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Vorrichtung zum Schalten von Wechselgetrieben, insbesondere von Kraftfahrzeugen,
mittels einer einzuschaltenden Kraft Vorrichtungen zum Einschalten verschiedener
Geschwindigkeiten bei Kraftfahrzeugen sind bereits in den verschiedensten Ausführungsformen
vorgeschlagen worden, um die bisher üblichen vielen Einzelhandgriffe zu vereinfachen.
Bekanntermaßen erfordert das Einschalten einer anderen Geschwindigkeit während der
Fahrt fünf Einzeltätigkeiten, die der Reihe nach durchgeführt werden müssen, und
zwar: r. Entkuppeln, a. Loslassen des Gashebels.
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Einstellen des Hebels zum Einrücken einer anderen Zahnradübersetzung,
Einkuppeln, Einstellen des Gashebels.
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Die bisher vorgenommenen Verbesserungen haben sich in der Hauptsache
auf den unter 3 angeführten Vorgang bezogen, indem das Ein- und Ausrücken der verschiedenen
Zahnradübersetzungen mittels einer in beliebiger Weise einzuschaltenden Kraft (elektrische,
pneumatische oder hydraulische) bewirkt wurde. Die übrigen Handhabungen blieben
hierdurch unberührt. Dies ist auch der Grund, warum derartige Einrichtungen sich
in der Praxis nicht eingebürgert haben und nur versuchsweise angewendet worden sind,
da der geringe Vorteil die Kosten einer besonderen Kraftanlage nicht rechtfertigte.
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Im Gegensatz zu Vorrichtungen, die mittels einer einzuschaltenden
Kraft das Schalten besorgen sollten, ist bereits früher ein Vorschlag gemacht worden,
Bremse, Kupplung und Zündeinstellung mittels eines einzigen Hebels in bestimmter
Reihenfolge zu beeinflussen. Auch hierdurch wird die Handhabung beim Übergang von
der einen auf die andere Geschwindigkeit nicht wesentlich vereinfacht, da zu dem
Brems-, Kupplungs- und Zündeinstellungshebel immer noch der Hebel für die Einstellung
eines anderen Ganges notwendig ist und schließlich auch noch der Vergaser besonders
beeinflußt werden muß. Infolgedessen hat sich auch dieser Vorschlag nicht eingebürgert.
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Der Zweck der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zum Schalten
von Wechselgetrieben, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mittels einer einzuschaltenden
beliebigen Kraft zu schaffen, wodurch alle fünf weiter oben angeführten Handhabungen
automatisch in der richtigen Reihenfolge in Tätigkeit gesetzt werden.
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Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß für die verschiedenen
Getriebegänge und die Kupplung j e eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist und zur
Einschaltung der Kraft so viel Hebel dienen, wie Getriebegänge vorhanden sind, und
daß ferner die Kraftverteilung derart erfolgt, daß bei jeder durch den betreffenden
Hebel o. dgl. vorzunehmenden Schaltung nacheinander die Einstellvorrichtungen des
Getriebes und der Kupplung beeinflußt werden: Hierbei kann mit jedem die Kraftverteilung
regelnden Gliede eine Einrichtung zum Regeln der Betriebsstoffzufuhr derart verbunden
sein, daß nach Einstellung des Getriebes Vollgas gegeben wird. Das treibende Glied
jeder Einstellvorrichtung wird
vorteilhaft so eingerichtet, daß
es nach Zurücklegung eines bestimmten Weges durch Mitnehmer auf die Vorrichtung
zum Regeln der Einstellung der Kupplung einwirkt.
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Das Führen eines Kraftfahrzeuges erleichtert sich demnach ganz bedeutend.
Um vom Stillstand auf die höchste Geschwindigkeit zu gelangen, braucht der Fahrer
nur nacheinander die betreffenden Hebel zu bedienen und führt somit bei jeder einzelnen
Schaltung die fünf Tätigkeiten automatisch aus. Da üblicherweise bei Kraftfahrzeugen
drei Geschwindigkeiten und ein Rückwärtsgang vorgesehen sind, so genügen vier Fußhebel,
von denen der eine für den Rückwärtsgang auch noch an gesonderter Stelle vorgesehen
sein kann. Ein ganz wesentlicher Vorteil der Vorrichtung ist noch der, daß der Fahrer
beide Hände stets am Steuerrad behält und abgesehen hiervon seine ganze Aufmerksamkeit
auf den Weg richten kann, da er nach einiger Übung ohne hinzusehen die drei Fußhebel
nacheinander treten kann.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen: Abb. r die Anordnung der einzelnen Vorrichtungen schematisch
dargestellt mit den dazugehörigen Schaltungen, Abb. ia eine Einzelheit in etwas
anderer Stellung und Abb.2 und 3 Schnittzeichnungen durch Einzelheiten der Vorrichtung.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist Druckluft als Steuerkraft
angenommen. Es wird aber selbstverständlich am Wesen der Erfindung nichts geändert,
wenn an Stelle von Preßluft hydraulischer Druck oder elektrische oder eine beliebige
andere Kraft tritt; nur aus Gründen der Billigkeit in der Ausführung, der Einfachheit
und Unempfindlichkeit ist der pneumatische Antrieb gegenüber den anderen vorzuziehen.
Die Konstruktion der einzelnen Teile wird in der Praxis natürlich wesentlich dadurch
vereinfacht werden, daB alle Kolben und Schieber in einem Gußkörper vereinigt sind
und Rohrleitungen u. dgl. vermieden werden.
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Gemäß der Zeichnung stellt i eine durch den Motor betriebene Luftpumpe
zur Erzeugung der Druckluft dar. 2 ist ein Windkessel, der als Kraftspeicher dient.
Die Leitung 3 führt die Druckluft zu den Schiebern 4, welche von den Fußhebeln 5
mittels Winkelhebel 6 und Zugstange eingestellt werden. Die Zugglieder 9 beeinflussen
den Vergaser. Dieser Teil der Vorrichtung ist so bemessen, daß bei einem Hub von
z. B. 5 mm der Fußhebel 5 nur die Schieber 4 geöffnet werden, ohne auf den Vergaser
zu wirken; dies ist erreicht durch den toten Gang bei io zwischen Fußhebel und Zugglied.
Wie gezeichnet, sind vier solcher Fußhebel 5 mit Winkelhebel vorhanden, welche den
drei Geschwindigkeiten und dem Rückwärtsgang entsprechen.
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Je nachdem, welcher der vier Fußhebel 5 niedergedrückt ist, wird durch
Öffnen des Schiebers 4 Druckluft von der Leitung 3 in eine der Leitungen 11, 12,
13 oder 14 eingelassen, wodurch die Kolbenstangen 15, 16, 17 oder 18 in den kleinen
Zylindern i9, 2o, 21 oder:.d2 bewegt werden.
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Diese Kolbenstangen geben dem Drehschieber 23, 24, 25 oder 26 der
jeweiligen Steuerung, der z. B. als Hahnküken ausgebildet sein kann, eine kleine
Drehung. Diese Drehschieber drehen sich lose auf der Welle 27. Den Querschnitt einer
solchen Steuerung zeigt die Abb. 2. Man sieht, daß der äußere Körper 28 drei Öffnungen
hat, nämlich 29, 30 und 31. Wird nun der innere Teil 26 in der Richtung des Pfeiles
gedreht, so kommt durch den Kanal 32 die Öffnung 29 erst mit der Öffnung
30 und bei weiterer Drehung mit Öffnung 3 i in Verbindung. Die Öffnung 29
steht durch eine der Leitungen 33, 34, 35, 36 unter Druck, und wenn die Zylinder
i9, 2o, 21 oder 22 Druckluft erhalten; wirkt die Steuerung so, daß die Leitungen
37, 38 oder 39, 4o oder 41, 42- oder 43, 44 auch unter Druck kommen. Diese
Leitungen münden schließlich in zwei Zylinder 45 und 46, in welchen sie den darin
befindlichen Kolben in der einen oder anderen Richtung bewegen. Diese Kolben bewegen
dann mittels ihrer Kolbenstange den Hebel 6o des Wechselgetriebes in eine der Lagen
für eine der drei Vorwärtsgeschwindigkeiten oder den Rückwärtsgang.
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Hat der Drehschieber 26 (Abb.2) seine Drehung vollführt, so wird bei
weiterer Bewegung der Kolbenstangen 15,-z6, 17 oder 18 durch den Mitnehmer
47, 48, 49 oder 5o auch die Welle 27 mitgenommen. Durch die Drehung der Welle 27
wird der Drehschieber 51 bewegt, der in Abb.3 im Querschnitt gezeichnet ist. An
diesen Drehschieber 51 schließt einerseits die vom Druckkessel 2 kommende Leitung
58, andererseits die an einen Zylinder 53 führende Leitung 52 derart an, daß normalerweise
der Kolben des Zylinders 53 unter Druck steht. Wird dagegen, wie weiter oben beschrieben,
die Welle 27 mitgenommen, dann wird die Verbindung zwischen Druckkessel 2 und Zylinder
53 zunächst unterbrochen und sodann durch die Bohrung 55 des Drehschiebers 51 die
Leitung 52 durch Anschluß an die Atmosphäre entlüftet. Der Kolben bzw. die Kolbenstange
54 des Zylinders 53 steht mit dem Kupplungshebel in Verbindung. Wird also der Zylinder
53 druckfrei, dann bewegt sich die Kolbenstange 54 nach links und gibt den Kupplungshebel
frei,
was gleichbedeutend mit einem Einkuppeln des Motors ist. Im
Drehschieber 26 (Abb. 2) bedeutet 56 ebenfalls einen Entlüftungskanal. Man sieht
dabei, daß bei der Rückwärts-5 drehung des Drehschiebers 26 (Abb. 2) die betreffenden
Zylinder, ehe sie abgesperrt werden, mit der Außenluft durch die Bohrung 56 in Verbindung
kommen, daß also der Hebel 6o des Wechselgetriebes durch die vier Federn der Zylinder
4.5, 46 in eine neutrale Lage gebracht wird.
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Es sei nun angenommen, daß derjenige Fußhebel 5 niedergedrückt wird,
der die Steuerung mit den Öffnungen a, d beeinflußt. Die Druckluft drückt
dann den Kolben im Zylinder 45 nach rechts, während gleich darauf Druckluft den
Kolben im Zylinder 46 in der Pfeilrichtung bewegt. Hierdurch wird der Hebel 6o in
die Stellung gebracht, welche der ersten Geschwindigkeit entspricht (siehe Abb.
ia). Bei der weiteren Drehung des Drehschiebers 23 wird dann der Drehschieber
51 mitgenommen. Dies bewirkt, daß kein Druck mehr im Zylinder 53 vorhanden
ist und daß der Kupplungshebel freigegeben wird. Zu gleicher Zeit drückt der Fuß
den Fußhebel 5 vollkommen nieder, so daß der Vergaser mehr Gas gibt. Somit ist dann
die erste Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet.
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Beim Loslassen des Fußhebels 5 geschieht dasselbe, aber im umgekehrten
Sinne, d. h. man kommt zur Anfangsstellung zurück.
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Für die anderen Geschwindigkeiten und den Rückwärtsgang ist der Vorgang
.derselbe, jedoch unter Inanspruchnahme der anderen Steuerschieber.
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Auch ein geübter Fahrer braucht für die fünf Handhabungen. beim Geschwindigkeitswechsel
einige Sekunden; es ist daher einleuchtend, daß eine mechanische Vorrichtung gemäß
der Erfindung dies in vielkürzerer Zeit vollführt.
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Die Erfindung erleichtert das Fahren wesentlich namentlich für Anfänger,
hat aber auch, wie erwähnt, für geübte Fahrer den großen Vorteil, daß das Fahren
(z. B. der Kraftomnibusse) weniger anstrengend ist. Im großen und schnellen Stadtverkehr
wird dadurch auch die Gefahr herabgemindert.
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Die Zylinder i9, 2o, 21 oder 22 haben vor den Kolben kleine regelbare
Öffnungen, die nur dazu dienen, durch entsprechende Drosselung den Drehschieber
verhältnismäßig langsam sich drehen zu lassen, ähnlich dem Luftkissen der automatischen
Türschließer.
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Da die Vorrichtung nur sehr wenig Luft ' verbraucht, so kann auch
Luft durch eine kleine Leitung mittels Reduktionsventils aus f dem Kompressionsraum
eines der Motorzylinder entnommen werden. Ferner könnte auch der Überdruck im Auspuff
mittels eines Rückschlagventils zur Auffüllung des Windkessels :2 benutzt werden.
Sinngemäß kann man auch Vakuum anstatt Druckluft verwenden.
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Am Wesen der Erfindung wird nichts geändert, wenn hydraulischer Druck
an Stelle Luftdruck oder elektrischer Kraft verwendet wird. Für die letztere könnte
als Kraftspeicher die immer vorhandene Akkumulatorenbatterie benutzt werden; an
Stelle der Ventile und Steuerschieber kämen bei der elektrischen Vorrichtung Schleifkontakte
in Frage, und an Stelle der Kolben und Zylinder würden Elektromagnete o. dgl. Anwendung
finden.
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Am Wesen der Erfindung wird ferner nichts geändert, wenn durch die
Fußhebel die Steuerorgane 23, 2.a., 25 oder 26 unmittelbar eingestellt werden und
nicht erst, wie hier erklärt, ein Schieber 4.. Ferner ist es gleichgültig, welche
Art von Steuerung angewandt wird; so können an Stelle der gezeichneten Dreh- oder
Rundschieber Flachschieber, kombinierte Hähne oder Kombinationen verschiedener dieser
Arten treten.