DE650714C - Selbsttaetige Schaltvorrichtung fuer Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, deren Schaltglied in Abhängigkeit von mehreren veränderlichen Faktoren, z. B. der Drehzahl einer der Hauptwellen oder - der Motorleistung, geschaltet wird.

Die beim Schalten des Wechselgetriebes beteiligten veränderlichen Faktoren können sich durch eine Kraft, z. B. durch die Fliehkraft eines Fliehkraftreglers oder durch die Stärke des Unterdruckes in der Saugleitung des Motors, äußern. Die veränderlichen Faktoren können aber auch durch die bestimmte Lage eines Steuergliedes in die Erscheinung treten. Dies ist insbesondere bei der Motorleistung der Fall, die sich beispielsweise aus der jeweiligen Lage des Gasfußhebels ergibt. Es ist schon vorgeschlagen worden, die genannten veränderlichen Faktoren dadurch zur Wirksamkeit zu bringen, daß man mit ihrer Hilfe das Übersetzungsverhältnis einer veränderlichen Übersetzungsvorrichtung, beispielsweise einer Hebelübersetzungsvorrich-

•25 tung, abändert, welche in das Gestänge eingeschaltet ist, das die Verstellkraft für den Schalter des Wechselgetriebes auf diesen überträgt. Hierbei wird diese Verstellkraft in der Regel ebenfalls von einem veränderliehen Faktor, beispielsweise der Geschwindigkeit oder der Leistung des Motors, abhängen.

Die Steuerung des Wechselgetriebes durch das Zusammenwirken mehrerer veränderlicher Faktoren, wobei ein Teil von ihnen eine Verstellkraft erzeugen und ein anderer Teil das Übersetzungsverhältnis des die Verstellkraft übertragenden Getriebes beeinflussen kann, genügt, um das Schalten des Getriebes den aus der Geschwindigkeit des Motors oder des Wagens und der Motorleistung sich ergebenden Bedingungen anzupassen. Jedoch genügen diese veränderlichen Faktoren" vielfach noch nicht, um beim Schalten des Getriebes auch die unterschiedlichen Verhältnisse zu berücksichtigen, die auftreten, wenn der Wagen einmal auf einer ebenen Landstraße, ein andermal in der Stadt und ein drittes Mal im Gebirge fährt. Um auch diesen Verhältnissen Rechnung zu tragen, sind gemäß der Erfindung verstellbare Anschläge vorgesehen, welche auf einen der verstellbaren Teile der Wechselgetriebeschaltvorrichtung, durch den ein Teil der veränderlichen Faktoren zur Wirksamkeit gebracht wird, einwirken und den Spielraum dieses Teils, innerhalb dessen er unter der Wirkung des in Rede stehenden Teils der veränderlichen Faktoren verstellbar ist, gegebenenfalls bis auf Null beschränken.

Bei Anwendung des Erfindungsgedankens auf ein Wechselgetriebe, bei dem in das Verstellgestänge des Schalters eine veränderliche Übersetzungsvorrichtung eingeschaltet ist, wirken die Anschläge zweckmäßigerweise auf

das die Veränderung der Übersetzung herbeiführende Verstellglied ein.

Die Anschläge werden vorzugsweise durch Ausschnitte gebildet, welche in verstellbaren Platten vorgesehen sind und in die ein Zapfen oder eine Rolle hineinragt, welche mit dem die Übersetzungsänderung bewirkenden Verstellglied verbunden ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar stellt Fig. ι teils in Seitenansicht und teils im

Schnitt einen Kraftfahrzeugmotor mit einem Wechselgetriebe dar, welch letzteres mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltvorrichtung versehen ist.

Fig. 2 veranschaulicht eine gegenüber der Fig. ι abgeänderte Ausführungsform der verstellbaren Anschlagvorrichtung, während

Fig. 3 schematisch eine Schaltvorrichtung ao darstellt, bei der eine Vielzahl von veränderlichen Faktoren wirksam ist.

In Fig. ι ist mit ι ein Motor bezeichnet, dessen Leistung von der Stellung der Vergaserklappe 2 und des mit der Vergaserklappe verbundenen Fußhebels 23 abhängt. Zwischen der Motorwelle 4 und der getriebenen Welle 5 ist ein Wechselgetriebe 3 eingeschaltet, dessen Gänge selbsttätig geschaltet werden.

In dem Gehäuse 29 des Getriebes 3 befindet sich eine Welle 30, welche Nocken 31, 32, 33 aufweist, die alle diejenigen Teile, Hauptkupplung 34 und die verschiebbaren Zahnräder 35, 36, steuern, welche beim Schalten mitwirken müssen. Um das Schalten des Wechselgetriebes durchzuführen, ist ein Hilfsmotor 7 vorgesehen, der vorwärts oder rückwärts läuft, je nachdem, ob ihm der Strom über die Klemme I8¹ oder über die Klemme 18² zugeführt wird. Zur Verbindung des Motors 7 mit der Welle 30 dienen eine Schnecke 19 und ein Schneckenrad 20. Zum Steuern des Wechselgetriebes dient eine auf der Welle 30 befestigte Schalttrommel 37, mit der eine Mehrzahl von Bürsten zusammenarbeitet. Diese Bürsten sind mit den Klemmen ΐδ¹, i8², ferner mit Kontakten m^l, m°, m^a und mit Kontakten o, I, II, III, IV verbunden. Ein an die Batterie 6 angeschlossener Handschalter 41 - schaltet den Vorwärtsgang, die Haltstellung und den Rückwärtsgang ein, je nachdem, ob er mit den Kontakten m^l, fii° oder m^a in Berührung »steht. Die verschiedenen Gänge während der Vorwärtsfahrt \verden jedoch selbsttätig mittels des Schaltgliedes 14 gesteuert, dessen Rollkontakt 45 mit den Kontakten o, I, II, III und IV zusammenarbeitet. Zum Verstellen des Schaltgliedes 14 dient ein Fliehkraftregler 8, der durch einen Stößel die Kraft, welche er erzeugt, unmittelbar auf den Hebel 14 überträgt, der um die Achse 14⁰ schwenkbar ist.

Die Feder 9 wirkt zuerst auf eine Einrichtung zur Umwandlung der Kräfte ein, die einen ersten, gelenkig angeordneten Hebel 13² besitzt. Dieser ist in der Verlängerung eines zweiten Hebels 13¹ angeordnet, welch letzterer mit dem Schalthebel 14 verbunden ist. Gegenüber diesen Hebeln 13¹ und 13^s und parallel zu ihnen befindet sich ein dritter Hebel 13, der in der-Nähe seines Mittelpunktes drehbar gelagert ist und auf der Seite der beiden obengenannten Hebel eine Fläche besitzt, die parallel zu den gegenüberliegenden Flächen der Hebel 13¹ und 13² verläuft. Zwischen den genannten liebeln können sich zwei Rollen 26¹ und 26² verschieben. Die Verschiebung dieser Rollen, mag diese nun gemeinsam oder einzeln geschehen, bewirkt eine Veränderung der wirksamen Hebelarme und eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Federwirkung, je nach der Stellung, welche die Rolle 26² erhält. Die Einrichtung besitzt dabei einen geringen Platzbedarf. Der Hebel 13¹ nimmt die geänderte Federwirkung auf.

Die beiden Rollen 20² und 26¹ können, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, miteinander durch eine Stange 48 verbunden sein, weiche ihrerseits durch ein Gestänge 24 mit dem Gasfußhebel 23 verbunden ist. Die Stellung des Gasfußhebels 23 ist maßgebend für die Leistung des Motors, so daß also die Stellung der Rollen 26¹ und 20² von der Motorleistung abhängt. Durch die Verstellbarkeit der genannten Rollen wird also dafür gesorgt, daß auch die Leistung des Motors auf die Verstellung des Sehalters 14 einen maßgeblichen" Einfluß hat.

Gemäß der Erfindung kann die Verstellbewegung der Rollen 26¹, 26² durch verstellbare Anschläge begrenzt werden. Die verstellbaren Anschläge werden durch einen Ausschnitt 50 gebildet, der in einer verstellbaren Platte 51 vorgesehen ist. In den Ausschnitt ragt ein Zapfen oder eine Rolle 49 hinein, der an der Stange 48 angebracht ist. Die Blechplatte 51 ist durch den Fahrer mittels eines Handgriffes 52 und einer biegsamen Welle 53 verstellbar. Die Platte 51 steht unter der Wirkung einer Feder 54 und wird durch zwei Gleitschienen 55 geführt, in einer Richtung, die rechtwinklig zu der Richtung der Bewegung der Gleichgewichtsräder und des Zapfens 49 steht.

Wenn der Ausschnitt 50 eine Breite hat, . die genau gleich der Breite des Zapfens 49 ist, so werden die Gleichgewichtsräder 26¹, 26-unbeweglich gemacht, und die Wirkung des Fußhebels 23 wird aufgehoben. Nichtsdestoweniger kann man mit Hilfe der Gestaltung des Ausschnittes 50 den Rädern 26¹, 26² verchiedene Stellungen geben, und zwar dienen hierzu die Enden des Ausschnittes. Hierzu

ist der Ausschnitt gegenüber der Richtung der Verschiebung des Bleches 51 geneigt. Wenn sich die Ausschnittrinne verbreitert (s. den mittleren Teil .des Ausschnittes), so können der Zapfen und infolgedessen auch die Räder den Bewegungen des Fußhebels 23 in den Grenzen der Breite der Rinne folgen. Diese Grenzen werden von dem Fahrer durch die Stellung, die er dem Handgriff 52 gibt, bestimmt. Der Faktor der Belastung wirkt dann also mit.

Es ist dafür zu sorgen, daß das Feststellen der Gleichgewichtsräder in dem engen Teil des Ausschnittes nicht auch den Fußhebel 23 und die Steuerung des Vergasers, die mit dem Fußhebel verbunden äst, unbeweglich macht. Aus diesem Grunde wird die Bewegung des Fußhebels 23 geteilt, und zwar dient hierzu beispielsweise ein doppelarmiger, Waagebalkenartiger Hebel 56. Dieser doppelarmigeHebel 56 wird durch Federn 22¹ und 24¹ in rechtwinkliger Stellung zu den beiden Verstelleinrichtungen der Vergaserklappe und der Räder-26¹, 26^s gehalten. Die Federn verbinden den Mittelpunkt des doppelarmigen Hebels mit den beiden Stangen 22 und 24. Die eine Stange 22 ist an den Vergaser angeschlossen, während die andere Stange 24 mit der Stange 48 verbunden ist, welche die Räder trägt.

Diese Federn bewirken eine gleichmäßige Verstellung dieser Stangen, solange keine der beiden Steuereinrichtungen gegen einen Anschlag stößt. Wenn jedoch eine der beiden Steuereinrichtungen an das Ende ihrer Bewegung früher als die andere gelangt, so wird die entsprechende Verstellstange angehalten. Wenn der Fahrer dennoch weiter auf den Fußhebel 23 einwirkt, so führt er nichtsdestoweniger die Bewegung der anderen Steuereinrichtung herbei; denn der Hebel 56 verläßt, indem er den Widerstand der Federn überwindet, dank der Unterstützung, die er durch das angehaltene Steuerglied erhält, seine rechtwinklige Lage zu den Stangen 22 und '24 und verstellt diejenige Steuereinrichtung, die beweglich geblieben ist, bis auch sie ihrerseits am Ende ihrer Bewegung gegen einen Anschlag stößt. Auf diese Weise "behält der Fahrer seine Überwachungsmöglichkeit vollkommen bezüglich eines jeden der in Rede stehenden Steuerglieder.

Das Verstellen der Übertragungsrollen 26¹, 26² braucht nicht durch die Bewegung des Gasfußhebels bewirkt zu werden, sondern kann auch in Abhängigkeit von einem veränderlichen Faktor des Motors geschehen, der sich durch eine Kraft äußert. Beispielsweise kann die Verstellung der Rollen 26¹, 2(t mit Hilfe des Unterdruckes bewirkt werden, der in der Saugleitung des Motors herrscht und der eine Funktion der Leistung ist. Um den Unterdruck wirksam zu machen, ist ein Behälter 57 vorgesehen, der in Fig. 2 (und in gestrichelten Linien in Fig. 1) dargestellt ist. In dem Behälter 57 befindet sich eine Biegehaut 58. Der Behälter ist durch eine Leitung 59 mit der Saugleitung 60 (Fig. 1) des Motors verbunden. Die Mitte der Biegehaut ist mit einer Stange 61 verbunden, die durch ein Gestänge 62 auf die S teuer stange 48 der Räder 26¹ und. 26^s einwirkt. Durch eine Feder 63, deren Spannung zugleich mit ihrer Zusammendrückung rasch verändert wird, wird die Einrichtung zurückbewegt, sobald sich der Unterdruck vermindert. Man erhält also für jeden Wert des Unterdrucks eine bestimmte Gleichgewichtsstellung der Stange 48 und infolgedessen auch eine entsprechende Stellung der Rollen 26¹, 2O². Die Vorgänge sind die gleichen, als wenn die Rollen durch den Fußhebel 23 verstellt worden wären.

Die beschriebene Einrichtung steht ebenso wie die vorher beschriebene in Abhängigkeit von dem Ausschnitt 50, der die" Stellung oder die Größe der Verschiebebewegungen der Rollen 26¹, 26- regelt. Der in Fig. 2 dargestellte Ausschnitt' ist nicht verschiebbar, sondern schwenkbar und besitzt ein mittleres" Profil von gekrümmter Gestalt. Die Wirkung des in Fig. 2 dargestellten Kurvenschlitzes ist die gleiche wie die des Kurvenschlitzes gemäß Fig. 1.

Die Fig. 3 erläutert schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Mehrzahl veränderlicher Faktoren, beispielsweise sieben veränderliche Faktoren, zur Wirkung gelangen. Mehrere dieser veränderlichen Faktoren wirken auf ein veränderliches Übersetzungsgetriebe ein und können in ihrer Wirkung durch verstellbare Anschläge beeinflußt werden.

Es sei angenommen, daß die veränderlichen Faktoren F¹, F~, F³ keiner Überwachung seitens des Fahrers unterliegen. Diese Faktoren können also unmittelbar auf das Schaltglied einwirken, und zwar werden diese Faktoren jeder durch eine Kraft dargestellt, die auf das Schaltglied einwirkt. Zwei von diesen Kräften F¹ und F² wirken beispielsweise auf das gleiche Gestänge 16³ ein, während die dritte Kraft F³ ihre Wirkung auf ein zweites Gestänge 16* äußert.

Ein doppelarmiger Hebel 95 verbindet diese beiden Gestänge 16³ und 16⁴ und überträgt die Resultierende der Kräfte auf einen Stößel 16¹. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, wirkt diese resultierende Kraft der von der Gegenfeder 9 erzeugten Kraft entgegen, und zwar in allen Fällen, gleichgültig, welche Stellung die Zwischenglieder haben. Wenn alle beweglichen Rollen 26¹, 26², 20™, 20^m des ver-

änderlichen Hebelübersetzungsgetriebes in der Mitte der Hebelarme stehen, gegen die sie sich legen, so wirkt die Feder 9 der genannten Resultierenden mit ihrem eigentlichen Wert entgegen. Im Gleichgewichtszustand der Verstelleinrichtung verbleibt der Hebel 14 zwischen seinen Kontakten. Bei Störung des Gleichgewichts legt sich der Hebel gegen den Kontakt 17², sofern diese Störung durch ein Überwiegen der resultierenden Kraft herbeigeführt wird, während sich der Hebel 14 gegen den Kontakt 17¹ legt, wenn die Kraft der Feder 9 überwiegt.

Der vierte veränderliche Faktor wird durch die Motorbelastung gebildet. Dieser Faktor wird durch das Verstellen des Gasfußhebels dadurch wirksam gemacht, daß letzterer die Übertragungsrolle 26¹ verstellt. Die drei weiteren veränderlichen Faktoren Pⁱ, F⁵, F^e verao ändern entsprechend ihrer Größe die Stellung einer Reihe von Gleichgewichtsrollen 2Ö², 26*", 26™, wodurch die Kraft der Feder auf den Schalthebel 14 beeinflußt wird. Wenn diese letztgenannten Faktoren durch eine Bewegung gekennzeichnet werden, ebenso wie dies ja auch bezüglich der Motorbelastung der Fall ist, die eine Funktion der Verstellung des Gasfußhebels ist, so genügt es, um diese Faktoren zur Wirkung zu bringen, zwischen den Gleichgewichtsrädern 20², 26^m und 26" und einem die genannte Bewegung vollführenden Verstellglied Verbindungsglieder, beispielsweise Stangen 48, 48"¹, 48", vorzusehen. Wenn die veränderlichen Faktoren, welche das Verschieben der Gleichgewichtsrollen herbeiführen, nicht durch eine Bewegung, sondern durch eine Kraft in die Erscheinung treten, so läßt man dieser Kraft eine Feder entgegenwirken, die verlängerbar oder zusammendrückbar ist. Wenn die Kraft; welche den betreffenden veränderlichen Faktor darstellt, sich mit diesem ändert, so ist hiermit eine Bewegung verbunden, da ja die Feder, um dem neuen Wert der Kraft das Gleichgewicht zu halten, ihre Länge verändern muß. Diese Bewegung wird dann durch die Stangen 48 ι und 48¹« und 48" auf Gleichgewichtsräder entsprechend den Gleichgewichtsrollen 26, 26™ und 26" übertragen. Diese rufen durch die Änderung ihrer Stellung auf den Hebeln 13", 13"¹ und 13² eine Änderung der wirksamen Hebelarme hervor, so daß die Wirkung der Feder 9, die der Resultierenden der veränderlichen Faktoren F¹, F² und F^s entgegenwirkt, entsprechend abgeändert wird.

Damit die Größe der veränderlichen Faktoren F⁴, F^s, i⁷⁶ geregelt werden kann, sind auf den Stangen 48, 48™ und 48" Zapfen 49, 49^m und 49" vorgesehen, welche in Aus-■ 60 schnitte 50, 5o^m und 50" eines Bleches S1 eingreifen. Dieses Blech steht unter der Wirkung einer Feder 54 und wird durch die Teile 52, 53 gesteuert. Die öffnungen können auch in mehrere Bleche, die durch verschiedene Steuerungsvorrichtungen verstellt werden, eingeschnitten sein. Die Form der öffnungen richtet sich nach der Wirkung, die man erzielen will. Wenn es sich beispielsweise darum handelt, bei einer bestimmten Stellung des Handgriffes 52 und infolgedessen auch des Bleches 51, das mit dem Handgriff verbunden ist, dem betreffenden Übertragungsrad eine Stellung zu geben, die einem bestimmten Wert des betreffenden veränderlichen Faktors entspricht, so darf das Profil des Kurven-Schlitzes 50 bei dieser Stellung des Bleches nur die Breite des Zapfens 49 haben und muß sich in einer Höhe befinden, die 'dem gewünschten Wert des veränderlichen Faktors entspricht. Wenn bei einer anderen Stellung des Handhebels 52 der veränderliche Faktor zwischen bestimmten Grenzen frei wirken soll, so muß das Profil des Ausschnittes 50 derart verbreitert werden, daß der Zapfen 49 gegen die Wandung des Ausschnittes erst anstößt, wenn der veränderliche Faktor die vorgesehene obere oder untere Grenze erreicht hat. Die Verstellung des oder der Bleche 51 gibt die Möglichkeit, die Wirkung des Schaltgliedes nach einer unendlich großen Zahl von Gesetzen zu ändern» Alle diese Gesetze liegen abgestuft zwischen zwei Grenzgesetzen, die dann eintreten, wenn das oder die Bleche 51 und infolgedessen auch die in ihnen enthaltenen Ausschnitte ihre äußersten Stellungen einnehmen, in die sie beispielsweise durch den Fahrer gebracht werden können.

In allen vorstehend beschriebenen Fällen läßt sich mit Hilfe der Ausschnitte 50 erreichen, daß die selbsttätige Arbeitweise des Schalthebels 14 den verschiedenen Bedingungen angepaßt werden kann, die beim Fahren auf der Landstraße, in der Stadt oder im Gebirge herrschen.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß in der vorstehenden Beschreibung nur Ausführungsbeispiele behandelt sind. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche abgeänderte Ausführungsformen denkbar, die der Durchführung des Erfindungsgedankens dienen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:.

   i. Selbsttätige Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, die in Abhängigkeit von mehreren veränderlichen Faktoren, z.B. der Drehzahl einer der Wellen oder der Motorleistung, verstellt - wird, _ dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der verstellbaren Teile der Schaltvorrichtung, durch

   den ein Teil der veränderlichen Faktoren zur Wirksamkeit gebracht wird, einstellbare Anschläge zusammenarbeiten, welche den Spielraum, innerhalb dessen sich der betreffende verstellbare Teil bewegen kann, gegebenenfalls bis auf Null begrenzen.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, bei der in das Verstellgestänge für das

   ίο Schaltglied eine Übersetzungsvorrichtung, insbesondere eine Hebelübersetzungsvorrichtung, eingeschaltet ist, deren Übersetzung unter dem Einfluß veränderlicher Faktoren veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Anschläge auf das die Veränderung der Übersetzung herbeiführende Verstellglied (48) einwirken.
3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch Ausschnitte (50) gebildet werden, die in verstellbaren Platten (51) vorgesehen sind und in die ein Zapfen oder eine Rolle (49) hineinragt, welche mit dem die Änderung der Übersetzung bewirkendem Verstellglied (48) verbunden ist.
4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (50) wenigstens einen schlitzförmigen Teil aufweisen, dessen Breite der Breite des Zapfens oder der Rolle (49) entspricht, so daß der Zapfen oder die Rolle in einer bestimmten Stellung festgehalten wird, wenn der schlitzförmige Teil des Ausschnittes zur Wirksamkeit gelangt.
5. 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des schlitzförmigen Teiles des Ausschnittes (50) gegenüber der Verstellrichtung des Ausschnittes geneigt ist, so daß die Bewegung des Ausschnittes eine zwangsläufige Änderung der Übersetzung bewirkt, nachdem der Zapfen (49), der mit dem die Übersetzung bewirkenden Verstellglied (48) verbunden ist, in den schlitzförmigen Ausschnitteil hineingelangt ist.
6. 6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der verstellbaren Platte (51) mehrere Ausschnitte (50) vorgesehen sind, die auf mehrere die Änderung der Übersetzung bewirkende Körper einwirken.
7. 7. Schaltvorrichtung, bei der die Änderung der Übersetzung durch einen vom Fahrer betätigten und die Gangart oder die Leistung des Fahrzeuges oder Motors beeinflussenden Steuerkörper, z. B. den Gasfußhebel, geschieht, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gestänge, welches den Steuerkörper, z. B. den Gasfußhebel 23, einerseits mit dem zu steuernden Körper, z. B. dem Vergaser 2, und andererseits mit der "Verstelleinrichtung des Übersetzungsverhältnisses verbindet, ein doppelarmiger Hebel (56) waagebalkenartig derart eingeschaltet ist, daß die Steuerung des Vergasers auch noch dann möglich ist, wenn der die Veränderung der Übersetzung bewirkende Körper durch die Anschläge in einer bestimmten Stellung festgehalten wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen