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Elektrische Steuer- und Gangschaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuer- und Gangschaltvorrichtung
für ein Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einem mit den Gangschaltelementen
des Wechselgetriebes zusammenwirkenden, in zwei quer zueinander verlaufenden Bahnen
beweglichen Getriebeschaltglied, das in beiden Richtungen der ersten Bahn zum Einrücken
eines der Gangschaltelemente durch eine Gangschalt-Servoeinrichtung und in beiden
Richtungen der zweiten Bahn zum Auswählen eines der Gangschaltelemente durch eine
Gangwähl-Servoeinrichtung betätigbar ist, mit einem ersten Auslöseschaltmittel für
die Stromzufuhr zu den Servoeinrichtungen, mit bei verschiedenen Drehzahlen arbeitenden
Regelmitteln zum Geben der Umschaltimpulse sowie mit von den Stellungen des Getriebeschaltgliedes
abhängigen, zum Vorbereiten der Stromkreise für die beiden Servoeinrichtungen dienenden
zweiten Schaltmitteln für die Aufwärts-bzw. Abwärtsschaltrichtung und dritten Schaltmitteln
für die Laufrichtung der Gangschalt-Servoeinrichtungen.
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. Vorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Diese Vorrichtungen
sind jedoch keine voll selbsttätigen Schalteinrichtungen mit Auslösung und Durchführung
des Gangwechsels lediglich in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kraftfahrzeuges,
sondern sogenannte Vorwähleinrichtungen, bei denen der einzurückende. Gang entweder
von Hand oder fahrgeschwindigkeitsabhängig, also abhängig von der Getriebeausgangswelle,
vorgewählt wird, worauf der vorgewählte Gangwechsel beim Betätigen eines einen Schalter
steuernden Kupplungspedals ausgelöst wird, indem dieser Schalter unter willkürlicher
Wahl des Umschaltzeitpunktes durch den Fahrer den Schaltstromkreis schließt.
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Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der als Schaltelement
ein nach dem Prinzip der Schaltwalze arbeitendes Organ vorgesehen ist, das mit aufeinande.rfolgender
fortschreitender Bewegung von Gang zu Gang über einen Elektromotor für sämtliche
Gänge schaltet. Der Elektromotor wird dabei von einem proportional zur Motordrehzahl
umlaufenden Fliehkraftregler gesteuert, der je nach Drehzahl entweder über einen
ersten Kontakt einen Aufwärtsschaltimpuls oder über einen zweiten Kontakt einen
Abwärtsschaltimpuls gibt. Der Gangwechsel wird hierbei voll selbsttätig ausgelöst
und durchgeführt. Um auch die Motorbelastung zu berücksichtigen, ist die Drehzahlzuordnung
der beiden Kontakte abhängig von der Gaspedalstellung veränderlich. Diese Steuereinrichtung
eignet sich jedoch nur für eine Gangschaltung durch Schaltwalze. Die Lehre der Erfindung
geht nun von folgenden Gesichtspunkten aus: Eine Steuerung des Gangwechsels abhängig
von der Getriebeausgangswelle, also proportional zur Fahrgeschwindigkeit, erfordert
eine grundsätzlich andere Einzelausbildung der gesamten Steuer- und Schaltvorrichtung
als eine Steuerung von der Getriebecingangswelle aus, also motordrehzahlabhängig,
da im ersten Falle die Umschaltpunkte primär bestimmten Fahrgeschwindigkeiten zugeordnet
sind und jedem Wechsel zwischen zwei bestimmten Gängen ein eigener Umschaltpunkt
entspricht, während im zweiten Fall primär abhängig von der Motordrehzahl gesteuert
wird und damit die Regelmittel im wesentlichen zwei Ansprechpunkte mit Schaltimpulsgabe
haben müssen, nämlich einen für das Hochschalten und einen für das Herabschalten.
Die beiden Umschaltpunkte sind jedem Gangwechsel gemeinsam und daher für alle Gänge
gültig. Es kann daher in einer Steuer- und Schalteinrichtung ein von der Abtriebswelle
getriebenes Regelmittel nicht ohne grundsätzliche Änderung der Anlage durch ein
eingangsseitig betriebenes Regelmittel ersetzt werden, da beide Regelmittelarten
spezifisch für einen bestimmten Aufbau der Einrichtung sind. Insbesondere eignet
sich für ein nach dem H-Schema schaltbares Getriebe an
sich besonders
die Steuerung abhängig von der Abtriebswelle - derartige Einrichtungen sind in verschiedenen
Ausführungen mit elektrischer Steuerung bekannt -, da die teilweise komplizierten
Schaltbewegungen des Getriebeschaltgliedes im H-Schema einfacher zu steuern sind
bei Zuordnung eines bestimmten Schaltimpulses einer bestimmten Schaltbewegung im
H-Schema - wie dies an sich bekannt ist -, während sich die Steuerung abhängig von
der Eingangswelle besonders für eine Schaltung mit Schaltwalze oder Schaltscheibe,
also fortlaufender Aneinanderreihung der Gänge, eignet, wie dies bereits als an
sich bekannt erwähnt worden ist.
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Nach der Erfindung soll die Schaltung nach dem H-Schema, das die Verwendung
eines Wechselgetriebes üblicher Bauart ermöglicht, in Kombination mit einer Impulsschaltung
erfolgen, die von der Eingangswelle abhängig ist. Diese Impulsschaltung bringt insofern
technische Vorteile, als ohne viele Kontaktelemente mehrere verschiedene, verschiedenen
Fahrgeschwindigkeiten entsprechend den einzelnen Schaltstufen zugeordnete Ansprechpunkte
von einem Regelmittel mit nur zwei wesentlichen Impulsgabedrehzahlen steuerbar sind,
da diese verschiedenen Ansprechpunkte getriebeeingangsseitig jedem Gang-Wechsel
gemeinsam sind. Ein von der Abtriebswelle angetriebenes Regelmittel mit mehreren
verschiedenen Ansprechpunkten für jeden Gangwechsel ergibt jedoch einen verwickelten
Aufbau, da für jeden Gangwechsel diese Ansprechpunkte wiederholt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine voll selbsttätig arbeitende elektrische
Steuer- und Gangschaltvorrichtung entsprechend obigen Bedingungen zu schaffen.
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Diese Aufgabe. wird erfindungsgemäß bei einer elektrischen Steuer-
und Gangschaltvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die von
der Getriebeeingangsdrehzahl abhängigen Regelmittel zwei Umschaltimpulsgeber enthalten,
von denen der erste beim Unterschreiten einer bestimmten niedrigen Drehzahl, der
zweite beim überschreiten einer höheren Drehzahl wirksam wird - wie an sich bekannt
-, daß das als. Relais ausgebildete erste Auslöseschaltmittel für die Stromzufuhr
zu den Servoeinrichtungen vom ersten Schaltimpulsgeber über vierte Schaltmittel
bzw. vom zweiten Schaltimpulsgeber bei den jeweiligen Ansprechdrehzahlen erregt
wird; daß die zweiten Schaltmittel die Stromzufuhr zu einem Relais der vierten Schaltmittel
je nach der ; Schaltrichtung steuern, daß ein Umschalter eines abhängig vom Getriebeschaltglied
nur während des Gangwechsels erregten Relais in seiner einen Stellung bei nicht
erregtem Relais einen ersten elektrischen Kreis für Aufwärtsschalten oder einen
zweiten elek- ; trischen Kreis. für Abwärtsschalten unter Einbeziehung der Spulen
des Auslöseschaltrelais und eines weiteren für Abwärtsschalten erregten Relais in
den vierten Schaltmitteln schließt, wobei der erste bzw. zweite elektrische Kreis
Gangumschaltungen abhängig von den Regelmitteln auslöst, während der Umschalter
in seiner anderen Stellung bei erregtem zugehörigem Relais den ersten bzw. zweiten
elektrischen Kreis auftrennt und einen dritten elektrischen Kreis bei Aufwärtsschaltungen
bzw. einen vierten elektrischen Kreis bei Abwärtsschaltungen schließt, in welcher
zweiten Stellung die die Umschaltimpulse gebenden Regelmittel unwirksam sind. Der
Gegenstand der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen unter Berücksichtigung
der folgenden Beschreibung. Darüber hinausgehende Merkmale der nachfolgenden Beschreibung
dienen lediglich der Erläuterung der zugrunde liegenden Gesamtanordnung, ohne Gegenstand
der Erfindung zu sein.
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Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. Es stellt
dar Fig. 1 das elektrische Schaltbild der Steuer- und Gangschaltvorrichtung, wobei
das Schaltbild den Zustand zeigt, bei dem sich das Fahrzeug im 2. Gang in Ruhestellung
befindet, der Motor stillsteht und die Zündung ausgeschaltet ist, Fig. 2 die Schaltkulisse
für das Getriebeschaltglied mit angedeuteten Zuständen verschiedener Schaltmittel
abhängig von den Stellungen des Getriebeschaltgliedes, Fig. 3 verschiedene Gangsteuerstellungen
eines Händstellteiles, Fig. 4 eine Schalteranordnung für die Verwendung bei dem
Schaltbild nach Fig. 1, Fig. 5 eine Schrägansicht des Getriebeschaltgliedes mit
den zugehörigen Teilen einschließlich der Servoeinrichtungen.
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Fig. 2 zeigt eine Schaltkulisse mit einem darin beweglichen Getriebeschaltglied
G zur Schaltung des Rückwärtsganges, des 1., 2., 3. und 4. Ganges; diese Gänge sind
in Fig. 2 mit R, 1, 2, 3, 4 bezeichnet. Das Getriebeschaltglied G kann in entgegengesetzten
Richtungen (Bewegung in der Schaltgasse zur Wahl eines Gangschaltelements) längs
einer Linie von I bis 1I bewegt werden, ferner für alle Schaltbahnen quer zur Linie
I bis II in beiden Querrichtungen von C bis D und umgekehrt (Einrücken eines Ganges
mittels des ausgewählten Gangschaltelements. Die Bewegung entlang der Linie I-II
wird bewerkstelligt durch eine Gangwähl-Servoeinrichtung, bestehend aus einer Feder
42 (Fig. 5) und einem Solenoid CS; die Bewegung erfolgt von 1I nach 1 durch das
Solenoid CS, wenn dieses erregt wird. Für die Schaltbewegungen quer zur Linie I-11
ist eine Gangschalt-Servoeinrichtung vorgesehen, gebildet von einem elektrischen
Umkehrmotor SM; hierbei ist für die Richtung D-C dessen Feldwicklung CM über
den Schalter MSC erregt, für die Richtung C-D dessen Feldwicklung DM über
den Schalter MSD.
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Die Schaltkulisse muß als Führungsbahn nicht vorhanden sein. Wie aus
Fig. 5 ersichtlich, vollführt das Getriebeschaltglied analoge Bewegungen, um in
eine von drei Gabeln 44, 45, 46 einzugreifen, die die Gangschaltelemente bilden
und mit verschiebbaren Rädern in einem Wechselgetriebe verbunden sind. Die Gabel
44 dient zum Schalten des 3. und 4. Ganges; die Gabel 46 zum Schalten des 1. und
2. Ganges, während mittels der Gabel 45 der Rückwärtsgang schaltbar ist.
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Das Getriebeschaltglied G ist von einer Stange 47 getragen, die in
Achsrichtung durch eine Feder 48 und durch eine Stange 49 über einen Hebel 50 beweglich
ist. Letzterer ist an seinem Ende gegabelt und durch einen Bolzen 51 mit einer Mutter
52 verbunden, welche durch eine Spindel angetrieben wird. Diese Spindel wird in
der einen oder anderen Drehrichtung durch den elektrischen Umkehrmotor
SM
angetrieben, so daß sie das Getriebeschaltglied G nach rückwärts oder vorwärts
längs der Bewegungsrichtung C-D bewegt (Fig. 2). Für die Bewegung entlang der Richtung
I-11 durch das Solenoid CS und
die Feder 42 dient ein Universalgelenk
an einem Arm 53, der mit der Stange 47 verbunden ist.
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Abhängig von bestimmten Stellungen des Getriebeschaltgliedes G wird
über einen Kontakt 60 (Fig.1, 4) eine Relaisspule GSA13 zur Betätigung von drei
Schaltern GSA 1, GSA 2, GSA 3 erregt, die weitere Vorgänge
steuern. Ebenfalls in Übereinstimmung mit den Bewegungen des Getriebeschaltgliedes
G wird eine Relaisspule GSC11 bei dem Hub des Getriebeschaltgliedes. G in
die in Richtung C von der Linie I-11 abgehenden beiden Schenkel der Kulisse erregt,
und zwar zur Betätigung eines Schalters GSC 1, der einen weiteren Vorgang
steuert. Die Relaisspule GSC11 ist somit in allen Stellungen des Getriebeschaltgliedes
erregt, die durch die von links unten nach rechts oben gerichtete Schraffur in Fig.
2 angedeutet sind, d. h. bei einer Schaltbewegung aus der Neutralstellung (Bahn
1-1I) in Richtung des 1. und 3. Ganges. Die Relaisspule GSA13 hingegen ist in allen
Stellungen erregt, die durch von oben links nach unten rechts gerichtete Schraffur
angedeutet sind, d. h. in den Stellungen entlang der Linie I-II, in denen das Getriebeschaltglied
G mit den Gabeln 46 und 45 für den 1., 2. bzw. den Rückwärtsgang zusammenwirken
kann bzw. zum Schalten dieser Gänge und bei diesen eingeschalteten Gängen zusammenwirkt.
Wenn das Getriebeschaltglied G in dem Schenkel 1 der Kulisse steht, sind somit beide
Relaisspulen GSA13 und GSC11 erregt.
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Der elektrische Umkehrmotor SM bewirkt die Erregung einer Relaisspule
GSS13 während eines Gangwechsels. Diese betätigt Umschalter GSS1 und GSS2 sowie
einen Schalter GSS3. Ferner bewirkt der Umkehrmotor SM die Erregung einer Relaisspule
GSN13 über eine Feder 48 (Fig. 5) während jedes Gangwechsels. Die Relaisspule GSN13
betätigt Schalter GSN 1, GSN 2, GSN 3 zum Ein- und Ausschalten
des Stromes einer Hauptkupplungsspule CL und des Zündstromkreises während einer
Gangschaltung. Die Hauptkupplungsspule CL bewirkt in erregtem Zustand das
Einrücken der z. B. elektromagnetischen Fahrzeugkupplung.
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Die Relaisspulen GSS13, GSA13, GSN13 und GSC1l werden durch Schließen
je eines zugeordneten Schalters 63 bzw. 60 bzw. 62 bzw. 61 erregt; diese Schalter
werden durch nicht gezeichnete Federn in ihrer Offenstellung gehalten. Das Schließen
der Schalter erfolgt durch die in Fig. 4 und 5 gezeigten Mittel. Gemäß Fig. 4 ist
ein Träger 70 an der Stange 47 mit einem Nocken 71 zur Beeinflussung des Schalters
61, einem Nocken 72 zur Beeinflussung des Schalters 60 und Nocken 73 und 74 zur
Beeinflussung des Schalters 62 versehen. Ein ähnlicher Träger 76 an der Stange 49
beeinflußt mittels, an ihm befestigter Nocken 77, 78 den Schalter 63.
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In dem Schaltbild gemäß Fig.1 ist eine Leitung B1 an die Batterie
des Kraftfahrzeuges über den üblichen Zündschalter angeschlossen (bei IS). Eine
Leitung B3 ist bei E geerdet. Eine weitere Leitung CB ist mit dem Zündungsunterbrecher
der Verbrennungskraftmaschine verbunden, und eine Leitung IC ist an die Zündspule
angeschlossen. Die Leitungen CB und IC
können durch einen oder mehrere von
drei Schaltern RD 3, GSN 3 und RL 3 miteinander verbunden oder voneinander
getrennt werden. Der Schalter RD 3 wird beim Herabschalten durch Erregung einer
Relaisspule RD13 geschlossen. Wenn der Umkehrmotor SM
läuft, wird der Schalter
GSN3 durch die Relaisspule GSN13 gesteuert und öffnet sich derart, daß er an sich
die Zündung während aller Gangumschaltungen abschaltet; beim Herabschalten überbrückt
jedoch das Relais RD13 diese Wirkung der Relaisspule GSN13 mittels des Schalters
RD 3, der bei Herabschalten geschlossen ist. Der Schalter RL3 wird durch eine Relaisspule
RL14 geschlossen, wenn die Drehzahl der Eingangswelle des Wechselgetriebes unter
eine vorbestimmte Drehzahl W,, z. B. 1000 Umdrehungen pro Minute, abfällt, um ein
Abwürgen der Maschine zu verhindern, wenn bei so niedrigen Geschwindigkeiten Aufwärtsschaltungen
erforderlich sind. Hierzu ist ein zu den Regelmitteln gehörender Umschaltimpulsgeber
GVl vorgesehen.
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Eine Leitung DY ist mit der Dynamomaschine des Fahrzeugs verbunden
und kann durch einen Schalter RL 1 und einen Handschalter 30 sowie den Schalter
GSN1 mit der Hauptkupplungsspule CL verbunden werden. Der ebenfalls von der
Relaisspule RL14 abhängige Schalter RL 1 trennt die Dynamomaschine von der Hauptkupplungsspule
CL, ausgenommen unterhalb der vorbestimmten obenerwähnten Drehzahl W1, und verbindet
die Hauptkupplungsspule CL ab dieser Drehzahl W1 mit der Leitung B über einen Widerstand
R3; letzterer kann durch einen Schalter RH 1 kurzgeschlossen werden, der durch Erregung
eines Relais RH12 über einen Trägheitsschalter GS geöffnet wird. Auf diese Weise
öffnet beim Herabschalten die Relaisspule RH12 den Schalter RH 1, wodurch der Widerstand
R 3 in den Stromkreis der Hauptkupplungsspule CL gelegt wird, um das Drehmoment
zu begrenzen, welches die Fahrzeugkupplung übertragen kann. Dadurch wird der Schaltvorgang
weich. Ein öffnen oder Schließen des Trägheitsschalters GS bleibt unwirksam, es
sei denn, daß die Schalter GSS3 oder RH2 geschlossen sind. Der Schalter GSS
3 ist, wie erwähnt, nur während einer Gangumschaltung geschlossen. Der Schalter
RH2 wird durch die Relaisspule RH12 geschlossen, so daß, nachdem der Schalter GSS3
geöffnet hat, der Schalter RH2 geschlossen bleibt und den Trägheitsschalter GS im
Stromkreis beläßt, bis dieser durch Trägheitswirkung öffnet und das Relais RH12
aberregt, worauf der Schalter RH2 wieder öffnet.
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Der Handschalter 30 ist mit einem Schalter 31 gekoppelt. Diese sind
von Hand gemeinsam in Stellungen 32 bzw. 32A bringbar, müssen aber in diesen Stellungen
gehalten werden. Lediglich zur Erläuterung sei erwähnt, daß in dieser Stellung die
Erdleitung vom Schalter GSS 1 getrennt und damit das Relais RG11 isoliert ist. Es
kann somit kein Strom zum Schalter RG 1 oder zu den Servomitteln fließen, und es
bleibt in dieser sogenannten »Halt«-Stellung der gerade eingestellte Gang unabhängig
vom Betriebszustand beibehalten. Die Kupplung ist hierbei direkt von der Batterie
erregt und damit eingerückt. Die Schalter GSN 1 und GSN 2 verbleiben
in der gezeichneten Stellung. Bei Freigabe bewegt eine nicht gezeichnete Feder die
Handschalter 30 und 31 in die Stellungen 33; 33 A zurück, die der normalen Fahrstellung
entsprechen. Die Handschalter 30, 31 können ferner in Stellungen 34 bzw. 34,A bewegt
werden, die der »Nicht-Fahr«-Stellung entsprechen. Schließlich können die Handschalter
30, 31 auch in Stellungen 35 bzw. 35A zum Selbststart bewegt werden; bei Freigabe
kehren sie durch eine nicht gezeichnete Feder in die »Nicht-Fahr«-Stellungen zurück.
In der Stellung 32 ist die Hauptkupplungsspule CL
mit der Leitung
Bi verbunden, um die Schaltvorrichtung in dem gerade bestehenden Gang zu halten.
Die Stellungen 32A und 34 sind ohne Verbindung. In der Stellung 33 ist die normale
Verbindung zur Hauptkupplungsspule CL hergestellt. Die Stellungen 33A und
34A ergeben eine Erdverbindung für die Leitung Bi über andere Schalter und entweder
das beim Herabschalten erregte Relais RD/3 oder ein Relais RG/1, welch letzteres
dazu dient, einen Schalter RG 1 zu schließen, der eine Erdverbindung für den Umkehrmotor
SM und das Solenoid CS herstellt. Die Relaisspule RG/l und der Schalter RG 1 können
somit als Auslöseschaltmittel für die Stromzufuhr zu den Servoeinrichtungen bezeichnet
werden. In der Stellung 35A ist die Verbindung zum Startersolenöid bei
SS hergestellt. Durch Bewegung der Handschalter 30, 31 in die Stellungen
35, 35A vervollständigt der Schalter 31 somit den Starterstromkreis für die Verbrennungskraftmaschine,
während der Schalter 30 den Hauptkupplungsstromkreis getrennt hat. In einer anderen
(der in Fig. 1 gezeichneten) Stellung vervollständigt der Handschalter 31 einen
Stromkreis, der, wie beschrieben werden wird, der Steuerung und Bewerkstelligung
der Gangumschaltung dient, während der Handschalter 30 den Hauptkupplungsstromkreis
schließt.
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FD ist eine Leitung, welche die Verbindung mit der Feldspule der Dynamomaschine
herstellt, FR ist eine Leitung zum Feldregler. Widerstände R 1 und R 6 sowie ein
Schalter ChS liegen zwischen den Leitungen FR und FD. Unter der vorbestimmten Drehzahl
W1 der Getriebeeingangswelle wird der Widerstand R 1 durch das Relais RLI4 mittels
seines Schalters RL 2 in den Stromkreis geschaltet. Wenn der Schalter ChS geöffnet
wird, wird auch der Widerstand R 6 in Reihe zu R 1 eingeschaltet. Oberhalb der Drehzahl
W1 schließt der Schalter RL 2 die Widerstände R 1 und R 6 kurz.
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Der Schalter RL 2 verbindet das Dynamofeld über einen Schalter TS
mit Erde; letzterer wird geschlossen, Wenn die Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine
geschlossen wird; hierdurch wird eine Erregung der Hauptkupplungsspule CL bei geschlossener
Drosselklappe verhindert. Der Schalter RL 2 kann jedoch durch einen Schalter TR
geerdet werden, der durch einen Druckknopf in der Bahn des. Handbremshebels betätigt
wird, so daß wenn die Bremse auf dem Druckknopf liegt, der Schalter TR geschlossen
und das. Feld der Dynamo geerdet wird. Der Druckknopf TR kann aber auch von Hand
betätigt werden, um die Fahrzeugkupplung zu lösen, auch wenn die Bremse zum Anfahren
in einer Steigung angezogen ist.
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Die Hauptkupplungsspule CL wird normalerweise über einen Schalter
RH 1 oder einen Widerstand R 3 erregt; während der Gangumschaltung jedoch werden
die beiden Kupplungsschalter GSN1 und GSN2 durch das Relais GSNl3 gesteuert, um
die Hauptkupplungsspule CL in der entgegengesetzten Richtung über einen Widerstand
R 4 zu erregen, wodurch die magnetische Remanenz in der Fahrzeugkupplung beseitigt
wird.
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Abhängig von der Drehzahl der Eingangswelle des Wechselgetriebes wird
eine Steuereinrichtung für vier verschiedene filbersetzungen (Gänge) betrieben.
Die Steuereinrichtung öffnet, wie beschrieben, den Umschaltimpulsgeber GVl, wenn
die Eingangswelle des Wechselgetriebes die Drehzahl W1 überschreitet, schließt den
Umschaltimpulsgeber GV2 bei Erreichung einer höheren Drehzahl W., öffnet
den Schalter GV3 über einer noch höheren Drehzahl Ws und schließt den Schalter GV4
über der vorbestimmten Maximaldrehzahl W4. Die Schalter GVl, GV3 und GV4 können
auch manuell übersteuert werden.
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Wenn der Umschaltimpulsgeber GVl schließt, wird, wie beschrieben,
das Relais RL/4 zwischen die Leitungen Bi und B3 gelegt und erregt; dabei werden
die Schalter RL 1, RL 2, RL 3 und RL 4 betätigt und verursachen eine
Gangherabschaltung, es sei denn, daß schon der 1. oder 2. Gang eingeschaltet ist.
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Der Schalter RL 4 ermöglicht in geschlossenem Zustand ein Zurückschalten
durch Erregung des Relais RD/3 über den Schalter GV3. Wenn dieser öffnet, kann ein
Zurückschalten über der Drehzahl W; nicht erfolgen.
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Der Schalter RL 4 ist mit Schaltern 10, 12 (dessen Betätigung später
erwähnt wird) und Kontakten A, L eines Schalters 11 verbunden. Jeder Schalter
20, 11 besitzt Kontakte M, A, L, R. Diese Buchstaben bedeuten in der gleichen
Reihenfolge »manuell«, »automatisch«, »kleiner Gang« und »Rückwärtsgang«. Die Schalter
10, 11 und ein weiterer Schalter 11A sind zur Betätigung durch ein gemeinsames Steuerglied,
das mit einem Handstellteil 15 verbunden ist, miteinander gekuppelt. Die Anordnung
ist aus Fig. 3 ersichtlich, in der das Handstellteil 15 in einer Kulisse 16 arbeitet.
Es entspricht die Stellung »R« dem Rückwärtsgang, die: Stellung »L« der vollautomatischen
Regelung des 1., 2., 3. und höchsten Ganges. (dies ist die einzige Stellung bei
Wahl des 1. Ganges), die Stellung »A« der vollautomatischen Regelung des
2., 3. und höchsten Ganges und die Stellung M3 der automatischen Gangheraufschaltung,
wenn die Drehzahl der Eingangswelle den Wert W4 überschreitet, sowie der automatischen
Gangherabschaltung, wenn die Drehzahl der Eingangswelle unter den Wert W1 fällt.
Aus der Stellung M3 kann das Handstellteil 15 weitere Bewegungen nach Ml und M2
ausführen. Bei Freigabe aus einer der Stellungen M1, M2 erfolgt die Rückbewegung
des Handstellteils 15 in die Mittelstellung M3. In der Stellung M 1 wird der Schalter
12 geschlossen. Dies verursacht eine Gangherabschaltung auf den 2. Gang, während
in der Stellung M2 der Schalter 13 geschlossen ist, wodurch in den höchsten Gang
aufwärts geschaltet wird. Die Stellungen M1 und M2 werden jedoch durch andere Schalter
übersteuert, so daß 1. vorübergehende Bewegung in die Stellung M I. infolge Steuerung
durch dein Schalter GSA 1 eine Gangzurückschaltung auslöst, es sei denn,
daß der 1. oder 2. Gang schon eingeschaltet ist; 2. vorübergehende Bewegung in die
Stellung M 2 eine Gangvorwärtsschaltung über die Schalter GSA 1 und RC 1
auslöst, es sei denn, daß der höchste Gang schon eingeschaltet ist; 3. durch Festhalten
des Handstellteils 15 in der Stellung M1 eine kontinuierliche Gangschaltung bis
zum 2. Gang herunter stattfindet; 4. durch Festhalten des Handstellte:ils 15 in
der Stellung M2 eine kontinuierliche Gangschaltung bis zum höchsten Gang stattfindet;
5. kein Aufwärtsschalten möglich ist, wenn der höchste Gang, und kein Zurückschalten
möglich ist, wenn der 2. oder 1. Gang eingeschaltet sind;
6. über
der Drehzahl W¢ ein Aufwärtsschalten eintritt, es sei denn, daß der höchste Gang
schon eingeschaltet ist; 7. über der Drehzahl W3 kein Zurückschalten stattfinden
kann.
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In der Stellung »A « des Handstellteils 15 für automatische Schaltung
verbindet der Schalterarm 11 das Relais RD/3 mit Erde (um Herabschaltungen auszulösen)
über den Schalter GSS 1 und den einen oder anderen der beiden Schalter GSA
1 und RC 1. Der Schalter RC 1 wird durch eine Relaisspule RC/4 betätigt.
Der Schalter GSS 1 befindet sich normal in der gezeichneten Stellung. Nur
während einer Gang-Umschaltung, wobei das Relais GSSl3 erregt ist, legt er sich
in die andere Stellung (Erregung des Relais RGil) um. Wenn sich die Schalter GSA
1 und RC 1 in den gezeichneten Stellungen befinden, verhindern sie Gangaufwärtsschaltungen,
wenn der höchste Gang eingeschaltet ist. Diese Schalter werden zum Verbinden der
drehzahlabhängigen Schalter GV2 und GV 4 mit einer Leitung GR betätigt, die
an den Schalter 13 angeschlossen ist. In diesen Stellungen verhindern die Schalter
GSA 1 und RC 1 die Erregung des Relais RD/3, so daß ein Zurückschalten unmöglich
ist, wenn der 1. oder 2. Gang eingeschaltet ist. Im 3. Gang hat sich der Schalter
RC 1 nach unten gelegt und gestattet ein Aufwärtsschalten. Im 2. Gang macht der
Schalter RC 1 ein Zurückschalten möglich, wenn das Handstellteil 15 in der Stellung
»L« »niedriger Gang« steht.
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Der Schalter 11A hat die analogen Stellungen »M«, »A«, »L«,
»R« wie die Schalter 10 und 11. In der Stellung »M« verbindet er den Schalter 13
mit dem Relais RG/1 über den Schalter RD 1, wenn sich dieser in der gezeichneten
Stellung befindet. Für die Gangherabschaltung bewirkt die Erregung des Relais von
RD/3 eine Bewegung des Schalters RD 1. In der gezeichneten Stellung gestattet somit
der Schalter RD 1 die Aufwärtsschaltung der Gänge, in der anderen Stellung das Zurückschalten
der Gänge. Die Stellungen »A «, »L« stellen die Verbindung mit dem Umschaltimpulsgeberschalter
GV2 her. Das Relais RD/3 wird während aller Gangzurückschaltungen erregt und bewirkt
durch den Schalter RD 3, wie erwähnt, daß der Zündstromkreis während der Zurückschaltungen
geschlossen bleibt. Der Schalter RD 1 überträgt die Impulse für Gangzurückschaltung
auf das Relais RG11; letzteres wird sowohl beim Zurückschalten wie beim Aufwärtsschalten
erregt und betätigt, wie erwähnt, den Schalter RG 1, der den Stromkreis des Umkehrmotors
SM und des Solenoids CS steuert.
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Das Relais GSS/3 verhindert eine Impulsauslösung für andere Gangschaltungen,
während eine Gangschaltung stattfindet. Es betätigt den Schalter GSS 1 im Sinne
der Verhinderung (Abtrennung) der Impulsgabe für andere Gangschaltungen während
der Zeit, in der sich eine Schaltung abspielt, und verbindet hierbei das Relais
RG/1 mit Erde, so daß dieses für den Betrieb des Umkehrmotors erregt bleibt. Gleichzeitig
wird das. Relais RD/3 an Erde gelegt, um die Zündung während des Gangwechsels auszuschalten.
Die Schalter GSS 1 und GSS 2 sind so angeordnet, daß sie mit dem einen Kontaktelement
Kontakt machen, bevor sie sich von dem anderen lösen. Das Relais GSC/1 steuert das
Relais RCf4 über den Schalter GSCL Während der Gangumschaltung bewegt sich der Schalter
GSS 2 zu Kontakt 20 und hält Strom im Relais RC/4, wenn, der Schalter RC 4 geschlossen
ist. Am Ende der Gangumschaltung betätigt das Relais GSC/1 den Schalter GSC 1, worauf
der Schalter GSS2 zum Kontakt 21 zurückkehrt, der mit dem Schalter GSC
1 verbunden ist. Das Relais RC/4 wird hierdurch wieder stromlos.
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Wenn das Handstellteil 15 in: die Stellung »R« gebracht wird, ist
der Rückwärtsgang eingeschaltet. Dies ist nur möglich, wenn der Umschaltimpulsgeber
GVl geschlossen ist, d. h. wenn die Drehzahl der Eingangswelle niedriger ist als
1000 Umdrehungen pro Minute (entsprechend Wert W).
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Wird das Handstellteil 15 in die Stellung »L« gegerückt, dann ist
die Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche wie in der Stellung »A«; Jedoch ist
ein weiteres Zurückschalten auf den niedrigsten Gang möglich.
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Wenn die Schaltarme 10, 11 und 11 A in - ihrer Stellung »A« (automatisch)
stehen, dann sind nur die Umschaltimpuls.geber GVl und GV2 im Sinne der Gangschaltung
wirksam. Wenn die Schaltarme 10, 11 und 11A in die Stellung »M« (manuell) gerückt
werden, dann sind nur die- Schalter GVl, GV3, GV4 sowie die Schalter 12 und 13 wirksam.
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Zur normalen Inbetriebnahme des Fahrzeugs ist der übliche, bei
IS angeschlossene Zündschalter geschlossen, so daß die Leitung Bi unter Strom
ist und und die Relaisspule RL/4 erregt wird, solange der Umschaltimpulsgeber GVl
geschlossen ist (bei Stillstand und unterhalb W), wobei die Schalter RL 1 und RL
2 umgeschaltet und die Schalter RL 3 und RL 4 geschlossen werden. Ebenfalls wird
die Relaisspule GSA/3 erregt, da das Wechselgetriebe im 2. Gang ist, und schaltet
die Schalter GSA 1 und GSA 2 um und schließt den Schalter GSA
3. Zum Starten bewegt der Fahrzeugführer einen Starterhebel, der die Schaltarme
30, 31, die in der »Nicht-Fahrt-Stellung« stehen, in die Stellungen 35 und
35A niederdrückt und so den Starter in Betrieb setzt. Der Starterhebel kehrt beim
Loslassen in die neutrale Stellung zurück, und die Schaltarme 30, 31 liegen
an den Kontakten 34, 34A, so daß die Fahrzeugkupplung ausgerückt bleibt, weil die
Hauptkupplungsspule CL nicht erregt ist. Wenn der Fahrzeugführer vorwärts fahren
will, stellt er das Handstellteil 15 in die Stellung »A«, die, wie erwähnt,
der automatischen Gangschaltung entspricht. Das Wechselgetriebe steht dann normalerweise
im 2. Gang. Der Führer bewegt sodann den Starterhebel, um die Schaltarme
30, 31 an die Kontakte 33, 33A zu bringen, so daß die Hauptkupplungsspule
CL im Stromkreis der Dynamomaschine liegt, da unterhalb der Drehzahl W, der
Schalter RC 1, wie beschrieben, nicht- in der in Fig. 1 gezeichneten, sondern in
der unteren Stellung ist. Bei niedrigen Drehzahlen reicht aber der Strom nicht aus,
um die Fahrzeugkupplung einzurücken. Hierauf löst der Fahrzeugführer die Bremse
und drückt das Gaspedal nieder, wobei nunmehr mit steigender Drehzahl durch die
Dynamomaschine ausreichend Strom erzeugt wird, um die Fahrzeugkupplung einzurücken;
das Fahrzeug fährt mit dem 2. Gang an. Wenn die Eingangswelle des Wechselgetriebes
die Steuerdrehzahl W1 (1000 Umdrehungen pro Minute) erreicht, dann öffnet sich der
Umschaltimpulsgeber GVl, und das Relais RL/4 wird stromlos, so daß es den Schalter
RL 1 in die gezeichnete Stellung umschaltet, um die Hauptkupplungsspule
CL direkt an die Batterie
zu legen. Ferner wird der Schalter
RL 2 umgeschaltet, um die Charakeristiken der Dynamomaschine wiederherzustellen,
und überdies öffnen die Schalter RL 3 und RL 4, was jedoch in diesem Augenblick
bedeutungslos ist. Wenn die Ansprechdrehzahl WZ für den Umschaltimpulsgeber GV2
erreicht ist, schließt letzterer, und es fließt Ström durch das Relais RGIl und
durch den Schalter GSA 1 (da dieser und die Schalter GSA 2, GSA
3 alle in Stellungen entgegengesetzt den gezeigten sind). Das Relais RGIl
schließt den Schalter RG 1, und Strom fließt durch die Motorfeldwicklung
CM; der Umkehrmotor SM bewegt das Getriebeschaltglied G von »D« aus
in Richtung »C« (Fig. 2). Das Solenoid CS spricht nicht an; die ihm zugeordnete
Feder 42 bewegt den Schalthebel G in Richtung »B« (Fig. 2). Hieraus ergibt sich
das Einschalten des 3. Ganges. Inzwischen stellt das Relais GSSI3 den Schalter GSS1
um, so daß das Relais RGIl erregt bleibt; gleichzeitig ist aber eine Impulsgabe
für irgendeine andere Gangumschaltung verhindert: Das Relais GSNI3 schaltet die
Fahrzeugkupplung und die Zündung während des Schaltvorganges aus und wieder ein.
Die Schalter 63 und 62 werden durch Federn abgeschaltet. Am Ende der Gangumschaltung
wird das Relais GSC1l erregt und damit wirksam. Hierdurch wird das Relais RCI4 erregt,
wodurch die Schalter RC 1, RC 2, RC 3, RC 4 umgelegt und die Stromkreise für eine
weitere Gangumschaltung wiederhergestellt werden. Wenn die Gangumschaltung beendet
ist, ist die Drehzahl der Eingangswelle abgefallen und der Umschaltimpulsgeber GV2
wieder geöffnet. Wird die Drehzahl W.. wieder erreicht, dann schließt letzterer
wieder, was eine erneute Erregung des Relais RGI1 zur Folge hat. Dadurch wird der
Schalter RG 1 wieder geschlossen und (da der Schalter RC 2 nunmehr umgekehrt hat)
die Erregerwicklung DM des Umkehrmotors SM erregt mit der Folge, daß
dieser das Getriebeschalt-, glied G nunmehr aus Richtung »C« in Richtung »D« der
Kulisse bewegt. Zur gleichen Zeit ist das Solenoid , CS wiederum nicht erregt; und
die Feder 42 hält das Getriebeschaltglied G in Richtung Il der Kulisse. Das Getriebeschaltglied
G bewegt sich daher in die Stellung des 4. Ganges; während dieser Bewegung arbeiten
wiederum die Schalter 63, 62 sowie der Schalter 61, so daß der Schalter GSC 1 losgelassen
wird.
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Wenn die Drehzahl der Eingangswelle unter den Wert W1 sinkt, schließt
der Umschaltimpulsgeber GVl, erregt das Relais RLI4 und schließt den Schalter RL
4 (gleichzeitig werden auch RL 1, RL 2 und RL 3 betätigt). Da der Schalter GSA
1 nunmehr oben steht (wie gezeichnet), wird über das Relais RD!3 ein Stromkreis
geschlossen, der den Schalter RD 1 (sowie RD 2 und RD 3) umstellt; es fließt ein
Strom durch das Relais RGIl, das den Schalter RG 1 schließt und damit den Stromkreis
durch die Feldwicklung CM; der Umkehrmotor SM und die Feder 42 des
Solenoids CS bewegen das Getriebeschaltglied in die Stellung des 3. Ganges.
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Wenn hierauf ein Umschalten in den 2. Gang als Reaktion auf einen
Drehzahlabfall der Eingangswelle durch das Schließen des Umschaltimpulsgebers GVl
angezeigt wird, ergibt sich eine ähnliche Folge wie beim Wechsel von der Stellung
des 4. zu der Stellung des 3. Ganges, mit der Ausnahme, daß in diesem Fall das Relais
RCi4 erregt wird, der Schalter RC 2 sich in seiner anderen Lage befindet und die
Feldwicklung DM statt der Feldwicklung CM erregt wird. Der Schalter
RC 3 wird geschlossen und bewirkt, daß das Solenoid CS erregt und daher das Getriebeschaltglied
G in die Stellung des 2. Ganges bewegt wird. Dieses wird bei seinem übertritt von
1I zu I in der Lage C-D angehalten und kann sich daher nicht in die Rückwärtsgangstellung
bewegen. Dies wird durch eine von Hand zu betätigende (nicht dargestellte) Klinke
bekannter Konstruktion bewirkt. Diese Klinke wird durch Handbetätigung entfernt,
wenn der Schaltarm 11A in die Stellung »R« bewegt wird, um den Rückwärtsgang einzustellen.
Zum Herunterschalten auf den 1. Gang ist es erforderlich, daß der Handstellteil
15 in die Stellung »L« gebracht wird. Ist dies erfolgt, so ist die Schaltfolge die
gleiche wie bei einem Wechsel vom 4. zum 3. Gang. Mit Rücksicht darauf, daß das
Relais GSAI3 nunmehr erregt ist und daß sich der Schalter GSA 2 in seiner
anderen Stellung befindet, ist jedoch das Solenoid CS erregt.
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Die Relais GSSI3, GSAI3; GSNI3, GSCIl sind, wie erwähnt, durch ihre
Schalter 63, 60, 62, 61 mit der Erdleitung A verbindbar. Das Solenoid CS
kann durch die Schalter RC 3, GSA 2, GSA 3, RD 2, RG 1 geerdet werden.
Jede der beiden Feldwicklungen CM, DM ist durch die Schalter MSC, MSD und
Schalter RC 2, RG 1 an Erde zu legen. Das Relais RGl1 kann mit Erde durch den Schalter
GSS1 und den Schaltarm 31 sowie mit der Leitung GR durch die Schalter RD 1, 11A,
13 oder RD 1, 11A, GV2 oder RD 1, GV4 verbunden werden. Der Schalter RD 1 kann alternativ
mit dem Relais RDI3 verbunden werden. Das Relais RDI3 kann an Erde gelegt werden
durch die Schalter GV3, 12, 11, GSA 1, erforderlichenfalls unterstützt durch
den Schalter RC 1 über die Schalter GSS 1 und 31. Das Relais RCI4 kann über
die Schalter RCI4; GSC1, GSS2 geerdet werden; das Relais RHI2 kann über die Schalter
GS, GSS3, RH2 geerdet werden und das Relais RLI4 über den Umschaltimpulsgeber GVl.
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Bringt man das Fahrzeug in Ruhestellung, so werden aufeinanderfolgende
Herabschaltungen stets dann angezeigt, wenn der Umschaltimpulsgeber GVl als Folge,
daß die Motordrehzahl 1000 Umdrehungen pro Minute (W1) unterschreitet, tätig wird.
Es erfolgen daher nacheinander Herabschaltungen bis zum 2. Gang, wenn der Kontakt
60 durch Wirkung des Getriebeschaltgliedes G geschlossen ist, so daß das Relais
GSAI3 erregt wird. Hierdurch wird der Schal-ter USA 1 umgeschaltet, um ein
weiteres Herabschalten bis zum 1. Gang zu verhindern. Der 1. Gang kann nur dann
eingeschaltet werden, wenn der Schaltarm 10 in die Stellung »L« gebracht wird.
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Die Arbeitsweise der Hauptrelais kann, wie folgt, zusammengefaßt werden:
1. Die Bewegungen des Getriebeschaltgliedes G steuern die Erregung der Relais GSAI3,
GSCIl, GSNI3.
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Das Relais GSAI3 betätigt die folgenden Schalter: GSA 1 für
die Auswahl der Aufwärts- oder Abwärtsschaltung, GSA 2 und GSA
3 für die Steuerung der Bewegungen in den entgegengesetzten Richtungen 1-1I
oder 11-I.
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Das Relais GSCII betätigt den Schalter zur Erregung des Relais RCI4.
Das Relais RC/4 steuert die Schalter RC 1, RC 2, RC 3, RC 4, von denen die beiden
erstgenannten die wichtigsten sind. Der Schalter RC 1 wählt zwischen Aufwärtsschaltung
oder
Abwärtsschaltung, und der Schalter RC 2, wählt die Drehrichtung des Umkehrmotors
SM.
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Der Schalter 62 betätigt das Relais GSN/3, das die Schalter G5
N 1, GSN 2, GSN 3 steuert; von diesen dienen die beiden erstgenannten
zum Öffnen und Schließen der Hauptkupplungsspule CL, während der dritte den Zündstromkreis
während der Gangschaltung öffnet.
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2. Der Umkehrmotor SM steuert die Erregung des Relais GSSi3.
Letzteres betätigt die Schalter GSS 1, GSS 2, GSS 3, von denen GSS
1 der wichtigste ist und zum Abschalten der Steuerung während der Gangschaltung
dient.
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3. Der Umschaltimpulsgeber GV 1 steuert das Relais RL/4, das
Schalter RL 1, RL 2, RL 3, RL 4 betätigt.
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4. Der Trägheitsschalter GS steuert das Relais RH/2, welches Schalter
RH 1, RH 2 betätigt.
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5. Der Schalter RL 4 steuert das Relais RD/3; letzteres betätigt den
Schalter RD 1 zur Steuerung der Aufwärts- und der Abwärtsschaltung der Gänge, den
Schalter RD 2, der den Stromkreis des Solenoids CS steuert, und den Schalter RD
3, der den Zündstromkreis bei der Gangzurückschaltung aufrechterhält.
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6. Der Umschaltimpulsgeber GV2 steuert das Relais RG/1, das den Schalter
RG1 für die Erregung des Umkehrmotors SM und des Solenoids CS betätigt.
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In den nachfolgenden Patentansprüchen bedeutet: Gangschalt-Servoeinrichtung
. . . . . . . . Umkehrmotor SM
Gangwähl-Servoeinrichtung . . . . . . . . Solenoid
CS mit Rückholfeder 42 Erstes Auslöseschaltmittel . . . . . . . . . . . . . Relais
RG/1 und Schalter RG 1 Umschaltimpulsgeber. . Schalter GV 1 und GV
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Zweite Schaltmittel ... Relais GSA/3, Schalter GSA 1, RC 1
Dritte Schaltmittel .... Relais GSC/1, RC/4 und Schalter GSC 1; RC
1, RC 2 Vierte Schaltmittel .... RL 4, RD 1 (erster und zweiter Schalter)
und die Relais RL/4, RD/3 (erstes und zweites Relais) Dritter Schalter
...... GSA 1
Vierter Schalter ...... RC 1 Gewünschtenfalls kann
der niedrigste Gang »L« durch einen eigenen Schalter erreicht werden.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform bewegt sich das Gangschaltorgan
diagonal aus der Stellung des 2. Ganges in jene des 3. bzw. umgekehrt; hierbei können
das Solenoid CS und die zugeordneten Schalter in Wegfall kommen und alle durch den
Umkehrmotor SM bewirkten Bewegungen, und es sind Mittel für die Änderung des Weges
des Getriebeschaltgliedes, je nachdem es quer oder diagonal bewegt werden muß, vorgesehen.
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An Stelle eines Elektromotors und eines Solenoides können als Servokräfte
durch elektrisch betätigte Ventile gesteuerte pneumatische oder hydraulische Kolben
oder Bälge Verwendung finden. Eine derartige Aufteilung in rein elektrische Steuerkräfte
und hiervon ausgelöste pneumatische oder hydraulische Gangschaltkräfte ist bei selbsttätigen
Getriebesteuer-und -schaltvorrichtungen an sich bekannt.