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Vorrichtung für die automatische Betätigung von Geschwindigkeitswechselgetrieben, insbesondere solchen von Automobilen.
Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen für die Betätigung von Geschwindigkeitswechselgetrieben mit bestimmten Übersetzungskombinationen oder auch allmählich sich vollziehenden Änderungen des Übersetzungsverhältnisses, bei welchen der Übergang von einer Geschwindigkeit auf eine andere durch eine Änderung der wirksamen Stellung eines einzigen Betätigungsorgans bewerkstelligt wird, und insbesondere auf solche von Kraftfahrzeugen.
Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei welchen das Betätigungsorgan durch eine aus der Geschwindigkeit der treibenden oder der angetriebenen Welle sich ergebende Wirkung beeinflusst wird oder auch durch eine Wirkung, welche sich aus der Belastung des Motors ergibt in Kombination mit der Wirkung von Gegenfedern, und schliesslich auch durch eine Wirkung, welche aus allen drei Faktoren (Geschwindigkeit, Belastung und Gegenfeder) resultiert. Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt jedoch die Umschaltung direkt durch die genannten Einflüsse.
Diese direkte Betätigung hat den Nachteil, dass die die Umschaltung bewirkenden Einflüsse durch den Widerstand der vom Betätigungsorgan bewegten Teile beeinträchtigt werden. Anderseits dürfen die erwähnten Einflüsse nur intermittierend wirken, d.. h. es müssen Mittel vorgesehen sein, welche den Mechanismus stillsetzen und festhalten, solange irgendeine Geschwindigkeit eingeschaltet bleiben soll.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass die Umstellung des Betätigungsorgans von einer Kraftquelle, z. B. von einem Elektromotor, einem sonstigen Motor, einer vom Motor angetriebenen Welle usw., aus erfolgt, die verschieden ist von den Wirkungen, welche für die Herbeiführung einer Umschaltung eine Rolle spielen, wobei diese Kraftquelle durch eine im nachstehenden als Steuerung oder Schalter bezeichnete Einrichtung zur Wirkung gebracht bzw. unwirksam gemacht wird, welche derart ausgestaltet ist, dass sie selbst keine nennenswerte Arbeit zu leisten braucht und sozusagen nur ein Messinstrument darstellt, welches vollkommen verschieden ist von den Organen. welche den Geschwindigkeitswechsel tatsächlich durchführen.
Der Schalter kann daher, ohne dass seine Entscheidungen irgendwie gestört werden, unter dem ständigen Einfluss der variablen Wirkungen bleiben. welche seine Verschiebung in dem einen oder andern Sinn verursachen, damit er in eine wirksame Einstellung gelangt, d. h. eine solche, bei welcher er die die Umschaltung bewirkende oder eine bestehende
Schaltung aufrechterhaltende Kraft in oder ausser Funktion setzt. Er wird ständig und ausschliesslich durch zweckdienlich bemessene, einerseits aus der Geschwindigkeit der treibenden oder getriebenen Welle und anderseits aus der Belastung sich ergebende Wirkungen sowie durch eine Hilfswirkung bzw. Hilfskraft (Feder), die entgegen der Geschwindigkeitswirkung im Sinne der Belastung wirkt, so beeinflusst. dass er keine nennenswerte Arbeit zu leisten hat.
Es liegt auch im Sinne der Erfindung, dass die Beeinflussung des Schalters durch eine gleichzeitig sowohl von der Geschwindigkeit wie von der Belastung des Motors abhängige Energiequelle, z. B. den
Unterdruck im Saugrohr eines Explosionsmotors, erfolgt.
Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, welche den Zweck haben, gewisse, infolge der Geschwindigkeitsdifferenzen etwa auftretende Störungen zu beseitigen, die Konstruktion durch Anpassung des Schalters an eine die Betätigungsorgane sämtlicher Kupplungen, Bremsen oder verschieb- barer Zahnräder für die Einschaltung der Stufen des Getriebes tragende Welle zu vereinfachen, den Gang des in gewissen Momenten loszukuppelnden Motors zu verlangsamen und durch Synchronisierung in
Eingriff zu bringender Teile eine glatte Schaltung zu erzielen, sind im nachstehenden an Hand derZeichnung des nähern erörtert.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt das Diagramm der Arbeitsweise eines erfindungsgemäss ausgestalteten
Wechselgetriebes, in den Fig. 2-17 sind verschiedene Ausführungsformen des Schalters bzw. des mit demselben kombinierten Verschiebers veranschaulicht, u. zw. zeigen die Fig. 2,4, 5 und 6 solche, bei welchen als die den Schalter beeinflussenden Faktoren die Zentrifugalkraft und ein dynamometrischer
Effekt herangezogen werden, Fig. 3 das Diagramm der Funktion dieser Schalter, die Fig. 7,8, 8a und 8b zwei verschiedene Ausführungsformen eines Verschiebers, Fig. 9 das Diagramm der Arbeitsweise eines mit Verschieber kombinierten Schalters, welcher auf der Ausnutzung des im Vergaser herrschenden Unter- druckes beruht, die Fig. 10, 11, 12, 13 je eine Ausführungsform eines solchen, nach dem Diagramm Fig. 9 arbeitenden Schalters, die Fig.
14 einen Schalter, bei welchem die Zentrifugalkraft und der besagte Unter- druck ausgenutzt werden, die Fig. 15 einen Schalter, bei welchem der Druck des zirkulierenden Kühl- wassers und der Unterdruck im Vergaser ausgenutzt werden, die Fig. 16 einen Schalter, dessen Arbeiten durch die Stärke eines von einer Dynamomaschine abgegebenen Stromes bestimmt wird, und Fig. 17 das Diagramm dieser Arbeitsweise. Die Fig. 18-34 veranschaulichen die verschiedenen Hilfseinrichtungen bzw.
Organe oder Ausgestaltungen, welche in Verbindung mit dem Arbeiten des Schalters unumgänglich
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notwendig sind, seine Benutzung vereinfachen oder die Anwendung bei verschiedenen Systemen bestehender Getriebe ermöglichen, hievon die Fig. 18-25 jene Teileinrichtungen, welche die vom Schalter getroffene Wahl effektiv durchführen, u. zw. die Fig. 18,19 und 20 die Anwendung bei Getrieben verschiedener Systeme, die Fig. 21 die Einrichtung für die Ausnutzung des Anlassmotors des Fahrzeuges zur Betätigung der Schalteinrichtung, die Fig. 22 und 23 verschiedene Arten der Verbindung zwischen den Durchführungsorganen und der für deren Betätigung gewählten Kraftquelle, die Fig. 24 und 25, in Endansicht mit geschnittenen Teilen und im Grundriss die Betätigungseinrichtung, welche die existierenden, nicht automatischen Einrichtungen ersetzt, die Fig.
26,27, 28 je eine Ausführungsform des Synchronisators und die Fig. 29 eine abweichende Form einer Einzelheit der Einrichtung nach Fig. 27. Durch Fig. 30 ist schliesslich die Gesamtanordnung einer derartigen Einrichtung an einem Automobilgetriebe durch perspektivische Darstellung veranschaulicht.
In dem Diagramm Fig. 1 sind OD und OE die charakteristischen Linien zweier benachbarter Geschwindigkeitsstufen bzw. Radsätze, die einem Getriebe mit einer beliebigen Anzahl bestimmter Geschwindigkeitsstufen entnommen und als höhere bzw. niedrigere bezeichnet sind. Auf der Abszisse sind die Geschwindigkeiten der treibenden Welle bzw. des Motors und auf der Ordinate diejenigen der getriebenen bzw. Kraftabgabewelle aufgetragen, welch letztere proportional den Geschwindigkeiten des Wagens sind. Mit und sind die niedrigste und höchste Geschwindigkeit der treibenden Welle bezeichnet, mit welchen die Leistung eines Motors normal bei der Fahrt auf gewöhnlichen Strassen ausgenutzt werden kann.
Unter andern Bedingungen, nämlich für das Durchfahren einer Strasse mit starkem Verkehr oder für das Herabfahren über eine schiefe Ebene, wobei der Motor das Fahrzeug zurückhalten muss, erhält man ein Diagramm derselben Art, aber mit andern Zonen.
Wie ersichtlich, darf man, wenn man von der niedrigeren auf die höhere Geschwindigkeitsstufe umschalten will, bei einer Wagengeschwindigkeit, welcher die Geschwindigkeit wo der getriebenen Welle entspricht, mit Rücksicht auf den Umstand, dass der Motor nach der Umschaltung mit der Geschwindigkeit v2 laufen wird, die Umschaltung erst beginnen, wenn der Motor auf die niedrigere Übersetzung mit
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als"Vorverschiebung"bezeichnet, sie ist um so grösser, je grösser die Geschwindigkeit wo ist.
Infolge der Umschaltung von der niederen auf die höhere Stufe sinkt also die Geschwindigkeit der treibenden Welle von vI auf v2 (resultierende Verschiebung), während die Geschwindigkeit der angetriebenen Welle annähernd konstant, nämlich gleich wo geblieben ist, da ja der Wagen, wenn die Umschaltung korrekt durchgeführt wurde, eine annähernd gleiche Fahrgeschwindigkeit beibehalten hat.
Wenn man dagegen bei gleicher Geschwindigkeit wo des Wagens von der höheren Geschwindigkeitsstufe auf die niedrigere übergehen will, darf man die erstere erst verlassen, wenn die Geschwindigkeit des Motors auf V2 vermindert ist, und es ergibt sich dann nach der Umschaltung für diesen die Geschwindigkeit . Für eine bestimmte Geschwindigkeit wo des Wagens und zwei benachbarte Geschwindigkeitsstufen entsprechen sich also stets die beiden Geschwindigkeiten und v2 des Motors, gleichgültig in welchem Sinne der Wechsel stattfindet. Im nachfolgenden sind sie daher als die einander entsprechenden Antriebsgeschwindigkeiten" bezeichnet.
In der Fig. 1 wird der Vorgang der Umschaltung in beiden Richtungen durch den annähernd horizontalen Vektor VI- V2 veranschaulicht, dessen Ordinate der Geschwindigkeit wo entspricht, wobei die Richtung - den Übergang auf die höhere und die umgekehrte Richtung auf die niedrigere Geschwindigkeit bedeutet.
Aus dem Gesagten geht hervor, dass, wenn man als Grundgeschwindigkeit diejenige der Abgabewelle ausnutzt, welche im nachstehenden als mit der Wagengeschwindigkeit identisch angenommen und mit w bezeichnet ist, drei Zonen bestehen, in welchen die Arbeitsweise der Umschaltvorrichtung gänzlich verschieden ist. In der Zone w2, w3 sind, ganz gleichgültig wie der Motor arbeitet, Umschaltungen unmöglich, und die niedrigere Geschwindigkeitsstufe ist obligatorisch, da eine Umschaltung auf die höhere Geschwindigkeitsstufe den Motor auf eine Tourenzahl bringen müsste, welcher er nicht standhalten kann.
In der Zone M) , kann sowohl die niedrigere wie die höhere Geschwindigkeitsstufe arbeiten, es ist dies die Zone der möglichen Umschaltungen. In der Zone w!", M sind Umschaltungen, wie immer die Arbeitsbedingungen seien, gleichfalls unmöglich, und es muss die höhere Geschwindigkeitsstufe arbeiten, dies ebenfalls mit Rücksicht darauf, dass eine der niedrigeren Schaltung entsprechende Laufgeschwindigkeit des Motors unmöglich ist.
Für die Bestimmung der Geschwindigkeit, bei welcher die Umschaltung innerhalb der Zone der möglichen Umschaltungen vollzogen werden soll, kann man sich an jede durch die Praxis sanktionierte Regel halten, beispielsweise wie im nachstehenden angenommen, an das Prinzip, dass die Umschaltung bei einer Wagengeschwindigkeit vorgenommen werden soll, die um so höher ist, je grösser die Belastung des Motors ist. Nach welchem Grundsatz immer man vorgeht, kann man es dabei auch dem Wagenführer überlassen, je nach Bedarf innerhalb der besagten Zone diese Regel abzuändern. Legt man das vor-
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entsprechende Grenze b1 bestimmt ist.
Und wenn in der Zone w3 to die Schwankungen der Übergangsgesehwindigkeit wo genau proportional jenen der Belastung sein sollten, beispielsweise bei halber Belastung des Motors, so wird man auf dem halben Wege zwischen w3 und w) umschalten.
Man darf aber nicht annehmen, dass die Grenzen w3 und der Fahrzeuggeschwindigkeit, oberhalb und unterhalb welcher ein Geschwindigkeitswechsel unmöglich ist, feststehend sind. Es ist ja bekannt, dass die Fahrbedingungen auf einer Strecke ohne Hindernis, in einer Strasse mit starkem Verkehr und auf einer Strecke mit Hemmungen sehr verschieden sind.
In solchen Fällen muss der Wagenführer zeitweilig und nach seinem Ermessen die Grenzen w3 und M) ändern können, indem er, wie später erklärt, auf einen der variablen Faktoren einwirkt, die bei der praktischen Durchführung der Dreizonenregel eine Rolle spielen.
Geht man also von den Geschwindigkeiten w der Abgabewelle bzw. des Wagens aus, so soll die Wirkungsweise des Schalters mit der dargelegten Dreizonenregel, ergänzt durch das vorerwähnte Prinzip, im Einklang stehen.
Geht man aber von den Geschwindigkeiten v der Antriebswelle aus, so ergeben sich vier Zonen, die sich, infolge der Umschaltungen, teilweise überdecken. Wenn man, ausgehend von der niedrigeren Geschwindigkeit, den steigenden Geschwindigkeiten der Antriebswelle folgt, findet man, dass die Zone a2 al
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finden soll, die um so höher ist, als die Belastung grösser ist, und b2 b1 diejenige, in welcher die höhere Geschwindigkeitsstufe obligatorisch ist, wobei diese letztere Zone mit einem Teil der vorhergehenden zusammenfällt. Folgt man den abnehmenden Geschwindigkeiten, ausgehend von der höheren Geschwindigkeitsstufe, so hat man vorerst die Zone b1 b2, wo diese Geschwindigkeitsstufe obligatorisch bleibt, sodann
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letzterer die niedrigere Schaltgeschwindigkeit obligatorisch ist.
Man kann aber immerhin, in Analogie zur Zonenfestsetzung auf Grund der Geschwindigkeit der Abgabewelle und unter Zugrundelegung der charakteristischen Eigenheiten des Getriebes sowie gewisser Durchführungsbedingungen, durch Rechnung einen Zwischenwert vm für eine Umschaltung oder festsetzen, dies unter der Bedingung, dass man, ausgehend von dieser Geschwindigkeit vm, vermittels des obenerwähnten, den Schalter ergänzenden und im nachstehenden eingehend erklärten Verschiebers die tatsächliche Geschwindigkeit v1 für die Umschaltungen in steigender Richtung bzw. den tatsächlichen Wert V2 für die Umschaltungen in der entgegengesetzten Richtung herstellt.
In diesem Falle bestimmen die fiktiven Geschwindigkeiten vm drei Zonen, wie dies für die Kraftabgabewelle der Fall ist, nämlich die Zone Mt, in welcher die niedrigere Geschwindigkeitsstufe obligatorisch ist, die Zone vn vp, innerhalb welcher man um so näher derGesehwindigkeit vp schalten soll, je grösser die Belastung ist, und die Zone vp bl,
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Punkten, die, wie z. B. vm, auf einer zwischen den Linien OD und OE verlaufenden Geraden OT liegen.
Das Dreizonengesetz lässt sich also gleicherweise auch auf die von der treibenden Welle hergeleiteten, fiktiven Geschwindigkeiten vm anwenden, so dass man die gleichen konkreten Ausführungsformen, wie bei der Zugrundelegung der Geschwindigkeiten w, verwenden kann, vorausgesetzt, dass sie mit dem erwähnten Verschieber kombiniert sind, welcher die fiktive Geschwindigkeit in die tatsächliche Antriebsgeschwindigkeit verwandelt, beispielsweise in die Geschwindigkeit v1 im Falle einer Aufwärtsschaltung oder in die Geschwindigkeit v2 im Falle einer Abwärtsschaltung.
Aus dem Gesagten ergibt sich, dass bei Zugrundelegung der Geschwindigkeit der Abgabewelle ein Übergang zwischen zwei benachbarten Geschwindigkeiten durch eine einzige Geschwindigkeit wo dieser Welle bestimmt ist, während bei Zugrundelegung der Antriebswellengeschwindigkeit dieselbe
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dem andern Sinn erfolgen kann.
Die vorstehenden Ausführungen dürften das Verständnis der Wirkungsweise der im nachstehenden beschriebenen Einrichtungen erleichtern.
Wenn man von der Wirkung auf die Ursache zurückgeht, so kann es keinem Zweifel unterliegen, dass das Anwachsen der Geschwindigkeit (gleichgültig an welcher Stelle diese ausgenutzt wird), indem es das Überwiegen der Motorzugkraft über den Widerstand des Wagens erkenntlich macht, auch die Möglichkeit anzeigt, auf höhere Geschwindigkeit hinaufzugehen bzw. das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen, während ein Ansteigen der Belastung Veranlassung gibt, auf eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe herunterzugehen bzw. das Übersetzungsverhältnis zu verringern. Im nachstehenden sind diese beiden Begriffe als gleichbedeutend angenommen.
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Punkt 0 liegen würde.
Weil aber die Feder 11 der Zentrifugalkraft mit einem Wert von OF entgegenwirkt, verschiebt dies den Scheitel der Parabel P nach F unterhalb der Achse Ow.
Die Einwirkung der Belastung, welche proportional dem Drehmoment ist und sich sowohl mit der Geschwindigkeit wie auch mit dem Ausmasse der Gaszufuhr zum Motor, beispielsweise mit dem Ausmasse der Öffnung des Vergasers, ändert, ist unter Annahme einer bestimmten Gaszufuhr durch eine Kurve dargestellt, deren Ordinaten proportional jenen der Kurve des Drehmomentes bei der betreffenden Gaszufuhr sind. Bei voller Gaszufuhr ist also die Belastungswirkung durch eine Kurve 01 veranschaulicht und für eine teilweise Zufuhr durch eine Kurve 02.
Damit dem Dreizonengesetz Rechnung getragen werde, werden die Kräfte folgendermassen bemessen. Die Stärke der Feder 11 bzw. der Wert OF ist so gewählt, dass die Parabel P die Achse Ow genau bei der Geschwindigkeit w3 schneidet, unterhalb welcher die niedrigere Geschwindigkeit obligatorisch ist. Das Verhältnis der Belastungswirkung zum Drehmoment ist so gewählt, dass die Belastungswirkung 01 bei voller Zufuhr die Parabel P genau bei der Geschwindigkeit w5 schneidet, oberhalb welcher
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Sinne wie die Feder 11, und der Wählerhebel 14 stellt das Betätigungsorgan 15 auf kleine Geschwindigkeit ein.
Oberhalb von w5 sind dagegen die Ordinaten der Parabel P stets grösser als jene der Kurve C\ und die Resultierende wirkt in der Richtung des Geschwindigkeitsfaktors, selbst bei Maximalladung. Der Wählerhebel 14 stellt daher das Betätigungsorgan auf die höhere Geschwindigkeit ein. Zwischen tes und w6 hängt die Resultierende vom Grad der Gaszufuhr zum Motor ab, welche die der jeweiligen besten Ausnutzung entsprechende Kurve C2 bestimmt. Solange die Geschwindigkeit nicht den Wert wo (Schnittpunkt von P und 02) erreicht hat, ist die Geschwindigkeitswirkung kleiner als die Belastungswirkung, die Resultierende wirkt also im Sinne der Belastung, d. h. das Betätigungsorgan 15 wird auf die niedrigere Geschwindigkeit eingestellt.
Oberhalb von wo überwiegt die Geschwindigkeitswirkung die Belastungswirkung, die Resultierende wirkt im Sinne der ersteren, und das Betätigungsorgan wird auf die höhere Geschwindigkeit eingestellt.
Die Umschaltung unter den jeweiligen Belastungsbedingungen findet also dann statt, wenn die Geschwindigkeitsänderung sich über den Wert wo hin vollzieht.
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Kurve 02 sich der Maximalzufuhrskurve () 1 um so mehr nähert, je mehr die Geschwindigkeit wo sich der Geschwindigkeit w5 nähert. Je mehr sich dagegen die Kurve 02 der Achse Ow nähert, desto näher kommt die Geschwindigkeit wo der Geschwindigkeit w3.
Die Geschwindigkeit wo, bei welcher sich innerhalb der Zone W3105 die Umschaltung vollzieht, ist also um so höher, je grösser das vom Motor gelieferte Drehmoment ist. Dem Dreizonengesetz und dem obenerwähnten, dasselbe ergänzenden Prinzip ist also bei allen diesen Schaltern vollauf Rechnung getragen.
Die Wirkung des Schalters kann auch auf andern Einflüssen basieren, als auf der Zentrifugalkraft für die Geschwindigkeit und der dynamometrischen Wirkung für die Belastung, vorausgesetzt, dass das betreffende Phänomen eine genau bestimmte Funktion der Geschwindigkeit bzw. Belastung darstellt.
Dieses Phänomen kann sogar gleichzeitig von der Geschwindigkeit und der Belastung beeinflusst werden, wie z. B. der Unterdruck, welcher im Saugrohr eines Explosionsmotors herrscht. Schalter, welche diesen Unterdruck ausnutzen, sind in den Fig. 9-13 dargestellt.
Der besagte Unterdruck wird durch zwei variable Werte bestimmt, einerseits durch die Geschwin- digkeit v des Motors und anderseits durch den Querschnitt des Gasdurchganges zum Vergaser, welcher wieder von der Einstellung der Drosselklappe abhängt. Entwirft man das Diagramm des Unterdruckes als Funktion der Motorgeschwindigkeit (Fig. 9), so ergibt sich, wenn der Vergaser ganz offen ist, eine Kurve G5 von Parabelform, in welcher der Unterdruck nur von der Motorgeschwindigkeit abhängt. Jeder verminderte Durchgangsquerschnitt ergibt, für sich allein betrachtet, eine andere ähnliche Kurve G, wobei diese Kurven zwischen den für die kleinste und grösste Öffnung geltenden Kurven Gl und G5 abgestuft sind.
Die Vergrösserung oder Verkleinerung des Durchgangsquerschnittes durch den Wagenführer, die übrigens, wie noch erörtert, auch durch den Kontrollapparat automatisch vollzogen werden kann, bestimmt genauest die Ladung bzw. Belastung, so dass man auf einer Zwischenkurve G für irgendeinen Punkt H, entsprechend einer Geschwindigkeit vh, die Ursachen voneinander trennen und sagen kann, dass der Unterdruck vh-h, soweit er sich ausschliesslich aus der Geschwindigkeit herleiten lässt, seine Wirkung sozusagen separat äussern kann und der zusätzliche Unterdruck h-H, der nur von der Ladung bzw. Belastung abhängt, gleichfalls.
Man sieht übrigens, dass sich dieser zusätzliche Unterdruck im entgegengesetzten Sinn zur Belastung ändert, weil er bei einer konstanten Geschwindigkeit vh des Motors steigt, wenn man den Vergaser teilweise schliesst, d. h. wenn die Belastung verringert wird, dies bis zum Punkt Hl auf der steileren Kurve G2.
Es ergibt sich also eine spezielle Form der Kurve, nach welcher die Einwirkungsfaktoren für den Schalter zu bemessen sind.
Was die Bemessung der Stärke der Feder 11 anbelangt, so gilt hiefür die bereits oben angegebene Regel. Unter Zugrundelegung derselben Begriffe, wie in Fig. 1, sei vP die Motorgeschwindigkeit, welche dem
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zeigt den Wert 0-1 an, welchen die dem Unterdruck entgegenwirkende Feder 11 erhalten muss. Auf irgendeiner Zwischenkurve G ändert der Schalter die Geschwindigkeit auf den Wert v'", welcher dem
Schnittpunkt der betreffenden Kurve G mit der Horizontalen 1 (Wert der Feder 11) entspricht. Ebenso ist o"die Umschaltegeschwindigkeit bei der kleinsten Öffnung des Vergasers auf der Kurve Gl.
Aus dem Gesagten ergibt sich, dass das Dreizonengesetz hinsichtlich der fiktiven Motorgeschwindigkeiten, wie sie in Fig. 1 durch die Gerade OT veranschaulicht sind, eingehalten werden kann. Auf der Unterdruckkurve G6 überwiegt oberhalb der fiktiven Geschwindigkeit vP der Unterdruck die Wirkung der Feder, und die im Sinne des Unterdruckes wirkende Resultierende bringt das Betätigungsorgan 15 in die Einstellung für die Einschaltung der höheren Übersetzung. Die Kurve G, schneidet die Horizontale 1 bei einer Geschwindigkeit v", unterhalb welcher, da jetzt die Feder 11 stärker ist als der Unterdruck, die Resultierende in der Richtung der Feder wirkt und die kleinere Übersetzung einschaltet.
Für die Kurve G vollzieht sich die Umschaltung bei einer Geschwindigkeit v-entsprechen dem Schnittpunkt von G mit der Horizontalen L Je grösser der Durchgangsquerschnitt des Vergasers ist, desto mehr nähert sich die Kurve G der Kurve G5 und die Geschwindigkeit v'der Geschwindigkeit . In der Zone vn VP, das ist die der möglichen Umschaltungen, vollziehen sich diese also bei einer Geschwindigkeit vm, die um so grösser ist, je grösser die Belastung ist.
Die Fig. 10-12 veranschaulichen Schalter, welche den Unterdruck ohne Abänderung ausnutzen.
Dieser wirkt in einer Kammer 31 auf ein bewegliches oder deformierbares Organ, wie z. B. den Kolben 29 oder die Membran 291, und seine Wirkung wird von der Stange 10 aufgenommen, auf welche die Feder 11 wirkt. Die Stange 10 überträgt die Resultierende auf den Wählerhebel 14 bzw. das Betätigungsorgan 15.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Verhältnis der Wirkung des Geschwindigkeitsfaktors und des Belastungsfaktors des Unterdruckes, d. h. die Bemessung dieser Einflüsse, geändert werden kann. Der in der Kammer 31 herrschende Unterdruck wird ohne Änderung auf einen Hebel 95a übertragen, welcher an einen festen Punkt 951 angelenkt ist. Dieser Hebel überträgt die Wirkung des Unterdruckes vermittels einer Rolle 97a auf einen andern Hebel 96a, der an einen festen Punkt 961a in umgekehrter Richtung angelenkt ist, und erst dieser zweite Hebel 96a ist mit der die Feder 11 tragenden, auf das Betätigungsorgan 15 wirkenden Stange 10 verbunden.
Die Rolle 97"ändert an der Wirkung des Unterdruckes nichts, solange sie sich in der Fortsetzung der Achse der Stange 10 befindet. Wenn sie sich vom Gelenk 951 des Hebels 95a entfernt, wird die Wirkung des Unterdruckes auf die Stange verringert und, wenn sie sich dem besagten Gelenk nähert, vergrössert.
Die Verschiebung der Rolle wird durch die Resultierende einer andern Wirkung des Unterdruckes herbeigeführt. In einer zweiten Kammer 31a wirkt der Unterdruck auf eine Membran 29a entgegen der Wirkung einer Feder 42 so, dass, wenn in dieser zweiten Kammer der Unterdruck die Federwirkung überwiegt, die Rolle 91a so verschoben wird, dass sich die Hauptwirkung des in der Kammer 31 ausgenutzten Unterdruckes verringert bzw. bei der entgegengesetzten Verschiebung der Rolle vergrössert.
Die zweite Kammer könnte man auch weglassen und für die Verschiebung der Rolle einen Teil der Wirkung der Kammer 31 benutzen, z. B. vermittels eines Waagebalkens, auf welchen in diesem Falle die Feder 42 einwirkt. Eventuell könnte man auch das Organ für die Verschiebung der Rolle 97a durch eine geeignete Verbindung an das Akzeleratorpedal anschliessen.
In dieser Weise kann man bei Benutzung des Unterdruckes jenen Teil, welcher auf der Geschwindigkeit basiert, jenem Teil gegenüber, dem die Belastung zugrunde liegt, entsprechend abstufen, weil bei gewissen Motoren der ohne eine solche Modifikation ausgenutzte Unterdruck den Schwankungen des Vergaserdurchgangsquerschnittes gegenüber viel empfindlicher ist als den Schwankungen der Geschwin- digkeit, wodurch die Wirkung der Belastung jener der Geschwindigkeit gegenüber einen zu hohen Wert annehmen würde.
Dieser Umstand ermöglicht es, den Unterdruck für die Belastungswirkung an Stelle des Dynamometers Fig. 2-6 auszunutzen, wobei man jedoch im Auge behalten muss, dass der Unterdruck auch eine Geschwindigkeitskomponente in sich schliesst, die nebst der verwendeten Hauptgeschwindigkeitswirkung auch zur Geltung kommt.
Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Hauptgeschwindigkeitswirkung durch Zentrifugalkraft erzielt wird. Die auf der Kraftabgabewelle 3 angebrachten Massen 5 sind durch die Stange 10 einerseits mit dem Wählerhebel. M bzw. dem Betätigungsorgan 15 und anderseits mit der Membran 291 verbunden, auf welche der in der Kammer 31 herrschende Unterdruck einwirkt. Dieser Unterdruck liefert die gesamte Belastungswirkung und einen Teil der Geschwindigkeitswirkung, welcher sich mit jener der Massen 5 summiert.
Die Arbeitsweise bleibt die nach dem Diagramm der Fig. 9, aber die Kurve Gl, die übrigens eine Parabel bleibt, wird erhalten durch die Summierung der Ordinaten der beiden vorerwähnten Geschwindigkeitsteilwirkungen. In diesem Falle kann man die Gesamtgeschwindigkeitswirkung der Belastungswirkung gegenüber in geeigneter Weise dosieren, indem man die Wirkung der Massen 5 regelt.
Für dieses Beispiel ist angenommen, dass das Getriebe 1 eine gewisse Anzahl verschiedener, aber bestimmter Übersetzungen, beispielsweise vier, aufweist und dass das Betätigungsorgan 15 je eine charakteristische Stellung einnehmen kann, die dem Eingriff irgendeiner dieser Übersetzungen entspricht. In diesem Falle wird die Wirkung der Feder für jede der Umschaltungen zweckdienlich bemessen, und wenn man
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Dies kann beispielsweise in der Art bewerkstelligt werden, dass man der Gabel 9 gegenüber verschieden starke Federn 111, 112, 113 anbringt, die mit Ausnahme der ersteren durch Endanschläge 80 festgehalten wird. Wenn die Gabel beim Umschalten die Stellung zwischen der ersten und zweiten Geschwindigkeit einnimmt, steht sie dabei nur unter dem Einfluss der Feder 111 und kommt in Berührung mit der Feder 112, sobald die Umschaltung auf die zweite Geschwindigkeit vollzogen ist. Eine Umschaltung-
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In gleicher Weise wird die Wirkung der Feder 113 bestimmt usw.
Beim Schalter nach Fig. 15 wird die Hauptgeschwindigkeitswirkung durch den Druck erzeugt,. welcher im Kühlwassermantel eines mit einer Zirkulationspumpe 39 ausgestatteten Motorzylinders herrscht.
Die Belastungswirkung wird zusammen mit einer Nebengeschwindigkeitswirkung in einer Kammer 31 erzeugt, in welcher derselbe Druck wie im Vergaser herrscht.
Wenn die Hauptgesehwindigkeitswirkung, welche von dem Drucke des Kühlwassers auf eine Membran 40 abgeleitet wird, im selben Sinn übertragen wird wie die komplexe Wirkung Belastungs- geschwindigkeit"des Unterdruckes, welcher auf zwei Membranen 291 und 292 von ungleicher Fläche wirkt, so ergibt sich die Arbeitsweise nach dem Diagramm Fig. 9, bei welcher die Parabel G5 durch die Übereinanderstellung der Ordinaten zweier Parabeln erhalten wird, nämlich der Parabel, welche der Nebengeschwindigkeitswirkung des Unterdruckes entspricht, und der Parabel, welche die Schwankungen des Wasserdruckes, daher auch die entsprechenden Schwankungen der Laufgeschwindigkeit der Pumpe und somit auch des Motors darstellt. Die Dosierung der Einwirkung erfolgt in diesem Falle durch präzise Bemessung der verschiedenen Membranen 291, 292 und 40.
Zweckmässig ist es, dass die Membran 40 nur dem dynamischen Druck ausgesetzt ist, welcher von der Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe 39 abhängt, und dass man den statischen Druck unwirksam macht, der sich z. B. infolge einer Höhendifferenz zwischen Wasserniveau im Kühler und der Membran 40 ergibt. Zu diesem Zwecke ist die Membran zwischen zwei Kammern 361 und 362 angebracht. Die letztere ist durch eine Leitung 392 z. B. mit der Saugseite der Pumpe 39 verbunden, wo nur der statische Druck herrscht, und die andere Kammer durch die Leitung 391. mit der Druckseite der Pumpe, wo der Gesamtdruck herrscht, d. h. dynamischer und statischer Druck zusammen. Die Membran ist also nur der Differenz dieser beiden Drücke ausgesetzt, d. h. dem reinen dynamischen Druck.
In gewissen Fällen kann man sich damit zufrieden geben, die Wirkung des statischen Druckes in einer Kammer 361 durch eine Feder von geeigneter Stärke zu paralysieren.
Man kann auch, wie durch die Fig. 16 und 17 veranschaulicht wird, für einen Schalter, der zwei oder mehrere Übersetzungen betätigen soll, als Geschwindigkeitswirkung die Stärke eines elektrischen Stromes ausnutzen, der durch eine vom Motor angetriebene Dynamomaschine geliefert wird und als Belastungswirkung die Schwankungen, welche bei dieser Stromstärke durch einen in den Stromkreis eingeschalteten, bezüglich seiner Stärke vom Akzeleratorpedal aus variierten Widerstand hervorgerufen werden, also in letzter Linie den Schwankungen der Motorbelastung entsprechen. Diese elektrische Einrichtung kann man entweder direkt anwenden, wie dies dargestellt ist, oder unter Zuhilfenahme des Unterdruckes, beispielsweise vermittels der Hilfseinrichtung, welche die Verschiebung der Rolle 97a in Fig. 13 bewirkt.
Bei der Anordnung nach Fig. 16 liefert die vom Motor angetriebene Dynamomaschine 45 den Strom in einen Stromkreis mit einem Akkumulator 451. In Serie mit der nicht dargestellten Beleuchtungsanlage ist eine elektrische Spule 46 geschaltet, welche der von der Dynamomaschine abgegebene Strom durchfliesst. Die Stromstärke ist nur eine Funktion der Geschwindigkeit, mit welcher die Dynamomaschine bzw. der Motor läuft, vorausgesetzt, dass die Spannung an den Klemmen der Batterie konstant bleibt.
Die Spule 46 umgibt einen weichen Eisenkern 41, welcher mit der Stange 10 ein Stück bildet. Letztere ist mit der Feder 11 ausgestattet und an dem Wählerhebel. M bzw. das Betätigungsorgan 15 angeschlossen.
Die Feder 11 sucht den Eisenkern 47 aus der Spule 46 herauszuziehen, während diese den Kern mit einer Kraft anzieht, welche proportional der Stärke des durchgehenden Stromes ist. Das Akzeleratorpedal 48 ist mit dem Kontaktschlitten 49 eines in den Erregerstromkreis der Dynamomaschine 45 eingeschalteten Widerstandes verbunden, was die Belastungswirkung ergibt.
Die Funktion dieser Einrichtung spielt sich nach dem Diagramm Fig. 17 ab, in welchem die Motorgeschwindigkeit v auf der Abszisse aufgetragen ist und die Anziehungskraft t der Spule 46, welche proportional dem gelieferten Strom ist, auf der Ordinate. Wenn man das Pedal 48 loslässt, also den Durchgangsquerschnitt des Vergasers auf sein kleinstes Ausmass bringt, kommt der Widerstand 50 nicht zur Wirkung.
Die Stromstärke wird nicht verringert und ergibt eine Anziehungskraft der Spule 46, welche der Kurve G entspricht.
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Ist der Vergaser ganz offen, so bedingt die Pedaleinstellung die maximale Wirkung des Widerstandes 50, der Strom wird geschwächt und infolgedessen auch die Anziehungskraft der Spule 46, so dass sich die Kurve G5 ergibt. Bei einer Zwischenstellung des Kontaktschlittens entspricht die Anziehungskraft der Spule einer Kurve G.
Die Dosierung der Wirkungen wird folgendermassen bewerkstelligt : Die Kurve ( ergibt durch ihren Schnittpunkt mit der Ordinate der Geschwindigkeit v", unterhalb welcher die niedrige Übersetzung obligatorisch ist, den Wert 0-1 für die anzuwendende Feder 11. Anderseits wird die Stärke des Wider-
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Für einen Zwischenwiderstand entspricht das Arbeiten der Dynamo einer Zwischenkurve G, deren Schnittpunkt mit der Horizontalen 1 die Geschwindigkeit v' bestimmt, bei welcher die Umschaltung vor sich geht. Je mehr sich die Kurve G der Kurve G5 nähert, desto mehr nähert sich die Geschwindigkeit v'" der Geschwindigkeit vP. Die Umschaltung vollzieht sich also bei einer Laufgeschwindigkeit, die um so höher ist, als die Belastung grösser ist.
Die Arbeitsweise entspricht also auch hier dem Dreizonengesetz und seinem Ergänzungsprinzip.
Bisher wurde davon abgesehen, in Betracht zu ziehen, an welcher Stelle die Geschwindigkeitswirkung abgeleitet wird. Geschieht dies von der Abgabewelle 3, also zwischen dem Getriebe 1 und den Wagenrädern, so ändert die Durchführung der Umschaltung, wie bereits an Hand der Fig. 1 erklärt, nichts an der momentanen Umlaufgeschwindigkeit dieser Welle, wie gross diese immer sein mag. In diesem Falle können also die Schalter in der Ausführung benutzt werden, wie sie hinsichtlich der Einzelheiten bisher beschrieben wurden. Wird die Geschwindigkeitswirkung von der treibenden Welle oder einer andern mit derselben verbundenen Welle abgegeben, so darf sich der Übergang auf eine höhere Übersetzung, nach welchem man die Geschwindigkeit v2 erhalten will, nicht bei der Geschwindigkeit vm voll- ziehen, auf Grund deren sich der Schalter einstellen würde.
Man muss vor allem die Umlaufgeschwindigkeit des Motors auf eine höhere Geschwindigkeit bringen (Vorversehiebung), und die Durchführung der Umschaltung, welche bei vu begonnen hat, bringt die Geschwindigkeit des Motors auf v2 zurück (resultierende Verschiebung).
Der Schalter, der, wie erklärt, für sich allein die Umschaltung bei der Zwischengeschwindigkeit vm vollziehen würde, ist daher mit einem Verschieber kombiniert, welcher eine zweifache Funktion zu erfüllen hat, nämlich erstens die Durchführung der Umschaltung, wenn diese auf eine höhere Geschwindigkeit erfolgen soll, bei der Geschwindigkeit bzw. wenn sie auf eine niedrigere Geschwindigkeit erfolgen soll, bei der Geschwindigkeit v2 zu sichern, so dass sich nach der Umschaltung die gewünschte Geschwindigkeit v2 oder t'ergibt, und zweitens die Störungen zu beseitigen, welche sie hinsichtlich der Geschwindigkeitswirkung und manches Mal auch bezüglich der Belastungswirkung durch diese Verschiebungen von vm
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ergeben.
Diese beiden Funktionen des Verschiebers kann man zustande bringen, wenn man auf dem Wählerhebel 14 oder einem der damit verbundenen Teile einen Widerstand vorsieht, welcher bis zu einem präzise bestimmten Werte der beiden Einwirkungen einer Lageveränderung des betreffenden Organs in der einen oder andern Richtung entgegenwirkt. Infolge dieses Widerstandes muss die Resultierende, welche auf das Wählerorgan wirkt, bevor sie die Umschaltung vollziehen kann, eine zusätzliche Arbeit leisten, so dass, je nach der Richtung der Resultierenden, die tatsächliche Umschaltgeschwindigkeit auf der einen oder der andern Seite der fiktiven Geschwindigkeit v , bei welcher die Lageänderung des Wählerorgans ohne Intervention des Schiebers stattfinden würde, herbeigeführt wird.
Die Wirkung des Verschiebers kann so berechnet werden, dass diese Geschwindigkeiten die Werte und t erreichen oder selbst überschreiten.
Man kann zu diesem Zwecke eine zusätzliche Hilfskraft heranziehen, die entweder von den beiden die Resultierende ergebenden Wirkungen verschieden oder diesen entnommen ist und auf eine Art Ver- riegelung oder Bremse wirkt, deren Effekt durch diese Kraft begrenzt bzw. bestimmt wird. Man kann aber auch, ohne dass eine zusätzliche Hilfskraft herangezogen wird, die Einwirkungsfaktoren mit der Verschiebung durch Änderung von Hebelarmen (Fig. 8) in Einklang bringen, welche den Wert der übertragenen Kraft so ändern, dass im Momente des Überganges die neuen Werte der Faktoren mit Rücksicht auf die neue Länge des Hebelarmes den früheren, durch den früheren Hebelarm wirkenden Kräften gleichzusetzen sind.
Die Fig. 12 veranschaulicht eine Ausführungsform der ersten Art, bei welcher die Verriegelung durch einen, zwei entgegengesetzt schräge Flächen aufweisenden Vorsprung 17 eines auf der Stange 10 sitzenden Stückes 16 bewirkt wird. Auf die Stange 10 wirken die beiden die Resultierende ergebenden Faktoren. Eine Kugel 18, welche durch eine Feder 30 gehalten wird, bremst die Bewegung der Stange 10, wobei der Widerstand von der konstanten, aber regulierbaren Stärke der Feder und der Neigung der schrägen Flächen abhängig ist. Dieser Widerstand kann also so reguliert werden, dass er der grössten Störung der beiden genannten Faktoren, welche die Umschaltungen herbeiführen können, entspricht.
Da sich die Kugel nur an der Basis der beiden schrägen Flächen in stabiler Lage befindet, lässt dieser
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Schalter nur zwei charakteristische Stellungen des Wählerorgans zu, eignet sich also nur für ein Getriebe mit zwei Geschwindigkeiten, wobei das Greifen jeder der beiden Übersetzungen zustande kommt, wenn der Wählerhebel. M die entsprechende Stellung erreicht hat.
Der Schalter nach Fig. 14 eignet sich für Getriebe mit vier Geschwindigkeiten. Hiefür genügt es, dass auf dem Stück 16 drei Vorsprünge 17 mit je zwei schrägen Flächen vorgesehen und so angeordnet sind, dass die Kugel in die Vertiefungen zwischen zwei Vorsprüngen einfällt, wenn der Hebel 14 seine entsprechende, wirksame Stellung einnimmt.
Will man eine Verschiebung erzielen, welche bei allen Laufgeschwindigkeiten der theoretischen genau gleich ist, so muss man individuell vorgehen. Wenn es sich z. B. um einen Verschieber für den vom Motor abgenommenen Geschwindigkeitsfaktor handelt, so zeigt die Rechnung, dass die auf die Verriegelung wirkende Hilfskraft durch dieselben Einflüsse zustande kommen soll wie der Geschwindigkeitsfaktor und während der Schwankungen dieser Einflüsse in einem genau berechneten Verhältnis zu diesem Faktor bleiben soll. Eine solche theoretisch genau arbeitende Verriegelung kommt beispielsweise bei den Schaltern nach Fig. 4-7 zustande.
Nach Fig. 4 besteht der Verschieber aus zwei Vorsprüngen 17, welche sich mit den Massen 5 drehen, und aus Hilfsmassen 18, welche sich in radialen Ausnehmungen der Hülse 13 frei verschieben können.
Diese Hilfsmassen, welche mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Massen 5 gedreht werden, spielen dieselbe Rolle wie die Kugel 18 in Fig. 12. Die Zentrifugalkraft derselben ersetzt die Wirkung der Feder 30.
Die Bremswirkung ist also hier nicht konstant, sondern stets proportional der Zentrifugalkraft, welche den Geschwindigkeitsfaktor bildet oder ergibt. Die Rechnung zeigt, dass die unter diesen Umständen erzielte Verschiebung stets gleich ist der theoretischen. Will man der Sicherheit halber eine Verschiebung erzielen, welche um ein geringes grösser ist als die theoretische, so genügt es, die Massen 18 um ein geringes grösser zu wählen,
Nach den Fig. 5 und 6 wird die Bremsung so wie im vorhergehenden Falle durch eine Hilfskraft bewirkt, welche proportional dem Geschwindigkeitsfaktor ist, sie wird aber hier den Massen selbst entnommen, welche den Geschwindigkeitsfaktor liefern und die dieser Doppelrolle entsprechend bemessen sein müssen.
Die schrägen Flächen 17 und 18, deren Zweck und Wirkung bereits an Hand der Fig. 4 erklärt wurde, sind an der Stelle angeordnet, wo sich der Mitnehmerarm 20 und die Massen 5 berühren.
Wenn sich die Massen 5 der Drehungsachse der ganzen Einrichtung nähern oder sich von ihr entfernen, müssen die Vorsprünge 18 über die entsprechenden Vorsprünge 17 des Mitnehmerarmes 20 hinwegziehen.
In Fig. 5 ist diese Lage der Vorsprünge 18 dargestellt. Wenn die für diesen Vorgang erforderliche Kraft richtig berechnet ist, vollziehen sich alle Vorgänge ebenso korrekt wie beim Beispiel nach Fig. 4, wobei ein Teil der Massen 5 die Rolle der Hilfsmassen 18 spielt.
Man kann auch eine Bremsung erzielen, die einem der Einwirkungsfaktoren, z. B. dem durch die Stange 22 übermittelten Geschwindigkeitsfaktor, proportional ist, wobei die für die veränderliche Bremsung erforderliche Kraft diesem Faktor entnommen wird. Fig. 7 zeigt eine solche Anordnung. Zu diesem Zweck wird die auf die Stange 22 wirkende Kraft durch den Waagebalken 221 in dem Verhältnis verteilt, welches durch die Länge der beiden Hebelarme bestimmt ist, u. zw. einerseits auf die Stange 10, auf welche die übrigen Faktoren einwirken (Belastung und Feder 11), und anderseits unter Zwischenschaltung eines Lenkers, eines Winkelhebels 23 und zweckmässig einer Feder 30 auf die Kugel 18.
Die bisher beschriebenen Schalter mit Verschieber ermöglichen so viele Einstellungen des Wählerorgans, als Geschwindigkeits- bzw. Übersetzungsstufen im Getriebe vorhanden sind. Man kann aber auch die Anzahl der charakteristischen Stellungen, welche der Hebel 14 für die Umschaltung beliebig vieler Geschwindigkeiten einnehmen muss, verringern.
So kann man für Getriebe mit mehr als zwei Geschwindigkeitsstufen, deren Betätigungsorgan also mehr als zwei verschiedene Stellungen einnimmt, gemäss der Erfindung einen Wählerhebel verwenden, welcher bei einer wirksamen Einstellung die Umschaltung auf eine höhere Geschwindigkeit bestimmt, bei einer andern diejenige auf eine niedrigere Geschwindigkeit und bei einer neutralen Einstellung die Verwendung der Übersetzungsstufe, die vorher im Eingriff war. Die Ausgestaltung, durch welche dieses Resultat erzielt werden kann, ist später beschrieben.
Hier wird dieselbe vorerst deswegen erwähnt, weil sie in Anbetracht des Wegfalles einer eventuell beträchtlichen Anzahl von charakteristischen Einstellungen des Schalters eine erhebliche Vereinfachung des Verschiebers ermöglicht, da jeder im vorstehenden für die Betätigung eines Getriebes mit bloss zwei Geschwindigkeitsstufen beschriebene Versehieber auch bei einem Getriebe mit beliebig vielen Geschwindigkeitsstufen verwendet werden kann.
Die Fig. 7 veranschaulicht eine solche Ausführungsform, bei welcher die schrägen Bremsflächen anstatt eines Vorsprunges eine Einkerbung 171 bilden, mit welcher die Kugel 18 zusammenarbeitet. Es sei angenommen, dass der Motor mit der fiktiven Geschwindigkeit v", läuft, bei-welcher in Anbetracht der momentanen Belastung des Motors die Resultierende der Einwirkungsfa1. "toren gleich Null ist. Infolgedessen liegt die Kugel unten in der Einkerbung auf.
Nimmt die Motorgeschwindigkeit, wie dies schon oben erklärt wurde, bis auf vs zu oder bis auf v2 ab, so ist der Bremseffekt grösser als die in der einen oder andern Richtung entstehende Resultierende, und erst wenn der Motor bei der Beschleunigung die Geschwindigkeit oder bei der Verlangsamung die Geschwindigkeit v2 überschritten hat, kann die
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Resultierende den Bremseffekt überwinden und den Wählerhebel in die Einstellung für die Umschaltung auf die höhere oder niedrigere Geschwindigkeit bringen. Die Kugel 18 springt aus der Einkerbung 171 heraus und lagert sich auf der einen oder andern der benachbarten horizontalen Flächen.
Infolge der Änderung der bestimmenden Faktoren (Belastung und Geschwindigkeit), welche der Geschwindigkeitswechsel herbeiführt, geht die Stange 10 in ihre neutrale, nämlich die Mittelstellung zurück, und die Kugel 18 behindert diese Verschiebung, während welcher sie neuerlich in die Einkerbung 171 zurückgelangt, in keiner Weise.
Die Schalter der erstangeführten Art sind im nachstehenden als "Mehrfachschalter" und diejenigen der zuletzt beschriebenen Art als Neutralstellungsschalter"bezeichnet.
Die Fig. 8,8a und 8b zeigen eine Ausführungsform des Verschiebers, bei welcher, ohne dass eine Hilfskraft herangezogen wird, die Einwirkungsfaktoren mit der Verschiebung durch Änderung von Hebelarmen in Einklang gebracht werden.
Das Prinzip besteht darin, dass der Einwirkungsfaktor, welcher durch einen Gesehwindigkeits- übergang gestört wurde, durch einen Hebel so übertragen wird, dass sich im Momente des Überganges eine Änderung der Hebelarmlänge ergibt, wodurch die neuen Werte der Faktoren mit Rücksicht auf die neue Länge des Hebelarmes den früheren, durch den früheren Hebelarm wirkenden ; gleichzusetzen sind.
Wenn man z. B. bei einer Anordnung nach Fig. 2 annimmt, dass beide Faktoren, ähnlich wie beim Beispiel nach Fig. 4, vor dem Getriebe, d. h. von der treibenden Welle, abgenommen werden, kann man (Fig. 8) zwischen dem gestörten, auf die Gabel 9 wirkenden Geschwindigkeitsfaktor und der Stange 10, welche sie mit den nicht gestörten Faktoren (Belastung und Wirkung der Feder 11) sowie mit dem Wählerhebel 14 verbindet, eine Stossplatte 24 einschalten, welche bei der mittleren Einstellung der Gabel 9 mit den beiden auf einem Hebel 26 sitzenden Rollen 251 und 252 in Berührung kommt. Dieser Hebel ist bei 27 an einen festen Punkt angelenkt und vermittels eines Lenkers 28 mit der Stange 10 verbunden.
Wenn der Hebel 14 die Stellung für die Hinaufschaltung einzunehmen sucht, verursacht diese Bewegung eine Verschwenkung des Hebels 26, die Rolle 251 kommt ausser Kontakt mit der Druckplatte 24 (Fig. Sb), und der Geschwindigkeitsfaktor kann nunmehr auf die übrigen Faktoren nur durch den kleinen Hebelarm m1 wirken, während die andern Faktoren ihren längeren Hebelarm m2 beibehalten.
Der Geschwindigkeitsfaktor muss, um diese neuen Bedingungen zu kompensieren, genügend gross werden, zu welchem Zwecke die Geschwindigkeit erhöht werden muss über die Geschwindigkeit v-hinaus, welche, damit der Hebel 14 tatsächlich seine wirksame Stellung für die Hinaufschaltung einnehmen kann, die Umschaltgeschwindigkeit gewesen wäre, wenn die Arme des Hebels 26 gleich gewesen wären. Man kann die Länge der Hebelarme m1 und m2 so wählen, dass die neue Geschwindigkeit, bei welcher sich das Eingreifen der höheren Übersetzung vollzieht, zum mindesten gleich ist vl.
Hat der Hebel 14 die Tendenz herabzuschalten, so sucht er die Stange 10 nach links (Fig. 8) zu verschieben, bis die Rolle 251 in Berührung mit der Stossplatte 24 kommt. Bis zu diesem Momente wirkten der Belastungsfaktor und die Feder 11 durch den Hebelarm m2, um den Geschwindigkeitsfaktor zu überwinden, welcher nur durch den kurzen Hebelarm m1 (Fig. 8b) wirken konnte. Von diesem Momente an wirkt aber der Geschwindigkeitsfaktor durch den Hebelarm m3, der (Fig. 8a) grösser ist als der Hebelarm m2. Damit sich also die Bewegung fortsetzt, bis die wirksame Stellung für die Herabschaltung erreicht ist, ist es notwendig, dass sich die Geschwindigkeit noch weiter verringert.
Man kann m2 und m3 so bemessen, dass die neue Geschwindigkeit, bei welcher der Eingriff der niedrigeren Übersetzung stattfindet, höchstens gleich ist v2.
Die Fig. 10 zeigt einen Schalter für die Ausnutzung des Saugrohrunterdruckes mit einem Verschieber, dessen Wirkung stets proportional dem Unterdruck ist. Zu diesem Zwecke ist ein verschiebbares Hilfsorgan 32 diesem Druck ausgesetzt, dessen wirksame Fläche entsprechend dem Werte, welchen die Bremswirkung gegenüber der Hauptwirkung des Unterdruckes haben soll, bemessen ist. Dieses Organ 32 wirkt auf die schrägen Flächen 17 und 18 der Bremseinrichtung.
Nach Fig. 11 wird die Hilfskraft für die Bremsung, welche proportional der Hauptwirkung des Unterdruckes ist, von dem Organ 29 abgenommen, u. zw. vermittels eines Winkelhebels, dessen Arme 33 und 34 mit Rücksicht auf den zu erzielenden Bremseffekt bemessen sind. Der eine Bremsteil kann aus der Rolle 172 bestehen. Wünscht man, dass der proportionale Bremseffekt auf einen bestimmten Wert begrenzt bleibe, kann man die Vorsprünge 18 auf einem Hebel 35 anbringen, der an einen festen Punkt angelenkt ist und gegen die Rolle 17 durch eine Feder 351 von genau gewählter Spannung angedrückt wird. Sobald der Bremseffekt die festgesetzte Grenze erreicht hat, deren Wert der Spannung der Feder 351- entspricht, gibt diese nach und begrenzt somit die Bremsung.
Nach Fig. 13 wird die der Unterdruckwirkung proportionale Bremskraft dieser selbst entnommen, u. zw. vermittels eines Waagebalkens, der die Unterdruckwirkung zum Teil auf die übrigen Organe des Schlittens und zum Teil auf den Winkelhebel 33-34 überträgt. Letzterer wirkt seinerseits auf die Bremse 171-18 unter Vermittlung der diese Bremswirkung begrenzenden Feder 351.
Fig. 15 zeigt einen Verschieber ähnlich jenen nach den Fig. 8,8a und 8b, welcher dem Wagenführer gestattet, durch nicht zu weitgehende Änderungen der Übergangszonen diese verschiedenen speziellen Bedingungen anzupassen, z. B. jenen beim Durchqueren einer Stadt oder beim Herabfahren über
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eine geneigte Strecke, wobei der Motor das Fahrzeug zurückhält. Er kann dies dadurch bewerkstelligen, dass er vermittels eines Gestänges und den Winkelhebel 44 od. dgl. eine Rolle 43 zwischen zwei ebenen Flächen verschiebt, nämlich einer des Wählerhebels 14 und einer auf einem Hebel 241, welcher Vorgang für einen andern Zweck bereits beim Gegenstand der Fig. 13 besprochen wurde.
Die Verschiebung der Rolle 43 ändert momentan den Wirkungsgrad der Feder 11 in dem erwünschten Sinn, wodurch sich die
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und 442 vorgesehen, welche den Weg der Rolle begrenzen.
Bei den Schaltern nach Fig. 15 und 16 ist auch eine Einrichtung vorgesehen, welche dem Wagenführer die wirksame Einstellung des Wählerhebels anzeigt, u. zw. durch einen Signalapparat oder eine elektrische Lampe 51, die leuchtet, wenn der Wählerhebel die Stellung für die Hinaufschaltung einnimmt und ein an demselben befestigter Kontakt das Kontaktstück 381 berührt, bzw. eine Lampe 52, welche bei der Berührung des Kontaktstückes 382 die Einstellung auf Herabschaltung anzeigt. Bei der neutralen Stellung tritt kein Signal in Funktion.
Die im vorstehenden als Ausführungsbeispiele angeführten Konstruktionen lassen sich bei Getrieben verschiedener Systeme anwenden. Man kann die am meisten verbreiteten Getriebe der Hauptsache nach in zwei Gruppen einteilen : erstens die Systeme, bei welchen sich das Mitnehmen ständig in Eingriff befindlicher Räder infolge einer geschmeidig nachgiebigen Kupplung bzw. Bremsung vollzieht. Es sind dies beispielsweise Getriebe mit Planetenrädern, in welchen jede Geschwindigkeitsstufe im allgemeinen eine allmählich wirkende Kupplung oder Bremse enthält, zweitens die Systeme, bei welchen die Mitnahme der anzutreibenden Welle plötzlich erfolgt, wie z. B. bei den Getrieben mit verschiebbaren Zahnrädern bzw. Trieblingen, die häufig noch durch eine allmählich wirkende Kupplung ergänzt sind.
Das Betätigungsorgan des Getriebes kann, welcher Art immer letzteres sein mag, durch irgendeine der vorstehend beschriebenen Schalterausführungsformen betätigt werden. In Fig. 18 und in den folgenden Figuren sind diese Schalter nur mehr schematisch dargestellt und als Ganzes mit k, ihr beweglicher Hebel mit 14 bezeichnet. Der Schalter wirkt aber-und dies bildet ein wichtiges, wesentliches Merkmal des Erfindungsgegenstandes-nicht direkt auf das Betätigungsorgan, was infolge der Trägheitswirkung der Organe und der Reibungen das Ergebnis fälschen würde, sondern dient nur dazu, ohne nennenswerten Kraftaufwand eine Hilfsenergie ein-und auszuschalten. Diese Energie wird z.
B. vom Motor, einer elektrischen Stromquelle, einem Kompressor usw. geliefert und wirkt selbsttätig in dem erforderlichen Momente und in der erforderlichen Richtung auf das Betätigungsorgan des Getriebes, um selbsttätig die Umschaltung der verschiedenen Geschwindigkeitsstufen in der gewünschten Reihenfolge zu veranlassen.
Die Fig. 18 und 19 beziehen sich speziell auf Getriebe mit einer allmählich vor sich gehenden Kupplung für jede Übersetzung und die Fig. 20-25 auf Getriebe mit plötzlicher Mitnahme.
Die Fig. 18 veranschaulicht die Betätigung eines Getriebes mit beispielsweise drei bestimmten Geschwindigkeitsstufen, dessen allmählich greifende Kupplungen unter dem direkten Einfluss einer äusseren Energie, beispielsweise Elektrizität, arbeiten. Diese Einwirkung wird durch die Stellungen des Hebels 14 geregelt, der hier als Mehrfachschalter ausgebildet ist, d. h. der Hebe114 kann ebenso viele Arbeitsstellungen einnehmen, als Geschwindigkeitsstufen vorgesehen sind. Durch den elektrischen Strom wird einer der drei Elektromagneten 531, 532, 533 erregt, welcher die entsprechende Übersetzung 541, 542, 543 eines gewöhnlichen Planetenzahnradsystems zur Funktion bringt.
Wenn der mit Strom versorgte Hebel 14 eines der drei Kontaktstücke 551, 552, 553 berührt, welche den einzelnen Umschaltstellungen des Hebels entsprechen, so wird die betreffende Umschaltung vollzogen.
Fig. 19 zeigt ein Getriebe mit vier Übersetzungen mit ständig in Eingriff befindlichen Stufenrädern. Die allmählich wirkenden Kupplungen 561, 562, 563 oder 564 sind, wie beispielsweise Reibungskupplungen, von der Art, welche kein direktes Angreifen der äusseren Kraft ermöglichen. Vier Hebel 571, 572, 513, und 514 werden durch die auf der Welle 15 sitzenden Nocken 581, 582, 583 und 584 gesteuert.
Die Nocken sind auf der Welle, welche als Betätigungsorgan dient, in solchen Stellungen aufgekeilt und haben eine solche Form, dass jederzeit nur eine Kupplung greifen kann und die einzelnen Kupplungen nacheinander in der Reihenfolge der ziffermässig bezeichneten Geschwindigkeiten zum Eingreifen gebracht werden. Die Drehung der Welle 15 in der einen Richtung entspricht der Hinaufschaltung und die in der andern der Herabschaltung. Bei Vorhandensein von vier Übersetzungen wird die Einrichtung zweckmässig so konstruiert, dass die Umschaltung von einer Übersetzung auf die nächstfolgende bei einer Vierteldrehung der Welle sich vollzieht.
Wenn der Schalter 14 ein Mehrfachschalter ist, kann er direkt auf der Welle 15 sitzen, wobei die Nocken so angesetzt sind, dass sie nacheinander die Hinauf-oder Herabschaltung bewirken.
Die Steuerung des Getriebes nach Fig. 19 kann auch für die Betätigung des Getriebes nach Fig. 18 ausgestaltet werden. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle 15 ein Steuerkontakt, welcher bei der Drehung der Welle nacheinander mit den Kontaktstücken 551, 552, 553 (Fig. 18) in Berührung kommt. Es existieren aber auch Planetengetriebe von der in Fig. 18 gezeigten Art, bei welchen die Bremsen nicht durch Elektro- magneten betätigt werden, sondern durch Reibungsklemmen. Diese Bremsen können genau in der Weise betätigt werden, wie dies in Fig. 19 für die Kupplungen 561 usw. gezeigt ist.
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Die Fig. 20 betrifft ein Getriebe mit plötzlicher Mitnahme, u. zw. mit vier Übersetzungen, von denen die ersten drei durch axiale Verschiebung der Zahnräder 591, 592, 593 und die vierte durch die Klauen- kupplung 594 eingeschaltet werden. Die axiale Verschiebung wird durch Nocken 58a und 58b bewirkt, welche auf die Welle 15 aufgekeilt sind. Nocken und Welle arbeiten in analoger Weise, wie dies für Fig. 19 beschrieben wurde.
Bei Getrieben mit plötzlichem Eingriff bzw. plötzlicher Mitnahme muss, damit die Verschiebung stattfinden kann, während derselben die Hauptkupplung 60 (Fig. 20) des Fahrzeuges ausgekuppelt sein.
Dies wird automatisch durch eine auf die Welle 15 aufgekeilte Noeke 61 bewirkt, welche, solange die
Welle 15 stillsteht, wobei eine der Übersetzungen eingeschaltet ist, die Hauptkupplung freilässt, so dass sie durch die Kupplungsfeder, wie üblich, angezogen wird. Wenn die Welle 15 für eine Umschaltung eine
Viertelumdrehung ausführt, wird durch einen der Vorsprünge der Nocke 61 der Hebel 62 verstellt, so dass die Hauptkupplung gelöst wird, bevor die Umschaltung stattfindet. Nach vollzogener Umschaltung geht der Hebel 62 zurück, und die Kupplung wird wieder selbsttätig eingerückt.
Die Widerstände, welche die Welle 15 bei ihrer Drehung zu überwinden hat, ändern sich stark. Für die Lösung der Hauptkupplung ist ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich, während die Wiederein- kupplung eine Tendenz, die Welle 15 in ihrer Drehungsrichtung weiterzutreiben, bedingt. Um diese
Schwankungen abzuschwächen oder selbst zum Verschwinden zu bringen, kann man beispielsweise auf der Nocke 61 schräge Flächen 63 vorsehen, auf welche ein Hebel 64 bzw. die damit verbundene Feder
641 einwirkt. Diese Feder ist so gewählt, dass der Druck auf die schrägen Flächen der Nocke stets gleich ist dem durch die Feder der Hauptkupplung 60 verursachten, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkt. Hiedurch wird es ermöglicht, die Drehung der Welle 15 durch eine regulierbare bzw. konstante
Kraft herbeizuführen.
Man kann den schrägen Gleitflächen 63 aber auch eine solche Form geben, dass sich irgendein anderes verwertbares Resultat ergibt, dass beispielsweise die Welle 15 bei Beginn ihrer Drehung die Feder 641 spannt und die Entspannung derselben sodann die Weiterdrehung der Welle bewirkt. In diesem Falle wirken die schrägen Flächen 63 und die Feder 641 nicht nur als Ausgleichsorgane, sondern auch als Treib- organe für den Antrieb der Welle 15, der genau immer bei der einer Umschaltung entsprechenden Stellung zum Stillstand kommt.
Die Fig. 19-23 zeigen einige der vielfältigen, möglichen Arten der Einrichtung für die Drehung der Welle 15 im erforderlichen Sinn und über den gewünschten Winkel.
Nach Fig. 19 und 20 wird die Welle 15 unter Zwischenschaltung einer Zahnradübersetzung von der Welle 66 eines Elektromotors 661 angetrieben, dessen Ingang-und Stillsetzung sowie Drehungslichtung durch eine elektrische Steuereinrichtung 61 in Übereinstimmung mit der jeweiligen Einstellung des Hebels 14 eines Schalters k mit., Neutraleinstellung" erfolgt. Die äussersten bzw. Endeinstellungen dieses Steuerorgans 67, welche durch jene des Hebels 14 eines mit Verschieber kombinierten, neutrale Einstellungen ergebenden Schalters k irgendeiner Konstruktion bestimmt werden, entsprechen der Hinaufsdaltung und Herabschaltung, während die neutrale Einstellung des elektrischen Umschalters 67 und des Hebels 14 dem Stillstand des Elektromotors 661 entspricht.
Nach Fig. 21 dreht die Welle 66, die von einem Elektromotor oder einer Welle des Getriebes aus angetrieben werden kann, im entgegengesetzten Sinne zwei Räder 691 und 692, die auf der Welle 15 leer laufen, mit dieser aber durch Kupplungen 701 und 702 irgendeiner Type, beispielsweise durch elektromagnetische Kupplungen, verbunden werden können. Zwischen der Welle 66 und dem Rad 692 ist irgend, eine mechanische Übersetzung 68 eingeschaltet, welche die Drehung des Rades 692 in dem der Drehung des Rades 691 entgegengesetzten Sinne bewirkt.
Die Funktion der elektromagnetischen Kupplungen 701 und 702 wird vom Hebel 14 des Schalters k aus gesteuert, welcher Hebel 14 im dargestellten Falle an die elektrische Stromquelle angeschlossen ist und entweder durch das Kontaktstück 381 oder das Kontaktstück 382 den Strom der betreffenden Kupplung zuführt.
Wenn die Welle 66 durch einen Hilfselektromotor angetrieben wird, kann dieser, wie in Fig. 22 dargestellt ist, der Motor 66a sein, welcher für das Ingangsetzen des Fahrzeugmotors dient. In einem solchen Falle genügt es, diesen Motor durch einen Schalter in dem Momente, in welchem eine Umschaltung vollzogen werden soll, in oder ausser Betrieb zu setzen. Immerhin dürfen sich die beiden Funktionen dieses Motors nicht stören. Zu diesem Zwecke bleibt das bewegliche Organ 66\ welches für das Anlaufenlassen des Fahrzeugmotors die vorübergehende Verbindung mit diesem herstellt, durch einen Riegel 66" so lange gesperrt, bis der Wagenführer, um den Motor anlaufen zu lassen, vermittels irgendeines Betätigungsorgans 66d das besagte, bewegliche Verbindungsorgan 66" freigibt.
Hiebei unterbricht ein auf dem Riegel sitzender Kontakt 66e den Strom, welcher den Schalter 14 speist, so dass die Spulen der Kupplungen 701 und 702 nicht erregt werden können, der Motor 66a also die die Schaltungen vollziehende Welle Ja nicht drehen kann. Sobald der Riegel 66e in seine normale Lage zurückgekehrt ist, kann das Organ 661 den Fahrzeugmotor nicht mehr mit dem Elektromotor 66"verbinden, solange dieser Motor für den Antrieb der Welle 15 dient, wobei dann der Schalter M in normaler Weise mit Strom versorgt wird.
Es kann sich als zweckmässig erweisen, den Elektromotor 66'schon um ein geringes vorher anlaufen zu lassen, bevor der Strom durch die Kupplungsspulen 701 und 702 geschickt wird. Zu diesem
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Zwecke ist an das äusserste freie Ende des Hebels 14 ein kleiner Hebel 1# angelenkt, welcher normal durch eine Feder 1M in einer geraden Linie mit dem Hebel 14 erhalten wird. Wenn sich der letztere verschwenkt, kommt der Hebel-M-*= vorerst in Berührung mit einem Kontaktstück 383 oder 384 für die Ingangsetzung des Motors 66"und erst später mit einem Kontaktstück 381 oder 382 für die Erregung der betreffenden Kupplung 701 oder 702.
Bei der Einrichtung nach Fig. 23 kommt eine ähnliche Welle 15 zur Anwendung, die von der stets im selben Sinne sich drehenden Welle 66 aus in dem einen oder andern Sinn gedreht wird.
Zwei Klinkenzahnräder 811 und 812 sind nebeneinander auf die Welle 15 so aufgekeilt, dass ihre Zähne 821 und 822 in entgegengesetzten Richtungen arbeiten. Ein an die Welle 15 angelenkter Hebel 83 schwingt infolge Betätigung durch die auf der Welle 66 sitzende Kurbel bzw. die daran angelenkte Verbindungsstange 84. Der Hebel 83 trägt an seinem freien Ende zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende
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diese Klinken aufgekeilt sind, ist auch ein Hebel oder Arm 87 befestigt, dessen freies Ende mit einer Rolle ausgestattet ist. Diese läuft in einem kreisbogenförmigen, mit der Welle 15 konzentrischen Schlitz 88 einer Platte 89, die direkt oder indirekt vom Hebel 14 eines Schalters k mit Neutralstellung verschoben wird.
Solange der Hebel 14 die Neutralstellung einnimmt, kann keine der beiden Klinken in die Zähne 821 oder 822 eingreifen, und die im Eingriff befindliche Übersetzung wird aufrechterhalten. Verschiebt sich die Platte 89 beispielsweise in der Richtung nach der rechten Seite der Fig. 23, so ermöglicht der Hebel 87 das Eingreifen der Klinke 851 in die Zähne 821. Da der Hebel 83, wenn die Klinke 851 ihre Mittelstellung verlässt und nach links geneigt ist, infolge der Betätigung durch die Kurbel 84-86 ständig eine schwingende Bewegung vollführt, greift er, bevor seine Aufwärtsbewegung beginnt, hinter einem Zahn 821 des Rades 811 ein und nimmt dieses mit, bis seine Abwärtsbewegung beginnt, während welcher die Klinke auf der durch den nächsten Zahn 821 gebildeten schrägen Fläche gleitet. Hiedurch wird die Klinke 851 in ihre Mittelstellung zurückgebracht.
Diese Bewegung der Klinke führt eine Drehung der Achse 86 und des daraufsitzenden Hebels 87 herbei, so dass die Platte 89 zwangsläufig in die dargestellte Mittellage zurüekge- bracht wird. Ein analoger Vorgang spielt sich ab, wenn infolge Verschiebung der Platte 89 durch den Schalter nach links die Klinke 852 zum Eingriff bzw. zur Betätigung gelangt.
Wie erwähnt, kann der Hebel 14 auf die Platte 89 zwecks Verschiebung derselben in der einen oder andern Richtung direkt oder indirekt einwirken. In der Fig. 23 ist ein indirekter Antrieb dargestellt, nämlich durch das ankerförmige, an einen festen Punkt angelenkte Organ 90, dessen beide Arme in die Spulen 911 und 912 hineinragen. Je nachdem die eine oder die andere der letzteren erregt wird, zieht sie den betreffenden Arm des Ankers hinein und verschiebt das Verbindungsglied zwischen Anker 90 und Platte 89. Der Stromkreis für die Erregung der betreffenden Spule wird geschlossen, wenn der Hebel 14 mit dem einen oder andern der beiden Kontaktstücke 381, 382 in Berührung kommt.
Die Fig. 24 und 25 veranschaulichen in Endansicht und Grundriss eine Einrichtung für die Anwendung der Erfindung bei bestehenden Getrieben, deren Schaltorgan ein einfacher, vom Wagenführer zu betätigender und in einer Schlitzplatte 175 festzulegender Hebel ist. Dieser Hebel wird erfindungsgemäss durch ein Organ 176 ersetzt, welches in der besagten Schlitzplatte alle charakteristischen Stellungen einnehmen kann, die sonst der in Wegfall kommende Schalthebel einnehmen würde. Die Stellungsver- änderungen des Organs 176 werden automatisch durch einen der beschriebenen Schalter k herbeigeführt, welcher eine Drehung der Achse 15 um den gewünschten Winkel und in der gewünschten Richtung durch eine Hilfsenergie bewirkt, wobei die Quelle der letzteren eine elektrische (Fig. 21) oder eine mechanische (Fig. 23) sein kann.
In der Platte 175 sind beispielsweise zwei der Länge nach verlaufende Schlitze xq und xb vorge- sehen und diese in der Mitte durch einen Querschlitz y" verbunden. Das Organ 176 soll also der Platte gegenüber sowohl in der Längsrichtung der Pfeile x wie auch in der Querrichtung der Pfeile y bewegt werden.
Die Querbewegung wird durch eine auf die Achse 15 aufgekeilte Nocke 185 herbeigeführt, mit welcher ein durch eine Feder 186 auf eine Platte 184 wirkender Winkelhebel187 zusammenarbeitet.
Die Platte 184 kann sich, entsprechend geführt, der Platte 175 gegenüber in der Richtung der Pfeile y verschieben. An den äusseren Rand der Platte 184 wird das Organ 176 durch eine Feder-M3 angedrückt.
Dieses Organ 176 sitzt auf einer Hülse 182, welche sich auf dem einen Arm eines Kreuzstückes 180 verschiebt, während letzteres in der Richtung der Pfeile x auf einer Stange 181 gleiten kann. Diese letztere Gleitbewegung wird durch eine Trommel 177 bewirkt, in deren schraubenlinienförmiger Nut 178 eine auf dem Kreuzstück 180 sitzende Rolle läuft.
Die Trommel 177 läuft leer auf der Welle 15, sie wird durch die Nocke 185 sowie zwei Stifte 185" und 185b verdreht, welche, wenn sich die Welle in dem dargestellten Totpunkt befindet, voneinander so weit entfernt sind, dass sich die Nocke um einen bestimmten Winkel drehen kann, bevor sie die Trom- mel 177 mitnimmt, dies zu dem Zwecke, damit die durch die Form der Nocke herbeigeführte Verschiebung des Organs 176 im Querschlitz y" stattfinden kann, bevor die Verschiebung in der einen oder andern Richtung in einem der Schlitze à oder xi erfolgt. Wie ersichtlich, wird je nach der durch den Schalter k bewirkten Winkeleinstellung der Welle 15, z.
B. bei der in den Fig. 21 und 23 dargestellten Einstellung,
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und unter der Voraussetzung, dass die Nocke 185 und die Nut 178 die entsprechende Form haben, das Organ 176 der Platte j ! 75 gegenüber eine ganz bestimmte Stellung einnehmen.
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in welchem Fall das Organ 176 von der in der Zeichnung dargestellten Einstellung an von Hand aus in diesen dritten Schlitz eingeführt werden kann.
Wie ersichtlich, kann die Welle 15 stets ihre Drehung in der erforderlichen Richtung und genau über den Winkel vollziehen, welcher erforderlich ist, um den Übergang von einer Übersetzung auf eine andere, sei dies eine Hinauf- oder Herabschaltung, zu sichern. Im Falle von vier Geschwindigkeiten (also drei Übergängen) kann die Winkelverdrehung für einen Übergang eine beliebige sein, solange sie ein Drittel des Umfanges nicht überschreitet. Zwecks Erleichterung der Erklärungen wurde aber im vorhergehenden und im nachstehenden als Grösse dieses Winkels ein Bruchteil des Umfanges angenommen, dessen Nenner gleich ist der Zahl der charakteristischen Stellungen der Welle (z. B. ein Viertel für vier Übersetzungen).
Es ist zu bemerken, dass bei Getrieben mit plötzlichem Eingriff, wie ein solches der Einrichtung nach Fig. 20 zugrunde gelegt ist, die bisher beschriebenen automatischen Vorgänge nicht genügen, um eine vollkommen tadellose Umschaltung herbeizuführen. Tatsächlich erfordert die nicht automatische Umschaltung bei einem derartigen Getriebe nicht weniger wie fünf Vorkehrungen : 1. Der Wagenführer beginnt damit, den Akzelerator loszulassen, so dass die Treibwirkung unterbrochen und die Geschwindigkeit des Motors während der darauffolgenden Entkupplung vermindert wird. 2. Er kuppelt den Motor los, was unumgänglich notwendig ist, um das betreffende Zahnrad verschieben zu können. 3. Er verschiebt dieses Zahnrad so, bis es in das gewünschte Gegenrad eingreift. 4.
Er kuppelt den Motor wieder ein, der jetzt eine andere Geschwindigkeit angenommen hat, und 5. er betätigt den Akzelerator bzw. öffnet die Gaszufuhr, um den regulären Betrieb wieder herbeizuführen.
Da die Hebel 62, 62" und 62') (Fig. 20) die automatische Verschiebung der Zahnräder bewerkstelligen, ohne dass der Wagenführer dies weiss, würde er eventuell den Akzelerator in irgendeiner Einstellung belassen. Es muss also eine spezielle, im nachstehenden als Synchronisator"bezeichnete Einrichtung (Fig. 26-29) vorgesehen werden, die eingreift, um die Geschwindigkeit des Motors zu begrenzen, wenn er automatisch durch die Nocke 61 und den Hebel 62 losgekuppelt wird.
Der Synchronisator kann übrigens, wie im nachstehenden angenommen, auch so ausgeführt werden, dass er nebst seiner Hauptfunktion (Fig. 26) auch das Eingreifen des verschiebbaren Zahnrades bei einer annähernden, aber doch genügenden Synchronisierung (Fig. 27) oder einer vollkommen genauen Synchronisierung (Fig. 28), nämlich einer gleichen Peripheriegeschwindigkeit der beiden Zahnungen, welche in Eingriff gelangen sollen, sichert, ja selbst das Aneinanderbringen verhindert, solange die Synchronisierung nicht zustande gekommen ist.
Die Fig. 26 veranschaulicht das Prinzip, auf welchem die Arbeitsweise eines einfachen Synchronsators beruht, d. h. einer Einrichtung, welche bloss dazu dient, die Geschwindigkeit der treibenden Welle während einer Umschaltung zu begrenzen bzw. die Hauptkupplung 60 (Fig. 20) selbsttätig zu lockern, so dass der Motor leer läuft.
Die Geschwindigkeitsbegrenzung wird durch zeitweilige Unterbrechung des Zündstromes des Motors bewirkt. Da es sich darum handelt, die Geschwindigkeit der treibenden Welle zu begrenzen, ist die rationellste Anordnung die, bei welcher man ständig die Geschwindigkeit dieser Welle mit der Welle 2 zwischen dem angetriebenen Teil der Hauptkupplung 60 und dem Wechselgetriebe vergleichen kann, wobei die treibende Welle auch das Rad trägt, welches ständig die Zwischenwelle 73 (Fig. 20) antreibt und für die Fahrt bei direktem Eingriff bzw. direkter Übertragung in Funktion tritt.
Die Welle 2 treibt durch eine geeignete Übertragung, z. B. durch das Rad 75'), eine Hilfswelle 2b (Fig. 26) und die Hauptwelle des Motors durch eine andere Übertragungseinrichtung eine zweite Hilfswelle 2". Die Hilfswellen 2a und 21 drehen sich also ständig mit den Geschwindigkeiten der beiden Wellen, welche auf der einen und auf der andern Seite der Hauptkupplung münden. Die Welle 2"treibt vermittels einer Reibungskupplumg 93 mit entsprechend gespannten Federn 981 eine mit Gewinde versehene Hülse 94, auf welche eine Kapselmutter 95 aufgeschraubt, die auf der Welle 21 verschiebbar aufgekeilt ist. Diese wird also bei der Drehung der Welle 2b mitgenommen und wird sich dabei der Länge nach auf 2b verschieben.
Die Gewindesteigung ist so gewählt, dass, wenn die Welle 2" schneller läuft als die Welle 2b, die Kapselmutter 95 sich der Hülse 94 gegenüber verschiebt, indem sie sich von der Friktionskupplung entfernt. Dabei nimmt sie das mit dem Daumen 961 versehene Organ 96 mit, u. zw. aus der in Fig. 26 mit vollen Linien eingezeichneten Stellung bis in die durch unterbrochene Linien angedeutete Stellung.
Der Daumen 961 gibt dabei einen verschiebbaren Teil 98 frei, der, durch eine Feder 99 verschoben, bei 971 den Zündungsstromkreis 97 des Motors unterbricht, wodurch die Geschwindigkeit der Welle 2a verringert wird. Sobald diese unter jene der Welle 2b gesunken ist, schraubt sich die Kapselmutter wieder in der entgegengesetzten Richtung auf die Hülse 94 auf, bis der Daumen 961 den Teil 98 so weit zurückgetrieben hat, dass der Zündstromkreis des Motors wieder geschlossen wird. Durch diese Einrichtung wird also die Drehungsgeschwindigkeit der beiden Wellen 2"und 2b ständig annähernd gleichgehalten.
Da die Welle 2b niemals mit einer besonders hohen Geschwindigkeit läuft, ist nicht zu befürchten, dass die Welle 2"eine bestimmte Tourenzahl überschreitet, bei welcher der Motor durchgehen könnte.
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Damit der Synchronisator nur in den Zeitperioden der Entkupplung eingreift, wird der Teil 98 in seiner die Zündung zulassenden Einstellung auch noch durch einen Riegel 100 festgehalten, welcher auf einer Gleitstange 101 sitzt. Diese ist mit der Betätigungseinrichtung 62 der Hauptkupplung 60 (Fig. 20) verbunden. Wird die Hauptkupplung gelöst, so verschiebt sich der Riegel in der Richtung des Pfeiles (Fig. 26) und überlässt den Teil 98 dem ausschliesslichen Einfluss des Synchronisators. Wird die Hauptkupplung wieder eingerückt, so schliesst der Riegel 100 unter Zusammendrücken der Feder 99 den Zündstromkreis wieder, gleichgültig welche Stellung der Synchronisator in diesem Moment einnimmt.
Für die Gesamteinrichtung nach Fig. 20, ergänzt durch einen derartigen Synchronisator, ergibt sich folgende Arbeitsweise : Wenn der Schalter k bzw. 14 in eine wirksame Stellung kommt und, wie dies an Hand der Fig. 20 erklärt wurde, die Welle 15 in der zweckdienlichen Richtung in Drehung versetzt wird, lockert die Welle 15 auch von Beginn ihrer Drehung an die Hauptkupplung und führt hiedurch auch gleichzeitig das Funktionieren des Synchronisators herbei, wobei auch der Riegel 100 ausser Wirkung gesetzt wird, so dass das Getriebe keine Kraft mehr übertragen kann.
Während sich die durch Reibung wirkende Hauptkupplung 60 sofort löst, sobald die auf der Welle 15 sitzende Nocke 61 sich zu drehen beginnt, ist dies nicht auch bezüglich des Schaltrades, z. B. 592, der Fall, welches in diesem Moment noch in Eingriff steht und durch die Umschaltung ausser Wirksamkeit gesetzt werden soll, um das benachbarte Zahnrad, z. B. 593, zum Eingriff zu bringen, dies deshalb, weil eine verhältnismässig grosse Verdrehung der Nocke 58a (Fig. 20) erforderlich ist, damit die Gabel 62a genügend weit gleitet, um das Rad 592 von dem betreffenden, auf der Zwischenwelle 73 sitzenden Triebling vollständig loszumachen.
Da diese Welle 73 ausserdem ständig an die Welle 2b angeschlossen ist, wird letztere nicht mehr von der Hauptkupplung, sondern von den Rädern des Fahrzeuges bis zu dem Momente getrieben, in welchem das Zahnrad 592 ausser Eingriff mit dem Gegenrad kommt. Die Welle 2b behält also infolge der lebendigen Kraft des ganzen Fahrzeuges ungefähr die Geschwindigkeit bei, welche sie zu Beginn des Vorganges hatte, z. B. die Geschwindigkeit vl, wenn es sich um eine Hinaufschaltung handelt. Der durch den Synchronisator beeinflusste Motor behält also auch diese Geschwindigkeit bei.
Das Aus-und Einschieben des verschiebbaren Zahnrades kann also leicht bewerkstelligt werden, weil das Getriebe keine Kraft überträgt, und alles vollzieht sich so, als wenn der Wagenführer sämtliche Manipulationen in korrektor Weise vorgenommen hätte. Durch das Einschieben des verschiebbaren Zahnrades erleidet jedoch die an die Welle 3 und daher auch an die Zwischenwelle 73 angeschlossene Welle 2b eine Geschwindigkeits- änderung infolge der Differenz, welche zwischen den Geschwindigkeiten v1 und v2 bzw. v2 und v1 besteht, wie dies an Hand der Fig. 1 erklärt wurde.
Der Synchronisator teilt auch diese Geschwindigkeitsänderung sofort dem Motor mit, und die Umschaltung wird durch eine normal vor sich gehende Wiedereinrückung der Haupth. "1lpplung abgeschlossen, ganz gleichgültig, in welcher Stellung derWagenführer das Akzeleratorpedal belassen bat, worauf die Fahrt mit der neuen Übersetzung weitergeht.
Gemäss der bisherigen Ausführungen wird der Synchronisator nur dazu benutzt, die Geschwindigkeit des Motors während der Ein-und Ausrückung der Hauptkupplung im Wege der Zündung zu beeinflussen. Man kann ihn aber gleichzeitig auch dazu ausnutzen, um eine genügende Synchronisierung der Zahnungen, welche in Eingriff kommen sollen, zu erzielen. Fig. 27 zeigt einen solchen Synchronisator, der im grossen und ganzen so wie der an Hand der Fig. 26 beschriebene konstruiert ist und arbeitet. Er wirkt aber auf das verschiebbare Element 98, welches die Zündung unterbricht, nicht direkt, sondern durch eine Stange 96, welche an das eine Ende eines Waagebalkens 962 angelenkt ist, während das andere Ende des letzteren erst das Element 98 betätigt.
Zwischen den Wellen 15 und 66 irgendeiner der Betätigungseinrichtungen, wie sie an Hand der Fig. 19,20, 22,23 oder 30 beschrieben sind, ist eine Mitnehmereinrichtung eingefügt, z. B. eine mit einem langgestreckten Gewinde versehene Hülse 104. welche sich auf ein entsprechendes Gewinde der Welle 66 aufschraubt. Die Hülse 104 hat Vorsprünge 105, und diese greifen in die axial verlaufenden Schlitze 1060 einer auf der Welle 15 starr befestigten Kappe 106 ein. Die Verschiebungen der Hülse in der einen oder andern Richtung werden durch die Stange 102 auf
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muss, damit die Welle 15 von der Welle 66 mitgenommen wird, die Hülse 104 je nach der Drehungsrichtung der Welle 66 in Berührung mit dem einen oder andern der erwähnten Anschläge stehen.
Durch Federn 1091 und 1092 wird die Hülse in ihre neutrale Stellung zurückgeführt.
Die Arbeitsweise ist folgende : Im Gegensatz zu der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 26, bei welcher der Synchronisator den Zündstrom einfach unterbricht, wenn der Motor infolge Lösung der Hauptkupplung die Tendenz hat, durchzugehen, sucht er von diesem Moment an den Motor auf eine Geschwindigkeit näher derjenigen zu bringen, welche er für das Einschieben der neuen Übersetzung haben soll, d. h. nahe der Geschwindigkeit v2, wenn die Hinaufschaltung bei der Geschwindigkeit v1 be- gonnen wird, denn diese Geschwindigkeit v2 ist tatsächlich diejenige, welche die gleiche Geschwindigkeit der Zahnungen ergiebt.
Diese Verschiebung der Geschwindigkeiten, welche den Motor für eine Hinaufschaltung verlangsamen soll, wird beispielsweise dadurch erzielt, dass auf die Zündung eine vom eigentlichen Synchronisator unabhängige Hilfseinrichtung einwirkt. Erst wenn die neuen Räder in Eingriff stehen, tritt der Synchronisator in Aktion, um diese richtige Geschwindigkeit so lange aufrechtzuerhalten, bis die Hauptkupplung wieder eingerückt ist.
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Die erwähnte unabhängige Hilfseinrichtung des Synchronisators besteht aus der Hülse 104, welche, wenn es sich um eine Hinaufschaltung handelt, infolge der Drehungsrichtung der Welle 66 in Kontakt mit dem Anschlag 1071 kommt. Bei dieser Verschiebung wird durch Verschiebung des Waagebalkens 9 {j1 stets die Zündung des Motors unterbunden, gleichgültig, in welcher Einstellung sich der Synchronisator befindet, und hiedurch auf alle Fälle die Anfangsgeschwindigkeit vs verringert bzw. der Geschwindigkeit v2 angenähert.
Für eine Herabschaltung, welche mit der Geschwindigkeit V2 beginnt, lässt die in diesem Falle an dem Anschlag 1072 anliegende Hülse 104 zufolge entgegengesetzter Verschiebung des Waagebalkens 962 eine Unterbrechung der Zündung nicht zu, gleichgültig, welche Stellung der Synchronisator einnimmt, und da in diesem Moment die Hauptkupplung ausgerückt, also der Motor unbelastet ist, ergibt sich eine Beschleunigung des Motors von v2 auf vl.
Während der Verzögerung oder Beschleunigung des Motors setzt die Welle 15 ihre Drehung fort und vollzieht nacheinander das Herausziehen der verschiebbaren Zahnräder aus der zu verlassenden Übersetzung und das Einschieben in die neue. Sobald die neue Übersetzung in Eingriff steht, kommt die Welle 15 zum Stillstand, und die Hülse 104 kehrt unter der Einwirkung ihrer Federn 1091-1092 in ihre Mittelstellung zurück und überlässt es dem Synehronisator, den Motor auf der Geschwindigkeit v2 oder vu der neuen Übersetzung zu erhalten, bis die Hauptkupplung wieder eingerückt ist.
Wenn von Beginn der Umschaltung an die Geschwindigkeit des Motors in der Richtung zu derjenigen, welche er nach Durchführung der Umschaltung hat, geändert wird, könnte es vorkommen, dass der Hebel 14, der die ganzen Vorgänge bestimmt, seine wirksame Einstellung verlässt, bevor die auf die Welle 15 wirkende Beeinflussung vollständig zustande kommen konnte. Die Folge wäre, dass eine begonnene Umschaltung nicht zu Ende geführt würde, weil die Welle 66 aufhören würde, sich zu drehen. Um dies zu vermeiden, kann dem Hebel 14 ein Hilfshebel M beigegeben werden, welcher dieselben Bewegungen wie der Hebel 14 vollführt, wobei jedoch seine wirksamen Einstellungen stets bis zur vollständigen Durchführung einer begonnenen Umschaltung gesichert sind.
Dies wird dadurch erzielt, dass dieser Hebel durch denWaagebalken 962 mit der Hülse 104 verbunden ist, welche in ihre, der neutralen Einstellung des Hebels 14" entsprechende Mittellage erst zurückkehren kann, wenn die Welle 15 in ihre Endstellung gelangt ist und die Hülse 104 ihre Mittellage eingenommen hat. Dadurch ist die absolute Sicherheit gegeben, dass eine angefangene Umschaltung auch normal zu Ende geführt wird.
Die Kontrolle des Synchronisators durch den Riegel 100 erfolgt zweckmässig vermittels einer Nocke 123 (Fig. 27), die auf der Welle 15 oder einer andern, mit derselben verbundenen Welle 15" sitzt und die für jede, der Benutzung einer Übersetzung entsprechenden Ruhelage der Welle 15 Vorsprünge 123" aufweist, welche, wenn sie vor die Stange 101 gelangen, die Intervention des Synchronisators verhindern.
Bei der Drehung der Welle 15, welche einer Umschaltung entspricht, wird der Riegel dank den Ausnehmungen 123" der Nocke unwirksam, und der Synchronisator kann funktionieren. Da bei gewissen Übergängen (z. B. vom Stillstand auf die erste Vorwärtsgeschwindigkeit oder die Rückwärtsgeschwindigkeit und umgekehrt) der Synchronisator nicht einzugreifen braucht, weist die Nocke 123 an den betreffenden Stellen auch keine Ausnehmungen 123" auf.
Der Riegel 100 kann übrigens auch in Wegfall kommen, in welchem Falle ein zweiter, durch die Stange 101 betätigter Zündungsunterbrecher den Zündungsstromkreis unterbricht, wenn die Stange 101 in eine der Ausnehmungen 123" eindringt. Wenn die zweite Zündung unterbrochen ist, tritt der Synehronisator in Funktion und regelt den Stromkreis der normalen Zündung. Ist der zweite Zündungsstromkreis durch die Vorsprünge 123" geschlossen, bleibt der Synehronisator, obgleich er arbeitet, wirkungslos.
Um die vollständige, richtige Beendigung jeder angefangenen Umschaltung zu sichern, kann die Einrichtung nach Fig. 29 benutzt werden. Der auf der Welle 15 verschwenkbare Hebel 14" kann in Berührung mit den beiden Kontakten zu und 38b kommen, wird aber von diesen durch die zwei Federn 225 zurückgehalten. Dieser Hebel liegt an dem vorstehenden felgenartigen Rand einer auf der Welle 15 befestigten Scheibe 227 an, und in dem Rand sind Ausnehmungen 226 vorgesehen, die breiter sind als der Hebel. M".
Wenn die Welle 15 durch die Einwirkung des gewöhnlichen Schalthebels 14 sich in der einen oder andern Richtung zu drehen beginnt, wird die Scheibe 227 mitgenommen, und die Tiefe und Form der Ausnehmungen 226 sind so gewählt, dass der Hebel 14", der frei auf der Welle 15 sitzt und durch die mit ihm verbundenen Organe 962 (Fig. 27) zurückgehalten wird, leicht herausspringen kann und eine auf der Welle 15 sitzende, leichte Feder 228 zusammendrückt.
Die Kraft dieser Feder ist aber gross genug, damit der Hebel 14" durch Reibung mitgenommen wird, bis er mit einem der Kontakte < ?" oder 38" je nach dem Drehungssinn der Scheibe in Berührung kommt, in die nächstfolgende, einer charakteristischen Stellung der Welle 15 entsprechende Ausnehmung einfällt und durch die Federn 225 in seine Neutralstellung zurückgebracht wird. Dies ergibt einen zweiten Schluss nebst jenem des Hebels 14, so dass dieser auch unwirksam bleiben könnte, ohne dass eine Störung der ganzen Vorgänge eintreten würde, und jede angefangene Schaltung also korrekt beendet wird.
Durch Fig. 28 ist eine Einrichtung veranschaulicht, welche die nach Fig. 20 ergänzt und es ermöglicht, eine völlig genaue Synchronisation der Verzahnungen, welche in Eingriff kommen sollen, zu erzielen.
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Auf einer Zwischenwelle 73 sind neben den Zahnrädern 741, 742, (43 und 75b, welche mit den verschiebbaren Zahnrädern 591, 592, 593 und dem Antriebsrad 75a zusammenarbeiten, die Hilfsräder 110\ 1102, 1103 und 1104 leer laufend aufgesetzt, die Zahnung dieser Hilfsräder entspricht genau jener der dazugehörigen Schaltungsräder. Wenn das verschiebbare Zahnrad der Übersetzung, welche eingeschaltet werden soll, z. B. das mit 592 bezeichnete, mit der Zahnung des entsprechenden Hilfsrades 1102 in Eingriff gebracht werden soll, so ergibt sich keinerlei Schwierigkeit, weil in diesem Momente das letztere auf der Welle 73 leer läuft.
Sodann wird durch einen geeigneten Synchronisator die Geschwindigkeit des Motors auf jene gebracht, bei welcher die Geschwindigkeit des Rades 742, mit welchem das verschiebbare Zahnrad 592 in Eingriff kommen soll, gleich ist jener des Hilfszahnrades 1102, weil gerade diese Geschwindigkeit, nachdem das Hilfszahnrad 1102 mit dem verschiebbaren Zahnrad 592 bereits in Eingriff steht, der Synchronisation der Verzahnungen entspricht.
Es ist erforderlich, dass die Hauptkupplung 60 während des Schaltvorganges niemals vollständig gelöst wird und die Zwischenwelle 73 durch leichte Reibung dieser Kupplung während dieser Periode mit einer Geschwindigkeit mitgenommen wird, die jener des Motors entspricht. Der Synchronisator kann beispielsweise folgendermassen ausgeführt sein. Die Teile der Welle 73 zwischen jedem Hilfszahnräderpaar 1101, 1102 oder 1103, 1104 sind mit einem flachen Gewinde versehen, und auf dieses ist eine Mutter 112 aufgeschraubt. Diese nimmt eine Hülse 113 mit, in deren innerer Mantelfläche zwei einander gegenüberliegende Nuten 1130 vorgesehen sind. In diese greifen die Stifte 114 ein, welche an jedem der auf das entsprechende Hilfszahnrad durch eine Reibungseinlage 116 einwirkenden Stücke 115 sitzen.
Wenn eines der verschiebbaren Zahnräder (z. B. 592) in Berührung mit dem Zahnrad 1102 kommt, dreht sich die Hülse 113 mit der Mutter 112, und ihre Geschwindigkeit verkörpert diejenige, welche das entsprechend, mit dem betreffenden verschiebbaren Zahnrad zu kuppelnde Rad 742 annehmen soll. Ist diese Geschwindigkeit geringer als diejenige der Welle 73. so läuft der Motor bzw. mit ihm auch die Welle 73 zu schnell, und die Mutter 112 verschiebt sieh auf dem Gewinde 111 in einer Richtung, bei welcher der von der Mutter mitgenommene Hebel 117 die Zündung bei 118 unterbricht, wodurch der Motor verlangsamt wird.
Ist die Geschwindigkeit der Hülse höher, so bleibt die Zündung normal, und der Motor wird beschleunigt, da das zu kuppelnde Rad 592 noch nicht mit 1102 in Eingriff steht, der Motor also nicht belastet ist.
Anstatt auf der Welle 73 kann man die Hilfsräder 1101, 1102, 1103 und 1104 auch auf einer abgesonderten Welle anbringen, vorausgesetzt, dass ihre richtige Lage gegenüber dem verschiebbaren Zahnrad eingehalten wird.
Ausser der zweckdienlichen Beeinflussung der Motorgeschwindigkeit und der Synchronisierung der Verzahnungsgeschwindigkeiten kann die Vorrichtung nach Fig. 28 noch sonstige als nützlich erachtete Funktionen ausüben, z. B. die, ein Eingreifen des verschiebbaren Zahnrades in die neue Schaltung zu. verhindern, solange die Synchronisationsgeschwindigkeit nicht effektiv erreicht ist.
Zu diesem Zwecke arbeitet mit jedem verschiebbaren Zahnrad ein Riegel 119 zusammen, welcher durch eine Feder 1191 in die Sperrlage gedrückt wird, nämlich jene, bei welcher er das verschiebbare Zahnrad (z. B. 592) verhindert, mit dem entsprechenden Gegenrad (742) in Eingriff zu kommen. Dieser Riegel wirkt beispielsweise auf die Gabel, welche zur Verschiebung des Zahnrades 592 in der einen oder andern Richtung dient. Damit das Eingreifen vor sich gehen kann, muss der Riegel unwirksam gemacht werden, was der Synchronisator durch ein an den Hebel 117 angeschlossenes Gestänge in dem Momente besorgt, in welchem, wie oben angegeben, die Geschwindigkeit des Rades 742 jener des Hilfsrades dz gleich geworden ist.
Damit sich die Verschwenkungen der von den Nocken 58" und 58b (Fig. 20) betätigten Hebel 62" und 62b unabhängig von den Lageveränderungen der Gabeln 120 vollziehen können, ist zu beiden Seiten jeder Gabel auf einer Stange 123, die in der Gabel gleiten und durch den Hebel 62"oder 62 ihrer Länge nach verschoben werden kann, je eine Feder 122 eingesetzt. Diese Federn stützen sich nach aussen gegen Stellringe. Bei der Verschiebung des Zahnrades in der einen oder andern Richtung stösst die Gabel gegen einen Riegel 119, und es wird, während die Stange 123 ihre Bewegung fortsetzt, die eine der Federn122 zusammengedrückt. Sobald der Riegel auslässt, bewirkt die Entspannung der Feder das plötzliche Einschieben des Zahnrades.
Das gleiche Resultat erzielt man, wenn die Nocken 58" und 58b elastisch auf ihrer Welle 15 sitzen, beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Feder. Wenn das verschiebbare Zahnrad in Berührung mit dem Riegel kommt, kommt die Nocke zum Stillstand, während die Welle 15 ihre Drehung fortsetzt und dabei die Feder spannt. Diese zieht, sobald der Riegel freigegeben wird, die Nocke über den restlichen Teil ihrer Winkelbewegung nach.
Die Fig. 30 veranschaulicht die Gesamtanordnung sämtlicher Teile bzw. Hilfseinrichtungen und
Organe an einem Automobil, bei welcher als Gesohwindigkeitsschalter k eine Vorrichtung nach Fig. 15 gewählt ist. Für die Durchführung der Entscheidungen des Schalters ist die Welle 15 vorgesehen, die nach Fig. 20 angeordnet ist bzw. arbeitet und direkt einerseits die verschiebbaren Zahnräder durch die
Nocken und 58b, anderseits die Kupplung 60 durch den Hebel 62 und die Nocken 61 mit der Stoss- antriebseinrichtung 63, 641 betätigt. Der Antrieb dieser Welle 15 erfolgt durch den Hilfsmotor 66" (Fig. 22), welcher dazu dient, den Motor in Gang zu bringen. Für letzteren Zweck verschwenkt der Wagenführer den Handgriff 300.
Wird dieser losgelassen, so arbeitet der Hilfsmotor für die automatische Geschwindig-
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keitsumsehaltung. Der Motor 66"ist mit der Welle 15 durch ein die Drehungsrichtung umkehrendes Organ 68" verbunden, z. B. ein Planetenrädersystem mit zwei Kupplungen 70a und 70b (elektromagnetisehen Bremsen), von denen die erstere W', wenn sie infolge der Steuerung durch den Hebel 14 Strom erhält, die Drehung der Welle 15 durch die Welle des Motors 66"in dem einen Sinne (Hinaufschaltung) und die andere (70b) im andern Sinne (Herabschaltung) herbeiführt.
Der Synchronisator ist nach Fig. 27 ausgeführt, die Steuerung des Stromes erfolgt bei 971 durch das Stück 96. Die Wirkung der Kontakte des Wählerhebels ist ergänzt durch die der Hebel 14" und der Platte 227 (Fig. 29). Ein Handschalter 301, in Reichweite des Wagenführers angeordnet, gestattet ihm, auf die Betätigungseinrichtung 44 einzuwirken, um die Betriebsbedingungen speziellen Umständen anzupassen, z. B. jenen bei der Durchquerung einer Stadt, das Herabfahren einer geneigten Strecke usw.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung für die automatische Betätigung von Geschwindigkeitswechselgetrieben, dadurch gekennzeichnet, dass das die Umschaltungen bewirkende Organ von einer Kraftquelle aus, die unabhängig ist von den den Geschwindigkeitswechsel bestimmenden Ursachen, unter der Kontrolle einer Steuerungeinrichtung betätigt und letztere ständig und ausschliesslich durch einerseits aus der Geschwindigkeit der treibenden oder getriebenen Welle und anderseits aus der Belastung des Motors sich ergebenden Wirkungen sowie durch eine HilfswiIkung bzw. Hilfskraft (Feder), die entgegen der Geschwindigkeitswirkung im Sinne der Belastung wirkt, so beeinflusst wird, dass sie keine nennenswerte Arbeit zu leisten hat.