DE805597C

DE805597C - Antriebsanlage fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE805597C
Application number: DEP27711A
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1948-03-06
Filing date: 1948-12-29
Publication date: 1951-05-25

Description

Antriebsanlage für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanlage für Fahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine und einem Stufengetriebe zur Übertragung der Leistung auf die Triebräder und mit einer Wechseleinrichtung für das Stufengetriebe, welche von einer Regeleinrichtung beeinflußt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Wechseleinrichtung außer einer Auslöseeinrichtung eine Programmschalteinrichtung aufweist, welche, von der Regeleinrichtung mittels der Auslöseeinrichtung beeinflußt, die Schaltimpulse zum Wechsel der Übertragung durch eine Stufe auf die Übertragung durch eine andere Stufe selbständig in programmmäßiger Reihenfolge auslöst.
Die Programmschalteinrichtung kann mit einer Verriegelungsvorrichtung versehen sein, mittels welcher die Schaltimpulse zum Wechsel der Übertragung durch eine Stufe auf die Übertragung durch eine andere Stufe in programmäßiger Reihenfolge freigegeben werden. Das Stufengetriebe kann mit einer Freilaufkupplung versehen sein, welche selbständig löst, sobald das Fahrzeug schneller läuft, als der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der eingeschalteten Getriebestufe entsprechen würde.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung in Fig. i und 2 vereinfacht dargestellt.
Die in Fig. i und 2 gezeigten Antriebsanlagen besitzen eine Brennkraftmaschine A, welche über ein Stufengetriebe B die nicht gezeichneten Triebräder eines Fahrzeugs antreiben. Eine Wechseleinrichtung D wird von einer Regeleinrichtung C beeinflußt. Sie steuert selbständig das Stufengetriebe B in der Weise, daß jeweils die der eingestellten Geschwindigkeit und der augenblicklichen Belastung entsprechende Geschwindigkeitsstufe des Getriebes zur Wirkung kommt. Zu diesem Zweck besitzt die Wechseleinrichtung D außer einer Auslöseeinrichtung Dl eine Programmschalteinrichtung D2, welche von der Regeleinrichtung C mittels der Auslöseeinrichtung Dl beeinflußt, die Schaltimpulse zum Wechsel der Übertragung durch eine Stufe auf die Übertragung durch eine andere Stufe selbständig in programmäßiger Reihenfolge auslöst.
Die Brennkraftmaschine A (Fig. i und 2) besitzt eine Flüssigkeitskupplung zur Übertragung der Leistung. Die Flüssigkeitskupplung hat den Zweck, die Übertragung von Schwingungen und Stößen zu dämpfen.
Die Antriebsleistung wird mittels des Stufengetriebes B und eines nicht gezeichneten Wendegetriebes auf die Triebräder übertragen. Das Stufengetriebe umfaßt eine Reibungskupplung 3, die Stufengetriebe 4, eine Freilaufkupplung 5 und die zum Wendegetriebe führende Abtriebwelle 6. Jeder einzelne Stufentrieb I-IV kann einzeln durch die Kupplungen 7 bzw. 8 ein- oder ausgeschaltet werden. Die Naben der Kupplungen 7 und 8 sind auf der Sekundärwelle verschiebbar aufgekeilt. In der Mittellage der Kupplungen zwischen den benachbarten lose auf der Sekundärwelle sitzenden Zahnrädern entsteht keine Kraftübertragung von den Zahnrädern auf die Sekundärwelle. Wird aber eine der Kupplungen gegen ein Zahnrad einer der Triebe 1-IV verschoben, so gelangen zunächst kegelige Reibflächen miteinander in Berührung, bis die Sekundärwelle und das Zahnrad miteinander synchronisiert sind. Darauf wird eine verzahnte Kupplungsmuffe unter Überwindung des Drucks einer nicht gezeichneten Feder auf eine entsprechende Hilfsverzahnung des Zahnrades aufgeschoben, wodurch eine feste Verbindung zwischen dem Zahnrad und der Sekundärwelle hergestellt ist.
Die Programmschalteinrichtung Dz besitzt im wesentlichen die Servomotoren 9, 12 und 15, 18, ferner den Servomotor 87 zur Steuerung der Reibungskupplung 3 und die Steuerventile 76, 78, 80, 82 und 84. Mit dem Servomotor 9, 12 ist ein Verriegelungsorgan 9' und mit dem Servomotor 15, 18 ein Verriegelungsorgan 15' gekuppelt. Diese Verriegelungsorgane sind als Schalter ausgebildet und in die Schaltleitungen 77, 79, 81, 83 der Steuerventile 76, 78, 8o, 82 und 84 eingesetzt. Außerdem ist in Schaltleitungen dieser Ventile noch der Verriegelungsschalter 85 eingesetzt, welcher mit dem Servomotor 87 gekuppelt ist.
Die Auslösevorrichtung D1 besitzt einen Servomotor 62, der, mittels der Steuerventile 56 bis 59 gesteuert, den Stufenschalter 89 in die den Betriebsverhältnissen entsprechende Stufenstellung bringt. Durch eine Blockiervorrichtung 151, 157, 164 wird der Servomotor und der Stufenschalter in der jeweils gewünschten Stufenstellung blockiert.
Die Regeleinrichtung C besitzt einen Fliehkraftregler 21, welcher in erster Linie die durch die Brennstoffpumpen 34 geförderte Brennstoffmenge einstellt und einen Fliehkraftregler 39, der zusammen mit dem Fliehkraftregler 21 zur Beeinflussung der Auslöseeinrichtung Dl dient. Mit Hilfe des Hebels 27 kann die vom Brennstoffregler einzuhaltende Drehzahl bzw. der Höchstwert der der Brennkraftmaschine zugeführten Brennstoffmenge nach Bedarf eingestellt werden. Durch das Verstellen dieses Hebels wird einerseits die Spannung der Muffenfeder 25 eingestellt und andererseits die Lage festgelegt, bis zu welcher der Regler 21 das Gestänge 33 nach rechts verschieben kann. Dadurch wird die Höchstmenge der der Brennkraftmaschine zuführbaren Brennstoffmenge eingestellt bzw. jeder eingestellten Drehzahl eine bestimmte Höchstbrennstoffmenge zugeordnet.
In der Leerlaufstellung LL des Hebels 27 gelangt der Hilfshebel 28 am festen Anschlag 30 zur Auflage. Durch diesen Anschlag wird dann die Höchstbrennstoffmenge auf einen Wert festgelegt, bei dem das störungsfreie Anlaufen der Maschine gesichert ist. Die Hülsenfeder 25 besitzt in dieser Stellung des Hebels 27 die geringste Spannung. Der Regler 21 stellt also die niedrigste Drehzahl für die Brennkraftmaschine ein. Das Ventil 88 wird nach links gedrückt, und der Kolben 86 ist somit auf seiner linken Seite mit Druckluft belastet, so daß er in seine äußerste Stellung rechts läuft und die Kupplung 3 löst. Selbst wenn das Ventil 84 Druckluft gegen die rechte Seite des Kolbens 86 zutreten lassen würde, würde dieser bei dem dabei einzustellenden Gleichgewicht der Druckluft zu beiden Seiten des Kolbens 86 durch die Feder 87a dennoch in seine äußerste Lage rechts gebracht. Ist in dieser Stellung der Regeleinrichtung C die Brennkraftmaschine durch einen nicht gezeichneten Anlaßmotor in Betrieb gesetzt worden, so läuft sie mit niedrigster Drehzahl im Leerlauf weiter. Die Fliehgewichte 22 des Reglers 21 sind weit ausgelenkt, und die Muffe 23 steht in äußerster Lage rechts. Außerdem wirkt der Regler 21 gemeinsam mit dem Regler 39 über ein Gestänge 44, 45, 48, 65, 66, 68, 69 mit der Stange 5o und dem Hebel 52 auf die Steuerventile 56 bis 59 der Auslöseeinrichtung D, Bei der äußersten Stellung rechts der Muffe 23 befindet sich die Stange 68 in äußerster Lage links. Da aber auch die Muffe 26 ganz rechts sich befindet, befinden sich die Gelenkpunkte 67 und 64 in einer mittleren Lage.
Weil im Leerlaufbetrieb die Drehzahl der Brennkraftmaschine sehr niedrig ist, befinden sich die Fliehgewichte des Reglers 39, im Gegensatz zu denen des Reglers 21, in innerster Lage. Die Muff e4i liegt dann ganz rechts. Dabei wird auch die Stange 45 mit ihrem Gelenk 46 ganz rechts verschoben, und das Gelenk 49 der Stange 48 wie auch die Stange 5o mit ihrem Gelenk 51 befinden sich ebenfalls in einer Lage rechts von ihrer Mittellage. Mittels des Hebels 52 wird dann der Mitnehmer 53 gleichfalls nach rechts gebracht und über das Organ 55 - und das Federglied 57 das Ventil 59 geöffnet. Es gelangt nun Druckmittel über die Leitung 61 in die rechte Seite des Zylinders 62, so daß der Kolben 63 nach links verschoben wird. Das durch den Kolben in der linken Seite des Zylinders 62 verdrängte Arbeitsmittel strömt dann über die Leitung 6o ab. Der Kolben 63 gelangt hierbei in die äußerste Lage links und verbleibt alsdann in dieser Lage. Die Kontaktfinger ioo bis 103 des Stufenschalters 89 berühren damit die Kontaktbeläge 73 und 74 in der Stufenstellung 1. Von der positiven Steuerstromquelle fließt dann ein Strom über die Kontaktfinger 102 und 103 und die Leitung 77 zum elektropneumatischen Steuerventil 76 und von hier zum Kontaktfinger 107 des Verriegelungsschalters 85. Der Kontaktfinger i i i verbindet den Schalter mit dem negativen Pol der Steuerstromquelle. Das Solenoid bringt nun das Steuerventil 76 in gegen die Zuflußseite geöffnete Stellung. Es kann damit Druckmittel in den Servomotorzylinder 9 gelangen, und der Kolben io Nvird der Feder ii entgegen nach links verschoben. Dadurch wird die Getriebestufe I des Stufengetriebes B eingeschaltet, und die Kontakte 112 bis 115 des mit den Kolben io und 13 verbundenen Verriegelungsschalters werden geschlossen. Es entsteht nun auch ein Leitungsschluß zwischen der Leitung 77, dem Kontaktfinger i i5, dem Belag i i6, dem Kontaktfinger 114 und dem Solenoid des Steuerventils 84. Das Ventil 84 stellt eine Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem rechten Raum des Servomotorzylinders 87 her, so daß der Kolben 86 zu beiden Seiten durch den gleichen Arbeitsmitteldruck belastet ist. Durch die Wirkung der Feder 87a verbleibt der Kolben 86 in seiner äußersten Lage rechts, so daß die Kupplung 3 vorerst ausgeschaltet bleibt.
Bewegt man den Hebel 27 um ein geringes Maß nach rechts, so hebt er sich zunächst vom Ventil 88 ab. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen dem Zylinderraum zur linken Seite des Kolbens 86 und dem Ablauf. Der Arbeitsmitteldruck zur rechten Seite des Kolbens drückt denselben so weit nach links, bis die Reibungsbeläge der Kupplung 3 miteinander zur festen Auflage gelangen und die Leistung der Brennkraftmaschine nunmehr über die bereits eingeschaltete erste Stufe des Stufengetriebes auf die Triebräder übertragen wird. Die hierbei an den Triebrädern ausgeübte Zugkraft ist durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Charakteristik der Flüssigkeitskupplung 2 und das Übersetzungsverhältnis der Getriebestufe I bestimmt.
Beim Weiterverschieben des Hebels 27 nach rechts wird die Spannung der Hülsenfeder 25 erhöht. Die Fliehgewichte 22 des Reglers 21 werden gegen ihre Drehachse hin bewegt. Die Muffe 23 bewegt sich dabei nach links und das Gestänge 33 nach rechts, so daß der Brennkraftmaschine eine vergrößerte Brennstoffmenge zugeführt wird. Die Höchstmenge an Brennstoff, welche der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann, ist durch den Anschlag 32 bestimmt, sobald das Gestänge 33 auf dem Hebel 28 zum Aufliegen kommt. Die Feder 29 muß selbstverständlich hierbei so stark ausgeführt sein, daß sie nicht unter der Wirkung der Hülsenfeder 25 den Hilfshebel 28 von seinem Anschlag am Hebel 27 abzuheben vermag. Wird der Hebel 27 nur um ein geringes Maß nach rechts verschoben, so wird auch die Federbelastungshülse 26 nur wenig nach links verschoben. Weil dann auch die Muffe 23 unter der Einwirkung der erhöhten Hülsenbelastung sich nach links verschiebt, führt das Gestänge 66, 68, 69 ungefähr eine parallelogrammartige Verschiebung aus. Da der Hebel 69 in der Mitte an einem festen Punkt angelenkt ist, bleibt auch das Gelenk 67 des Hebels 66 nahezu unbewegt. Da hierbei auch die Gelenke 64 und 46 des Hebels 48 in ihrer Lage nicht verändert werden, verbleiben auch die Stange 5o mit ihrem Gelenk 5 i und der Hebel 52 in ihrer bisherigen Lage. Die Steuerorgane der Auslösevorrichtung Di, der Servomotor 62 und der Stufenschalter 89 verbleiben nach wie vor in ihrer ersten Stufenstellung I.
Bei weiterer Verschiebung des Hebels 27 nach rechts wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine weiter erhöht. Die Fliehgewichte 4o des Reglers 39 entfernen sich von ihrer Drehachse, und die Muffe4i beginnt sich nach links zu verschieben. Damit verschiebt sich auch die Stange 45 nach links, wobei zunächst der Mitnehmer 53 sich vom Organ 55 abhebt, wodurch das Ventil 59 geschlossen wird. Aus dem Zylinderraum zur rechten Seite des Kolbens 63 kann dann das Druckmittel entweichen. Auf der anderen Seite des Kolbens 63 ist aber noch kein Druckmittel zugeführt worden, so daß der Kolben vorerst in seiner ursprünglichen Stellung noch stehenbleibt.
Bei ganz niedrigen Drehzahlen überträgt die Flüssigkeitskupplung selbst bei sehr großem oder gar vollständigem Schlupf nur ein ganz unbedeutendes Drehmoment. Bei weiterer Verschiebung des Hebels 27 nach rechts wird die Drehzahl weiter erhöht und gleichzeitig auch das Drehmoment vergrößert. Erreicht die Drehzahl einen bestimmten Wert, so hat eine weitere Verschiebung des Hebels 27 in Richtung nach rechts vorerst keine Wirkung mehr, weil dann die Flüssigkeitskupplung das ganze Drehmoment der Brennkraftmaschine überträgt und zur Beschleunigung der Brennkraftmaschine kein Cberschuß mehr iibrigbleibt. Erst nachdem sich auch das Fahrzeug beschleunigt hat, kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine bei Verminderung fies Schlupfes der Flüssigkeitskupplung weiter steigen, bis sie den Wert erreicht, welcher der gewählten Stellung des Hebels 27 entspricht. Ist dabei der vom Fahrzeug zu überwindende Fahrwiderstand kleiner als die an den Triebrädern entwickelte Zugkraft, so wächst die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Gewichte des Fliehkraftreglers 21 entfernen sich von ihrer Drehachse und beginnen dadurch die Brennstoffmenge zu vermindern. Gleichzeitig wird vermittels des Hebels 69 die Stange 68 nach links verschoben. Hierbei wird der Hebel 66 um seinen Drehpunkt in der l@elastungshülse 26 links geschwenkt. Diese Linksbewegung macht auch die Stange 65 mit ihren Gelenken 64 und 67 mit, wodurch der Hebel 48 um das Gelenk 46 nach links geschwenkt wird. Gleichzeitig wurde (las Gelenk 46 bis an den Anschlag 47 nach links verschoben. Der Regler 21 wird bei sich fortsetzender Beschleunigung des Fahrzeugs und bei der Einstellung einer vorausbestimmten Brennstoffmenge, d. h. bei einem vorausbestimmten Drehmoment, eine Stellung erreichen, in welcher der Mitnehmer 53 so weit nach links verschoben ist, daß das Ventil 58 Druckmittel durch die Leitung 6o in den Zylinderraum zur linken Seite des Kolbens 63 eintreten läßt. Der Kolben 63 bewegt sich dann nach rechts, vorausgesetzt, daß die Blockiervorrichtung i5o bis 164 eine solche Bewegung freigibt.
Sobald in die Leitung 6o Druckmittel einströmt, wird das Doppelrückschlagventil i5o nach rechts geschoben. Das Druckmittel kann dann über das elektropneumatische Ventil 151 zum Zylinder 152 strömen. Das elektropneumatische Ventil 151 steht in dieser Stellung, sobald die Reibungsbeläge der Kupplung 3 sich berühren und die Kontaktfinger 122 und 123 durch den Schalter 85 miteinander verbunden sind. Der Kolben 153 wird hierbei nach rechts gedruckt. Die Klinke 155 dreht das Schaltkreuz 156 um eine Vierteldrehung nach rechts, das durch eine Schnappeinrichtung 157 in dieser Lage gehalten bleibt. Die beiden unrunden Scheiben 158 und 159 machen diese Vierteldrehung mit. Der Blockierfinger 161, welcher vorerst durch die Scheibe 159 in die Ausnehmung I gedrückt wurde, hebt sich nun unter dem Einfluß der Feder 163 an und verläßt dabei die Ausnehmung I in der Blockierscheibe 164. Gleichzeitig wird der Blockierfinger 16o nach unten gedrückt. Da er aber nicht über einer Ausnehmung der Blockierscheibe steht, liegt er vorerst auf ihrem oberen flachen Teil auf. In dieser Lage der Blockierfinger ist der Kolben63 nunmehr für eine Bewegung nach rechts freigegeben. Sobald er die Stufenstellung 1I erreicht hat, schnappt der Blockierfinger 16o in die Ausnehmung 1I ein.
Kurz nach Verlassen der Stellung I des Stufenschalters 89 gelangt der Kontaktfinger 104 mit dem Belag 73 in Berührung. Unmittelbar vor Erreichen der Stellung II gelangt der Kontaktfinger 103 außer Berührung mit dem Belag 73. Die Stromzuführung zu den Solenoiden der Ventile 76 und 84 wird dadurch unterbrochen. Die Stufenkupplung I und die Reibungskupplung 3 werden gelöst. Da hierbei der Schalter85 die Kontaktfinger 107 bis 111 miteinander verbindet, entsteht ein Stromkreis von der Leitung 79, deren Kontaktfinger 104 soeben auf den Belag 73 aufgelaufen ist, über das Solenoid des Ventils 78 und die Kontaktfinger io8 bis i i i zur negativen Steuerstromquelle. Dadurch wird Druckmittel in den Zylinder 12 geführt und der Kolben 13 nach rechts gedrückt. Hierbei wird die Stufenkupplung 1I eingeschaltet. Durch die hierbei gleichzeitig entstehende Verbindung der Kontaktfinger 118 bis 121 erhält nun auch das Solenoid des Ventils 84 Strom aus der Leitung 79 über den Schaltkontakt i 16 und die Kontaktfinger i 18 und 119. Die Reibungsbeläge der Kupplung 3 werden dadurch wieder gegeneinandergepreßt.
Entsprechend der andern Übersetzung der Stufe II ist die Primärwelle des Getriebes bei ausgeschalteter Reibungskupplung 3 auf eine niedrigere Drehzahl gebracht worden. Beim Einschalten der Kupplung 3 wird auch zunächst die Drehzahl der Brennkraftmiaschine in gleicher Weise vermindert. Die Gewichte des Fliehkraftreglers 21 nähern sich nun wieder ihrer Drehachse. Die Muffe 23 wird nach links und die Stange 68 des Gestängeparallelogramms 66, 68, 69 nach rechts bewegt. Die Stange 65 mit ihren Gelenkpunkten 64 und 67 bewegt sich ebenfalls nach rechts. Auch der Hebel 48 pendelt um den Drehpunkt 46 nach rechts. Dabei wird der Nlitnehmer 53 ebenfalls nach rechts verschoben. Das Ventil 58 wird dabei geschlossen. Der Kolben 63 steht nunmehr still, da dem Zylinder 62 kein Druckmittel mehr zugeführt wird und der Finger 16o in die Ausnehmung 1I gefallen ist.
Der Abfall der Drehzahl an der Brennkraftmaschine während des Schaltvorgangs beeinflußt auch den Regler 39. Auch seine Gewichte nähern sich wieder ihrer Drehachse, wobei die Muffe 41 nach rechts verschoben wird. Ebenso gelangt auch die Stange 45 mit ihrem Gelenk 46 nach rechts und hebt dabei den Hebel 48 vom Anschlag 47 ab. Die Hülsenfeder 42 des Reglers 39 ist aber so eingestellt, daß, selbst wenn das Fahrzeug während des Umschaltvorgangs sich noch verzögert hätte, die Fliehgewichte sich nicht zu weit der Drehachse nähern und der Mitnehmer 53 nicht so weit nach rechts sich bewegt, daß das Ventil 59 geöffnet würde.
Die selbsttätige Umschaltung von der ersten auf die zweite Getriebestufe ist damit beendet. Wenn der Hebel 27 nicht weiter nach rechts bewegt wurde und der Fahrwiderstand immer noch geringer als die Zugkraft ist, welche bei Verwendung der zweiten Getriebestufe auftritt, so kann sich auf gleiche Art ein Wechsel von der Stufe 1I auf die Stufe III abspielen. Dieser Schaltvorgang wird dann ausgelöst, wenn der Fliehkraftregler 2i den Mitnehmer 53 so weit wieder nach links gebracht hat, daß das Ventil 58 die Zufuhr von Arbeitsmittel in den Zylinderraum zur linken Seite des Kolbens 63 freigibt.
Die beiden Finger 16o und 161 der Blockiereinrichtung 150 bis 164 lösen sich gleichzeitig ab. Hierdurch wird erreicht, daß die Blockierscheibe 164 sich nur von einer Stufe auf die benachbarte bewegen kann, und zwar so lange, als der Druck auf den Kolben 153 anhält. D_ie Blockierung wirkt bei fwärts- wie bei Abwärtsschalten_ gleich, da das Doppelrückschlagventil15o den Schaltimpuls sowohl aus der Leitung6o als auch aus der Leitung61 in gleicher Weise auf den Kolben 153 im Zylinder 152 überträgt. Sobald der Druck in der Leitung 6o oder 61 verschwindet, wird der Kolben 153 durch die Feder 154 nach links gedrückt. Dabei geht die Klinke 155 über das Schaltkreuz 156 weg ohne letzteres dabei zu bewegen.
Bei Fahrt unter Last wird der Umschaltimpuls nach jeder Schaltung verschwinden. Wenn der Freilauf 5 entkuppelt ist, d. h. wenn die Abtriebwelle 6 schneller dreht als die Sekundärwelle des Stufengetriebes, könnte es vorkommen, daß der Schaltimpuls nach beendigter Stufenschaltung nicht verschwindet, weil die Beschleunigung derGetriebesekundärwelle allein nicht genügt, um die Stellung des Reglers 21 von der Leerlaufstellung so weit zu entfernen, daß sich der Mitnehmer 53 vom Organ 5:I abhebt. Um auch in diesem Betriebsfall das Weiterschalten der Stufenschaltvorrichtung mit Sicherheit zu bewirken, muß der auf die Blockiervorrichtung ausgeübte Blockierimpuls durch besondere Vorrichtungen unterbrochen werden.
Bei der Antriebsanlage nach Fig. 1 wird beim Umschalten auf eine Stufe mit einem größeren Verhältnis der Sekundär- zur Primärdrehzahl die Stromzufuhr zum Solenoid des Blockierventils 151 mittels des Schalters 85 unterbrochen. In ausgeschalteter Stellung der Reibungskupplung 3 elttfernt sich der Schalter 85 von den Kontaktfingern 122, 123. Dadurch wird der Zylinder 152 mit dem Ablauf verbunden und der Kolben 153 mittels der Feder 154 nach links bewegt. Durch die Blockiereinrichtung 15o bis 164 kalte so nach jeder vollzogenen Schaltung die nächste gleich wieder freigegeben werden. Ein Unwirksamwerden der Blockiereinrichtung beim normalen Schalten infolge des Ventils 151 kann nicht entstehen, weil nach dem Einschalten der Kupplung 3 der noch vorhandene Schaltimpuls verschwindet. Sollte das nach dem öffnen eines der Ventile 58 oder 59 aus dem Zylinder 62 abströmende Druckmittel den Kolben 153 jeweils noch ein kleines Stück nach rechts oder links bewegen können, so könnte für die Klinke 155 noch ein passender toter Weg vor dem Auftreffen auf das Schaltkreuz 156 vorgesehen werden. Es wäre auch möglich, in den Leitungen 6o und 61 unmittelbar vor dem Zylinder 62 Drosselstellen einzubauen, so daß beim Abführen des Druckmittels im Raum des Doppelrückschlagventils 150 und in der zum Ventil 151 führenden Leitung kein Überdruck gegenüber dem Ablauf mehr bestehenbleiben kann.
Das Rückschalten von einer Getriebestufe auf diejenige mit dem nächstniedrigeren Drehzahlverhältnis wird durch den Regler 39 selbsttätig ausgelöst. Wenn der Fahrwiderstand die Zugkraft übersteigt, welche durch die Antriebsanlage entwickelt werden kann, so vermindert sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine, sobald der Regler 21 die durch den Anschlag 32 gegebene Höchstmenge für den Brennstoff eingestellt hat. Die Lage des Hebels 69 ist dann durch den Anschlag 32 bestimmt. Dabei ist auch die Lage der Stange 68 und des Hebels 66 festgelegt, ebenso diejenige der Stange65 mit ihrem Gelenk 64. Mit weiter sinkender Drehzahl nähern sich die Fliehgewichte des Reglers 39 ihrer Drehachse, und die Muffe 41 bewegt sich nach rechts. Da die Lage der Stange 35 durch den Hebel 27 festgelegt ist, ist auch der Hebel 37 in seiner Lage festgehalten. Der Hebel 4,4 pendelt also um den Drehpunkt 38 nach rechts, die Stange 45 und das Gelenk 46 bewegen sich ebenfalls nach rechts. Dabei wird auch das Gelenk 49 des Hebels 48 nach rechts bewegt, wodurch schließlich über die Stange 5o und den Hebel 52 auch der Mitnehmer 53 nach rechts bewegt wird. Hierbei wird das Ventil 59 geöffnet, so daß Druckmittel durch die Leitung 61 in den Zylinderraum zur rechten Seite des Kolbens 63 eintreten kann. Verschiebt sich hierbei der Kolben 63 nach links, so wird das von ihm im Zylinderraum zur linken Seite verdrängte Arbeitsmittel durch die Leitung 6o in den Ablauf abgeführt. Bei geeigneter Stellung der Blockierfinger 16o und 161 kann sich der Kolben 63 dabei in die nächste Stufenstellung nach links bewegen. Hat er sich in der in der Zeichnung dargestellten Stufenstellung 1I befunden, so wird nach kurzer Bewegung nach links der Kontaktfinger 103 auf den Belag 73 auflaufen, wodurch die Leitung 77 unter Spannung gelangt. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens 63 nach links verläßt kurz vor Erreichen der Stufenstellung I der Kontakt 104 den Belag 73, wodurch die Reibungsbeläge der Hauptkupplung 3 voneinander abgehoben und auch die Kupplung 7 vom Sekundärbetrieb der Kupplungsstufe II gelöst wird. Sobald die Kupplung 3 entkuppelt ist, kann die Kupplung 7 mit dein Sekundärrad der Getrieberäder I gekuppelt werden.
Die Blockierung des Stufenschalters 89 durch die Blockiervorrichtung 15o bis 164 erfolgt gleich wie beim Aufwärtsschalten. Nur wenn der Hebel 27 nach links bis in die Leerlaufstellung LL gebracht wird und der Freilauf entkuppelt ist, kommt noch ein besonderer Stromkreis zur Wirkung. Da die Reibungskupplung 3 dann ausgeschaltet ist, fehlt der unterbrochene Impuls auf das Steuerventil 151 des Kolbens 153. Um auch bei ausgeschalteter Reibungskupplung 3 für den Unterbruch einen Impuls zu erzeugen, wird das Solenoid des Ventils 151 auch über einen Kontakt am Ventil 88 und den Belag 74 mit Strom versehen. Dieser Stromkreis wird in den Zwischenstellungen zwischen zwei Stufen unterbrochen.
Die Umschaltung von einer Stufe auf die nächsthöhere oder die nächsttiefere erfolgt nicht für alle Drehzahlen bei der gleichen Stellung der Regler 21 und 39, weil die Drehpunkte 26 und 38 mittels des Hebels 27 nach Maßgabe der eingestellten Drehzahl verschoben werden. Bei der Einstellung für höhere Drehzahlen befindet sich die Hülse 26 und damit der Drehpunkt des Hebels 66 weiter links als bei niedriger eingestellten Drehzahlen. Das Gelenk 46 liegt auf dem Anschlag 47 auf, wenn der Mitmehmer 53 durch den Regler 21 bewegt wird. Es muß dann die Stange 68 nicht so weit nach links verschoben werden, bis durch den Mitnehmer 53 das Ventil 58 geöffnet ist. Die Umschaltung auf eine Stufe mit größerem Verhältnis von Sekundär- auf Primärdrehzahl erfolgt deshalb im Fall höherer Drehzahl bei größerer Brennstoffmenge und somit bei höherer Zugkraft.
Die Abhängigkeit zwischen den Stellen, bei welcher der Regler 39 den Wechsel von einer Getriebestufe auf eine solche mit niedrigerem Drehzahlverhältnis vornimmt, und der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird durch den Hebel 37 und die Stange 35, welche mit ihrem Gelenk 31 am Hebel 27 angelenkt ist, festgelegt. Je höher die mit dem Hebel 27 eingestellte Drehzahl ist, um so weiter ist die Stange 35 nach rechts verschoben und um so mehr gelangt das Gelenk 38 nach links. Die Muffe 41 steht demnach beim Einleiten des Umschaltimpulses weiter links, wenn eine höhere Drehzahl eingestellt ist als bei der Einstellung einer niedrigeren Drehzahl.
Soll die Übertragung einer Leistung auf die Fahrräder rasch unterbrochen und das Fahrzeug gebremst werden, so ;ist der Hebel 27 in die Stellung LL zu bringen.
Dabei wird die Spannung der Hülsenfeder 25 vermindert. Die Fliehgewichte 22 des Reglers 21 entfernen sich von ihrer Drehachse, und die Muffe 23 verschiebt sich nach rechts. Hierdurch wird die Stange 68 nach links verschoben. Die Stangen 65 und So bleiben vorerst stehen, weil die Punkte 23 und 26 gleichgerichteten Bewegungen unterliegen, die gleich groß sein können.
In der Stellung LL des Hebels 27 wird die Kupplung 3 durch öffnen des Ventils 88 entkuppelt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine vermindert sich auf den Leerlaufwert, und die Gewichte 4o des Reglers 39 nähern sich ihrer Drehachse. Hierbei gelangt durch Vermittlung des Gestänges 45, 48, 5o, 52 das Ventil 59 in eine Stellung, bei der der Kolben 63 in seine äußerste Stellung links geführt wird.
Soll die Drehzahl sehr rasch erhöht werden, wobei der Hebel 27 rascher nach rechts bewegt wird, als die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu folgen vermag, so wird der Gestängedrehpunkt 26 ebenso rasch stark nach links verschoben, worauf der Mitnehmer 53 sich nach links bewegt und den Wechsel auf eine Getriebestufe mit höherem Drehzahlenverhältnis auslöst. Dieser Wechsel entspricht aber nicht den augenblicklich vorliegenden Betriebsbedingungen. Er vermag aber nicht zu schaden, da bei Steigerung der Drehzahl und bei entsprechender Beeinflussung des Reglers 39 selbsttätig wieder ein umgekehrter Stufenwechsel ausgelöst wird. Soll dieser ungewünschte Stufenwechsel verhütet werden, so kann zwischen die Stange 93 und den Hebel 66 eine Verzögerungsvorrichtung eingebaut werden, derzufolge der Hebel 66 bei Drehzahlerhöhung dem Anschlag 43 nur verzögert folgt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i schaltet beim Stufenwechsel die Stufenkupplung 7 oder 8 gleichzeitig mit der Hauptkupplung aus. Wenn die einzelnen Stufenkupplungen eine Reibungskupplung besitzen, ist das zulässig. Bei anderen Ausführungsarten, insbesondere solchen, welche nur Klauenkupplungen als Stufenkupplungen besitzen, muß die Hauptkupplung entkuppelt sein, bevor die Klauenkupplungen der Stufenkupplungen entkuppelt werden. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erfolgt die Auskupplung der Hauptkupplung und der Stufenkupplungen zeitlich nacheinander. Zu diesem Zweck ist am Stufenschalter 89 ein weiterer Belag 9o vorgesehen, der über die Kontaktfinger 95 bis 99 die Leitungen 9i bis '94 unter Spannung setzt.
Beim Wechsel von einer Stufe auf eine solche mit höherem Verhältnis von Sekundär- zu Primärdrehzahl, z. B. beim Wechsel von Stufe I auf Stufe II, läuft zuerst der Kontaktfinger 104 auf den Belag 73 und der Kontaktfinger 97 auf den Belag 9o auf. Dadurch werden die Leitungen 79 und 92 am Stufenschalter mit dem positiven Pol der Steuerstromquelle verbunden. Wenn sich der Stufenschalter 89 weiter nach rechts verschiebt, laufen der Kontakt 103 vom Belag 73 und der Kontakt 96 vom Belag 9o ab. Die erstgenannte Unterbrechung ist vorerst für das Ventil 76 ohne Bedeutung, da der Kontaktfinger 124 an der Stufenkupplung I die Kontaktfinger 125 und 126 miteinander verbindet. Dadurch wird das Ventil 76 über den in der geschlossenen Stellung der Hauptkupplung geschlossenen Kontakt 127 mit dem positiven Pol der Steuerstromquelle verbunden. Das Ventil 76 wird erst geöffnet und die Kupplung der Stufe I entkuppelt, wenn die Hauptkupplung ausgeschaltet ist. Sollte also das Druckmittel aus dem Zylinder 9 schneller ausströmen als aus dem Zylinder der Hauptkupplung, so ist dafür gesorgt, daß die Stufenkupplung erst entkuppelt werden kann, wenn die Hauptkupplung schon entkuppelt ist. Der Stromkreis auf der negativen Seite des Solenoids des Ventils 78 wird bei den Kontaktfingern io8, 85 und i i i geschlossen. Sobald die Stufenkupplung Il gekuppelt ist, kann auch das Solenoid des Ventils 84 wieder unter Spannung gebracht werden. Dann wird die Hauptkupplung 6 gekuppelt, worauf der Stufenwechsel abgeschlossen ist. Auf gleiche Weise erfolgt der Stufenwechsel bei den übrigen Stufen und in entsprechendem Sinn auch beim Rückwärtswechsel von einer Stufe höhereri Drehzahlverhältnisses auf eine solche mit niedrigerem Drehzahlverhältnis.
Die bauliche Ausführung der einzelnen Vorrichtungen und Apparate kann beliebig durchgeführt werden. Für die Steuerung können die üblichen Elemente, Schaltorgane usw., je nach Zweckmäßigkeit und Bedarf, Verwendung finden. In besonderen Fällen könnte es Vorteil bieten, den Regler 39 auch von der Primärwelle des Stufenwechselgetriebes anzutreiben. Es ist dies besonders von Vorteil, wenn im Anschluß an das Stufenwechselgetriebe keine Freilaufkupplung verwendet wird. Die Veränderung der Drehzahlen, bei denen die einzelnen Fliehkraftregler die Auslöseeinrichtung zu beeinflussen beginnen, kann entweder durch Veränderung der Hülsenbelastung oder durch Verschiebung eines Drehpunktes im Reglergestänge herbeigeführt werden.
Als Arbeitsmittel für die Servomotoren kann Luft, ein anderes Druckgas oder Druckflüssigkeit verwendet werden. Wird Luft verwendet, so ist der Ablauf der Servomotoren unmittelbar mit der Atmosphäre verbunden, andernfalls führt eine Ablaufleitung zu einem Ablaufbehälter, aus dem das Arbeitsmittel von neuem wieder entnommen und unter Druck gesetzt werden kann.
Die Steuerorgane der Servomotoren,, insbesondere desjenigen für den Stufenschalter, können auch aus zwei getrennten Ventilen bestehen, die derart zeitlich nacheinander beeinflußt werden, daß die Zufuhr von Druckmittel abgeschlossen ist, bevor eine Verbindung mit dem Ablauf hergestellt wird und umgekehrt die Verbindung mit dem Ablauf abgeschlossen ist, bevor die Zufuhr von Arbeitsmittel freigelegt wird. Es können so Verluste an Arbeitsmittel verhütet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Antriebsanlage für Fahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine und einem Stufenetriebe zur Übertragung der Leistung auf die' Triebräder und mit einer Wechseleinrichtung für das Stufengetriebe, welche von einer Regeleinrichtung beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseleinrichtung außer einer Auslöseeinrichtung eine Programmschalteinrichtung aufweist, welche, von der Regeleinrichtung mittels der Auslöseeinrichtung beeinflußt, die Schaltimpulse zum Wechsel der CThertragutig durch eine Stufe auf die Übertragung durch eine andere Stufe selbständig in programmäßiger Reihenfolge auslöst.
2. Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmschalteinrichtung eine Verriegelungsvorrichtung besitzt, mittels welcher die Schaltimpulse zum Wechsel der Übertragung durch eine Stufe auf die Übertragung durch eine andere Stufe selbständig in programmäßiger Reihenfolge freigegeben werden.
3. Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmschalteinrichtung mindestens einen Servomotor aufweist, mittels dessen eine Wechselkupplung des Stufengetriebes von einer Stufe auf die nächstfolgende und umgekehrt geschaltet werden kann.
4. Antriebsanlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Verriegelungseinrichtung, welche durch den Servomotor der Wechselkupplung eingestellt werden kann.
5. Antriebsanlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Servomotor, mittels dessen die Hauptkupplung des Stufengetriebes in und außer Eingriff gebracht werden kann.
6. Antriebsanlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Verriegelungseinrichtung, welche durch den Servomotor der Hauptkupplung eingestellt werden kann.
7. Antriebsanlage nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Servomotoren der Wechsel- und der Hauptkupplung eingestellten Verriegelungseinrichtungen die Steuerorgane dieser Servomotoren so verriegeln und freigeben, daß zunächst die Hauptkupplung und die Stufenkupplung gelöst werden können, dann bei gelöster Hauptkupplung die Stufenkupplung in die benachbarte Stufenstellung gebracht werden kann und anschließend die Hauptkupplung wieder eingerückt werden kann. B.
Antriebsanlage nach Anspruch 3, deren Stufengetriebe mindestens zwei Stufenkupplungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Servomotoren jeder Stufenkupplung je eine Verriegelungseinrichtung einstellen.
9. Antriebsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Servomotoren der Wechsel- und der Hauptkupplungen eingestellten Verriegelungseinrichtungen die Steuerorgane dieser Servomotoren so verriegeln und freigeben, daß zunächst die Hauptkupplung und die eingerückte Stufenkupplung gelöst werden können, dann bei gelöster Hauptkupplung durch eine der Stufenkupplungen die nächtobere oder nächstuntere Stufenstellung eingerückt werden kann und anschließend die Hauptkupplung wieder eingerückt werden kann. io.
Antriebsanlage nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verriegelungseinrichtung die eingerückte Stufenkupplung verriegelt bleibt, bis die Hauptkupplung gelöst ist und nur dann freigegeben wird, wenn die Hauptkupplung ebenfalls gelöst ist. i i.
Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufengetriebe eine Freilaufkupplung besitzt, welche sich selbständig löst, sobald das Fahrzeug schneller läuft, als der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der eingeschalteten Getriebestufe entsprechen würde.
12. Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung der Wechseleinrichtung einen durch ein Druckmittel betätigten Servomotor aufweist, welcher eine Stufenschalteinrichtung einstellt.
13. Antriebsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenschalteinrichtung die Steuerorgane der Servomotoren der Programmschalteinrichtung einstellt.
14. Antriebsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane der Servomotoren der Programmschalteinrichtung durch die von den Servomotoren beeinflußten Verriegelungsvorrichtungen freigegeben oder verriegelt werden.
15. Antriebsanlage nach den Ansprüchen 12 und 13, gekennzeichnet durch eine Blockiervorrichtung, mittels welcher der Servomotor der Auslöseeinrichtung und die Stufenschalteinrichtung in jeder Stufenstellung blockiert werden können.
16. Antriebsanlage nach den Ansprüchen 6 und i i, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Servomotor der Hauptkupplung eingestellte Verriegelungseinrichtung die Auslöseeinrichtung so beeinflußt, daß das Stufengetriebe bei gelöstem Freilaufgetriebe und dauernder Beeinflussung durch die Regeleinrichtung um mehr als eine Stufe durch die Programmschalteinrichtung weitergeschaltet wird.
17. Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine regelnde Einrichtung besitzt, welche die Wechseleinrichtung des Stufengetriebes beim Sinken der Brennstoffmenge und damit des ihr zugeordneten Moments auf einen voraus eingestellten Wert im Sinn einer Vergrößerung des Verhältnisses zwischen Sekundärdrehzahl und Priniärdreltzahl beeinflnßt. 18.
Antriebsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Drehzahlfühler besitzt, welcher die Wechseleinrichtung des Stufengetriebes beim Sinken der Drehzahl auf einen vorausbestimmten Wert im Sinn einer Verkleinerung des Drehzahlverhältnisses beeinflußt. i9.
Antriebsanlage nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daB die Regeleinrichtung eine Einstelleinrichtung besitzt, mittels welcher der Wert des Drehmoments, bei welchem die Brennstoffregeleinrichtung die Wechseleinrichtung beeinfluBt, eingestellt werden kann. 2o.
Antriebsanlage nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einstelleinrichtung besitzt, mittels welcher der Wert der Drehzahl, bei welchem der Drehzahlfühler die Wechseleinrichtung beeinfluBt, eingestellt werden kann.
21. Antriebsanlage nach den Ansprüchen i9 und 20, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung, mittels welcher der Wert des Drehmoments, bei welchem die Brennstoffregeleinrichtung die Wechseleinrichtung beeinfluBt, und der Wert der Drehzahl, bei welchem der Drehzahlfühler die Wechseleinrichtung beeinfluBt, gemeinsam eingestellt werden können.
22. Antriebsanlage nach Anspruch 17, da durch gekennzeichnet, daB die Regeleinrichtung eine Einstelleinrichtung besitzt, mit welcher der Sollwert der Drehzahl der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann.
23. Antriebsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einstelleinrichtung besitzt, mittels welcher der Höchstwert für die von der Brennstoffregeleinrichtung einzustellende Brennstoffmenge eingestellt werden kann.
24. Antriebsanlage nach den Ansprüchen i9, 20, 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einstelleinrichtung besitzt, mit welcher gemeinsam eingestellt werden kann erstens der Wert des Drehmoments, bei welchem die Brennstoffregeleinrichtung die Wechseleinrichtung beeinflußt, zweitens der Wert der Drehzahl, bei welchem der Drehzahlfühler die Wechseleinrichtung beeinfluBt, drittens der Sollwert der Drehzahl der Brennkraftmaschine und viertens der Höchstwert für die vom Brennstoffregler einzustellende Brennstoffmenge.