-
Steuereinrichtung zum selbsttätigen Umschalten eines Geschwindigkeitswechselgetriebes
von Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen
Umschalten eines Geschwindigkeitswechselgetriebes vonFahrzeugen inAbhängigkeit von
der Fahrgeschwindigkeit mit einem auf elektrischem Wege Schaltservomotoren für den
Gangwechsel betätigenden Schaltgeber, bei dem Fliehkraftschalter, die von einer
sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit drehenden Welle getragen werden, von
Blattfedern getragene bewegliche Kontakte aufweisen, die bei steigenderDrehzahl
derWelle folgeweise betätigt werden und jeweils Stromkreise für den Übergang von
einem Getriebegang zum nächsthöheren bzw. bei Drehzahlabnahme der Welle zum nächstniedrigeren
einschalten, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Umschaltdrehzahlen vom Fahrer
beeinflußbar zu machen.
-
Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art sind zum Umschalten
des Geschwindigkeitswechselgetriebes zwei vollständige Schaltgeber vorgesehen, die
jeweils auf einen Geschwindigkeitsbereich eingestellt sind. Mit Hilfe eines Schalters
wird vom Fahrer je nach Fahrgeschwindigkeit einer der Schaltgeber eingeschaltet.
Die Verwendung zweier Schaltgeber bedingt einen erheblichen zusätzlichen, kostspieligen
Materialaufwand und Raumbedarf, was insbesondere an Kraftfahrzeugen einen wesentlichen
Nachteil darstellt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß der Schaltgeber mit vom Fahrer betätigbaren
Mitteln zum gleichzeitigen Verändern der Biegsamkeit der Blattfedern versehen ist.
Diese Maßnahme nach der Erfindung erzielt den Vorteil, daß zur Umschaltung des Geschwindigkeitswechselgetriebes
auf den jeweils zweckmäßigen Geschwindigkeitsbereich nur ein einziger Schaltgeber
verwendet zu werden braucht, dessen Umschaltung in einfacher Weise vom Fahrer betätigt
werden kann. Die Steuereinrichtung nach der Erfindung bedarf keines zusätzlichen
Raumes innerhalb des Fahrzeuges.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Mittel zum
gleichzeitigen Verändern der Biegsamkeit der Blattfedern aus einem zur Welle koaxialen
und die Blattfedern umgebenden Ring bestehen, dessen Verschiebung in Richtung der
beweglichen Kontakte den Punkt, von dem an die Federn sich durchbiegen können, in
dieser Richtung verschiebt und so die Biegsamkeit der Federn vermindert. Eine zweite
Ausführungsform der Erfindung ist, daß die Mittel zum Verändern der Biegsamkeit
der Blattfedern aus elastischen Elementen bestehen, deren radial gegen die freien
Enden der Blattfedern gerichtete Kräfte der Fliehkraft hinzugefügt werden. Durch
beide Ausführungsformen wird ein einfacher Aufbau der Steuereinrichtung nach der
Erfindung ermöglicht.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung dient der Schaltgeber zum Steuern
eines elektrohydraulisch schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes. Derartige
Wechselgetriebe sind bekannt, bei denen die Steuereinrichtungen vom Schaltgeber
betätigte, den Zufluß zu hydraulischen Schaltservomotoren steuernde Elektroventile
aufweisen, wobei die Schaltservomotoren erst nach demAuskuppehr derAntriebswelle
einschaltbar sind. Diese bekannten Steuervorrichtungen werden nach der Erfindung
dadurch verbessert, daß ein an sich bekanntes Geschwindigkeitswechselgetriebe mit
zwei Schalthebeln, von denen jeder zwei Vorwärtsgänge und die Bewegung in die neutrale
Stellung und einer auch den Rückwärtsgang steuert, und ein elektrohydraulischer
Steuerkasten mit zwei parallelen Schaltwellen vorgesehen sind, von denen jede einen
der beiden Schalthebel betätigt, wobei im Steuerkasten Hebel auf den Schaltwellen
abwechselnd um 180° gegeneinander versetzt aufgekeilt sind und jeder dieser Hebel
durch einen von einem Elektroventil gesteuerten hydraulischen Schaltservomotor betätigbar
ist, wobei ferner jeder Schaltservomotor über einen Sicherheitsservomotor gespeist
ist, der erforderlichenfalls die eine der Schaltwellen in die neutrale Stellung
zurückführt, auf die der zugehörige Schaltservomotor nicht einwirkt, und die hydraulische
Verteilung
über die Sicherheitsservomotoren derart erfolgt, da.ß
der den Gangwechsel bewirkende Servomotor erst speisbar ist, wenn der Sicherheitsservomotor
den zum Rückführen der betreffenden Schaltwelle in die Neutralstellung erforderlichen
Hub ausgeführt hat.
-
Zweckmäßig ist diese Steuereinrichtung in weiterer Ausführung der
Erfindung derart ausgebildet, daß ein durch ein Elektroventil gesteuerter Entkupplungsservomotor
einen auf der einen Schaltwelle des elektrohydraulischen Steuerkastens gelagerten
Entkupplungshebel betätigt und erst am Ende seines Hubes der von dem das Entkuppeln
steuernden Elektroventil kommenden Druckflüssigkeit in an sich bekannter Weise den
Weg zu den Schaltservomotoren freigibt, auf welche Wege die zueinander parallel
geschalteten Eletroventile angeordnet sind, die das Druckmittel den Schaltservomotoren
zusteuern. In weiterer Ausbildung der Erfindung unterbrechen bei der vorstehend
beschriebenen Steuereinrichtung Kontakte in an sich bekannter Weise am Ende des
Hubes der Schaltservomotoren den Stromkreis des sie betätigt habenden Elektroventils.
-
Durch die Ausbildung der elektrohydraulischen Steuervorrichtung werden
Fehlschaltungen im Wechselgetriebe, die zu dessen Beschädigung führen könnten, sicher
vermieden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 das Gesamtschema der Vorrichtung, Fig.2 das Gesamtschema der elektrischen
Verbindungen, Fig. 3 einen Axialschnitt des Schaltgebers, Fig.4 das elektrische
Schaltschema des Schaltgebers, Fig. 5 den Steuerkasten, teilweise in Draufsicht
und teilweise im waagerechten Schnitt, Fig.6 eine schematische Teilansicht des Druckflüssigkeitskreislaufes,
Fig. 7 den Schnitt nach der Linie VII-VII von Fig. 5, Fig.8 einen Teil des Schnittes
nach der Linie VII1-VIII von Fig. 7, Fig. 9 den Schnitt nach der Linie IX-IX von
Fig. 5, Fig. 10 den Schnitt nach der Linie X-X von Fig. 5, Fig. 11 den Schnitt nach
der Linie XI-XI von Fig. 5, Fig. 12 eine abgeänderte Ausführungsform der Einrichtung
nach Fig. 6.
-
Nach Fig. 1 treibt in üblicher Weise ein Verbrennungsmotor den Motor
M über eine Kupplung E und ein Geschwindigkeitswechselgetriebe V die Kardanwelle
an. Das Geschwindigkeitswechselgetriebe V weist vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
auf. Die Schaltungen für die Gänge 1 und 3 erfolgen durch einen Hebel I in den Stellungen
1 und 3, die Schaltungen für die Gänge 2 und 4 durch einen Hebel II in den Stellungen
2 und 4. In Fig. 1 der Zeichnung sind die mit einem kleinen Kreis versehenen Gelenkachsen
ortsfest, während die mit einem schwarzen Punkt versehenen Gelenkachsen beweglich
sind. Jeder der Hebel I und 1I kann ferner eine neutrale Stellung einnehmen, in
der kein Gang eingeschaltet ist (Leergang). Der Hebel II weist außerdem eine Stellung
5 für den Rückwärtsgang auf.
-
Der Übergang von einem Gang auf einen anderen erfolgt mittels in Fig.
1 nicht dargestellter hydraulischer Servomotoren, die durch Elektroventile gesteuert
werden, welche in einem Steuerkasten C angeordnet sind. Diese Servomotoren wirken
auf Wellen des Kastens C ein, um die Hebel I und 1I in die verschiedenen oben angegebenen
Stellungen zu bringen.
-
Die die Vorwärtsgänge steuernden Elektroventile sind ihrerseits von
einem Schaltgeber S steuerbar, der später ausführlich beschrieben wird. Dieser SchaltgeberS
steuert dieStellungsveränderungen derHebell und 1I des Getriebes in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges mittels eines drehbaren Organs, dessen Welle
6 z. B. durch die Austrittswelle 7 des Geschwindigkeitswechselgetriebes
V und ein Vorgelege 8, 9, 10 angetrieben ist.
-
B ist ein Handschaltkasten für die dem Fahrer obliegenden Handgriffe.
Ein Betätigungshebel 11, der um die Achse 12 mehrere Winkelstellungen
einnehmen kann, ermöglicht dem Fahrer, auf elektrischem Wege auf den Schaltgeber
S und auf den Steuerkasten C einzuwirken, um durch die Tätigkeit der Servomotoren
einerseits in seiner Stellung N die Bewegung der Hebel I und 1I des Geschwindigkeitswechselgetriebes
in die neutrale Stellung und andererseits in einer Stellung AR das Einrücken des
Rückwärtsganges zu steuern.
-
Außerdem ermöglicht der Betätigungshebel 11 dem Fahrer, mechanisch
durch einen Bowdenzug 13 auf ein Organ des Schaltgebers S einzuwirken, um
die Geschwindigkeitsbereiche zu verändern. Wie bereits oben erwähnt, ist unter Veränderung
der Geschwindigkeitsbereiche die dem Fahrer gegebene Möglichkeit zu verstehen, die
wirksamen Grenzgeschwindigkeiten des Fahrzeuges zu verändern, welche den Gangwechsel
auslösen. Diese Veränderung der Geschwindigkeitsbereiche ermöglicht, die den Gangwechsel
auslösenden Geschwindigkeiten den Straßenverhältnissen anzupassen. Bei der Fahrt
in der Stadt oder im Gebirge ist es notwendig, daß man mit dem Verbrennungsmotor
wirksam bremsen und gut beschleunigen kann. Zu diesem Zweck müssen die Geschwindigkeiten,
bei welchen der Gangwechsel erfolgt, erhöht sein. Auf ebenen Straßen hingegen besteht
Interesse daran, daß der Gangwechsel bei verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten
erfolgt, um Brennstoff zu sparen und einen geräuschloseren Gang des Verbrennungsmotors
zu erzielen. Zu diesem Zweck wird durch die Stellung R des Betätigungshebels
11 der Schaltgeber S für den Bereich der Straße, durch die Stellung VM für
den Bereich, der in der Stadt und im Gebirge benötigt wird, eingestellt. Die Beschreibung
der diese Bereichsänderung bewirkenden Vorrichtung wird später gegeben.
-
Um zu vermeiden, daß der Motor bei zu langsamem Gang abgewürgt wird,
ist vorgesehen, daß der Verbrennungsmotor M eine Vorrichtung CR in Drehung versetzt,
die auf elektrischem Wege über eine Leitung 14 auf eines der Elektroventile
des Steuerkastens C einwirkt, um den Verbrennungsmotor mittels der Hebelübertragung
15, 16, 17 auszukuppeln und denselben wieder einzukuppeln, wenn er eine genügende
Drehzahl erreicht hat. Beim Auskuppeln betätigt der Hebel 16 gleichzeitig die Drosselklappe
in der Gasansaugleitung, um zu verhindern, daß der Motor durchgeht.
-
Außerdem ist ein Anlaßrelais RD vorgesehen; des mit dem Handschaltkasten
B verbunden ist.
-
Unter gewissen Bedingungen ist es unerwünscht, daß ein Gangwechsel
erfolgt, z. B. in dem Augenblick, in dem das Fahrzeug ein anderes überholt,
wenn
es über eine genügende Beschleunigung verfügt. Es ist daher zusätzlich eine Vorrichtung
mit einem Trägheitsschwungrad nach Art eines Beschleunigungsmessers vorgesehen,
die den Stromkreis unterbricht, welcher die den Steuerkasten C steuernden Elektroventile
speist, wenn sich das Fahrzeug mit einer einen vorherbestimmten Wert übersteigenden
Beschleunigung bewegt. Diese Vorrichtung wird ebenfalls später beschrieben.
-
Unter Bezugnahme auf das Schema von Fig. 2 werden im folgenden die
elektrischen Stromkreise der Vorrichtung beschrieben. Das mit unterbrochenen Linien
bezeichnete Viereck C entspricht dem Steuerkasten C von Fig.1, das Viereck S dem
Schaltgeber S. Der Hauptkontakt 19 (Fig. 1 und 2) schließt den Stromkreis eines
Elektroventils EVD für das Aus-und Einkuppeln. Dieses ist an sich im Steuerkasten
C angeordnet. Wenn es unter Spannung gesetzt wird, kuppelt es den Verbrennungsmotor
mittels der Hebelübertragung 15, 16, 17 aus. Wie bereits oben bemerkt, wird bei
zu geringer Drehzahl das Elektroventil EVD durch einen Kontakt 20 der Leerlaufvorrichtung
CR unter Spannung gesetzt, wodurch der Verbrennungsmotor ausgekuppelt wird.
-
Der Betätigungshebel 11 des Handschaltkastens B erregt entsprechend
seinen Stellungen AR, N, VM und R die folgenden Elektroventile des Steuerkastens
C: EVAR für den Rückwärtsgang, EVN für den Leergang und EV 1, EV
2, EV 3, EV 4 für den Vorwärtsgang (1.,
2., 3, und 4. Gang). Dabei bestimmt der Schaltgeber S den zu verwendenden Stromkreis.
-
Die Bewegung des Hebels 11 in die Stellung N setzt das Elektroventil
EVD für das Auskuppeln in Verbindung mit Masse, und zwar über die beiden parallel
geschalteten Kontakte 22 und 22a in der Zuleitung zum Elektroventil EVN, so daß
diese beiden Elektroventile erregt werden, sobald einer der Kontakte 22 und
22a geschlossen ist. Jeder der Kontakte 22 und 22a öffnet sich, wenn
die Hebel I und 1I durch die Servomotoren in die mittlere Stellung gebracht werden,
wie nachstehend beschrieben wird. In der Stellung N ist ein weiterer Kontakt
21 des Handschaltkastens B geschlossen und gestattet daher die Ingangsetzung.
Außerdem ist ein Kontakt 21 a offen, wodurch die Auskupplungssteuerung CR
in diesem Fall entbehrlich wird, weil sich die Hebel des Schaltkastens in der neutralen
Stellung befinden.
-
Die Bewegung des Betätigungshebels 11 in die Stellung AR schließt
den Kontakt 21a, wodurch die Leerlaufsteuerung in Tätigkeit gesetzt und das
Elektroventil EVA R erregt wird, was den entsprechenden Hebel 1I des Geschwindigkeitswechselgetriebes
in die Stellung für den Rückwärtsgang bringt. Das Fahrzeug bewegt sich nach rückwärts,
sobald nach überschreiten der Leerlaufdrehzahl eingekuppelt wird. Am Ende des Hubes
des Servomotors für den Rückwärtsgang wirkt dieser auf einen Kontakt 23 in der Zuleitung
zum Elektroventil EVA R ein und unterbricht diesen Stromkreis. In der Stellung
VM oder R des Betätigungshebels 11 werden durch den Schaltgeber S über die
Kontakte 24, 25, 26 oder 27 nacheinander die Elektroventile EVl, EV2, EV3, EV4 des
Steuerkastens C erregt, und zwar entweder in aufsteigender oder in absteigender
Reihenfolge, je nach den Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges. Die Erregung
des gerade angeschlossenen Elektroventils kann aber trotzdem durch den Kontakt 39
des Beschleunigungsmessers unterbrochen werden, der den übergang von einem Gang
auf den nächsthöheren Gang verhindert, solange die Beschleunigung des Fahrzeuges
nicht unter einen vorherbestimmten Wert gesunken ist. Aus der nachstehenden Beschreibung
ergibt sich. daß der Kontakt 24a in der Zuleitung zum Elektroventil EVl unterbrochen
wird, wenn der Schaltgeber S einen Kollektor 25 speist. Dies erfolgt über
den zugeordneten, zu speisenden Schaltservomotor, der am Ende seines Hubes den Kontakt
24a aufstößt. Ebenso wird der Kontakt 25a über den zugeordneten Schaltservomotor
unterbrochen, wenn der Schaltgeber S einen Kollektor 26 speist und so weiter für
die Kontakte 26 a und 27 a. Dies gilt für Aufwärts- und Abwärtsschalten.
-
Die Leerlaufsteuerung wird ebenfalls geschlossen (Kontakt
21 a).
-
Bisher wurde angenommen, daß der Motor umläuft. Die Ingangsetzung
des Motors erfolgt auf folgende Weise: Ein weiteres Elektroventil EVM wird durch
einen unabhängigen elektrischen Stromkreis erregt. Dieser wird durch einen Kontakt
29 geschlossen, der zum Kontakt 21 des Handschaltkastens B in Reihe geschaltet
ist. Dieser Kontakt 21 ist, wie erwähnt, mit dem Betätigungshebel
11 des Handschaltkastens B mechanisch derart verbunden, daß er nur geschlossen
ist, wenn sich der Betätigungshebel 11 in der Stellung N befindet.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 werden nunmehr der Schaltgeber S
und der mit ihm verbundene Beschleunigungsmesser beschrieben.
-
Im Gehäuse des Schaltgebers S dreht sich eine Welle 6, deren Drehzahl
der Geschwindigkeit des Fahrzeuges proportional ist. Auf der Welle 6 kann ein Schwungrad
31 schwingen, das mit der Welle 6 durch eineSpiralfeder32 verbunden ist, deren inneres
Ende 33 an der Welle 6 und deren äußeres Ende 34
am Schwungrad 31 befestigt
ist. Auf der Welle 6 ist ein Ring 35 befestigt, der einen Arm 36 trägt. Das Schwungrad
31 ist mit einem Anschlag 37 versehen, gegen den sich der Arm 36 abstützt, weil
die Spiralfeder 32 vorgespannt ist. Bei ungleichmäßiger Drehzahl nimmt, solange
dieBeschleunigung einen vorherbestimmten Wert nicht überschreitet, die Welle 6 mittels
der Spiralfeder 32 das Schwungrad mit ihrer eigenen Drehzahl mit.
-
Wenn hingegen die Winkelbeschleunigung der Welle einen vorherbestimmten
Wert überschreitet, eilt diese relativ zum Schwungrad 31 vor, wodurch die
Spannung der Spiralfeder 32 derart vergrößert wird, daß der Arm 36 den Anschlag
37 verläßt. Wie nachstehend beschrieben wird, ist das Schwungrad 31 durch einen
darauf angeordneten Kollektor und einen Schleifkontakt mit der Klemme VM nach Fig.
2 verbunden. Der Strom wird durch die Masse des Schwungrades 31 zu einer leitenden
Feder 39 geleitet, die mit dem Ring 35 fest verbunden, aber gegen ihn isoliert ist.
-
Wenn sich das Fahrzeug verzögert oder gleichmäßig bewegt, oder eine
vorherbestimmte Beschleunigung nicht erreicht, stützt sich die Feder 39 auf dem
Schwungrad 31 ab, und der Strom geht durch dieselbe hindurch. Wenn hingegen die
Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, verschiebt sich
das Schwungrad 31 relativ zum Ring35, und die Feder39 liegt auf einem gegenüber
dem Schwungrad 31 isolierten Teil 38 auf, wodurch der Durchgang des Stromes
durch die Feder
39 verhindert und der Schaltgeber S außer
Tätigkeit gesetzt wird.
-
Es wird nun der abhängig von der Fahrgeschwindigkeit steuernde Teil
des Schaltgebers S beschrieben. Die Feder 39 ist mit einer Blattfeder 41 a verbunden,
die am Ring 35 isoliert durch eine Schraube 42 befestigt ist. Zwei
weitere Blattfedern 41 b und 41c sind in ähnlicher Weise in einem
Winkelabstand von 120° zu beiden Seiten der Blattfeder 41 a angeordnet. Diese
Blattfedern, mit vorbestimmter Vorspannung, sind mit Schwunggewichten
43 a bis 43 c versehen, die sich in der Ruhestellung auf innenliegenden,
leitenden Anschlägen 44 a bis 44 c abstützen, welche in einem Winkelabstand
von 120° auf dem äußeren Umfang einer Ringnut 40 einer Isolierscheibe
46 verteilt sind, welche mit der Welle 36 fest verbunden ist. Gegenüber
den leitenden Anschlägen 44 a bis 44 c sind andere, außenliegende leitende
Anschläge 45 a bis 45 c angeordnet. Die Anschläge
44 a, 44 b, 44 c und 45 a,
45 b,
45 c sind entsprechend dem Schema von Fig. 4 mit Kollektoren 24, 25, 26, 27 der
Scheibe 46 verbunden. Auf jedem Kollektor schleift eine Bürste, die je mit einem
der Elektroventile EV 1, EV 2, EV 3, EV 4
nach Fig. 2
verbunden ist. Auf der Scheibe 46 ist ferner ein Kollektor 46e vorgesehen, der einerseits
durch eine Bürste mit den Klemmen R und VM des Handschaltkastens B und andererseits
mit dem Schwungrad 31 verbunden ist. Durch diesen Kollektor 46e wird der Strom von
der Klemme VM dem Schwungrad 31 zugeführt, wie oben bereits erklärt worden ist.
Es ist zu beachten, daß die im vereinfachten Scheine von Fig. 2 mit 24 bis
27 bezeichneten Kontakte wirkungsmäßig den Anschlägen 44a bis 44c und
45a bis 45c entsprechen, die mit den Kollektoren 24 bis
27 nach Fig. 3 verbunden sind.
-
Aus Fig. 2 bis 4 ergibt sich, daß bei stillstehendem Fahrzeug durch
Bewegung des Betätigungshebels 11 aus der Stellung N in die Stellung VM oder
R der Strom bei geschlossenem Kontakt 38 des Beschleunigungsmessers in den Kollektor
46a und von diesem in das Elektroventil EV 1 gelangt, das den
1. Gang des Geschwindigkeitswechselgetriebes V steuert. Das Schwunggewicht
43 a stützt sich dabei auf dem Anschlag 44a ab. Die Teile bleiben
in dieser Stellung, bis bei nach Belieben des Fahrers durch Betätigung des Gaspedals
zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeuges die auf das Schwunggewicht
43 a der Blattfeder 41 a einwirkende Fliehkraft den Kontakt
43 a, 44a unterbricht. In diesem Augenblick erfolgt eine
schnelle und auch durch gewisses Absinken der Geschwindigkeit nicht rückgängig gemachte
Unterbrechung, denn je mehr derKontaktabstand zunimmt, um so mehr nimmt auch die
Fliehkraft zu und trachtet, den Kontaktabstand zu vergrößern. Das Schwunggewicht
43a wird daher gegen den Anschlag 45 a geschleudert, der durch
Speisung des Kollektors 25 den 2. Gang des Getriebes einrückt, und so weiter
bis zum 4. Gang, wenn der Fahrer auf das Gaspedal drückt, um eine ausreichende Geschwindigkeit
zu erzielen. Hierzu nehmen die Vorspannungen der Blattfedern 41 a,
41 b, 41 c in der Reihenfolge a, b, c zu.
Eine genügende
Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bewirkt in analoger Weise die rückläufige
Schaltung der Gänge des Geschwindigkeitswechselgetriebes. Bei genügend großem Abstand
zwischen den Anschlägen 44 und 45 reichen jedoch geringe Änderungen der Geschwindigkeit
des Fahrzeuges nicht aus, um die Schwunggewichte 43 von einem Anschlag
45 zu einem Anschlag 44 zurückzuführen. Auf diese Weise werden zu
häufige Wechsel der Gänge vermieden.
-
Andererseits wird durch das Trägheitsschwungrad 31 ein unerwünschter
Gangwechsel verhindert, solange der Fahrer über eine ausreichende Kraftreserve mit
entsprechender Beschleunigung verfügt.
-
An Stelle unterschiedlicher Vorspannungen der Blattfedern
41 können diese auch gleiche Vorspannung besitzen und Schwunggewichte
43 von verschiedenem Gewicht tragen.
-
Es wurde oben bemerkt, daß durch den Betätigungshebel 11 und den Bowdenzug
13 mechanisch auf den Schaltgeber S eingewirkt werden kann, um den Geschwindigkeitsbereich
zu verändern, der jedem Gang des Geschwindigkeitswechselgetriebes entspricht. Dieses
Ziel wird erreicht, wenn man die aufeinanderfolgenden Schaltungen der Gänge des
Getriebes bei größeren bzw. kleineren Geschwindigkeiten des Fahrzeuges ausführt
als jenen, welche an sich die Blattfedern 41 a, 41 b, 41 c auf Grund deren Steifigkeit
unter der Wirkung der Fliehkraft durchbiegen.
-
Zu diesem Zweck kann entweder die Steifigkeit der Blattfedern 41 vergrößert
werden, indem ihr Biegsamkeitsbereich verkürzt wird, oder es kann darauf eine zusätzliche
Kraft zur Einwirkung gebracht werden, welche zur Fliehkraft der Schwunggewichte
hinzugefügt wird. Im ersten Fall kann z. B., ausgehend vom Befestigungspunkt der
Blattfedern 41,
ein zur Welle 6 koaxialer Ring in die Richtung der Schwunggewichte
verschoben werden, der den Punkt verschiebt, von dem an die Blattfedern
41 beginnen, sich durchzubiegen. Diese Ausführung ist in den Zeichnungen
nicht dargestellt. Nachstehend wird ein dem zweiten Fall entsprechendes Mittel beschrieben.
-
Der Bowdenzug 13 endet in einem Stößel 47
(Fug. 3), der in eine
zur Welle 6 koaxiale zylindrische Bohrung 48 derselben eintritt. In dieser Bohrung
48 sind ein Schieber 49 mit zwei verschiedenen, durch einen Konus verbundenen Zylinderdurchmessern
und eine Feder 50 angeordnet, die dem Eindringen des Stößels 47 entgegenwirkt.
In der Scheibe 46 sind senkrecht zu den Blattfedern 41 a bis
41 c radiale Bohrungen 51 vorgesehen, in denen Federn 52 angeordnet sind.
Auf diese Federn 52 können Stößel 53 einwirken, die in radialen Bohrungen
54 der Welle 6 liegen, welche die Bohrungen 48 und 51 verbinden. Der Schieber
49 kann zwei Stellungen einnehmen. In der in Fig. 3 gezeigten Stellung drückt
der Schieber 49 die Federn 52 mittels der Stößel 53 gegen die Blattfedern
41a bis 41c. Diese Stellung entspricht der Fahrt auf der Straße. Die
Federn 52 fügen ihre Wirkung jener der Fliehkraft hinzu. In der anderen Stellung
des Schiebers 49, die der Stellung VM des Betätigungshebels 11 entspricht, ist der
Schieber nach rechts verschoben, und die Federn 52 haben keine Wirkung auf die Blattfedern
41 a bis 41 c. Daraus ergibt sich, daß nun die Elektroventile EV
1, EV 2 ...
durch Geschwindigkeiten w1, w2, w3.. . des Fahrzeuges
erregt werden, die höher sind als die Geschwindigkeiten v1, v2, v3 ... ,
welche vorher die Gänge des Getriebes schalteten.
-
Eine automatische Steuerung, die den Verbrennungsmotor im Augenblick
des Auskuppeias in den Leerlauf versetzt, kann durch einenKontakt erfolgen, welcher
denen des Schaltgebers entspricht, der aber nur eine einzige Blattfeder hat, die
sich unter der
Wirkung der Fliehkraft durchbiegt, und der nicht
die zusätzliche Vorrichtung mit dem Trägheitsschwungrad aufweist.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Leerlaufsteuerung kann diese
dem Selbstschalter zugeordnet sein, der die Ladung der Batterie durch den vom Verbrennungsmotor
angetriebenen Dynamo regelt, welcher gleichzeitig zusätzlich als Tachometer dient.
-
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 12 wird im folgenden die Schaltvorrichtung
beschrieben, durch welche die vom Schaltgeber, von der Leerlaufsteuerung und vom
Betätigungshebel M erhaltenen elektrischen Befehle in mechanische Vorgänge umgewandelt
werden, die mittels der durch eine Öldruckleitung zugeführten Druckflüssigkeit auf
das Geschwindigkeitswechselgetriebe V und auf die Kupplung E einwirken.
-
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung auf: einen elektrischen Schaltkasten,
der dem Schema von Fig. 2 entspricht, die Elektroventile EV des Schemas der Fig.
2, die Steuerservomotoren, die elektrischen Verbindungen nach Fig. 2 und 4. Der
Schaltkasten ist von üblicher Art und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden,
da er kein besonderes Merkmal aufweist. Er kann gegebenenfalls aus dem Gehäuse herausgenommen
werden.
-
Eine bevorzugte Bauart der Elektroventile wird nachstehend beschrieben.
-
In Fig. 5, die den Steuerkasten C im waagerechten Schnitt durch die
Achsen der Schalthebel zeigt, ist der Schaltkasten 55 mit der Umhüllung 56 der Verbindungsdrähte
dargestellt. 57 und 58 sind eine Zuführungsleitung für das Drucköl und eine Rücklaufleitung
in dem Behälter. Das Drucköl wird durch die Bohrungen 59 bis 62 den verschiedenen
Elektroventilen EV 1 bis EV 4 für den Vorwärtsgang, durch die
Bohrung 63 dem Elektroventil E VA R für den Rückwärtsgang, durch
die Bohrung 65 dem Elektroventil EVN für den Leergang und durch die Bohrung
64
dem Elektroventil EVD für das Auskuppeln zugeführt.
-
Am Steuerkasten C sind die Schalthebel für die verschiedenen Gänge
des Getriebes, die an den HebelnI und 11 desGeschwindigkeitswechselgetriebes nach
Fig. 1 angreifen, mit 66 und 67 bezeichnet. Sie sind auf Steuerwellen 68 und 69
befestigt. Ein Auskupplungshebel 15, der mit seiner Nabe 71 auf der Welle 69 gelagert
ist, bewirkt das Aus- und Einkuppeln. Dieser ist in Fig. 1 lediglich schematisch
in anderer Lage dargestellt.
-
Die Welle 68 kann drei verschiedene Winkelstellungen einnehmen. Zwei
Winkelstellungen bewirken zwei Gangschaltungen, während die mittlere Stellung die
Bewegung in den Leergang (neutrale Lage) bewirkt. Die Welle 69 kann vier verschiedene
Winkelstellungen einnehmen. Zwei Winkelstellungen bewirken wieder zwei Gangschaltungen,
die mittlere Stellung die Bewegung in die neutrale Lage, und die äußere Stellung
bewirkt den Rückwärtsgang. Die Bewegung der beiden Wellen 68 und 69 in die neutrale
Stellung wird durch das Elektroventil EVN gesteuert. Es ist wichtig, daB bei Erteilung
des Befehles zum Gangwechsel durch den Schaltgeber die folgenden Vorgänge nacheinander
ausgeführt werden: 1. Auskuppeln, 2. Ausrücken des vorhergehenden Ganges (Bewegung
der Hebel in den Leergang), 3. Einrücken des neuen Ganges, -!.. Einkuppeln.
-
Diese Vorgänge werden durch hydraulische Servomotoren bewirkt, welche
auf einzelne im Steuerkasten angeordnete Hebel einwirken, die mit den Wellen 68,
69 fest verbunden sind.
-
Um diese Vorgänge in der angegebenen Reihenfolge auszuführen, erfolgt
die hydraulische Speisung aller Elektroventile für die Gänge, welche die Befehle
des Schaltgebers empfangen, über den Servomotor für das Auskuppeln, der den Verteiler
bildet und dessen Elektroventil gleichzeitig mit dem Elektroventil für das Auskuppeln
erregt wird.
-
Das Schema der hydraulischen Anlage ist in Fig.6 angegeben.
-
Gemäß dieser wird das Elektroventil EVD für das Auskuppeln durch seine
Wicklung 73 erregt. Das Elektroventil EVD weist eine Hochdruckkammer 74
auf,
der die Druckflüssigkeit durch eine Leitung 75 zugeführt wird, und eine Abflußkammer
76 für den Abfluß nach dem Behälter. Diese beiden Kammern werden durch eine sogenannte
Nutzkammer 77 getrennt, die durch das Spiel des durch die Wicklung 73 betätigten
Doppelventilkörpers 78 entweder mit der Hochdruckkammer 74 oder mit
der Abflußkammer 76 verbunden wird. Die Nutzkammer 77 steht über eine Leitung
79 und eine Bohrung 80 mit der Druckkammer 81 des Servomotors
82 für das Auskuppeln in Verbindung, in welcher ein Kolben 83 verschiebbar
ist, der unter der Wirkung des Druckes auf den mit der Welle 69 nach Fig.
5 fest verbundenen in Fig.6 (nicht dargestellten) Auskupplungshebe115 einwirkt,
um das Auskuppeln vorzunehmen. Die Druckkammern der Elektroventile EV
1, EV 2 usw., die von gleicher Bauart wie das Elektroventil
EVD sind, sind an eine Druckleitung 84 angeschlossen, welche die von der
Kammer 81 des Servomotors 82 her kommende Druckflüssigkeit aufnimmt.
Die Druckleitung 84 ist mit einer Bohrung 85 des Servomotors
82 verbunden. Die Bohrung 85 wird durch den Kolben 83
erst freigegeben,
nachdem dieser in die Auskupplungsstellung bewegt worden ist. Die Abflußkammern
76 der Elektroventile sind mit einer gemeinsamen Abflußleitung 86 verbunden. Der
Schaltservomotor 118 für die Einschaltung des 1. Ganges, der durch den Kolben
88 auf einen der Hebel der Welle 68 einwirkt, ist an die Nutzkammer seines Elektroventils
EV 1 durch getrennte Leitungen 89, 90 mit einem zwischen beide Leitungen
geschalteten Sicher'neitsservomotor 120 angeschlossen. Die Servomotoren für den
2., 3. und 4. Gang weisen die gleiche Ausbildung auf.
-
Da die Elektroventile EVD und EV 1 gleichzeitig erregt
werden, kann die Druckflüssigkeit des Servomotors 118 für den 1. Gang erst
zugeführt werden, nachdem durch den Servomotor 82 das Auskuppeln bewirkt worden
ist und nachdem der Sicherheitsservomotor 120 durch Verdrängung des Kolbens 92 die
Leitungen 89 und 90 miteinander verbunden hat.
-
Der Sicherheitsservomotor 120 hat zur Aufgabe, die Welle 68 und 69
in die neutrale Stellung (Leergang) zurückzuführen, falls sie sich nicht bereits
in derselben befindet. Auf diese Weise können nicht zwei Gänge gleichzeitig eingeschaltet
werden, so daß Fehlschaltungen mit möglichen Getriebeschäden vermieden sind.
-
Der Kolben 83 des Servomotors 82 für das Auskuppeln
weist auf seinem Umfang eine Ringnut 93
auf, die durch zwei Bohrungen
94, 95 mit der Außenseite in Verbindung steht. Der Kolben 83, der
in üblicher Weise durch eine Feder zurückführbar ist, nimmt in der Ruhestellung,
d. h. in der eingekuppelten Stellung, die Stellung gemäß Fig. 6 ein. Auf diese Weise
sind daher alle Hochdruckkammern 74 der Elektroventile EV 1, EV
2 usw. über die Bohrung 95
mit dem Auslaß verbunden, und es kann keine
falsche Betätigung erfolgen. Die Kolben 88 und 92 der Servomotoren 118 und
120 werden durch nicht dargestellte Federn in die Stellung gemäß Fig. 6 zurückgeführt,
wenn ihre Elektroventile im nicht mehr erregten Zustand die Verbindung mit dem Auslaß
herstellen. Die Rückkehr des Kolbens 88 in diese Stellung ist möglich. da
die Druckkammer des Servomotors 118 über die Leitung 90, die Ringnut
96 und die Bohrungen 97,
98 mit dem Auslaß verbunden wird. Der
Kolben 88
öffnet am Ende seines Vorwärtshubes den elektrischen Kontakt
24a (s. auch Fig. 2), der den Stromkreis des entsprechenden Elektroventils
unterbricht, sobald der Gang eingeschaltet ist, und dadurch das Elektroventil mit
dem Auslaß verbindet.
-
Durch die eben beschriebenen Sicherheitsvorkehrungen ist die Anlage
ohne hydraulischen Druck und ohne elektrische Spannung, sobald ein Schaltvorgang
ausgeführt worden ist, was eine vollkommene Schaltsicherheit gewährleistet.
-
Fig.12 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Verteilung der Druckflüssigkeit.
Eine Pumpe 100,
die ständig Flüssigkeit aus einem Behälter 101 ansaugt,
drückt dieselbe in die Kammer 102 eines Elektroventils EVD 1
für das Auskuppeln. Die Kammer 102 ist durch einen Ventilkörper
103 von einer Kammer 104 getrennt, aus welcher die Flüssigkeit über
die Leitung 105 in den Behälter zurückfließt. Der Ventilkörper
103 wird durch einen Elektromagneten 106
betätigt und wird bei Erregung
desselben auf seinen Sitz gedrückt. Die Druckflüssigkeit wird nun, wie vorher beschrieben,
in einen Servomotor 107 für das Auskuppeln eingelassen, der wie in Fig. 6
mit Elektroventilen EV 1', EV 2' usw. verbunden ist,
deren Bauart dem Elektroventil EVD 1 entspricht. Die Elektroventile
sind wie bei der vorhergehend beschriebenen Bauart an die Servomotoren für die Gangschaltungen
angeschlossen.
-
In Fig. 7 bis 11 ist eine praktische Ausführungsform des Teiles des
Steuerkastens C gezeigt, der die hydraulischen Servomotoren für das Geschwindigkeitswechselgetriebe
enthält, wobei die beiden Wellen 68 und 69 für die nicht dargestellten
Schalthebel 66,
67 im Querschnitt erkennbar sind.
-
In Fig. 7 ist vornehmlich die Auskupplungsvorrichtung mit dem Kolben
83 des Servomotors 82 dargestellt, der bei jedem Gangwechsel zunächst das
Auskuppeln bewirkt. Bei Zuführung von Drucköl über die Bohrung 80 drückt
der Kolben 83 über eine Pleuelstange 108 auf einen Hebel
109, der von der Nabe 71 getragen ist. Die Nabe 71, die drehbar
auf der Welle 69 gelagert ist und auch den nicht dargestellten Auskupplungshebel
15 aufweist, bewirkt dadurch über die nicht dargestellte Gestängeübertragung
16, 17 (s. Fig. 1) das Auskuppeln. Ferner ist in Fig. 7 der Servormotor
110 für den Rückwärtsgang mit seinem Sicherheitsservomotor 111 dargestellt.
Sie werden durch das Elektroventil EVAR betätigt, das die Druckflüssigkeit in die
Bohrung 63 einläßt.
-
Fig. 9 zeigt die beiden Servomotoren 112 und 113
für
die Bewegung der Schalthebel 66 und 67 in die neutrale Stellung. Die Servomotoren
werden durch das Elektroventil EVN betätigt, das durch den Fahrer mittels des Betätigungshebels
11 des Handschaltkastens B (Fig. 1) gesteuert wird.
-
In Fig. 11 sind die Servomotoren 114 und 115 für den
3. und 4. Gang mit ihren zugehörigen Sicherheitsservomotoren 116 und
117 erkennbar. Fig. 10 zeigt die Servomotoren 118 und 119 für den
1. und 2. Gang mit ihren Sicherheitsservomotoren 120 und 121.
-
Hebel 110a (Rückwärtsgang), 114 a (3. Gang),
115a (4. Gang), 118a (1. Gang) und 119a (2. Gang) sind abwechselnd
auf den Wellen 69 und 68 aufgeseilt, und jeder dieser Hebel endet
in einem zylindrischen Kopf, der dem Kolben des Schalteaservomotors mit der entsprechenden
Bezugsziffer gegenüberliegt. In der Ruhestellung nehmen die Servomotoren für die
Schaltung der Gänge des Getriebes, ihre Sicherheitsservomotoren und die zugehörigen
Hebel die in den Fig. 7 bis 11 angegebenen Stellungen ein.
-
Die Servomotoren 114, 115, 118 und 119 für die Schaltung
der Vorwärtsgänge sind in ihrem Vorwärtshub beschränkt, wie in Fig. 11 für den Servomotor
115 angegeben ist, und zwar durch Nuten 122, die mit ortsfesten Ansätzen
123 zusammenwirken. Unter der Wirkung dieser Servomotoren können die auf der Welle
68 aufgeseilten Hebel 114 a und 118 a zwei äußere Winkelstellungen einnehmen, die
in entgegengesetzter Richtung geneigt sind. Das gleiche gilt für die auf der Welle
69 aufgeseilten Hebel 115a und 119a. Für jede der beiden Wellen
68 und 69 ergeben sich daher zwei Winkelstellungen beiderseits der
mittleren Neutralstellung. Jede dieser Stellungen entspricht der Einschaltung eines
Vorwärtsganges. In jeder dieser äußeren Stellungen sind zugehörige Kontakte
24 a bis 27 a geöffnet (s. auch Fig. 2)
durch den Anschlag des entsprechenden Hebels gegen einen Stößel 124. Die
Öffnung dieser Kontakte unterbricht den Stromkreis des entsprechenden Elektroventils
bei eingeschaltetem Gang, wie bereits erwähnt wurde. Zu Fig. 7 ist noch zu bemerken,
daß der Servomotor 110
für den Rückwärtsgang nicht mit einer Hubbegrenzung
versehen ist. Der auf der Welle 69 aufgeteilte Steuerhebel 110a für
den Rückwärtsgang muß zum Einschalten des Rückwärtsganges eine stärker nach außen
gerückte Winkelstellung einnehmen als jene, die der Hebel 115 a für
einen Vorwärtsgang einnimmt. Der durch den Servomotor 110 gestoßene Hebel
110 a unterbricht bei seiner Drehung ein erstes Mal den Kontakt 23, wenn
er auf den Stößel 124 trifft. Bei Fortsetzung seiner Drehung geht der
Hebel 110a dann über den Stößel 124 hinweg, aber nun drückt der Kolben des
Servomotors 110 selbst auf den Stößel 124 und wird durch letzteren in seinem
Hub begrenzt. Bei eingeschaltetem Rückwärtsgang ist das Elektroventil EVAR für den
Rückwärtsgang ebenso wie die übrigen Elektroventile nicht mehr erregt.
-
Aus den Fig. 7, 10 und 11 ist ersichtlich, daß bei Einschaltung irgendeines
Ganges durch eine der Wellen 68 oder 69 unter der Wirkung eines Schaltservomotors
der Kolben des zugehörigen Sicherheitsservomotors mit zwei radial gegenüberliegenden
Stirnansätzen gegen die Flanke des ihm gegenüberliegenden Hebels stößt und den Hebel
durch Anschlag gegen diese Flanke in die neutrale Stellung (Leergang) zurückführt.
Dieser Vorgang wird ausgeführt, ehe der nächste Gang eingeschaltet werden
kann.
-
Ebenso muß, bevor der Rückwärtsgang durch den Servomotor 110 eingeschaltet
werden kann; die Welle
68 in die Leergangstellung zurückgeführt
werden, wenn sie sich noch nicht in dieser befindet. Dies erfolgt durch Anschlag
des Sicherheitsservomotors 111 gegen einen besonderen Hebel 125, der mit
der Welle 68 fest verbunden ist. Ferner wird durch die Handsteuerung der
Bewegung der Gänge in die neutrale Stellung, welche Servomotoren 112, 113 (Fig.
9) betätigt, diejenige der Wellen 68 oder 69, die sich in einer Gangstellung befindet,
durch Auftreffen des ihr gegenüberliegenden Kolbens des Servomotors 112 oder
113 auf das eine oder andere Ende der geradlinigen Flanke einer der Nocken
126 oder 127 wieder aufgerichtet, die mit der Welle 68 bzw. 69 fest verbunden sind.
Am Ende des Hubes der Servomotoren 112, 113 sind die Wellen 68, 69 in der
neutralen Stellung blockiert. In dieser Stellung ruhen die Nocken auf Stößeln 124
auf und unterbrechen den Stromkreis des Elektroventils EVN für die Bewegung in die
neutrale Stellung über die von den Stößeln 124 betätigten Schalter 22 und 22 a.
-
Die Druckflüssigkeit, die über die Kolben der Servomotoren für die
Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang entweichen kann, wird in äußeren Kammern 128,
129 des Steuerkastens C aufgefangen, aus denen sie in den Behälter zurückfließen
kann.