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Schaltvorrichtung für das Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Getriebeschaltvorriehtung für Kraftfahrzeuge, bei der der Schalthebel nicht unmittelbar auf die Schaltstange des Wechselgetriebes einwirkt, sondern in einiger Entfernung vom Getriebe angeordnet ist, wie es besonders bei Kraftfahrzeugen mit dem Getriebe am Hinterende (z. B. bei Heekmotorantrieb) und bei solchen mit am vorderen Ende des Wagens liegendem Getriebe (z. B. bei Frontmotorantrieb mit angetriebenen Vorderrädern) der Fall ist. Bei solchen Schaltvorrichtungen werden die Getriebeschaltstangen normalerweise bis zum Schalthebel geführt (also z. B. bei Heckmotorantrieb mit am Hinterende des Wagens liegendem Getriebe von diesem nach vorne bis vor den Führersitz), um den am unteren Ende des Schalthebels befindlichen Kugelkopf in die an den Getriebeschaltstangen befindlichen Gabeln einführen zu können.
Bei dieser Bauart sind also mehrere verhältnismässig lange Schaltstange nötig, die, weil sie geführt und deswegen an den Führungsstellen bearbeitet sein müssen, nicht nur teuer und schwer sind, sondern deren Führung bei Anordnung normaler Führungselemente wegen Verwindung des Wagenrahmens entweder mangelhaft ist oder nur durch Anordnung beweglicher, teurer Führungselemente einwandfrei durchgebildet werden kann.
Es sind auch Schaltvorrichtungen, besonders bei Kraftfahrzeugen mit Vorderradantrieb und vorne liegendem Motor (Frontmotorantrieb) bekannt, bei denen die Verlängerung der Getriebeschaltstangen bis zum Schalthebel dadurch vermieden wird, dass ein dem Schalthebel entsprechender doppelarmiger Hebel am Getriebe angebracht ist, dessen am unteren Ende sitzender Kugelkopf in die Schaltgabel eingeführt wird und dessen oberes Ende beim Schalten so bewegt wird wie ein normaler Schalthebel.
Diese Bewegung wird durch eine, etwa in der senkrechten Mittelebene des Getriebes und parallel zu den Getriebewellen liegende Schaltstange eingeleitet, die sowohl längsverschieblich wie um ihre Achse drehbar gelagert ist. Das eine Ende dieser Schaltstange liegt in Reichweite des Führers und ist dort rechtwinklig so abgebogen, dass ein Handgriff entsteht, den der Fahrer beim Schalten erfasst ; am andern Ende dieser Schaltstange ist ein kurzer Hebel befestigt. Dieser Hebel und der Handgriff liegen in Mittelstellung etwa in der Mittelebene des Getriebes. Das freie Ende des Hebels ist derartig gelenkig mit dem oberen Ende des am Getriebe sitzenden doppelarmigen Hebels verbunden, dass sowohl die Verschiebe-wie die Drehbewegungen der Schaltstange, die der Führer beim Schalten mittels des Handgriffes ausführt, auf den doppelarmigen Hebel übertragen werden.
Es ist ohne Erläuterung verständlich, dass dieser Hebel auf diese Weise beim Schalten in derselben Weise bewegt wird, wie der gebräuchliche, am Getriebe befestigte, unmittelbar vom Führer betätigte Schalthebel.
Bei dieser Bauart ist zwar nur eine vom Getriebe bis zum Führersitz reichende Schaltstange nötig ; für die Schwierigkeit ihrer Führung gilt aber dasselbe wie für die erstbeschriebene Bauart. Ausserdem kann diese Ausführung nur dort angewendet werden, wo es möglich ist, eine in der Längsachse des Fahrzeuges verschiebbare Schaltstange in Handhöhe des Führers anzuordnen, also vom Führersitz aus nach vorne. Bei Fahrzeugen mit Heckmotor, bei denen das Getriebe im hinteren Teil des Fahrzeuges angeordnet ist, ist diese Bauart also nicht anwendbar.
Die Erfindung stellt eine bei jeder Fahrzeugbauart anwendbare und besonders für Fahrzeuge mit Heckmotor geeignete Schaltvorrichtung dar, bei der der Schalthebel nur durch eine einzige Schaltstange mit den Gabeln der Getriebesehaltstangen verbunden ist, die jedoch keiner Führung am Rahmen bedarf, da ihre Endpunkte in noch zu erläuternder Weise
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bewegt werden ; die Stange ist nicht mittels Lagern oder Führungen mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ; dessen Verwindungen sind also ohne jeden Einfluss auf die Bewegung der Schaltstange. Die Schalt- vorrichtung besteht aus einfachen, in ihrem Zusammenwirken betriebssicheren Konstruktionselementen ; die Betätigung des Schalthebels geschieht in der Weise, wie bei der bekannten Kulissenschaltung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, u. zw. zeigt Fig. 1 den
Aufbau der Schaltvorrichtung in perspektivischer, schematischer Darstellung in Mittelstellung. Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer andern Ausführung des Schaltorgans und Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie
11-11 der Fig. 2.
Der Schalthebel 1 kann, wenn nicht eine Führung durch Anordnung eines Schaltsegmente 2' erzwungen wird, infolge seiner kardangelenkartigen Lagerung nach allen Richtungen bewegt werden.
Die Lagerung ist folgendermassen durchgebildet : Der untere Teil des Schalthebels ist mit einer in Längs- richtung des Fahrzeuges liegenden Achse 3 fest verbunden, die sich in Lagern 4 drehen kann, welche am
Ende der Gabel 5 eines doppelarmigen Hebels angeordnet sind. Die Drehachse 6 dieses Gabelhebels steht senkrecht zur Fahrzeuglängsmittelebene und kann sich in fest mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen
Lagern 7 drehen. Der andere Arm 8 des doppelarmigen Hebels steht in der Mittelstellung senkrecht zur Fahrbahn und liegt in der gleichen Achse wie der untere Teil des Schalthebels 1.
Auf der Quer- achse 3 ist ferner senkrecht zu dieser ein in Mittelstellung waagerecht liegender Hebelarm 9 befestigt.
Mittels des Knopfes 10 kann der Schalthebel 1 mit der Achse 3 und dem Hebelarm 9 frei nach allen Rich- tungen bewegt werden. Der untere Arm 8 des Schalt-oder Gabelhebels ist durch ein Kugelgelenk 11 mit dem einen Ende der Schaltstange 12 verbunden, deren anderes Ende mit dem doppelarmigen Hebel 1. 3 verbunden ist, so dass sowohl Bewegungen in Richtung der Stange 12 als auch Drehbewegungen um ihre
Achse auf den Hebel 13 übertragen werden, der mittels eines Kugelgelenkes 14 am Fahrzeugrahmen oder - wie in der Abbildung dargestellt-am Getriebekasten gelagert ist.
Die Verbindung zwischen der
Schaltstange 12 und dem Hebel 18 ist in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel durch einen quer durch die Schaltstange 12 hindurchgehenden Bolzen 15 erzielt, der in der Gabel 16 des Hebels 18 drehbar ge- lagert ist. Der mit dem Schalthebel 1 einen Winkelhebel bildende Hebel 9 ist durch ein Kugelgelenk 17 mit einer Stange 18 verbunden, deren anderes Ende ebenfalls mittels eines Kugelgelenkes 19 mit dem
Hebel 20 verbunden ist, der auf der Schaltstange 12 befestigt ist.
Der obere Arm des doppelarmigen Hebels 13 endet in einem Kugelkopf 21, der durch entsprechende
Bewegung des Hebels 13 in eine der Gabeln 22,23, 24, 25 der Getriebesehaltstangen eingeführt werden kann ; um dies zu ermöglichen, müssen die Gabeln auf einem Zylinder liegen, dessen Achse parallel zur
Fahrbahn liegt und durch den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 14 hindurchgeht.
Die Schaltung geht folgendermassen vor sich : Angenommen, der Schaltungsmechanismus stehe in Mittelstellung, d. h. der untere Arm 8 des Gabelhebels, die Verbindungsstange 18 und der Doppel- hebel 18 stehen senkrecht zur Fahrbahn, die Hebel 9 und 20 liegen in Ebenen parallel zur Fahrbahn und der Kugelkopf 21 greife in die Gabel 24 einer der Getriebeschaltstangen ein. Wird nun der Schalthebel 1 in einer Ebene parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene in der Pfeilrichtung bewegt, so dreht sich das Schalt- hebelsystem um die Achse 6 des Gabelhebels und durch den beschriebenen Mechanismus wird die Gabel 24 ebenfalls in der Pfeilrichtung verschoben, wodurch in bekannter Weise einer der Gänge eingeschaltet wird.
Soll ein anderer Gang eingeschaltet werden, so muss zuerst der Schalthebel 1 entgegen der Pfeilrichtung auf Mittelstellung zurückgezogen werden ; hierauf muss der Schaltknopf 10 in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse bewegt werden, wobei sich die Hebel 1, 9,20 und 18 ebenfalls in einer solchen
Ebene um ihre Achsen oder Drehpunkte bewegen ; hiedurch kann der Kugelkopf 21 in eine der Gabeln 22, 23 oder 25 eingeführt werden. Ist der Kugelkopf in eine dieser Gabeln eingeführt, so geschieht die Ein- schaltung des gewünschten Ganges wieder in der oben beschriebenen Weise.
Hiezu ist zu bemerken, dass bei der Übertragung des durch den Hebel 20 in die Schaltstange 12 eingeleiteten Drehmomentes auf den Doppelhebel 13 dieser durch sein dadurch hervorgerufenes Ausschwingen das mit ihm gelenkig ver- bundene Ende der Schaltstange 12 ebenfalls zum Ausschwingen um den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 11 bringt. Um dem Führer die Bewegung des Schalthebels in den verschiedenen Richtungen zu erleichtern und eine unerwünschte Stellung des ganzen Organismus zu verhindern, wird der Getriebehebel 13 in einem Schaltsegment 2 in bekannter Art geführt. Natürlich kann das Sehaltsegment auch zur Führung des Schalthebels 1 dienen und wird in diesem Falle wie das punktiert gezeichnete Schaltsegment 2'ange- ordnet.
Zweckmässig wird das Schaltsegment jedoch am Getriebehebel angeordnet, damit etwaige Unter- schiede und Veränderungen in den Übertragungsorganen nicht auf das Getriebe übertragen werden.
Zur Vereinfachung der Erläuterung ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel rechtwinklige
Lage der einzelnen Glieder in Mittelstellung angenommen ; bei entsprechender Durchbildung des kinema- tischen Zusammenhangs kann natürlich von dieser Bauweise abgewichen werden.
Die Ausführung nach Fig. 2 und 3 bezweckt eine weitere vorteilhafte Ausbildung des die Schalt- vorrichtung betätigenden Schaltorgans. Hiebei ist die Verbindung zwischen dem Schalthebel und der verschieb-bzw. drehbaren Schaltstange wesentlich vereinfacht.
Mit 12 ist wieder die verschieb-und verdrehbare Schaltstange bezeichnet, deren vom Schalt- hebel 1 abgekehrtes Ende die Schaltbewegungen auf die Getriebeschaltstangen überträgt. Auf dem andern
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Ende der Schaltstange 12, welches dem Schalthebel 1 zugekehrt ist, sitzt ein Zahnsegment 20a, in das der Schalthebel 1 mit seinem unteren Ende 9a, welches ein entsprechend ausgebildetes Gegensegment 20b aufweist, eingreift. Das mit der Schaltstange 12 zusammenwirkende Ende 9a des Schalthebels 1 und die Zahnsegmente 20a, 20b sind in einem flachen, im Querschnitt etwa birnenförmigen Gehäuse 5a eingeschlossen, mit dem die Schaltstange 12 bewegungsschlüssig verbunden ist.
Das Schaltgehäuse 5a ist am Fahrzeugrahmen gelenkig befestigt, u. zw. kann es um den Gelenkbolzen 6a gedreht werden, der quer zur Achse der Stange 12 liegt. In der waagerechten Ebene dieses Gelenkbolzens befindet sich ein zweiter, im oberen Gehäuseteil senkrecht zum Bolzen 6a gelagerter Bolzen 3a, auf dem der Schalthebel 1 zwischen den Gehäusewangen 26 in einer senkrechten Ebene quer zur Achse der Verbindungsstange 12 schwenkbar gelagert ist.
Beim Bewegen des Schaltknopfes 10 in die beiden Pfeilrichtungen A und B, also in der senkrechten Längsmittelebene der Schaltstange 12, dreht sieh der Schalthebel 1 und mit ihm zusammen das Schaltgehäuse 5a um den Gelenkbolzen Sa. Bei diesen Schaltbewegungen wird die Schaltstange 12 im wesentlichen in Richtung ihrer Längsachse verschoben, wie dies durch den eingezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. Diese Schubbewegung der Stange 12 wird in der oben geschilderten Weise auf die Getriebeschaltstange übertragen. Wird dagegen der Schaltknopf 10 bzw. Schalthebel 1 in einer senkrechten Ebene quer zur Achse der Stange 12 bewegt, so schwenkt lediglich der Schalthebel 1 um den Zapfen 3a quer zur Stange 12, während das Schaltgehäuse 5a an der Bewegung nicht teilnimmt.
Bei dieser Schaltbewegung wird die Sehaltstange 12 dadurch, dass sich die Zähne der Zahnsegmente 20a, 20b aufeinander abwälzen, verdreht und auf diese Weise das Wählen eines Getriebeganges ermöglicht, wie dies vorher näher erläutert worden ist.
Bei 27 ist ein Kardangelenk vorgesehen, um das die Schaltstange 12 Schwenkbewegungen ausführen kann, wenn ihr durch das Schaltorgan eine Drehbewegung erteilt wird. Es liegt im Wesen der Erfindung, dass mannigfache Abänderungen am dargestellten Ausführungsbeispiel getroffen werden können, ohne dass sich am Erfindungsgedanken etwas ändert. Dies gilt namentlich für die Einrichtung, welche die Schaltbewegungen von der Verbindungsstange 12 auf die Betriebsschaltstangen zu übertragen hat.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit vom Führersitz entfernt angeordnetem Wechselgetriebe bei dem die Schaltbewegung von dem vom Führer bewegten Sehaltorgan durch eine einzige Schaltstange auf den die Bewegung auf die Getriebeschaltstangen übertragenden Mechanismus weitergeleitet wird und auf diese Schaltstange sowohl eine Bewegung in Richtung der Stange als auch eine Bewegung um die Achse der Stange übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (12) einerseits mit dem vom Führer bewegten Schaltorgan durch ein nach allen Richtungen bewegliches
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Schalthebel (13) nur um eine zur Längsrichtung der Sehaltstange (12) senkrecht stehende Achse (15) gelenkig verbunden ist,
so dass eine weitere Lagerung oder Führung der Schaltstange (12) nicht erforderlich ist.