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Schaltvörrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe
mit entfernt vom Getriebegehäuse angeordnetem Schalthebel, dessen Bewegung einesteils
mit Hilfe eines Druckmittels und andernteils mittels Gestänge auf mechanischem Wege
den Schaltvorgang bewirken, wozu mit dem Handschalthebel ein Winkelhebel fest verbunden
ist, dessen Schenkel in den Bewegungsebenen des Handschalthebels liegen und Teile
von zwei Parallelkurbeltrieben bilden, welche die Bewegungen in je einer der Bewegungsebenen
übertragen.
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Um eine solche Schaltvorrichtung zu vereinfachen und eine betriebssichere
Gestängeausbildung zur Übertragung der vom Handschalthebel aus eingeleiteten Bewegungen
einmal auf das Ventil zur Steuerung der hydraulischen Druckeinrichtung am Getriebegehäuse
und zum anderen nach der Ganggruppenvorwahl des die Schaltgabel bewegenden Gestänges
zu erreichen, übertragen erfindungsgemäß die Parallelkurbeltriebe die Bewegungen
des ;einzigen zur Durchführung der Schaltung dienenden Handschalthebels bis zu am
Getriebegehäuse befindlichen doppelarmigen Hebeln, von denen der eine die mechanische
Einstellung des Schaltgliedes auf die. Schaltstangen und der andere die Verstellung
des Druckmittelsteuerventils für die Schaltzylinder bewirkt.
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Die Verstellung der Welle, auf der der die Schaltstangen betätigende
Hebel schwenkbar, jedoch unverschieblich gelagert ist, erfolgt in axialer Richtung
mit Hilfe des Druckmittels durch zwei Kolben, deren Kolbenstangen um die bei beiden
Kolben gleiche Hublänge verschieden sind und die in an sich bekannter Weise über
einen Waagebalken mit der Welle in Verbindung stehen.
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In der Fig. r der Zeichnung ist in strichmäßiger Ausführung die Übertragung
der
Bewegung vom Handschalthebel auf die am eigentlichen Getriebegehäuse
angeordnete Schaltvorrichtung gezeigt.
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Die Fig.2 stellt einen Schnitt nach A-A und die Fig. 3 einen Schnitt
nach B-B der .und i dar. Die Fig. 2 und 3 zeigen den Aufbau der Druckmittelsteuerung
und die Über-, tragung der davon hergeleiteten Bewegung auf die Schaltgabeln in
schematischer Darstellung.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung
soll im folgenden zugleich an Hand der Figuren beschrieben und erklärt werden.
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Der Handschalthebel i ist - beispielsweise unter dem Armaturenbrett
in einem Kugelgelenk 2 befestigt und betätigt über zwei mit ihm fest verbundene,
um go° zueinander versetzte Hebelarme 3 und 4 einen von den beiden Lenkern , und
6 gebildeten Parallelkurbeltrieb. Die einzelnen Teile des Parallelkurbeltriebes
sind untereinander alle kugelgelenkig verbunden.' Die Lenker 5 und 6 greifen mit
ihren vom Handschalthebel i entfernt gelegenen Enden an je einem auf gemeinsamer
Welle drehbar gelagerten Winkelhebel 7' und 8 an, Vom Winkelhebel 7 geht die durch
Schwenken des Handschalthebels Z in waagerechter Ebene (Pfeilrichtung 9) eingeleitete
Bewegung über die _Verbindungsstange io auf den doppelarmigen Hebel i i über. Der
Hebel i i greift mit seinem freien Ende in eine Nut 12 des die Schaltstangen im
Getriebe verstellenden Hebels 13 ein und schwenkt diesen um die Achse 14, auf der
der Hebel 13 drehbar und längs verschieibbar gelagert ist.
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Wird der Handschalthebel i in senkrechter Ebene (Pfeilrichtung 15)
bewegt, so kommt der Hebelarm 3 in die Drehachse zu liegen, d. h. er führt keine
hin und her gehende Bewegung aus, und es wird nur über den Heb,el.-arm.a. und den
Lenker 6 der Winkelhebel 8 bewegt. Dieser steht durch den Lenkarm 16 in Verbindung
mit dem Schwenkhebel 17, der an seinem freien Ende die auf ihn übertragene Drehbewegung
auf geeignete Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Zahnsegmentes 18, das in Eingriff
mit dem Zahnrad 1g steht, auf die Welle 2o weiterleitet.
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Mit der Welle 2o ist das Druckmittelsteuerv entil 21 drehsteif verbunden,
von welchem in bekannter Weise entsprechend der jeweiligen Stellung der Bohrungen
im Steuerventil das Druckmittel über Verbindungsleitungen in die betreffenden Druckkammern
22Q, 22b, 22,22d (Fig. 2) geleitet wird. Gemäß der jeweiligen- Stellung der
Steuerkolben 23 bzw. 24 wird von den Kolbenstangen 25 bzw. 26 über den Waagebalken
27 die an dessen Mittelpunkt angelenkte Achse 14 in Längsrichtung verschoben und
damit auch der auf der Welle 14 drehbar und längs unverschiebbar befestigte Hebel
13, -der durch die vom Hebel i i auf ihn einwirkende Drehbewegung jeweils mit einer
der Schaltstangen im Getriebe in Eingriff gebracht wird und dann die Schaltstange,
mit der er in Eingriff steht, in achsparalleler Richtung verschiebt und dadurch
ein anderes Räderpaar in kraftschlüssige Verbindung mit der treibenden Welle bringt.
, Die Wirkungsweise der Vorrichtung während des Schaltvorganges ist folgende: Der
Handschalthebel i wird ebenso wie ein unmittelbar am Getriebegehäuse angebrachter
Schalthebel bewegt und kann dabei in einer Kulisse geführt oder auch frei schwenkbar
angeordnet sein. Durch Schwenken des Handhebels i in horizontaler Ebene wird der
Getriebeschalthebel 13 in die Aussparung einer der bei einem Vierganggetriebe mit
Rückwärtsgang beispielsweise vorhandenen drei Schaltstangen 28, 29 oder 3o geschwenkt,
wobei noch keine kraftschlüssige Verbindung eines Ganges erfolgt. Diese Bewegung
wird, wie im Vorhergehenden beschrieben, rein mechanisch getätigt. Erst durch Verschieben
der jeweiligen Schaltstange in achsparalleler Richtung nach links oder rechts von
der Leerlaufstellung wird jeweils ein Zahnradpaar kraftschlüssig mit, der treibenden
und getriebenen Welle verbunden. Diese Bewegung wird durch Auf- oder Abwärtsschwenken
des Handhebels i innerhalb der vorgesehenen Schaltstellungen eingeleitet. Dabei
wird über den Mechanismus .t, 6, 8, 16 und 17 das Druckmittelsteuerv entil entsprechend
verstellt und demzufolge dann von dem Kolben 23 und 24 eine Längsbewegung ausgeführt,
die sich letzten Endes über den Getriebeschalthebel 13 auf eine der Schaltstangen
28, 29 oder 30 auswirkt. Die mit den Schaltstangen fest verbundenen Schaltgabeln
bringen endlich das gewünschte Zahnradpaar in Verbindung mit der treibenden Welle.
Dabei können Schalterleichterungen beliebiger Art, beispielsweise Gleichlaufkupplungen
oder Freilaufeinrichtungen o. dgl., für alle Gänge vorgesehen sein.
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Als Druckmittel können flüssige oder gasförmige Stoffe verwendet «-erden;
als besotjders zweckmäßig soll hier die Benutzung des im Motor umlaufenden Schmieröles
als Druckmittel erwähnt werden, welches in den meisten Fällen sowieso schon durch
eine Ülpumpe unter Druck steht und damit ohne weiteres zur Betätigung der Steuerkolben
verwendet werden kann.
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Von den zwei Bewegungen des Schaltvorganges wird somit die eine mechanisch
und die andere hydraulisch durchgeführt. Und
zwar wird das besonderes
Gefühl erfordernde Einrücken des Ganges mit Hilfe des Druckmittels gesteuert. Es
kann also der Handschalthebel mit beliebiger Schnelligkeit nach oben bzw. unten
gedrückt werden, ohne daß dadurch das Schalten des Ganges schädlich beeinflußt werden.
würde. Insbesondere wird damit der Wert evtl. vorgesehener Gleichlaufeinrichtungen
erst voll zur Geltung gebracht, da nunmehr die zur Synchronisierung erforderliche
Zeit selbsttätig, ohne Beeinflusjung des Fahrers eingehalten wird und somit ein
Durchschalten ohne Wartezeit ausgeschlossen ist.
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Zur Verschiebung des Getriebeschalthebels 13 in achsparalleler Richtung
mit Hilfe des Druckmittels dienen zwei Steuerkolben 23 und 24, die von einem gemeinsamen
Druckmittelsteuerventil21 gesteuert werden. Die beiden Kolbenstangen 25 und 26 sind
durch einen Waagebalken 27 verbunden. Für die Leerlaufstellung des Getriebes befindet
sich der Kolben 23 in seiner vorderen, der Kolben 24 in seiner hinteren Grenzstellung;
sind beide Kolben in der hinteren Endlage, so wird, je nachdem in welche Schaltstange
der Getriebeschalthebel 13 eingeschwenkt ist, der i. oder 3. Gang eingerückt, und
bei vorderer Endstellung beider Kolben ist entweder der . 2., 4. oder der Rückwärtsgang
eingeschaltet. Diese Druckmittelkolbenstellungen werden dadurch erreicht, daß eine
Kolbenstange, in diesem Falle beispielsweise die Stange 25, um die `Hublänge, die
für beide Kolben gleich groß ist, kürzer ist als die Stange 26.
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Damit steht bei vorderer Grenzstellung des Kolbens 23 und hinterer
Grenzstellung des Kolbens 24 der Waagebalken 27 waagerecht, was für den Anlenkpunkt
31 der Achse 14 der Leerlaufstellung entspricht. Wird nun der Kolben 24 auch in
die vordere Grenzstellung gedrückt, so wird der Anlenkpunkt 31 nach vorn und bei
rückwärtiger EndsbeRung beider Kolben nach hinten gegenüber der Leerlaufstellung
verschoben. Je nachdem in welche Schaltstange der Getriebeschalthebel 13 eingeschwenkt
ist, bedeutet dann das Vorwärtsdrücken der Achse 14 das Einrücken des 2., 4. und
Rückwärtsganges und die Rückwärtsbewegung der Achse 14 das Schalten des i. und 3.
Ganges bei einem als Beispiel angenommenen Vierganggetriebe.
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Durch diese Einstellmöglichkeit der Druckmittelsteuerkolben wird neben
einfacher Ausbildung sämtlicher zur Steuerung dienender Mittel insbesondere eine
hohe Betriebssicherheit gewährleistet, da hierbei gegenüber anderen Anordnungen,
bei denen die Steuerkolben auch andere als Grenzstellungen einnehmen, falsche Kolbeneinstellungen
infolge Versagens irgendwelcher Einstellvorrichtungen ausgeschlossen sind.
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Weiterhin bietet die Schaltvorrichtung insgesamt bei einfachstem Aufbau
Möglichkeiten, die sonst nur unter Aufwand umständlicher und teuerer Vorrichtungen
ermöglicht wer den konnten. Die keine weitere Vorsicht erfordernde Bewegung beim
Schalten wird unmittelbar übertragen, während das Einrücken der Klauenkupplungen
mit dem Handschalthebel nur eingeleitet und erst mit Hilfe der Steuerkolben ausgeführt
wird, womit schädliches und falsches Schalten durch den 'Fahrer ausgeschaltet ist.