DE975800C

DE975800C - Schaltvorrichtung zum selbsttaetigen Abwaertsschalten zwischen zwei Gaengen eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes

Info

Publication number: DE975800C
Application number: DEA12761D
Authority: DE
Inventors: Robert Dr-Ing Arnold
Original assignee: ELISABETH KAROLINE ARNOLD
Current assignee: ELISABETH KAROLINE ARNOLD
Priority date: 1944-12-30
Filing date: 1944-12-30
Publication date: 1962-09-20

Description

Schaltvorrichtung zum selbsttätigen Abwärtsschalten zwischen zwei Gängen eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung zum selbsttätigen Abwärtsschalten zwischen zwei Gängen eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes, wobei das Abwärtsschalten mittels zweier Schaltglieder gesteuert wird, von denen das eine in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und das andere in Abhängigkeit von der Stellung des Leistungsregelgliedes verstellt wird.
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art weisen Nachteile auf. Ist beispielsweise das Verstellorgan, z. B. ein Differentialhebel, an die Regelglieder, von denen je eines durch eine Betriebsgröße bewegt wird, gleichzeitig angeschlossen, ist eine gegenseitige Beeinflussung der Regelimpulse nicht immer zu vermeiden.
Eine andere bekannte Konstruktion weist für die selbsttätige Gangschaltung als Steuerglieder eine Kontaktplatte und einen Kontaktschieber auf. Die Kontaktplatte steht in Abhängigkeit von der Bewegung des Gaspedals, und der Kontaktschieber wird durch den Fliehkraftregler beeinflußt. Hierbei gleitet der Kontaktschieber über eine Anzahl von Kontaktbahnen auf der Kontaktplatte, die sowohl gegeneinander als auch gegen die Masse isoliert sein müssen. Hierdurch wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis des Getriebes eingestellt. Da Kontaktplatte und Kontaktschieber unmittelbar aufeinander einwirken, tritt bei jeder Veränderung der Kontaktplatte infolge Betätigung des Gaspedals und jeder Verschiebung des Kontaktschiebers infolge der Drehzahländerung des Motors eine gegenseitige Abhängigkeit auf, die-bei der Einstellung berücksichtigt werden muß.
Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltglieder aus zwei voneinander getrennt angeordneten Steuerschiebern bestehen, die derart in den Schaltmittelfluß eingeschaltet sind, daß bei niedriger Motordrehzahl in jedem Falle, bei mittlerer Drehzahl jedoch nur dann abwärts geschaltet wird, wenn gleichzeitig das Leistungsregelglied auf Vollast oder nahezu auf Vollast eingestellt ist, während bei hoher Drehzahl ein Abwärtsschalten ausgeschlossen ist.
Der besondere Vorteil liegt darin, daß die beiden Schaltglieder mit den zugehörigen Steuerschiebern zum Abwärtsschalten unter dem Einfluß von der Leistungsanforderung einerseits und der Drehzahl andererseits völlig voneinander getrennt sind. Sie steuern lediglich den gleichen Schaltmittelfluß. Hierdurch wird ermöglicht, daß jedes Schaltglied für sich genau einstellbar ist. Außerdem fällt jede gegenseitige Beeinflussung fort, wie sie dann auftritt, wenn zwei Steuerorgane, beispielsweise über einen Differentialhebel, auf das gleiche Steuerglied wirken. Die Steuerung kann daher in besonders zuverlässiger und wirtschaftlicher Weise den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Die Steuerschieber können hierbei zwei Zweigleitungen steuern, von denen die eine Zweigleitung nur von dem drehzahlabhängig verstellten Steuerschieber zur Freigabe lediglich bei niedriger Drehzahl und die andere Zweigleitung hintereinander sowohl von dem leistungsabhängigen Steuerschieber als auch von dem drehzahlabhängigen Steuerschieber gesteuert wird, derart, daß der leistungsabhängig verstellte Steuerschieber diese andere Zweigleitung nur im Bereich der Vollasteinstellung, der drehzahlabhängig verstellte Steuerschieber diese andere Zweigleitung nur bei mittleren und gegebenenfalls niedrigen Drehzahlen freigibt.
Die erfindungsgemäße selbsttätige Schaltung weist somit eine Charakteristik auf, welche sich für das Abwärtsschalten eines Zweiganggetriebes in besonders einfacher und zuverlässiger Weise eignet.
In der Zeichnung sind Diagramme der bekannten theoretischen Bedingungen für eine selbsttätige Gangschaltung und ein schematisches Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. I ein Diagramm der Antriebsleistung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fig. 2 ein Diagramm des Brennstoffverbrauches in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fig.3 ein Diagramm der Antriebsleistung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fig. 4 ein Diagramm der Antriebsleistung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, Fig. 5 ein Diagramm der Vergaserstellung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, Fig. 6 bis 8 eine schematische Darstellung einer selbsttätig ölhydraulisch betätigten Schaltvorrichtung bei verschiedenen Vergaserstellungen.
Trägt man die zum Vortrieb eines Wagens zur Verfügung stehenden Leistungen über der Fahrzeuggeschwindigkeit auf, so erhält man das bekannte Bild der Fig. I. Dabei können in jedem Gang alle in dem zugehörigen eingerahmten Feld erscheinenden Leistungen vom Motor abgegeben werden. Da die den einzelnen Gängen zugeordneten Felder sich überschneiden, sind die im Bereich der Überschneidungen liegenden Leistungen jeweils in mindestens zwei Gängen, z. B. die Leistung im Feld ABCD im 4. und 3., unter Umständen auch im 2. Gang erreichbar. Ermittelt man nun für dieses Feld die Brennstoffverbrauchszahlen für konstante Leistung, so ergeben sich für den 3. und 4. Gang die in Fig. 2 dargestellten Kurven. Man fährt also im 4. Gang - allgemein im höheren Gang - mit niedrigerem Verbrauch.
Das gleiche gilt für die übrigen Überdeckungsfelder. So sind die Leistungen im Feld EFGH teilweise in allen vier Gängen, im Feld ABIH im 2., 3. und 4. Gang erreichbar. In der Regel gibt der Motor die geforderte Leistung im höchstmöglichen Gang mit dem niedrigsten Brennstoffverbrauch ab. Lediglich bei kleineren Leistungen gilt das nicht mehr. Man muß deshalb praktisch mit den einzelnen Gängen jeweils in den in Fig.3 gekennzeichneten Leistungsbereichen fahren, also die Schaltpunkte entsprechend legen, wenn man mit möglichst günstigem Brennstoffverbrauch fahren will.
Das bedeutet, auf das Motorleistungsdiagramm gemäß Fig. 4 übertragen, daß ein Regler auf der Linie KLM- selbsttätig den niedrigeren und auf der Linie NOP den höheren Gang einschalten muß. Zur Sicherheit sieht man eine gewisse Überdeckung vor und schaltet auf der Linie QP hoch.
Die Umschaltpunkte liegen damit auf Kurven, die eine Zuordnung von Drehzahl und Leistung (Drehmoment) angeben.
Zeichnet man in das Motordiagramm die Leistungslinien für bestimmte Drosselleistungen ein, so ergibt sich für die Umschaltkennlinien eine Zuordnung von Drehzahl und Drosselstellung. Fig. 5 stellt eine Drossel-Drehzahl-Kennlinie dar, die unmittelbar aus der Fig. q. herausgezogen ist. Die Linie KLM ist die Rückschaltkennlinie. Ihr Teil KZ ist rein drehzahlabhängig. Wird bei Abfall der Drehzahl die zu KZ gehörige Drehzahl erreicht, so muß selbsttätig die Umschaltung auf den nächst niedrigeren Gang erfolgen. Der Kennlinienteil LM ist rein drosselabhängig. Wird beim Gasgeben die Vollgasstellung erreicht, so ist ebenfalls der nächst niedrigere Gang einzuschalten, wenn die Drehzahl des Motors zwischen der zu L und der zu M gehörigen Drehzahl liegt.
Eine selbsttätige Vorrichtung, die eine solche Kennlinie ermöglicht, ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. An die Muffe eines Drehzahlfühlers I ist ein Schieber 2 angeschlossen, der eine längere Eindrehung 3 enthält. Sinkt die Drehzahl auf nL ab, so gelangt gemäß Fig. 6 Öl aus der Druckölzuleitung 4 über die Steuerbohrungen 5 in die Rückschaltsteuerleitung 6. Wird die Drehzahl größer als nL, so wird die Steuerbohrung 5 geschlossen. Die Steuerbohrung 7 wird dabei geöffnet. Durch diese Steuerbohrung wird aber, wie in Fig.7 dargestellt, der Durchfluß des Drucköles von 4 nach 6 nur dann freigegeben, wenn die Drosselklappe 3o des Vergasers auf Vollgasstellung steht, bei der die Eindrehung 9 eines Vorsteuerkolbens 8 den Durchgang von Io nach 7 freigibt. Bleibt die Vergaserklappe 3o auf Vollgasstellung stehen und steigt die Drehzahl, so ist, wie in Fig. B gezeigt, ein Öldurchlauf nur so lange möglich, bis die Drehzahl auf nM angestiegen ist. Die Indizes in den Bezeichnungen nK, nL, nM beziehen sich hierbei auf die Kennlinienpunkte K, L und M der Fig. 4 und 5. Der Drehzahlfühler I drückt beim Ansteigen der Drehzahl den Steuerkolben 2 nach rechts und verschließt bei der Drehzahl n = nM die Steuerbohrung 7. Durch eine solche Vorrichtung läßt sich also eine Schaltung auf einer rein drehzahlabhängigen und einer rein drosselabhängigen Kennlinie erreichen.
Statt des Drucköles kann in den beschriebenen Steuervorrichtungen auch Druck- oder Saugluft als Schaltmittel verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltvorrichtung zum selbsttätigen Abwärtsschalten zwischen zwei Gängen eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes, wobei das Abwärtsschalten mittels zweier Schaltglieder gesteuert wird, von denen das eine in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und das andere in Abhängigkeit von der Stellung des Leistungsregelgliedes verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder aus zwei voneinander getrennt angeordneten Steuerschiebern (2, 8) bestehen, die derart in den Schaltmittelfluß eingeschaltet sind, daß bei niedriger Motordrehzahl in jedem Falle, bei mittlerer Drehzahl jedoch nur dann abwärts geschaltet wird, wenn gleichzeitig das Leistungsregelglied auf Vollast oder nahezu auf Vollast eingestellt ist, während bei hoher Drehzahl ein Abwärtsschalten ausgeschlossen ist.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber zwei Zweigleitungen steuern, von denen die eine (5) nur von dem drehzahlabhängig verstellten Steuerschieber (2) zur Freigabe lediglich bei niedriger Drehzahl und die andere (Io, 7) hintereinander sowohl von dem leistungsabhängigen Steuerschieber (8) als auch von dem drehzahlabhängigen Steuerschieber (2) gesteuert wird, derart, daß der leistungsabhängig verstellte Steuerschieber (8) diese andere Zweigleitung nur im Bereich der Vollasteinstellung, der drehzahlabhängig verstellte Steuerschieber (2) diese andere Zweigleitung nur bei mittleren und gegebenenfalls niedrigen Drehzahlen freigibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Automotive Industries vom I5. November 1939, S. 528 bis 532, »Hydra-Matic-Transmission on' 40 Olds«; »Grundlagen für die selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeug-Getrieben«, Z. VDI, 1934, H. Io; »Konstruktion und Entwicklung der Kraftfahrzeug-Stufengetriebe«, ATZ, 1941, H. 17; »Verzweigungsgetriebe und Leistungsregelung bei motorgetriebenen Fahrzeugen«, Z. VDI, 1943 S. 713; deutsche Patentschriften Nr. 726 848, 722 532, 721 35o, 647 711; französische Patentschriften Nr. 891 523, 876 948, 829 152; österreichische Patentschrift Nr. 160 427.