DE1084148B

DE1084148B - Schaltvorrichtung mit in Reihe angeordneten Elektromagneten, insbesondere fuer Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE1084148B
Application number: DER16223A
Authority: DE
Inventors: Norbert Riedel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-03-17
Filing date: 1955-03-17
Publication date: 1960-06-23

Description

Schaltvorrichtung mit in Reihe angeordneten Elektromagneten, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung mit zum fortlaufenden Schalten der einzelnen Gänge in Reihe angeordneten Elektromagneten, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe.
Bei einer bekannten derartigen Schaltvorrichtung ist keine selbsttätig wirkende Schaltung vorgesehen, die es gestatten würde, daß beim Schalten nicht nebeneinanderliegender Gangstellungen die dazwischenliegenden Stellungen selbsttätig übersprungen werden.
Weiterhin sind Getriebe bekannt, bei denen ohne Rücksicht auf die Reihenfolge der Gänge aus jeder Schaltstellung jeder andere Gang geschaltet werden kann. Diese Getriebe werden entweder mittels einer durch einen Elektromotor drehbaren Schaltwelle oder durch Gangschaltmagnete, die an Stelle des von Hand zu betätigenden Schalthebels auf die Getriebeschaltstangen wirken, geschaltet. Bei derartigen Getrieben sind die Größe des Getriebes und die Betriebssicherheit desselben nachteilig beeinflussende zusätzliche Aggregate notwendig.
Bei einer weiteren bekannten Schaltvorrichtung kann aus jeder Gangstellung heraus über einen besonderen Leerlaufdruckknopf in den Leerlauf geschaltet werden. Auch hier handelt es sich um eine Ausführungsart, bei der die Getriebeschaltung mittels Magnete und eines elektrischen Hilfsmotors gesteuert wird.
Durch die Erfindung soll eine gegenüber den bekannten Schaltvorrichtungen einfachere Schaltvorrichtung geschaffen werden, bei der einzelne Gänge überschaltet werden können.
Die Erfindung besteht darin, daß durch das die Kupplung der schaltbaren Räder betätigende Schaltelement mittels einer von ihm beeinflußten elektrischen Schaltung die Elektromagnete selbsttätig so unter Strom setzbar sind, daß zwischen der geschalteten und der gewünschten Schaltstellung liegende Gänge überschaltet werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden beim Einschalten des Leerlaufs bis zum Erreichen der Leerlaufstellung mittels der selbsttätigen elektrischen Schaltung die Elektromagnete der zu überschaltenden Gänge eingeschaltet und wieder abgeschaltet, wenn der Magnetkern durch Einschalten des nächsten Elektromagnets annähernd die Mittellage zwischen den beiden Elektromagneten erreicht hat und damit der vorher eingeschaltete Gang ausgekuppelt ist.
Die Leerlaufstellung ist vorzugsweise zwischen der ersten und der zweiten Gangstellung vorgesehen.
Das Einschalten der einzelnen Gänge erfolgt erfindungsgemäß durch eine Schaltplatte, die mittels eines Hebels um ihren Mittelpunkt nach allen Richtungen auf in Abstand unter ihr liegende Kontaktstellen geschwenkt werden kann. Dabei ist durch zwischen den Kontaktstellen befindliche Anschläge sichergestellt, daß jeweils lediglich eine einzige Kontaktstelle eingeschaltet werden kann.
Die Kontaktplatte wird mittels einer Schraubenfeder gegen die Oberkante des Schaltgehäuses gehalten und ist dadurch von den Kontaktstellen frei. Eine derartige Schaltung hat den Vorzug großer Einfachheit und Sicherheit gegen Fehlschaltungen. Für die Leerlaufstellung ist in an sich bekannter Weise ein von der Gangschaltvorrichtung unabhängiger Leerlaufdruckknopf vorgesehen.
Die Kontaktflächen für die elektrische Schaltung zum selbsttätigen Überschalten der Gänge sind bei einer Ziehkeilschaltung auf dem Schaft des Ziehkeiles angebracht. Die Kontaktstellen der selbsttätigen Schaltvorrichtung sind so untereinander elektrisch verbunden, daß bei Unterstromsetzen der Kontaktfläche für den Leerlauf die elektrische Verbindung der Elektromagnete mit den übrigen Kontaktflächen mittels Kontaktfedern hergestellt wird, die auf den Kontaktflächen schleifen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 ein am Lenker eines Motorrades befestigten elektrischen Gangschalter im Längsschnitt, Abb. 2 den Gangschalter im Querschnitt, Abb. 3 das Schaltbild, Abb. 4 die Draufsicht auf den Gangschalter, Abb. 5 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisch betätigtes Viergangziehkeilgetriebe, Abb. 6 die Anordnung der Kontaktfedern in axialer Richtung gesehen und Abb. 7 die Abwicklung der Kontaktflächen des automatischen Kontaktgebers. Ein elektrischer Gangschalter (Abb. 1, 2 und 4) ist mittels einer Schelle 9 auf den Lenker aufgeschraubt und besteht aus einer Kontaktplatte 1, die über eine Blattfeder.4 mit dem an Masse liegenden Gehäuse 5 leitend verbunden ist. An der Kontaktplatte 1 ist der Schalthebel 2 befestigt. Eine Feder 7 drückt die Kontaktplatte gegen das Gehäuse 5 und hält sie in paralleler Lage zur Oberfläche. einer Platte 6 aus isolierendem Material. In diesem Isolierstück 6 sind um die gemeinsame Achse der Käntaktplatte 1, der Schraubenfeder 7 und des Isolierstückes 6 gleichmäßig verteilt je nach der Gangzahl' _elektrische Kontaktei (31, 32, 33 und 34) eingesetzt, die durch einzelne Leiter eines Kabels 13 mit den-Selraltspulen verbunden sind.
Zwischen den Kontakten 3 sind auf dem Isolier- j stück 6 Anschläge il vorgesehen, die dafür sorgen, daß beim Schwenken des Schalthebels 2 die Kontaktplatte 1 immer nur auf einem der Kontakte 31 bis 34 aufliegen kann. Durch Kippen des Schalters in einer der Richtungen nach den-.vier Kontakten 31 bis 34 wird eine der Schaltspulen unter Strom gesetzt. Die Schräglage der Kontaktfläche zu dem Teil, an dem der Schalter befestigt ist, und die Form des Schalthebels 2 kann so gewählt werden, daß eine leichte Bedienung möglich ist. Zum Einschalten des Leerlaufs ist ein besonderer Druckknopf 8 vorgesehen.
Das Getriebe (Abb. 5) ist ein Viergangziehkeilgetriebe, dessen vier schaltbare Räder 20, 21, 22 und 23 auf der Schaltwelle 24; -die auch die Antriebswelle ist, drehbar gelagert sind. Die Gegenräder auf der Nebenwelle sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die schaltbaren Räder 20 bis 23 werden mit der Schaltwelle 24 durch Verschieben des in einer Axialbohrung der Schaltwelle 24 sitzenden Ziehkeiles 25 gekuppelt, dessen nach beiden Seiten konisch verlaufender, auf einem Absatz 26 sitzender Kopf 25 ä in radialen Bohrungen der Schaltwelle verschiebbar gelagerte Kugeln 30 nach außen in Taschen 20a, 21a, 22 a bzw. 23 a der schaltbaren Räder 20 bis 23 drücken kann und diese dadurch mit der Schaltwelle 24 lösbar verbindet. Das Abtriebsrad 19 ist mit dem schaltbaren Rad 20 fest verbunden, so daß beim Kuppeln des Rades 20 mit der Schaltwelle 24 der direkte 4. Gang hergestellt ist. Abb. 5 zeigt die Stellung für den 1. Gang.
Der Ziehkeil hat an seinem nach der Abtriebsseite gerichteten Ende eine als Kontaktträger 25 c dienende Verdickung aus isolierendem Material, auf der verschiedene Kontaktflächen 14,15,16 und 17 angebracht sind, die in der-Zeichnung als schwarze Flächen in Erscheinung treten. Am äußeren Ende des Ziehkeiles ist ein Magnetkern. 25 b so angeordnet, daß er gegen. den Druck einer Schraubenfeder 27, die sich gegen Scheiben 28 abstützt, in axialer Richtung elastisch auf dem Ziehkeil 25 sitzt. Vier gleichachsig zum Ziehkeil hintereinander angeordnete Elektromagnete I, II, III, IV, in denen sich der Magnetkern 25 b mit dem Ziehkeil axial verschieben kann, bewirken die Schaltbewegung des Ziehkeiles. Vier am Elektromagnetgehäuse isoliert befestigte Kontaktfedern 181, 1811, 181I1 und 18L sind so angeordnet, daß ihre freien Enden gleichmäßig auf dem Umfang des Kontaktträgers 25 c des Ziehkeiles verteilt aufliegen. Jede Kontaktfeder ist mit einer der Schaltstellen 31 bis 34 elektrisch leitend verbunden.
Abb. 3 zeigt in schematischer Darstellung die elektrische Verbindung des Schalters und der Kontaktflächen 14 bis 17 mit den Schaltspulen I bis IV. -Die Kontakte 31, 32, 33 und 34 sind mit den Schaltspulen I bzw. II bzw. III bzw. IV verbunden. Die Kontaktflächen 14 bis 17 stehen untereinander in Verbindung. Außerdem steht die der Kontaktfläche 14 zugehörige Kontaktfeder 18111 mit der Schaltspule III, die den beiden Kontaktflächen 15 zugehörige Kontaktfeder 1811 mit der Schaltspule II und die der Kontaktfläche 16 zugehörige Kontaktfeder 181 mit der Schaltspule I in Verbindung. Die Kontaktfläche 17 ist über .die Kontaktfeder 18L mit dem Leerlaufschalter 8 verbunden, dessen Druckknopf mit der Masse verbunden ist. Die Kontaktflächen 14 bis 17 sind so auf dem Kontaktträger 25c der Ziehkeilwelle verteilt angeordnet, daß im 4. Gang die Kontaktfeder 18111 auf der Kontaktfläche 14, im 3. und 1. Gang die Kontaktfeder 1811 auf der Kontaktfläche 15, im 2. Gang die Kontaktfeder 181 auf der Kontaktfläche 16 aufliegt. Die vierte Kontaktfeder 18L liegt in jeder Gangstellung auf der durch die ganze Länge des Kontaktträgers 25 c durchgehenden Kontaktfläche 17 auf. Die Länge der einzelnen Kontaktflächen 14, 15 und 16 ergibt sich aus der im folgenden beschriebenen Wirkungsweise: Die Schaltspule III erhält bei eingeschaltetem 4. Gang Strom über die Kontaktfläche 14 so lange, bis durch die Schaltbewegung des Ziehkeiles die dritte Gangstellung erreicht ist. Durch die eine der beiden Kontaktflächen 15 erhält nun die Spule II Strom, bis die zweite Gangstellung erreicht ist. Außerdem erhält bei eingeschaltetem 1. Gang die Spule II von der anderen der beiden Kontaktflächen 15 Strom, bis die Leerlaufstellung erreicht ist. Durch die Kontaktfläche 16 erhält die Spule I Strom, bis die Leerlaufstellung in der Mittelstellung zwischen dem 2. und dem 1. Gang erreicht ist. Ist durch Druck auf -den Leerlaufdruck knopf 8 der Leerlaufkontakt geschlossen, dann erhält ,die Kontaktfläche 17 Strom und mit ihr sämtliche übrigen Kontaktflächen und diejenigen Spulen, die über eine der Kontaktfedern 18 mit einer der Kontaktflächen 14, 15 und 16 in Verbindung stehen. Die Kontaktfeder 18L, auf der die Kontaktfläche 17 gleitet, hat eine Nase an ihrer Gleitfläche, die in eine Kerbe der Kontaktfläche 17 eingreift und ein Drehen .der Kontaktflächen verhindert. Es ist auch möglich, noch weitere Kontaktfedern 18 so auszubilden, daß sie wie die Kontaktfeder 18L gegen Drehen sichern.
Wird aus .der Stellung .des Getriebes im 4. Gang, also dann, wenn der Ziehkeil mit seinem Kopf 25a über die Kugeln 30 das schaltbare Rad 20 kuppelt und der Magnetkern 25 b in der -Spule IV steht, der Leerlaufknopf 8 gedrückt, so erhält die Kontaktfläche 17 Strom und von dort die Kontaktfläche 14 und die Spule III, die den Magnetkern 25 b und den Ziehkeil nach rechts ziehen. Knapp bevor die Endstellung zum 3. Gang erreicht ist, wird über die Kontaktfläche 15 die Spule II eingeschaltet, die den Ziehkeil zum 2. Gang zieht. Knapp bevor die zweite Gangstellung erreicht ist, wird der Stromkreis zur Spule I über die Kontaktfläche 16 geschlossen. Die Spule II wird nach dem Erreichen der zweiten Gangstellung ausgeschaltet, und die Spule I zieht infolge ,der dementsprechend eingestellten Länge der Kontaktfläche 16 den Ziehkeil in die Leerlaufstellung zwischen dem 1. und 2. Gang.
Wird durch Messeträgheit die Leerlaufstellung überschaltet, so erhält die Spule II über die zweite Fläche der Kontaktstelle 15 Strom und zieht den Ziehkeil wieder in die Leerlaufstellung zurück. Derselbe Vorgang tritt ein, wenn bei Stellung der Getriebeschaltung im 1. Gang der Leerlaufdruckknopf 8 gedrückt wird. In .diesem Fall erhält die Spule II über die rechte Kontaktfläche 15 Strom. Die Spule II wird stromfrei, wenn die Mittelstellung, also die Leerlaufstellung, zwischen dem 1. und 2. Gang erreicht wird. Ein Überschalten wird durch die Kontaktfläche 16 korrigiert. Es kann demzufolge aus jedem Gang heraus der Leerlauf durch Betätigen des Leerlaufdruckknopfes 8 geschaltet werden.
Eine weitere Funktion erfüllt der Kontaktgeber, wenn die Kontaktfläche 15 nach links im Bereich der Kontaktfläche 14, wie in Abb. 3 punktiert dargestellt, verlängert wird. In diesem Fall wird bei .eingeschaltetem 4. Gang beim Einschalten der zweiten Gangspule gleichzeitig die Spule III eingeschaltet, ohne daß am Schalthebel 2 .die Einstellung auf den 3. Gang notwendig ist. Nach dem Erreichen des 3. Ganges wird ,die Spule III ausgeschaltet. Soll unmittelbar nach dem 4. Gang der 1. Gang eingeschaltet werden, so ist das durch ein Zwischerrbetätigen .der zweiten Gangstufe oder der Leerlauftaste möglich.
An Stelle der Kontaktflächen können Nocken vorgesehen sein, die bewegliche Kontakte schließen bzw. unterbrechen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltvorrichtung mit zum fortlaufenden Schalten .der einzelnen Gänge in Reihe angeordneten Elektromagneten, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch das die Kupplung der schaltbaren Räder betätigende Schaltelement mittels einer von ihm beeinflußten elektrischen Schaltung die Elektromagnete selbsttätig so unter Strom setzbar sind, daß zwischen der geschalteten und der gewünschten Schaltstellung liegende Gänge überschaltet werden.
2. Getriebe nach Anspruch 1, bei .dem zwischen zwei Elektromagneten, vorzugsweise denjenigen für den 1. und 2. Gang, eine Leerlaufstellung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, -daß beim Einschalten des Leerlaufs bis zum Erreichen der Leerlaufstellung mittels der selbsttätigen elektrischen Schaltung idie Elektromagnete der zu überschaltenden Gänge eingeschaltet und wieder abgeschaltet werden, wenn der Magnetkern durch Einschalten .des nächsten Elektromagneten annähernd die Mittellage zwischenden beiden Elektromagneten erreicht hat und damit der vorher eingeschaltete Gang ausgekuppelt ist.
3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, :dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten .der Gänge durch eine Schaltplatte (1) bewirkt wird, die mittels eines Hebels (2) um ihren Mittelpunkt nach allen Richtungen auf in Abstand unter ihr liegende Kontaktstellen (3i, 32, 33 und 34) geschwenkt werden kann, und daß durch zwischen den Kontaktstellen befindliche Anschläge (11) sichergestellt ist"daß jeweils lediglich eine einzige Kontaktstelle eingeschaltet werden kann.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, .daß die Kontaktplatte (1) mittels einer Schraubenfeder (7) gegen die Oberkante des Schaltgehäuses (5) gehalten wird und dadurch von den Kontaktstellen frei ist.
5. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet"daß für die Leerlaufstellung in an sich bekannter Weise ein von der Gangschaltvorrichtung (1, 2, 3) unaibhängiger Leerlaufdruckknopf (8) vorgesehen ist.
6. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit Ziehkeilschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktflächen (14, 15, 16 und 17) für die elektrische Schaltung zum selbsttätigen überschalten der Gänge auf dem Schaft des Ziehkeiles (25, 26) angebracht sind.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterstromsetzen der Kontaktfläche (17) für den Leerlauf die elektrische Verbindung der Elektromagnete mit den übrigen Kontaktflächen (14, 15 und 16) mittels Kontaktfedern (18) hergestellt wird, die auf den Kontaktflächen schleifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 613 497, 720 164, 820 693, 859 261; französische Patentschrift Nr. 742 725.