DE644809C - Druckmittelschaltvorrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem mit dem Getriebeschaltglied verbundenen Kolben, der in einem auch eine mittlere Schaltstellung ermöglichenden Unterdruckzylinder verstellbar ist.

Es sind schon derartige Vorrichtungen bekannt, bei welchen die Schaltvorrichtung eine Anzahl von Zylindern enthält, die der Zahl der vorgesehenen Gänge entspricht. Ein jeder der Zylinder ist mit einem Kolben versehen, welcher einerseits der Saugleitung des Motors und andererseits dem Druck der Außenluft unterworfen ist. Die Zylinder arbeiten paarweise, und die Zylinder eines jeden Paares sind in solcher Weise durch Leitungen verbunden, daß, wenn einer der Kolben nach oben geht, "der andere nach unten stößt. Diese KoI-

zo ben sind mit einer Stange verbunden, welche durch ihre Bewegung gedreht wird und ein Kupplungsglied auf die verschiedenen Gänge verschiebt. Diese Schaltvorrichtung mittels Hilfskraft wird durch ein Ventil gesteuert, das die Leitung des dem gewünschten Gange entsprechenden Zylinders mit der Saugleitung des Motors und die Leitungen aller anderen Zylinder mit der Außenluft in Verbindung setzt.

Derartige Vorrichtungen weisen aber bedeutende Nachteile auf. Zunächst sind sie von sehr verwickelter Herstellung wegen der notwendigen Anzahl von Zylindern und Leitungen, wodurch auch ihr Herstellungspreis erhöht wird. Dadurch werden auch ihr Raumbedarf und Gewicht verhältnismäßig groß, was besonders bei Kraftfahrzeugen ein bedeutender Nachteil ist. Schließlich sind auch die Verbindungsglieder zwischen Wechselgetriebe und Zylinder verwickelt und empfindlich, und demnach ist ihre Instandhaltung schwer und kostspielig.

Die gleichen Nachteile bestehen auch bei den Unterdruckschaltvorrichtungen, die mit einer der Zahl der Gängepaare entsprechenden Anzahl von Zylindern und Kolben versehen sind, wobei ein jeder Kolben am Zylinderende sich befinden muß, um einen Gang einzuschalten, während seine mittlere Steliung der Ausschaltung der von ihm gesteuerten Gänge entspricht.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie eine einfache, leichte und kostensparende Vorrichtung ermöglicht. Sie kennzeichnet sich durch einen einzigen Unterdruckschaltzylinder, der an seinen Enden mit dem Unterdruck des Motors und mit der Außenluft durch Leitungen verbunden ist und an Zwischenstellen weitere Unterdruckleitungen in einer den Zwischengängen des Wechselgetriebes gleichen Anzahl aufweist, welche je zwei voneinander um die Breite des Verstell-

kolbens abstehende Abzweigungen aufweisen und ferner durch je eine in die Lufteinlaßleitungen der Zwischengänge eingeschaltete· Umschaltvorrichtung, die je nach der wegungsrichtung des Verstellkolbens das oder das andere Zylinderende mit der Auß luft selbsttätig in Verbindung setzt.

Eine Ausführungsform der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend ίο beispielsweise beschrieben und ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei diese Vorrichtung mit einem Zahnräderwechselgetriebe zusammenwirkt, welches aus mehreren von gleicher Breite und mit hohlen Naben ver-•5 sehenen Zahnrädern besteht, die konzentrisch zu der treibenden Welle angebracht sind und mit dieser mittels einer Freilauftrommel zwangläufig gekuppelt werden können, wobei diese Zahnräder mit entsprechenden, fest auf einer Vorgelegewelle angebrachten Zahnrädern ständig kämmen.

In der Zeichnung ist beispielsweise ein Zahnräderwechselgetriebe mit drei Gängen schematisch dargestellt. Die mit hohlen Naben versehenen Zahnräder 1,2,3 ^sin<i gleichachsig zu einer treibenden Welle 4 angebracht, längs welcher eine Freilaufkupplungstrommel 5 verschoben werden kann. Dieses Verschieben erfolgt durch eine Stange 6, die an einem KoI-ben 7 befestigt ist, der sich in einem Zylinder 8 bewegt, welcher Schaltzylinder genannt wird. Der Schaltzylinder steht einerseits mit dem Saugrohr des Motors durch ein Steuerventil 9 in Verbindung und andererseits mit der freien Luft durch ein Lufteinlaßventil 10. Diese beiden Ventile werden entweder von Hand oder von einem auf der getriebenen Welle 12 angebrachten Fliehkraftregler 11 gesteuert.

Die Zahnräder 1, 2, 3 greifen ständig mit den auf einer Vorgelegewelle 4' fest angebrachten Zahnrädern 1', 2', 3' ein. Die Steuerung arbeitet wie folgt: Das Steuerventil 9 enthält so viele Stellungen, als Gänge vorgesehen sind, z. B. drei in dem gewählten und auf der Zeichnung dargestellten Beispiel. In jeder dieser Stellungen bringt das Ventil 9 den Zylinder 8 mit dem Saugrohr des Motors in Verbindung, um in demjenigen Teil des Zylinders, zu welchem der Kolben 7 sich begeben soll, einen Unterdruck zu schaffen. Zu diesem Zweck verbindet das Ventil 9, das vorzugsweise in der Form von zwei zylindrischen Röhren 9', 9" hergestellt ist, deren erstes ortsfest und das zweite in dem ersten in solcher Weise gleitbar ist, daß seine seitliche Öffnung 13 gegenüber den Öffnungen 14, 15 und 16 der äußeren Röhre 9' zu stehen kommt, das Saugrohr des Motors mit einer oder der anderen der drei Leitungen 17, 18,19, die dem ersten, zweiten oder dritten Gang entsprechen. Die Leitungen 17 und 19 münden in die beiden entgegengesetzten Enden des Schalt-" zylinders 8, die Leitung 18 dagegen in die ;$$itte dieses Zylinders, und zwar durch zwei '-benachbarte Abzweigungen 20, 21, die jedoch " sajweit voneinander entfernt sind, daß, wenn r^dißfr Kolben 7 zwischen sie zu liegen kommt, "die zwei Mündungen frei gelassen werden.

Das Lufteinlaßventil 10 enthält ebenfalls drei Stellungen und wird entweder von Hand oder von dem Regler 11 gleichzeitig mit dem Steuerventil 9 verstellt. Dieses Ventil ist ebenfalls aus zwei konzentrischen Röhren 10', 10" gebildet und setzt in seinen drei Stellungen die freie Luft mit der einen oder der anderen der drei Leitungen 22, 23 und 24 in Verbindung, zu derselben Zeit, in der die Leitungen 17, 18 und 19 mit dem Saugrohr des Motors durch das Ventil 19 verbunden werden. Die den äußersten Stellungen des Lufteinlaßventils, d. h. dem ersten und dem dritten Gang, entsprechenden Leitungen 22 und 24 münden in den Schaltzylinder 8, an beiden Enden· desselben, die mittlere Leitung 23 dagegen, die dem zweiten Gang entspricht, führt zu einem Hilfsventil 25, das in derselben Art wie die zwei Ventile 9 und 10 ausgeführt werden kann und das durch die Verstellung des Kolbens 7 mittels einer Stange 26 und dem angelenkten Doppelhebel 27 gesteuert ist. Dieses Ventil 25 hat zwei Stellungen, in denen es die Leitung 23 mit dem einen oder dem anderen Ende des Schaltzylinders 8 durch dieLeitungen 28und29 in Verbindung setzt.

Im Falle der selbsttätigen Steuerung steuert der Fliehkraftregler 11 die Ventile 9,10 mittels der angelenkten Stangen 30, 31 und 30', 31'. Die Stangen 31, 31' sind an ein Spurlager 32 angelenkt, das auf der getriebenen Welle 12 gleiten kann und das mit dem Regler z. B- »00 durch ein Spurlager 33 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der selbsttätigen Vorrichtung ist wie folgt:

Angenommen, die Trommel 5 befindet sich am Anfang gegenüber dem dem ersten Gang »05 entsprechenden Zahnrad 1, so kuppelt der Fahrer dieses Zahnrad ein. In diesem Augenblick befinden sich die Ventile 9 und 10 in der linken Stellung, so daß sich ein Unterdrude auf der linken Seite des Kolbens 7 bildet, »10 während Außenluft zu der rechten Seite des Kolbens gelangt, der so gegen das linke Ende des Zylinders 8 gehalten wird. Wenn beün Anfahren des Wagens nach einer gewissen Bechleunigung die Welle 12 eine Umlauf zähl i»s ' erreicht hat, bei der das Umschalten in dein zweiten Gang stattfinden soll, so bringt der Regler 11 die Ventile 9, 10 in ihre mittlere Stellung, wobei die Leitung 18 mit der Saugeitung des Motors in Verbindung gebracht iao wird. Es entsteht nun ein Unterdruck auf der ' rechten Seite des Kolbens 7, und da die Lei-

tung 23 gleichzeitig rait der freien Luft durch das Ventil 10 verbunden wurde, dringt Außenluft zu der linken Seite des Kolbens 7, wobei das Hilfsventil 25 die Leitung 23 mit der Leitung 28 verbindet. Es folgt, daß, sobald der Fahrer den Gasfußhebel ein wenig losläßt, womit die Freilauftrommel vom Zahnrad 1 entkuppelt wird, der Kolben 7 nach rechts bewegt wird, bis er in die zwischen den zwei Abzweigungen 20, 21 befindliche Lage zu stehen kommt. In diesem Augenblick saugen die Abzweigungen 20, 21 Luft von den beiden Seiten des Kolbens weg, wodurch der Kolben im Gleichgewicht gehalten wird, da inzwischen der Lufteintritt von der Leitung 28 durch die neue Stellung des Hilfsventil 25 unterbrochen ist. Die Lage der Abzweigungen ist so gewählt worden, daß in dieser Stellung der Kolben 7 die Trommel 5 gegenüber dem Zahnrad 2 des zweiten Ganges einstellt.

Wenn nach einer weiteren Beschleunigung die Welle 12 eine genügende Umlauf zahl zum Einschalten des dritten Ganges erreicht hat, so bringt der Regler 11 die Ventile 9, 10 in ihre rechte Stellung und verbindet somit die linke Seite des Kolbens 8 mit der freien Luft durch die Leitung 24 und die rechte Seite des Kolbens mit dem Saugrohr des Motors durch die Leitung 19. Dadurch wird der Kolben 7 nach dem rechten Ende des Schaltzylinders 8 bewegt und bringt somit die Trommel 5 in Kupplungsstellung zum Zahnrad 3, das die Durchschaltung bewirkt.

Diese verschiedenen Vorgänge finden in entgegengesetzter Reihenfolge statt, wenn infolge einer Verminderung der Umlaufzahl der Welle 12 der Regler das Einsetzen des zweiten oder des ersten Ganges bewirkt. Beim Übergang von dem dritten zu dem zweiten Gang setzt jedoch das Hilfsventil 25 die rechte Seite des Kolbens mit der freien Luft durch die Leitung 29 in Verbindung. Dadurch wird der Kolben 7 nach links bewegt. Das Hilfsventil 25 bleibt dagegen während der Umschaltung von dem zweiten in den ersten Gang unwirksam. Um die Umschaltvorrichtung gemäß der Erfindung bei selbsttätig wirkendem Schalten den Fahrbedingungen anpassen zu können, sind auch Einrichtungen vorgesehen, die es er-.

möglichen, die Grenzwerte der Umlaufzahl, bei denen der Fliehkraftregler das Umschalten von einem Gang in den anderen hervorruft, in die eine oder in die andere Richtung zu verschieben. Zu diesem Zweck ist das Spurlager 32, an welchem die zu den Ventilen 9, 10 führenden Stangen angelenkt sind, mit dem Spurlager 33 des Reglers mittels eines Gliedes von einstellbarer Länge verbunden, z. B. mittels einer außen geschraubten, mit dem Spurlager 33 fest verbundenen Hülse 34 und einer mit dem Lager 32 verbundenen Mutter 3 5, die durch einen Hebel 36 in Drehung versetzt wird, der durch einen vorzugsweise am Lenkrad angebrachten Handhebel verstellt wird, welch letzterer sich vor einer Anzahl von Merkstrichen bewegt, die den verschiedenen Werten der Umlaufzahl entsprechen, bei denen das Umschalten der Gänge selbsttätig stattfinden soll. In dieser Weise kann der Fahrer nach seinem Willen den Einfluß des Fliehkraftreglers in an sich bekannter Weise ändern, um ihn an seine Art des Fahrens anzupassen.

Bei von Hand gesteuerten Unterdruckschaltvorrichtungen, die beispielsweise mittels eines vom Fahrer bedienbaren Handhebels gesteuert werden, dient die Schaltvorrichtung lediglich dazu, die zur Ausführung der Umschaltung nötige Kraft zu leisten.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch zum Steuern von in anderer Weise ausgebildeten und mit einer beliebigen Anzahl von Gängen versehenen Wechselgetrieben dienen, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen; es genügt dazu, die nötige Anzahl von Hilfsventilen und Leitungen vorzusehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem mit dem Getriebeschaltglied verbundenen Kolben, der in einem auch eine mittlere Schaltstellung ermöglichenden Unterdruckzylinder verstellbar ist, gekennzeichnet durch einen einzigen Unterdruckschaltzylinder (8), der an seinen Enden mit dem Unterdruck des Motors und mit der Außenluft durch Leitungen (17, 19; 22, 24) verbunden ist und an Zwischenstellen weitere Unterdruckleitungen (18) in einer den Zwischengängen des Wechselgetriebes gleichen Anzahl aufweist, welche je zwei voneinander um 'die Breite des Verstellkolbens (7) abstehende Abzweigungen (20, 21) aufweisen, und ferner durch je eine in die Lufteinlaßleitungen (23) der Zwischengänge eingeschaltete Umschaltvorrichtung (25), die je nach der Bewegungsrichtung des Verstellkolbens (7) das eine oder das andere Zylinderende mit der Außenlüft selbsttätig in Verbindung setzt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Gängen des Wechselgetriebes gleiche Anzahl Lufteinlaßleitungen (22, 23, 24) vorgesehen ist, und daß diese Leitungen von einem mit dem die Unterdruckleitungen (17, 18, 19) steuernden Ventil (9) zwangläufig verbundenen Ventil (10) gesteuert werden.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

selbsttätigeLufteinlaßumschaltvorrichtung (25) aus einem Hilfsventil, z. B. aus zwei ineinandergleitenden Rohren, besteht, das durch die Bewegung des Verstellkolbens (7) gesteuert und derart angeordnet ist, daß es die Luft in den Verstellzylinder (8) im Sinne der Kolbenbewegung einläßt und, sobald der Kolben (7) seine Stellung zwi schen dem dem gewünschten Gang entsprechenden Abzweigungspaar (20,21) der Unterdruckleitung (18) erreicht hat, den Lufteinlaß (23) abschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen