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Schaltvorrichtung für Umlauf- und Wechselrädergetriebe Die Erfindung
bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für Umlauf- und Wechselrädergetriebe nach
Patent 722 978.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei selbsttätigen
Umlauf- und Wechselrädergetrieben auch die bei von Hand zu schaltenden Getrieben
dieser Art so 'vorteilhafte Motorbremsung selbsttätig zu gewährleisten und ferner
durch Verwendung eines selbsttätig wirkenden Freilaufes eine unerwünschte Motorbremsung
zu vermeiden. Die Betrachtungen, die dieser Aufgabenstellung zugrunde liegen, sind
zunächst hinsichtlich der selbsttätigen Motorbremsung folgende: Beim Zurücknehmen
des Gashebels macht sich stets ein leichtes Abbremsen des Wagens bemerkbar. Man
bezeichnet diese Erscheinung mit Motorbremsung. Diese rührt daher, daß der Benzinmotor
bei Leerlaufgas mit der Leerlaufdrehzahl von etwa 400 U/min laufen möchte, aber
entsprechend dem Schaltgang und der Geschwindigkeit vom Wagen auf eine höhere Drehzahl
äls die Leerlaufdrehzahl getrieben wird. Dem setzt der Motor einen Widerstand entgegen.
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Dieses Motorbremsen kann nun beim Bergabfahren ausgenutzt werden oder
auch dann, wenn der Wagen auf der Ebene oder bei Bergauffahrt abgebremst werden
soll.
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Bei selbsttätigen Umlauf- und Wechselrädergetrieben, bei denen gemäß
Patent 722 978 eine Komponente der Wagengeschwindigkeit (Regler) und eine
Komponente
des Drehmomentes (Unterdruck) die Schaltcharakteristik
ergibt, soll zur Lösung der Aufgabenstellung beim Aufwärtsschalten das Schaltniveau
sehr hoch gelegt werden. Beim Abwärtsschalten sollen bei hoher Geschwindigkeit niedrigere
Gänge geschaltet werden, wodurch eine Verstärkung der Motorbremsung erreicht wird.
Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung ein gegen eine Feder wirkendes Mittel (Bremsöldruck,
Bremshebelweg), das der Größe des Bremsdruckes auf das Bremspedal entspricht, ausgenutzt,
um eine im selbsttätigen Schaltwächter sich befindende Feder entsprechend zu verstärken,
um das Schaltniveau zum Zweck des Motorbremsens beim Abwärtsschalten entsprechend
hochzulegen. Zur Unterstützung dieser Mafnahme möge ein mittels Bremsöldruckes,
Bremshebelweges o. d;;1. bietätigtes Hieb@elsystem vorgesehen sein, das einerseits
den Unterdruck und andererseits den Rastdruck auf den Schaltwächter unwirksam macht.
Unabhängig von diesem Hebelsystem kann dann eine von Hand zu betätigende zusätzliche
Motorbremseinrichtung vorgesehen sein.
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Das gleiche vorerwähnte Mittel, nämlich der Bremsöldruck, Bremshebelweg
o. dgl., kann ferner beim Beginn des Bremsens ausgenutzt werden, um über ein Hebelsystem
gegen eine Feder den Leerlaufanschlag an der Vergaserdrossel des Kraftfahrzeuges
so zurückzuziehen, daß die Vergaserdrossel auch die Brennstoffzufuhr aus der Leerlaufleitung
absperrt und nach Zurücknehmen des Bremspedals die Leerlaufgasstellung wiederherstellt.
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Nach Möglichkeit soll nun die vorstehend erläuterte Motorbremsung
nur dann eintreten, wenn tatsächlich eine Absicht zur Verlangsamung des Wagens besteht,
d. h. praktisch immer dann, wenn das Bremspedal betätigt wird.
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Werden nun Gaspedal und Bremspedal zurückgenommen, so kann eine unerwünschte
Motorbremsung eintreten, denn häufig nimmt zwar der Fahrer Gas weg, möchte aber
die Auswirkung der lebendigen Kraft des Fahrzeuges nicht behindern. Schließlich
ist es noch wünschenswert, den Motor möglichst auf Leerlaufdrehzahl laufen zu lassen,
wenn keine Antriebsleistung übertragen werden soll.
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Die Berücksichtigung dieser Umstände wird erfindungsgemäß dadurch
gewährleistet, daß ein vom Bremspedal betätigter Steuerkolben vorgesehen ist, der
ein Hilfsdruckmittel, z. B. Schmieröldruck, in eine Freilaufeinrichtung gelangen
läßt, wobei dieses Hilfsdruckmittel Kolben gegen Klemmrollen legt und; nachdem der
Wagen den Motor überholt hat, diese Rollen gegen zwei hinter jeder Rolle liegende
Federn an den gegenüberliegenden Keil zur Klemmwirkung bringen, so daß beim Treten
des Bremspedals und beire Treiben des Wagens dieser den Motor zur hrreichung einer
Motorbremsung selbsttätig antreibt, während beim Zurücknehmen des Bremspedals die
Feder im Steuerorgan den Kolben zurückdrückt, so daß das Hilfsdruckmittel aus der
Leitung zurückfließen kann und, wenn der Motor wieder zum treibenden Teil wird,
die hinter jeder Klemmrolle liegenden Federn die Klemmrollen beim Überholen des
Motors gegen die drucklosen Kolben auf die gegenüberliegende Klemmseite legt und
die Klemmwirkung zustande bringt, so daß der treibende Motor mit dem Wagen gekuppelt
wird.
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Es sind zwar Anordnungen bekannt, bei denen die Sperrungen eines Freilaufes
in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremshebels bewirkt werden. Auch die Sperrung
von Freilaufklemmrollen durch Sperrkeile ist an sich nicht mehr neu.
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In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines selbsttätigen
Umlaufrädergetriebes mit der Schaltvorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht.
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Zum besseren Verständnis werden in der nachfolgenden Beschreibung
die selbsttätige Motorbremsung und die selbsttätig sperrende Freilaufeinrichtung
getrennt voneinander erläutert. Selbsttätige Motorbremsung Die Zeichnung zeigt ein
selbsttätiges Umlaufrädergetriehe. Die Gruppe e stellt den Schaltwächter dar, der
selbsttätig nach dem jeweiligen Fahrzustand, d. h. dem Verhältnis der Wagengeschwindigkeit
zti dein verlangten Drehmoment, die Umschaltungen erzeugt.
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Gruppe x stellt ein Steuerorgan dar, um das Schaltniveau des Schaltwächters
e zuni Zweck der Motorbremsung beliebig höher zu legen.
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138, 13g stellen ein Steuerorgan dar, das beim Bremsen den
Leerlaufanschlag r24 an der Vergaserdrossel 127 im Vergaser w wegzieht.
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Gruppe N stellt einen im Schwungrad 128
eingebauten selbsttätigen,
sperrenden Freilauf dar.
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Wenn das Bremspedal getreten wird, so wird hier im Beispiel der Bremsöldruck
in der Leitung 129 ausgenutzt, um imSteuerorgan x mittels' der ,absolut dichten
Membran i3o den Kolben tat gegen die Feder 132 bis max. zur einstellbaren Schraube
133 beliebig weit in Pfeilrichtung zu drücken. Die Feder 132 ist so abgepaßt, daß
sie proportional dem Bremsöldruck einen Weg macht, so daß über das Gestänge 13q.,
den Hebel 8o, die Welle 81 und einen Hebel die Feder 83 entsprechend
weit
zusammengedrückt wird, so daß auf dem Rast- und Schalthebel 65 entsprechend
größere Drücke auf die kleinen Gänge hin entstehen, so daß also beim Bremsen bei
Bergabfahrt oder auch beim Bremsen an einer beliebig geneigten Fahrstrecke entsprechendem
Bremsdruck die niederen Gänge bei einer hohen Motordrehzahl abwärts gerufen werden.
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Wenn sich der Kolben 131 ganz nach rechts an die Anschlagschrauben
133 gelegt hat, so entspricht dies der höchst zulässigen Motordrehzahl, auf die
beim Abwärtsschalten der Motor beschleunigt werden muß.
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Diese Schaltniveauverlegung trifft natürlich für sämtliche Gänge zu.
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Gleichzeitig würde über den Hebel 8o das Gestänge 79 betätigt, das
einen Hebel mit dem Unterdruckschieber 9o mitnimmt. Schon beim kleinsten Weg wurde
das Unterdruckzuführungsloch 91 für die Membran 47 der atmosphärischen Luft ausgesetzt
unter gleichzeitiger Absperrung vom Unterdruckzuführungsloch 92 vom Motoransaugkrümmer
her über die Leitung 45. Dadurch fällt die Unterdruckregelung weg, und man hat am
Schalt-® wächter e einen gleichmäßigen mäx. Gegendruck durch die Feder 46 gegen
die Regulatorkräfte d.
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Weiterhin würde über die Welle 86 und den Hebel 87 die Rolle 5o herabgezogen,
so daß die Rastrolle 52 in ihrer Rastung keinen Rastdruck mehr erzeugt. Der durch
die beiden letzten Punkte hergeleitete Zustand würde dem Fahren mit dauernd größter
Leistung aufwärts und abwärts entsprechen. Hinzu kommt jetzt die zuerst erwähnte
Verstärkungswirkung der Feder 83, so daß also die Umschaltpunkte noch höher zu liegen
kommen.
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Zu bemerken ist, daß das Max. der Motorbremsung zweckmäßig so gelegt
werden muß, daß dieses nicht erst zustande kommt, wenn auf dem Bremspedal der höchste
Fußdruck lastet, sondern schon, wenn vielleicht ein Drittel des Bremspedaldruckes
erreicht ist, so daß die Motorbremsung bei normalen mittleren Bremsverhältnissen
schon immer voll zur Wirkung kommt.
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Wird die Motorbremsung mittels des Bowdenzuges 93 von Hand am Armaturenbrett
v gezogen, so beeinflußt dies in keiner Weise das Steuerorgan x. Die Rasten 135
am Bowdenzug 93 lassen in Stufen eine beliebig starke Motorbremsung zu. Wird mit
dem Fußpedal das Schaltniveau verlegt, so beeinflußt das Gestänge 134 nicht das
Gestänge 78, da im Gestänge 79 der Schlitz 136 keinerlei Kraftübertragung zuläßt.
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Jedesmal, wenn gebremst wird, wird das gedrückte Bremsöl außerdem
durch die Leitung 137 an das Steuerorgan des Vergasers zu geführt, so daß die dichte
Manschette 138 den Kolben 139 gegen die Gegenfeder 141 bis zu einem Anschlag in
Pfeilrichtung legt, so daß über den Hebel 142 der Keil 125 in Pfeilrichtung gezogen
wird und daß der Hebel 143 mit dem Schraubenanschlag 124 für das Leerlaufgas durch
die Feder 144 und durch die Feder 145 am Gaspedal w zurückgenommen wird, wodurch
die Vergaserdrossel 127 den Ansaugkanal 126 gänzlich abschließt. Bei jedem Bremsen
wird also das Leerlaufgas weggenommen, und die Motorbremsung wird leicht verstärkt.
Sobald das Bremspedal wieder zurückgenommen wird, stellt sich wieder das Leerlaufgas
ein, da die Feder 141 den Keil 125 wieder entgegen der Pfeilrichtung drückt
und die Leerlaufschraube 124 die Vergaserdrossel wieder leicht öffnen läßt.
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Selbsttätig .sperrende Freilaufeinric7htung Im Beispiel ist die selbsttätig
sperrende Freilaufeinrichtung z zweckmäßig zwischen Schwungrad 1d.7 und Antriebswelle
2 eines Getriebes eingebaut. Treibt nun unter Gasgeben der Motor durch die Kurbelwelle
146 über das Schwungrad 147, so sind die hinter jeder Rolle 148 liegenden zwei Federn
149 fähig, die Rollen so in Motordrehrichtung zu bewegen, daß diese zwischen dem
harten Ring 15o und dem mit Keilen versehenen Antriebsflansch 151 zum Klemmen kommen.
Es wird also die Welle :2 angetrieben.
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Nimmt man nun das Gaspedal zurück, so hat der Motor eine Bremswirkung,
die das Schwungrad 147 langsamer laufen läßt. Es kommen also die Rollen 148 außer
Eingriff. da die Welle :2 entsprechend der Wagenmasse ihre Drehzahl beibehalten
möchte. Ein neuerliches Gasgeben stellt immer wieder die Verbindung zwischen Schwungrad
147 und Welle :2 dar. Tritt man nun das Bremspedal, so geht Kolben 131 in Steuerorgan
x, wie schon beschrieben, nach rechts. Bei der kleinsten Bewegung schon wird die
Schmierölleitung 115 durch die Ringnut 152 mit der Leitung 153 verbunden. Diese
Ringnut 152 ist genügend breit .ausgebildet, so daß b-,i der max. Bewegung des Kolbens
131 die Verbindung der Leitungen 115 mit 153 bestehen bleibt.
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Die hinter der Gabelung liegende Schmierölleitung kann mit einer Drosselschraube
154 so gedrosselt werden, daß sich in der Leitung 153einbestimmterDruckeinstellt.
DasDruckschmieröl kommt durch dieLeitung153 in die Verteilerlöcher 155 der Nabe
151 und drückt die Kölbchen 156 an die Rollen an. Da beim Bremsen das Gaspedal immer
losgelassen wurde, verliert der Motor schneller seine Drehzahl und treibt nicht
mehr, so daß nach
Aufhebung der Klemmwirkung die bereits unter Druck
stehenden Kölbchen 156 fähig sind, die Rollen so weit gegen die Federn 149 zu drücken,
daß der treibende Wagen fähig ist, die Nabe 1s1 durch die Rollen 148 mit dem Motor
zu verklemmen. Es tritt also die Motorbremsung in Tätigkeit, die, wie bereits im
i. Abschnitt geschildert wurde, entsprechend dem Fußbremsdruck eine entsprechende
Größe annimmt. Sobald das Bremspedal losgelassen wird, geht auch der Kolben 131
wieder zurück, und das Schmieröl kann aus der Leitung 153 in das Getriebeinnere
fließen, während die Zuführung von der Leitung 115 verschlossen wird. Die Ringnut
152 bezweckt das Aufheben der Drücke des unter Schmieröldruck stehenden Kolbens
131.
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Zu bemerken ist, daß der Druck der beiden Federn 149 auf jede Rolle
148 sehr klein ist, zusammen etwa 20o g, so daß also die Kölbchen 156 nur wenig
mehr zu drücken brauchen. Wenn der Schmieröldruck auch nur 2 atü beträgt, so kann
der Kolbendurchmesser denkbar klein ausgeführt werden.
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Wenn der Raum für das Schwungrad im Getriebegehäuse öldicht ausgeführt
wird und das Lecköl nicht ins Getriebeinnere zurückfließen kann, so kann die selbstsperrende
Freilaufeinrichtung auch innerhalb des Gehäuses an einer anderen Stelle angebracht
werden, im vorliegenden Umlaufrädergetriebe z. B. am Sonnenrad 157.