehgewichtsregler verwendet,
so benötigen
diese eine eigene senkrechte Drehwelle.
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Es ist auch schon eine Schaltvorrichtung bekanntgeworden, bei der
mehrere Fliehkraftschalter, die je eine entweder durch Federkraft an ein inneres
Kontaktstück oder durch Fliehkraft an ein äußeres Kontaktstück gedrückte Kontaktfeder
aufweisen, auf der getriebenen Welle angeordnet sind. Hierbei werden bei n Gängen
im Wechselgetriebe n-I Fliehkraftschalter verwendet. Jede Fliehkontaktvorrichtung
ist als Fliehkraftwechselkontakt ausgebildet, der in seinen Endstellungen je einen
Stromkreis von zwei über einen Wechselkontakt verbundenen, in der Ruhestellung des
Wechselkontaktes hintereinandergeschalteten Relais schließt, wobei der Wechselkontakt
von dem ersten Relais umgelegt wird, so daß der Stromkreis des zweiten Relais unterbrochen
und der auf diese Weise erzeugte Stromkreis auf einen weiteren, den Schaltmagnetstromkreis
der Getriebestufe bildenden Stromkreis übertragen wird.
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Es ist hier für jeden Fliehkraftschalter eine eigene auf der Welle
angeordnete Scheibe vorgesehen. Wie sich aus der vorstehenden -Beschreibung ergibt,
sind die elektrischen Schaltvorrichtungen, die mit den -Fliehkraftschaltern verbunden
sind, zu kompliziert, um zu ermöglichen, daß eine selbsttätige Umschaltung sowohl
bei der Zunahme wie bei der Abnahme der Drehzahl erfolgt.
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Demgegenüber zeichnet sich die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung
durch große Einfachheit, gedrängte Bauweise, leichte Einstellmöglichkeit und präzises
Arbeiten trotz billiger Herstellung aus.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das innere Kontaktstück
eines jeden der auf einer gemeinsamen Tragscheibe angeordneten Fliehkraftschalter
an die Spule eines entsprechenden Elektromagnets für die Gangschaltung und das äußere
Kontaktstück des letzten Schalters an die Spule eines weiteren Elektromagnets angeschlossen
ist, während die Kontaktfeder des ersten Schalters mit einer elektrischen Stromquelle
und die Kontaktfedern der übrigen Schalter mit dem äußeren Kontaktstück des jeweils
vorhergehenden Schalters verbunden sind.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der bewegliche Kontakt
des ersten Umschalters in an sich bekannter Weise von einer geeigneten Stromquelle
aus über Ausschaltkontakte gespeist. Dies gestattet im Bedarfsfall die Aüßerbetriebsetzung
der automatischen Betätigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise um
das Fahrzeug normal mit dem gewöhnlichen Gangschalthebel zu fahren oder auch um
in den Leerlauf überzugehen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsart arbeiten die Umschalter nach
dem an sich bekannten, sogenannten Alles-oder-nichts.-Prinzip, d. h., der bewegliche
Kontakt kann nur eine oder die andere von zwei Grenzstellungen einnehmen. Dies gestattet
es, den Übergang von einer Stufe zur anderen bei genau einzustellenden Werten der
Rotationsgeschwindigkeit des oder der sich drehenden, die Umschalter tragenden Organe
zu bewerkstelligen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsart wird der bewegliche Kontakt
jedes Umschalters durch eine elastische Zunge gesteuert, die .frei tragend auf dem
den Umschalter tragenden Organ befestigt und deren freies Ende der Wirkung der Zentrifugalkraft,
die von der Rotation des erwähnten Organs herrührt, unterworfen ist. Zweckmäßig
verwendet man »Springschalter«, die eine große Empfindlichkeit haben. Nach einer
zusätzlichen Anordnung sind Mittel vorgesehen, um die Spannung der elastischen Zungen
in geringem Maße zu verändern. Dadurch können die Umschalter so eingestellt werden,
daß sie bei einer etwas größeren oder geringeren Rotationsgeschwindigkeit ansprechen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die auf Wirkung
der Zentrifugalkraft ansprechende elastische Zunge, anstatt direkt an dem beweglichen
Kontakt des Umschalters anzuliegen, mit diesem über eine Gabel verbunden und liegt
entweder am einen oder am anderen Zinken der Gabel an. Bei dieser Anordnung wird
der Umschalter bei einer ersten bestimmten Rotationsgeschwindigkeit des den Umschalter
tragenden rotierenden Organs in einem Sinne betätigt und bei einer zweiten bestimmen,
von der ersten verschiedenen Rotationsgeschwindigkeit im anderen Sinne.
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Nach einer zusätzlichen Anordnung sind Mittel vorgesehen, um die Stellung
der Gabelzinken einzustellen, so daß man die beiden Rotationsgeschwindigkeiten,
bei denen der Umschalter anspricht, einstellen kann.
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Eine andere Ausführungsart der Erfindung betrifft eine automatische
Steuervorrichtung der beschriebenen Art, aber in doppelter Ausführung, d. h. mit
zwei Sätzen von Umschaltern ausgerüstet, die auf die Zentrifugalkraft ansprechen.
Hierbei sind die Umschalter des einen Satzes derart eingestellt, daß sie einen Schaltbereich
für die Geschwindigkeitsstufen ergeben, der einer weichen Bedienung entspricht;
während die Umschalter des anderen Satzes so eingestellt sind, daß sie einen zweiten
Schaltbereich ergeben, der einer gröberen Bedienung entspricht. Hierdurch kann die
Anordnung beispielsweise einem Kraftfahrzeug so angepaßt werden, daß der Wagen durch
kräftiges Gasgeben rasch hochgezogen werden kann.
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Bei dieser Ausführungsart kann der Übergang vom einen zum anderen
Schaltbereich durch einen einfachen Wechselschalter bewirkt werden, beispielsweise
einen handbetätigten Schalter, dessen beweglicher Kontakt von der Stromquelle gespeist
wird und dessen beide festen Kontakte jeweils die erwähnten beiden Umschaltersätze
speisen.
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Jedoch ist es insbesondere gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, zu diesem Zweck einen Alles: oder-nichts-Umschalter zu verwenden, beispielsweise
einen Springschalter mit
Vorzugslage, dessen Ruhelage dem weicheren
Schaltbereich entspricht, wobei der Übergang des Umschalters in seine andere, dem
anderen Schaltbereich entsprechende Lage vom Gaspedal des Fahrzeugs aus bewirkt
wird.
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Die Erfindung ist insbesondere auch für die elektromagnetischen Wechselgetriebe
bestimmt, die unter dem Namen »Cotal« bekannt sind.
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Nachfolgend sind an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben. Es zeigt Fig. I in schematischem Schnitt eine automatische
Steuervorrichtung gemäß der Erfindung und das Prinzipschaltbild eines elektromagnetischen
Systems für ein Vierganggetriebe, das durch diese Anordnung gesteuert werden soll,
Fig. 2 eine Teilansicht in schaubildlicher Darstellung eines zweipoligen Springschalters,
der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, Fig. 3 im Achsenschnitt
ein »Cotal«-Getriebe für vier Gänge und einen Rückwärtsgang, das mit einer erfindungsgemäßen
Anordnung zur automatischen Steuerung ausgerüstet ist, Fig. 4 in schematischem Achsenschnitt
ein anderes Wechselgetriebe für acht Gänge, das mit einer automatischen Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, Fig. 5 und 6 in Draufsicht und im Schnitt gemäß
Linie 6-6 der Fig. 5 die automatische .Steuervorrichtung der Fig. I, Fig.7 eine
andere Ausführungsart eines Umschalters der automatischen Steuerungsvorrichtung
gemäß der Erfindung, bei der der Übergang zu einer höheren Stufe und die Rückkehr
zur Ausgangsstufe bei zwei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten des rotierenden
Tragorgans vor sich gehen, Fig.8 eine Einzelansicht des Betätigungshebels für den
beweglichen Kontakt nach Fig. 7, Fig. 9 ein Schaltbild einer automatischen Doppelsteuervorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. Io die Draufsicht einer Ausführungsart der Vorrichtung
nach Fig. 9 und Fig. II in schematischer Darstellung eine Steuerungsart für eine
Anordnung nach Fig. 9 oder Io vom Gaspedal aus.
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In Fig. I sind bei 1, a und 3 drei Springumschalter dargestellt, die
auf derselben rotierenden Tragscheibe 8 befestigt sind. Jeder dieser Umschalter
enthält einen beweglichen Kontakt m, der von einem Stößel 9 betätigt wird. Dieser
wird im Normalzustand durch eine federnde Zunge Io, die bei II frei tragend auf
der Tragscheibe 8 befestigt ist, derart festgehalten, daß er den beweglichen Kontakt
m in der in Fig. I ausgezogen gezeichneten Stellung hält. Bei diesem Beispiel haben
die Umschalter I, a und 3 eine bevorzugte Lage, d. h., wenn auf den Stößel 9 keine
Kraft ausgeübt wird, hält sich der entsprechende bewegliche Kontakt m durch seine
eigene Elastizität und seine besondere Formgebung in der Stellung, die in Fig. I
gestrichelt gezeichnet ist. Bei dieser Anordnung entferne bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit
der Tragscheibe 8 die auf die Feder Io wirkende Zentrifugalkraft diese vom Stößel
9, und der Umschalter schlägt plötzlich in die gestrichelt gezeichnete Stellung
um.
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Zur bequemeren Kennzeichnung der Umschalter und ihrer Kontakte sind
die Umschalter durch die Ziffern 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 bezeichnet, der bewegliche
Kontakt jedes Umschalters mit dem Index in und die festen Kontakte jedes Umschalters
mit den Indizes a, b, c, d.
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In Fig. I liegt der bewegliche Kontakt m jedes Umschalters in der
ausgezogen gezeichneten Stellung an einem festen Kontakt a und in der strichpunktierten
Stellung an einem Kontakt b an.
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12 bedeutet den Drehkontakt eines Handumschalters mit sieben Stellungen,
dessen feste Kontakte, die durch die Bezugszeichen R, O, I, II, III, IV und 13 bezeichnet
sind, dem Rückwärtsgang, dem Leerlauf, dem 1., a., 3. und 4. Vorwärtsgang bei Handsteuerung
des Wechselgetriebes und dessen Kontakt 13 der Betätigung der erfindungsgemäßen
automatischen Steuerungseinrichtung entsprechen. Das Zeichen 14 bedeutet eine Sp@isebatterie.
1', a', 3', 4' und R' bezeichnen die fünf elektromagnetischen Vorrichtungen, die
in dem dargestellten Beispiel je durch einen einzigen Elektromagnet symbolisiert
sind, jedoch, wie in der Einleitung ausgeführt, irgendeine elektromagnetische Kombination
enthalten können und die es gestatten, jeweils die mechanischen Bedingungen des
Wechselgetriebes herzustellen, welche den vier Vorwärtsgängen und dem Rückwärtsgang
entsprechen.
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Der bewegliche Kontakt Im des ersten Umschalters I wird vom festen
Kontakt 13 des Handumschalters gespeist. Die festen Kontakte Ia, 2a, 3a und 3b sind
jeweils mit den Erregerspulen der Elektromagnete 1', 2', 3' bzw. 4' verbunden. Der
Festkontakt Ib ist mit dem beweglichen Kontakt 2m des zweiten Umschalters 2 verbunden
und der Festkontakt a b mit dem beweglichen Kontakt 3 m des dritten Umschalters
3.
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Ein mit einer solchen automatischen Steuerungsvorrichtung versehenes
Wechselgetriebe arbeitet folgendermaßen: Wenn man den Drehkontakt 12 auf eine der
Stellungen R, O, I, II, III oder IV einstellt, bewirkt man die Erregung der Elektromagnete
R', l', 2', 3' bzw. 4' wie bei einem gewöhnlichen elektromagnetischen Geschwindigkeitswechselgetriebe.
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Stellt man dagegen den Drehkontakt 12 auf den festen Kontakt 13, so
tritt die automatische Steuerung folgendermaßen in Tätigkeit: Es sei zunächst angenommen,
daß das sich drehende Organ 8 in Ruhe ist, wie in Fig. I dargestellt. Die Schließung
des Kontaktes 1a-13 bewirkt die Erregung des Eliektromagnets i' über den folgenden
Stromkreis: Batterie 14 Kontakt 12-13 des Handumschalters, Kontakt i w-i a, Elektromagnet
i', Batterie 14. DerElektromag;-et i' wird erregt, und das Getriebe schaltet auf
den i. Gang. Das rotierende Organ 8, das beispielsweise
mit den
Rädern des Fahrzeugs verbunden ist, beginnt sich zu drehen. Wenn man den Fahrzeugmotor
beschleunigt, _wird die Rotationsgeschwindigkeit der Tragscheibe 8 ebenfalls beschleunigt.
Die Vorspannungen der federnden Zungen Io der drei Umschalter sind so eingestellt,
daß die Umschalter I, 2, 3 nacheinander in dieser Reihenfolge betätigt werden, wenn
die Rotationsgeschwindigkeit des Organs g zunimmt, und daß sie nacheinander in der
Reihenfolge 3, 2, I in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
abnimmt. Folglich bewegt sich die Zunge Io des Umschalters I nach außen, wenn die
Rotationsgeschwindigkeit des Organs 8 einen ersten vorbestimmten Wert beispielsweise
durch eine Beschleunigung des Motors erreicht, und der Kontakt im, der, wie oben
angegeben, seine Vorzugsstellung in der in Fig. I strichpunktiert dargestellten
Lage hat, schlägt plötzlich vom Kontakt I a zum Kontakt I b um. Der vorher hergestellte
Stromkreis wird unterbrochen und infolgedessen der Elektromagnet I' aberregt. Dagegen
wird nun ein Erregerkreis für den Elektromagnet 2', wie folgt, hergestellt: Batterie
I4, Kontakt I2-I3 des Handumschalters, Kontakt I m-I b, Kontakt 2 m-2 a, Elektromagnet
2', Batterie I4. Der Elektromagnet 2' wird erregt, und das Wechselgetriebe schaltet
den 2. Gang ein. Wenn man die Rotationsgeschwindigkeit der Tragscheibe 8 weiter
steigert, wird der Umschalter 2 seinerseits betätigt, der vorher eingestellte Kreis
wird unterbrochen, der Elektromagnet 2' wird aberregt, und der Elektromagnet 3'
seinerseits wird über den folgenden Kreis erregt: Batterie I4, Kontakt 12-I3 des
Handumschalters, Kontakt I m-I b, Kontakt 2 m-2 b, Kontakt 3 m-3 a, Elektromagnet
3', Batterie I4. Der Elektromagnet 3' wird erregt, und das Wechselgetriebe schaltet
den 3. Gang ein.
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Wenn schließlich die Rotationsgeschwindigkeit der Tragscheibe 8 noch
mehr zunimmt, wird der Umschalter 3 seinerseits betätigt, wobei die vorhergehenden
Umschalter 2 und I ebenfalls in Tätigkeit bleiben, der vorher hergestellte Kreis
wird am Kontakt 3 m-3 a unterbrochen, der Elektromagnet 3' wird aberregt und ein
Erregerkreis für den Elektromagnet 4' folgendermaßen hergestellt: Batterie I4, Kontakt
I2-I3 des Handumschalters, Kontakt I m-I b, Kontakt 2 m-2 b, Kontakt 3 m-3 b, Elektromagnet
4, Batterie 14. Der Elektromagnet 4' wirderregt, uald das Geüriebe schaltet den
4. Gang-ein.
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Die beschriebene Steuervorrichtung gestattet also die automatische
aufeinanderfolgende Einschaltung der einzelnen Geschwindigkeitsstufen abhängig von
'der Rotationsgeschwindigkeit eines sich drehenden Organs.
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Derselbe Prozeß der aufeinanderfolgenden Aberregung und Erregung der
Elektromagnete 4', 3', 2', I' geht im umgekehrten Sinne vor sich, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
der Tragscheibe 8 abnimmt. Wie ersichtlich, erfolgt die Herstellung und Unterbrechung
der Verbindungen rein mechanisch und unabhängig vom Vorhandensein oder der Abwesenheit
eines Stromes in den Kreisen. Wenn also die Tragscheibe 8 beispielsweise sich mit
einer . solchen Geschwindigkeit dreht, daß der Kreis für den 2. Gang hergestellt
ist und der Drehkontakt I2 nicht auf dem festen Kontakt I3 - steht, d. h., wenn
beispielsweise das Fahrzeug willkürlich geführt wird, werden die mechanischen Bedingungen,
die dem 2. Gang entsprechen, unverzüglich in dem Augenblick eingestellt, in dem
man den Drehkontakt I2 auf den festen Kontakt I3 bringt. In jedem Fall bereitet
die erfindungsgemäße automatische Steuerung die angemessene Geschwindigkeitsstufe
in Abhängigkeit von der Rotation der Tragscheibe 8 vor; auch wenn man nicht mit
automatischer Steuerung fährt, und diese Stufe wird augenblicklich eingeschaltet,
sobald man zur automatischen Steuerung übergeht.
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In Fig. 5 und 6 ist eine praktische Ausführungsform der automatischen
Steuerung dargestellt, die in Fig. I schematisch gezeigt wurde. Die Stromzuführung
zu den auf dem rotierenden Organ 8 sitzenden Umschaltern I, 2, 3 wird über einen
Kollektor I5 bewerkstelligt. Dessen Schleifringe I6, I7, I8, I9, 2o arbeiten mit
den festen Bürsten 2I, 22; 23, 24 und 25 zusammen, die mit dem festen Kontakt I3
des Handumschalters bzw. mit den Erregerwicklungen der Elektromagnete I', 2'. 3',
4' verbunden sind. Jeder der Schleifringe I6 bis 2o des Kollektors I5 hat Kontakt
mit einer Schraube, wie sie in. 27 dargestellt ist. Ihr Kopf bildet eine von der
rotierenden Tragscheibe 8 getragene Klemme. Diese fünf Klemmen, die in Fig. 5 mit
26, 28, 29, 3o und 3I bezeichnet sind, sind mit dem beweglichen Kontakt Im bzw.
mit den festen Kontakten Ia, 2a, 3a, 3b verbunden. Die jedem Schleifring zugeordnete
Schraube 27 ist in ihn eingeschraubt und geht frei durch Löcher in den anderen Schleifringen
hindurch, die sie durchqueren muß, wobei die Löcher mit isolierenden Buchsen, wie
in 32 angedeutet, versehen sind. Ferner sieht man in Fig. 5 und 6 bei 33 Anschläge,
welche die Verlagerung der federnden Zungen Io nach außen unter der Wirkung der
Zentrifugalkraft begrenzen. 34 sind Stellschrauben zur Einstellung der Vorspannung
der federnden Zungen Io auf die gewünschten drei Auslösegeschwindigkeiten der entsprechenden
Umschalter.
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Fig.2 zeigt einen zweipoligen Umschalter, der in der automatischen
Steuervorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann, wenn man für jede Stellung
jedes Umschalters zwei Kontakte an Stelle eines einzigen einstellen will. Natürlich
könnte man ebensogut vielpolige Umsclalter verwenden für den Fall, daß die Kompliziertheit
des zu steuernden elektromagnetischen Systems dies erfordert. In der in Fig. 2 gezeigten
Stellung stellt der zweipolige Umschalter eine Verbindung zwischen einer Eingangsklemme
35 und zwei Ausgangsklemmen 36, 37 her. In der anderen Stellung werden die beiden
Verbindungen 35-36 und 35-37 unterbrochen und dafür zwei andere Verbindungen 35-38
und 35-39 hergestellt.
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Das in Fig.3 dargestellte »Cotal«-Getriebe besitzt einen Elektromagnet
Ar, der bei allen Vorwärtsgängen
erregt werden muß, und vier Elektromagnete
I', 2', 3', 4, die jeweils gleichzeitig mit dem Elektromagnet M' erregt werden,
um die mechanischen Bedingungen herzustellen, die dem 1., 2., 3. und 4. Gang entsprechen.
Bei diesem Getriebe wird der Rückwärtsgang durch gleichzeitige Erregung der Elektromagnete
I' und 4' eingeschaltet. Die diesem Getriebe angepaßte Ausführungsart der erfindungsgemäßen
automatischen Steuervorrichtungen umfaßt wie vorher drei von einem einzigen rotierenden
Organ getragene Umschalter 1,2, 3, aber der Handumschalter hat zwei Dreharme 12
a und 12 b, die sich diametral gegenüberstehen, und vierzehn feste Kontakte anstatt
sieben wie in Fig. I. Wie in der letzteren Figur sind die festen Kontakte, mit denen
der Arm i2 a des Drehkontaktes zusammenwirkt, mit R, O, I, II, III, IV und 13 bezeichne.
Die den festen Kontakten R und O gegenüberliegenden festen Kontakte sind mit Ra
und 0a bezeichnet, und die fünf anderen festen Kontakte sind miteinander verbunden
und gemeinsam mit M bezeichnet. Im übrigen arbeitet die Anordnung ebenso wie in
Fig. I. Der beschriebene Drehumschalter gestattet es, bei Handbetätigung den Elektromagnet
M' gleichzeitig mit einem der Elektromagnete I', 3', 4' zu erregen, auf den Kontakten
O und Oa keine Erregung hervorzurufen, was dem Leerlauf entspricht, sowie auf den
Kontakten R und Ra gleichzeitig die Elektromagnete I' und 4' zu erregen, was dem
Rückwärtsgang entspricht, und schließlich bei automatischer Betätigung dank der
Gegenwart der Arme 12 a und 12 b über die Kontakte 13 und M gleichzeitig den Elektromagnet
M' und unter Einwirkung des automatischen Steuersystems auf die bei Fig. I beschriebene
Art einen der Elektromagnete 1', 2', 3' und 4' je nach der Rotationsgeschwindigkeit
der "Tragscheibe 8 zu erregen.
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Bei der Ausführungsart gemäß Fig.4 enthält das Wechselgetriebe, das
ebenfalls einer bekannten Bauart entspricht, sechs Elektromagnete A, B, C,
D, E, F, und die aufeinanderfolgenden gleichzeitigen Erregungen dieser Elektromagnete
erlauben die Einstellung von acht Vorwärtsgängen: I. Gang B+E, 5. Gang B+D, 2. Gang
A +E, 6. Gang A+D, 3. Gang B+F, 7. Gang B+C, 4. Gang A +F, B. Gang
A+ C.
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In dieser Figur ist nur die automatische Steuerung dargestellt, die
bei Schließung eines Schalters 40 vor sich geht, wobei die Handsteuerung nach Öffnung
des Ausschalters 4o beispielsweise wie in Fig. I erfolgen kann. Ferner sind der
besseren Übersichtlichkeit halber die Rückleitungen bzw. Verbindungen mit Masse
der Elektromagnete A bis F nicht eingezeichnet. Bei dieser Ausführungsform werden
sieben zweipolige Umschalter verwendet, die beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte
Bauart haben können und von denen die drei ersten auf einer rotierenden Tragscheibe
8 a und die vier anderen auf einer zweiten rotierenden Tragscheite 8 b angebracht
sind. Zur Vereinfachung sind die beiden Tragscheiben 8 a und 8 b auf die Abtriebswelle
41 des Getriebes aufgekeilt dargestellt, aber man kann auch andere rotierende Organe
des Fahrzeugs heranziehen, die sich auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen
können, wenn sie nur an der Umdrehung der das Fahrzeug antreibenden Räder oder entsprechenden
Mittel teilnehmen, und. die verschiedenen Umschalter können auf jede beliebige Weise
auf ein oder mehrere rotierende Organe dieser Art verteilt werden. In der Praxis
wird man Organe wählen, die sich mit Geschwindigkeiten drehen, die mit einem empfindlichen
Arbeiten der Federzungen Io der von diesen Organen getragenen Umschalter verträglich
sind.
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Im oberen Teil der Fig. 4 ist eine Schaltung gezeigt, die es gestattet,
nacheinander in dem Maße, wie die Geschwindigkeit der Tragscheiben 8 a; 8 b zunimmt,
die erwähnten, den acht Vorwärtsgängen entsprechenden Kombinationen herzustellen.
Der Strom tritt über den Kontakt I m ein. Die Kontakte Ia und 2a sind parallel an
den Elektromagnet E gelegt. Die Kontakte 3 a und 4a sind parallel mit dem Elektromagnet
F verbunden, ebenso die Kontakte 5 a und 6 a mit dem Elektromagnet D und
die Kontakte 7 a und -7 d mit dem Elektromagnet C. Die Kontakte 1
c, 3 c, 5 c und 7 c sind parallel mit dem Elektromagnet B verbunden. Die Kontakte
i b, 2 b, 3 b, 4 b, .5 b und 6 b stehen jeweils mit dem folgenden beweglichen
Kontakt 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 6 m und 7 m in Verbindung,
und die Kontakte 2 c, 4 c, 6 c und 7 b liegen parallel an dem Elektromagnet A. Die
Anordnung arbeitet wie folgt: Wenn die Tragscheibe 8a sich nicht oder mit einer
Geschwindigkeit dreht, die kleiner als eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit ist,
sind die verschiedenen beweglichen Kontakte i m bis 7 m alle in der ausgezogen
dargestellten Lage, so daß bei Schließung des Schalters 40 in diesem Augenblick
die Elektromagnete B und E gleichzeitig über folgende Kreise erregt werden: Für
den Elektromagnet B: Batterie, Schalter 40, Kontakt i 4-i c, Elektromagnet
B, Erde. Für den Elektromagnet E: Batterie, Schalter 4o, Kontakt i m-i a,
Elektromagnet E, Erde. Wenn die Tragscheibe 8 a die erwähnte erste vorbestimmte
Geschwindigkeit erreicht, wird der Umschalter i plötzlich betätigt, und sein beweglicher
Kontakt im schlägt plötzlich von der ausgezogen gezeichneten Stellung in die strichpunktierte
Stellung um. Die vorher eingestellten Kreise werden unterbrochen, der Elektromagnet
B wird aberregt, aber der Elektromagnet E bleibt erregt, und ein Erregerkreis für
den Elektromagnet A wird wie.folgt hergestellt: Für den Elektromagnet A: Batterie,
Schalter 4o, Kontakt i m-i b, Kontakt 2 m-2 c, Elektromagnet A, Erde. Für den Elektromagnet
E: Batterie, Umschalter 4o, Kontakt i +-i b, Kontakt 2 m-2 a, Elektromagnet E, Erde.
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Die Erregerkreise, welche den anderen Kombinationen entsprechen, die
eine Einschaltung der sechs anderen Vorwärtsgänge erlauben, stellen sich
ebenso
her, wenn die Umschauer 2, 3, 4, 5, 6, 7 nacheinander aus der ausgezogen gezeichneten
Stellung in die strichpunktierte Stellung umschlagen, wobei die Herstellung jeder
Kombination gleichzeitig die vorhergehende Kombination zerstört.
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In der in Fig. 7 und 8 dargestellten abgeänderten Ausführungsform
wird das freie Ende der elastischen Zunge Io, welche den Umschalter steuert, zwischen
den Zinken 42 und 43 einer Gabel geführt, deren Stange 44, wie bei 45 gezeichnet,
mit dem beweglichen Kontakt M des Umschalters verbunden ist: Dieser Umschalter,
der wie die früher erwähnten nach dem Alles-odernichts-Prinzip arbeitet, ist vorzugsweise
ein Springschalter, dessen Mikrometerstellschrauben 46 und 47 gleichzeitig die festen.,
vorher beschriebenen Kontakte a und b darstellen. Bei dieser Ausführungsform hat
der bewegliche Kontakt m keine bevorzugte Lage wie bei früheren Ausführungsformer.
sondern zwei Ruhelagen. Er ruht also, solange man die Betätigungsgabel 42 und 43
nicht betätigt, entweder am festen Kontakt a oder an dem festen Kontakt b, und um
ihn von einer in die andere dieser beiden Lagen umschlagen zu lassen, muß einer
der beiden Zinken der Gabel von außen bewegt werden. In der ausgezogen dargestellten
Lage der elastischen Zunge Io, die einer geringen oder nicht vorhandenen Rotationsgeschwindigkeit
der Tragscheibe 8 entspricht, legt sich die Zunge Io gegen den Zinken 42 der Gabel
an und hält den beweglichen Kontakt m gegen den festen Kontakt a angedrückt: Wenn
die Drehgeschwindigkeit des Organs 8 zunimmt, wandert das freie Ende der Zunge Io
zunehmend nach außen, aber sie durchläuft zuerst einen toten Winkel, bevor sie den
zweiten Zinken 43 der Gabel berührt, so daß die Gabel in der gezeichneten Stellung
bleibt, da der bewegliche Kontakt m des Umschalters sich in einer indifferenten
Lage befindet. Wenn die Zunge Io den Zinken 43 der Gabel berührt und die Rotationsgeschwindigkeit
des Organs 8 weiter zunimmt, verlagert sich die Zunge Io weiter nach außen, nimmt
dabei die Gabel mit und bewirkt ein plötzliches Umschlagen des beweglichen Kontaktes
m in die strichpunktiert dargestellte Lage in Berührung mit dem Kontakt b. Diese
Betätigung des Umschalters geht bei einer ersten bestimmten Geschwindigkeit vor
sich. Wenn umgekehrt die Rotationsgeschwindigkeit des Organs 8 abnimmt, durchläuft
die elastische Zunge Io einen toten Winkel, der dem vorhergehenden gleich ist, zwischen
dem Augenblick, in dem sie den Zinken 43 verläßt, und dem Augenblick, in dem sie
den Zinken 42 der Gabel berührt. Somit erfolgt die Rückkehr des beweglichen Kontaktes
m des Umschalters aus der strichpunktierten Stellung in die ausgezogen dargestellte
Stellung erst, wenn die abnehmende Geschwindigkeit des Drehorgans 8 einen zweiten
bestimmten, unterhalb des ersten liegenden Wert annimmt.
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Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, können die Zinken 42 und 43 der Betätigungsgabel
des beweglichen Kontaktes m mit Mitteln versehen werden, um ihre Lage auf der Stange
44 einzustellen, wobei diese Mittel in dem gezeigten Beispiel durch die Schrauben
48 und 49 gebildet werden. Diese Anordnung erlaubt die willkürliche Einstellung
der beiden verschiedenen Werte der Rotationsgeschwindigkeit, für die der bewegliche
Kontakt m im einen Sinne vom festen Kontakt a zum festen Kontakt b bzw. im anderen
Sinne vom festen Kontakt b zum festen Kontakt a umschlägt. Nach einer anderen Ausführungsart
ist die automatische Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in doppelter Ausführung
vorhanden. Sie besteht dann im wesentlichen aus zwei Sätzen von Umschaltern, die
einzeln auf die Zentrifugalkraft ansprechen, welche durch die Rotation eines mit
der Äbtriebwelle des Wechselgetriebes verbundenen Organs hervorgerufen wird.
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In dem in Fig.9 dargestellten Beispiel besteht jeder Umschaltersatz
aus nur zwei Umschaltern, da die Anordnung zur automatischen Steuerung eines Dreiganggetriebes
bestimmt ist: Wie erwähnt, ist das Arbeiten der Umschalter unabhängig von der Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Stromes in den zu steuernden Kreisen. In Ruhe sind die vier
beweglichen Kontakte m, m' in der in Fig. 9 ausgezogen gezeichneten Stellung
und ruhen auf den festen Kontakten a, a', a i, a,' i der vier Umschalter.
Wenn die Geschwindigkeit des sich drehenden Organs, das sie trägt, zunimmt, stellen
sich die beweglichen Kontakte m der beiden Umschalter des ersten Satzes nacheinander
in die strichpunktiert gezeichnete Lage ein, während bei Abnahme dieser Geschwindigkeit
die beweglichen Kontakte nacheinander, aber im umgekehrten Sinne, beim rechten Umschalter
beginnend, in die ausgezogen gezeichnete Ausgangsstellung zurückkehren. Die Umschalter
des zweiten Satzes arbeiten ebenso, jedoch wird jeder Umschalter des einen Satzes
bei einer niedrigeren Geschwindigkeit des sich drehenden Organs betätigt als der
entsprechende Umschalter des anderen Satzes. Die festen Kontakte der vier Umschalter,
die in der strichpunktierten Stellung der beweglichen Kontakte wirksam werden, sind
beim ersten Satz mit b und b' und beim zweiten mit b:2 und b':2 bezeichnet.
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In dem in Fig.9 dargestellten Beispiel werden die beweglichen Kontakte
der linken Umschalter der beiden Sätze wahlweise von einem der festen Kontakte eines
Hauptumschalters gespeist, dessen beweglicher Kontakt 63 mit der Stromquelle verbunden
ist. Der feste Kontakt ca ist mit dem Stromkreis des i. Ganges verbunden. Der feste
Kontakt b steht mit dem beweglichen Kontakt m des rechten Umschalters
dies ersten Satzes in Verbindung.
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Der feste Kontakt d dieses Umschalters ist mit dem Stromkreis des
2. Ganges und sein fester Kontakt b' mit dem Stromkreis des 3. Ganges verbunden..
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Auf ähnliche Weise ist der Kontakt a i des linken Umschalters des
zweiten Satzes mit dem Kreis des i. Ganges und der feste Kontakt b:2 desselben
Umschalters 'mit dem beweglichen Kontakt
m' des rechten Umschalters
des zweiten Satzes verbunden, dessen feste Kontakte a'I und b'2 mit dem Kreis des
2. bzw. 3. Ganges in Verbindung stehen.
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Bei der in Fig. Io dargestellten Ausführungsart sind die verwendeten
Umschalter, wie oben beschrieben, Springschalter mit Vorzugslage der beweglichen
Kontakte in Berührung mit den festen Kontakten b, b', b :z, b'2. Jedoch
wurden bei dieser Abänderung zur Verringerung des Platzbedarfs die einzelnen Schaltergehäuse
ganz weggelassen. Außerdem sind hier die beweglichen Kontakte m und m' radial auf
dem rotierenden Organ 8 angeordnet, um sie soviel wie möglich dem direkten Einfluß
der Zentrifugalkraft zu entziehen. Die Steuerung der beweglichen Kontakte m wird
hier von Zusatzmassen 51, 52, 53, 54 bewirkt, die mit Gabeln 55, 56, 57, 58 ausgerüstet
sind. Diese wirken auf die mit den zu steuernden beweglichen Kontakten verbundenen
Finger 59, 6o, 61, 62. In diesem Fall geht die Steuerung nicht, wie vorher, durch
Druck auf den beweglichen Kontakt vor sich, sondern durch die Wirkung einer Torsionskraft
auf ihn. Im übrigen arbeitet die Anordnung ebenso, wie oben beschrieben.
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Anstatt die beiden Umschaltersätze auf dasselbe rotierende Organ 8
zu setzen, könnte man sie natürlich auch getrennt auf zwei verschiedenen Drehorganen
anordnen.
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In Fig. II ist eine besonders praktische Steuerart dargestellt, die
den willkürlichen Übergang von einem Schaltbereich der Gänge zum anderen vom Gaspedal
64 des Fahrzeugs aus gestattet. Zu diesem Zweck ist ein verstellbarer Finger 66
auf der Stange 65 des Pedals derart befestigt, daß er bei vollständigem Durchtreten
des Pedals den beweglichen Kontakt 67 eines Umschalters 68 betätigt, der in seiner
Vorzugslage den weicheren Schaltbereich einstellt.
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Über den Inhalt der Patentansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung
dienen nur der Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.