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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, das aus einem mittels eines Handhebels schaltbaren mehrstufigen Hauptgetriebe und einem zweistufigen, durch ein über ein Steuergerät geführtes
Druckmittel schaltbaren Gruppengetriebe besteht, wobei der Handhebel in mehreren nebeneinanderliegenden
Schaltgassen bewegbar ist, zugleich zur Verstellung des Druckmittelsteuergerätes des Gruppengetriebes dient, für ihn entsprechend der Verdoppelung der Stufen des Hauptgetriebes durch das Gruppengetriebe nebeneinander zwei Schaltgassengruppen vorgesehen sind und er beim nur unter Überwindung eines erhöhten Widerstandes möglichen Übergang von einer Schaltgassengruppe zur andern das Druckmittelsteuergerät verstellt.
Bei dieser bekannten Konstruktion (USA-Patentschrift Nr. 3, 396, 610) wird mit einem einzigen
Betätigungsorgan, nämlich dem Handhebel, das Auslangen gefunden, und es ist jeder Handhebelstellung nur eine einzige Schaltstellung des Gesamtgetriebes zugeordnet. Dadurch wird die gewünschte Übersichtlichkeit erreicht, denn der geübte Fahrer kann allein aus der jeweiligen Handhebelstellung ersehen, welche Stufe des
Gesamtgetriebes eingeschaltet ist. Es kann auch zu keiner Fehlbedienung kommen bzw. es ist die Bedienung vereinfacht, da es ja nur darum geht, mit dem Schalthebel nebeneinanderliegende Schaltgassen zu erreichen und keine sonstigen Manipulationen erforderlich sind.
Durch den erhöhten Widerstand beim Übergang von einer
Schaltgassengruppe zur andern soll verhindert werden, dass der Fahrer unbewusst von der höheren zur niedrigeren
Gruppe oder umgekehrt schaltet und somit Schaltfehler begeht.
Nach der genannten USA-Patentschrift ist der auf die Schaltstangen des Hauptgetriebes einwirkende
Schaltfinger unmittelbar am Handhebel des Hauptgetriebes angeordnet. Der Schaltfinger durchsetzt eine verschiebbare Kulisse, die an einer zusätzlichen Steuerstange angreift. Diese Steuerstange wird bei jeder
Bewegung des Handhebels von einer Schaltgasse zur andern verschoben und weist Vertiefungen auf, in die fallweise federbelastete Kugeln eingreifen, von denen eine ein einen Teil des Druckmittelsteuergerätes bildendes
Ventil od. dgl. betätigt.
Abgesehen davon, dass sich diese Ausbildung nicht für eine Schalteinrichtung mit quer zu den Schaltstangen verlaufender Schaltwelle zur Fernbedienung eignet, besteht auch der weitere Nachteil, dass der Übergang von der einen zur andern Schaltgassengruppe nicht in beiden Richtungen in gleicher Weise spürbar ist und somit Fehlschaltungen nicht völlig ausgeschlossen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die eingangs geschilderte
Schalteinrichtung so zu verbessern, dass Schaltfehler mit Sicherheit vermieden werden und ein Schalten von einer vom Hauptgetriebe entfernten Stelle her möglich ist.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass in an sich bekannter Weise wenigstens zwei parallele
Schaltstangen für das Hauptgetriebe und eine diese kreuzende, mittels des Handhebels verdrehbare und gegen
Federkraft verschiebbare Schaltwelle vorgesehen sind, die einen wahlweise auf eine der Schaltstangen einwirkenden Schaltfinger trägt, dass die Schaltwelle mit einem Nocken zur Verstellung des Druckmittelsteuergerätes des Gruppengetriebes versehen ist und für die auf ihr drehfest, aber axial verschiebbar gelagerte, verlängerte Nabe des Schaltfingers Mitnehmer aufweist, deren Ein- oder Ausrasten beim Gruppenwechsel den erhöhten Widerstand für die Schaltwellen- bzw.
Handhebelbewegung ergibt, dass eine zwischen einem Schaltwellenbund od. dgl. und der Schaltfingernabe eingespannte Feder vorgesehen ist, die bei ausgerasteten Mitnehmern eine anschlagbegrenzte Relativverschiebung von Nabe und Schaltwelle bewirkt, dass die Schaltfingernabe als mit dem Druckmittel entgegen der Wirkung dieser Feder beaufschlagbarer Kolben ausgebildet bzw. mit einem solchen fest verbunden ist, dass der Kolbenhub durch einen federnden Anschlag begrenzt ist, der die dem Ein- bzw. Ausrasten der Mitnehmer etwa entsprechende Nabenstellung bestimmt, und dass die Schaltwelle einen weiteren Nocken für ein zusätzliches Druckmittelsteuergerät trägt, das nur bei der Schaltwellenverschiebung im Sinne des Überganges von der höheren zur niedrigeren Gruppe die Kolbenbeaufschlagung herbeiführt.
Da für den Handhebel nebeneinander zwei Schaltgassengruppen vorgesehen sind, muss die Schaltwelle auch über den Weg, den der Schaltfinger von einer Schaltstange des Hauptgetriebes zur andern zurücklegt, hinaus auf das doppelte Mass der Verschiebung bei einem gewöhnlichen Hauptgetriebe verschiebbar sein. Die Nabe des Schaltfingers darf aber diese weite Verschiebung über das Normalmass hinaus nicht mitmachen, weil ja nur die für das Hauptgetriebe notwendige Anzahl von Schaltstangen vorhanden ist und der Schaltfinger nur jeweils von der einen zur andern Schaltstange zu bewegen ist. Daher darf auch die Nabe des Schaltfingers mit der Schaltwelle nicht bleibend verbunden sein, sondern es muss eine Entkupplung stattfinden, sobald die Schaltwellenverschiebung in Richtung zu den höheren Getriebestufen das Normalmass überschreitet.
Zur Kupplung und Entkupplung von Nabe und Schaltwelle dienen die Mitnehmer, deren Ein- oder Ausrasten den Widerstand ergibt, der erwünscht ist, um den Gruppenwechsel für den Fahrer bemerkbar zu machen. Wird die Schaltwelle in Richtung zu den höheren Getriebestufen über das Normalmass hinaus verschoben, so kommt nach dem Ausrasten der Mitnehmer der Nocken zur Wirkung und das Druckmittelsteuergerät des Gruppengetriebes wird verstellt, so dass das Gruppengetriebe auf die höhere Stufe geschaltet wird. Umgekehrt wird beim Verschieben der Schaltwelle aus der höheren Gruppe knapp vor dem Einrasten der Mitnehmer das Druckmittelsteuergerät im Sinne des Einrückens der niedrigeren Stufe im Gruppengetriebe betätigt.
Bei ausgerasteten Mitnehmern, also von der Schaltwelle entkuppelter Schaltfingernabe, muss nun entsprechend der Schaltwellenverschiebung in die den Schaltgassen der höheren Gruppe zugeordneten Stellungen
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auch die Nabe Schaltbewegungen ausführen, da nun ja wieder mit dem Schaltfinger die eine oder die andere
Schaltstange des Hauptgetriebes zu verstellen ist. Daher ist die zwischen dem Schaltwellenbund od. dgl. und der
Schaltfingernabe eingespannte Feder vorgesehen, die beim Ausrasten der Mitnehmer sofort eine
Relativverschiebung der Nabe gegenüber der Schaltwelle bewirkt und die Schaltfingernabe entgegen der Richtung der Schaltwellenverschiebung zurückführt.
Wird nun die Schaltwelle zum Eintreten des Handhebels in die höchste
Schaltgasse weiterverschoben, so kommt der die Relativverschiebung von Nabe und Schaltwelle begrenzende
Anschlag als Mitnehmer zur Wirkung, so dass die Schaltfingernabe bzw. der Schaltfinger wieder zur nächsten
Schaltstange des Hauptgetriebes bewegt wird. Bei der Rückverschiebung der Schaltwelle, also beim Übergang von der höchsten zur nächst niedrigeren Schaltgasse wird die Schaltfingernabe dadurch mitgenommen, dass sie von der Feder gegen den Anschlag gedrückt ist. Wird weiter abwärtsgeschaltet und damit die Gruppe gewechselt, so muss die Schaltfingernabe entgegen der Schubrichtung der Schaltwelle in jene Stellung bewegt werden, in der der
Schaltfinger mit der Schaltstange der höchsten Stufe des Hauptgetriebes in Eingriff steht.
Zu diesem Zweck ist der mit der Nabe einstückige oder fest verbundene Kolben vorgesehen, der über das zusätzliche
Druckmittelsteuergerät beaufschlagt wird und die Rückführung der Nabe gegen die ihn beaufschlagende Feder herbeiführt. Ist die Nabenverschiebung vollzogen, so rasten auch die Mitnehmer wieder ein, die Nabe ist mit der
Schaltwelle gekuppelt und das weitere Abwärtsschalten kann in üblicher Weise erfolgen. Da der Handhebel nicht unmittelbar auf die Schaltstangen des Hauptgetriebes einwirkt, sondern eine Schaltwelle mit einem
Betätigungsgestänge zwischengeschaltet ist, ergibt sich die gewünschte Freizügigkeit hinsichtlich der Anordnung des Handhebels.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltwelle wenigstens teilweise hohl ausgebildet ist und in den Hohlraum ein ortsfester, an seinem freien Ende konisch abgesetzter Dorn einragt, dass die endseitig konischen oder bombierten Mitnehmer im Dornbereich in Radialbohrungen der Schaltwelle verschiebbar gelagert sind und eine Maximallänge besitzen, die der Differenz des Schaltwellenaussenradius und des Radius des Dornabsatzes entspricht, dass in der verlängerten Nabe des Schaltfingers eine Innenringnut mit schrägen Flanken vorgesehen ist, in der die Mitnehmer nur in der der niedrigeren Gruppe entsprechenden
Relativstellung von Nabe und Schaltwelle eingerastet sind, wobei der Kolbenhub bis zum Auftreffen auf den federnden Anschlag etwas kleiner ist als der mögliche Weg der Mitnehmer entlang des Dornes bis zum Erreichen des Absatzes.
Je nach der Relativstellung von Dorn und Schaltwelle sind also die Mitnehmer auswärtsgedrückt und in der Innenringnut der Schaltfingernabe eingerastet oder zum Dornabsatz einwärtsverschoben und dadurch ohne Wirkung. Dabei ergeben die schräge Flanke des Dornabsatzes und die schrägen Flanken der Innenringnut bei der Relativverschiebung von Schaltwelle und Dorn die erforderlichen Kraftkomponenten zur radialen
Verschiebung der Mitnehmer. Da aber der Kolbenhub bis zum Auftreffen auf den federnden Anschlag etwas kleiner ist als der mögliche Weg der Mitnehmer entlang des Dornes bis zum Erreichen des Absatzes, muss, wenn die Mitnehmer aus der Innenringnut austreten, also radial einwärts zum Dornabsatz verschoben werden sollen, der federnde Anschlag zurückgedrückt werden, was den gewünschten erhöhten Widerstand mit sich bringt.
Gleiches gilt, wenn sich die Mitnehmer in entkuppelter Stellung befinden und die Einraststellung erreicht werden soll.
Erfindungsgemäss ist der Kolben bzw. die Nabe des Schaltfingers durch eine ortsfest abgestützte, entgegen der Richtung der Kolbenbeaufschlagung wirkende weitere Feder belastet, die den Kolben bzw. die Nabe gegen einen die Grundstellung des Schaltfingers bestimmenden Anschlag drückt, in welcher Grundstellung der Schaltfinger vorzugsweise mit der Schaltstange für die erste und zweite Stufe des Hauptgetriebes Eingriff hat. Wird die Schaltwelle in die Neutralstellung verdreht, also jeweils eine Getriebestufe ausgeschaltet, so kehrt unter der Wirkung der weiteren Feder die Nabe in die Grundstellung zurück.
Der die Grundstellung des Schaltfingers bestimmende Anschlag kann gegen Federkraft verschiebbar sein.
Dadurch ist es möglich, den Schaltfinger aus der Grundstellung weiterzuverschieben, um ihn mit einer zusätzlichen Schaltstange zum Einrücken des Rückwärtsganges und gegebenenfalls eines extrem niedrigen Kriechganges in Eingriff zu bringen.
Wie bereits erwähnt, darf das zusätzliche Druckmittelsteuergerät, das die Beaufschlagung des Kolbens der Schaltfingernabe herbeiführt, nur bei der Schaltwellenverschiebung im Sinne des Überganges von der höheren zur niedrigeren Gruppe betätigt werden. Um dies zu erreichen, ist zum Verstellen des zusätzlichen Druckmittelsteuergerätes ein federnd gegen den weiteren Nocken gedrückter Stössel vorgesehen, der bei der Schaltwellenverschiebung im Sinne des Überganges von der niedrigeren zur höheren Gruppe aus der Nockenbahn schwenkt.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l das mit einer erfindungsgemässen Schalteinrichtung erreichbare Schaltschema, Fig. 2 wesentliche Einzelheiten der Schalteinrichtung im Schnitt und Fig. 3 bis 6 die Schalteinrichtung in vier Schaltstellungen in vereinfachter bzw. teils schematischer Darstellungsweise.
Das zu schaltende Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe besteht aus einem Hauptgetriebe mit vier Vorwärtsgängen, einem Rückwärtsgang und einem Kriechgang sowie aus einem zweistufigen Gruppengetriebe. Durch dieses Gruppengetriebe wird daher die Zahl der vier Vorwärtsgänge des Hauptgetriebes verdoppelt, je nachdem, ob die
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erste oder zweite Stufe des Gruppengetriebes eingeschaltet ist. Für den einzigen Handhebel zum Schalten des Hauptgetriebes und des Gruppengetriebes sind zwei Schaltgassengruppen --al und a2 bzw. bl und b2-vorgesehen, so dass die Schaltgasse--al--für die Gänge--I, II--, die Schaltgasse --a2-- für die Gänge
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umgekehrt wird jeweils das Gruppengetriebe geschaltet.
Die Schaltgasse--c--ist zusätzlich für den Rückwärtsgang-R--und den Kriechgang --K-- vorgesehen. Aus dem Schaltschema nach Fig. 1 ergibt sich klar, dass der Fahrer an der Stellung des Handhebels in der jeweiligen Schaltgasse den jeweils eingeschalteten Getriebegang erkennen kann und dass das Schalten keine Schwierigkeiten bereitet, zumal der Übergang von der Schaltgasse --a2-- zur Schaltgasse --b1-- und umgekehrt nur unter Überwindung eines zusätzlichen Widerstandes durchgeführt werden kann.
Gleiches gilt für den Übergang von der Schaltgasse--al--zur
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verbunden, u. zw. in der Weise, dass die Handhebelbewegung von einer Gasse zur andern eine Schaltwellenverschiebung und die Handhebelbewegung innerhalb einer Gasse die Schaltwellenverdrehung zur
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--2, 3-- für--l-- ist drehfest, aber axial verschiebbar die verlängerte Nabe--5--des Schaltfingers--6--gelagert.
Beim Verschieben der Schaltwelle --1-- wird, sofern die Schaltfingernabe --5-- mit der Schaltwelle gekuppelt ist, der Schaltfinger --6-- wahlweise mit einer der Schaltstangen --2, 3, 4--in Eingriff gebracht.
Das Drehen der Schaltwelle--l--hat dann das Verschieben der betreffenden Schaltstange und damit das Einoder Ausrücken eines Ganges zur Folge, da ja auf den Schaltstangen--2, 3, 4--in üblicher Weise Schaltgabeln sitzen, die in Getriebeschaltmuffen eingreifen.
Auf der Schaltwelle--l--ist ein Nocken --7-- befestigt, mit dessen Hilfe ein Druckmittelsteuergerät --8-- (nur in den Fig. 3 bis 6 dargestellt) verstellt werden kann. Über dieses Druckmittelsteuergerät--S-- wird der nicht dargestellte Kolbentrieb zum Schalten des Gruppengetriebes beaufschlagt. Das in den Zeichnungen linke Ende der Schaltwelle--l--ist hohl ausgebildet, und es ragt in den Hohlraum ein ortsfester Dorn --9-- ein, der an seinem freien Ende--10--konisch, d. h. mit konischer Übergangsfläche --1--, abgesetzt ist. Der in Fig. 2 dargestellte zweite Absatz ist nur aus konstruktiven Gründen vorgesehen. In der Schaltwelle--l--sind im Dornbereich endseitig konische Mitnehmer --12-- in Radialbohrungen --13-verschiebbar gelagert.
Diesen entsprechend besitzt die verlängerte Nabe--5--des Schaltfingers--6--eine Innenringnut --14-- mit schrägen Flanken. Die Länge der Mitnehmer entspricht der Differenz des Schaltwellenaussenradius und des Radius des Dornabsatzes--10--. Mit der verlängerten Nabe--5--des Schaltfingers --6-- ist ein Kolben --15-- starr verbunden. Zwischen einem an der Schaltwelle--l-- befestigten Stützring--16--und der Nabe --5-- des Schaltfingers --6-- ist eine Feder --17-eingespannt. Der Hub des Kolbens --15-- wird durch zwei Ringe--18, 19--begrenzt, die jeweils durch eine Feder--20, 21--gegen die Stirnflächen einer ortsfesten Büchse--22--gedrückt werden und als Anschläge für den Kolben--15--dienen.
Mit--23--ist ein als Anschlag dienender, auf der Schaltwelle --l-- festsitzender Sprengring bezeichnet. Der Kolbens --15-- wird durch eine weitere Feder --24-belastet, die ihn gegen den Ring --19-- und damit in die Grundstellung drückt. Da die weitere Feder --24-- nicht unmittelbar auf den Kolben--15--, sondern über einen Ring gegen einen ortsfesten Anschlagring--25--wirkt, ist in der Grundstellung des Kolbens--15--die Feder--21--nicht durch die Feder--24--belastet.
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nach Fig. 5 nach links auf die Nockenbahn aufgleitet und das zusätzliche Druckmittelsteuergerät --27-- gegen Federkraft verstellt.
In der Stellung nach den Fig. 2 und 3 ist die Schaltfingernabe--5--über die Mitnehmer --12-- mit der Schaltwelle --1-- starr gekuppelt. Der Kolben --15-- liegt am Anschlag --19-- unter der Wirkung der Feder--24-an und die Schaltfingernabe --5-- bzw. der Schaltfinger-6-nimmt die Grundstellung ein, d. h. der Schaltfinger --6-- ist mit der Schaltstange --2-- in Eingriff. Das Gruppengetriebe ist auf die erste Stufe geschaltet, so dass sich der Handhebel in der Schaltgasse --al-- befindet und der I. oder II.Gang geschaltet werden kann. Dabei wird die Schaltwelle--l--verdreht und der Schaltfinger --6-- nimmt die Schaltstange --2-- in der einen oder andern Richtung mit.
Wird nun der Handhebel zur Schaltgasse-a-bewegt, so verschiebt sich die Schaltwelle --1-- und damit der
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Gänge III oder IV verlassen, die Schaltwellel --1-- also in die neutrale Drehstellung bewegt und der Handhebel freigegeben, so kehrt die Schaltwelle mit dem Schaltfmger wieder in die Grundstellung nach Fig. 2 und 3 zurück.
Soll aus der Gasse-a2-- (Stellung nach Fig. 4) in die Schaltgasse --b1-- übergewechselt werden, so muss mit der Schaltwelle der Kolben--15--gegen die auf den Anschlagring --18-- wirkende Feder
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gelöst ist, die Mitnehmer --12-- aus der Ringnut--14--also ausgerastet sind, kommt die Feder --17-zur Wirkung, die eine Relativverschiebung der Schaltfingernabe --5-- gegenüber der Schaltwelle--l-- bewirkt und in Zusammenarbeit mit der Feder--24--den Kolben--15--und damit den Schaltfinger --6-- in die Grundstellung am Anschlag --19-- zurückführt. Bevor der Handhebel noch die Schaltgasse - erreicht hat,
ist der Stössel des Druckmittelsteuergerätes --8-- zufolge der entsprechenden Schaltwellenverschiebung von dem Nocken-7-in die Stellung nach Fig. 5 abgeglitten, was eine gegensinnige Beaufschlagung des Kolbens des zum Schalten des Gruppengetriebes dienenden Kolbentriebes zur Folge hatte, so
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die der Schaltgasse--bl--entsprechende Schubstellung ein (Fig. 5). Es kann daher wahlweise der V. und VI. Gang eingelegt werden, was dem Einlegen des 1. und II. Ganges bei eingeschalteter erster Stufe des Gruppengetriebes entspricht.
Wird der Handhebel zur Gasse--b--bewegt und damit die Schaltwelle--l--aus der Stellung nach Fig. 5 in jene nach Fig. 6 bewegt, so nimmt der als Anschlag wirkende Sprengring--23--die Schaltfingernabe - und damit den Schaltfinger --6-- mit, so dass letzterer mit der Schaltstange--3--in Eingriff kommt, was, da ja die zweite Stufe des Gruppengetriebes eingeschaltet ist, der wahlweisen Schaltung des VII. oder VIII. Getriebeganges entspricht. Die Freigabe des Handhebels hat unter der Wirkung der weiteren Feder - 24-- die Rückfürung in die Stellung nach Fig. 5 zur Folge, in der sich der Handhebel in der Schaltgasse --b1--befindet.
Beim Übergang von der Schaltgasse --b1-- zur Schaltgasse --a2-- spielen sich folgende Vorgänge ab : Zunächst wird bei Beginn der Verschiebung der Schaltwelle--l-aus der Stellung nach Fig. 5 nach links über
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wird daher gegen die Wirkung der Federn --24 und 17-nach rechts zum Anschlagring --18-- verschoben und damit der Schaltfinger--6--zum Eingriff mit der Schaltstange --3-- gebracht. Dabei läuft der Stössel des Druckmittelsetuergerätes --8-- auf den Nocken--7--auf, was das Umschalten des Gruppengetriebes auf die erste Stufe verursacht.
Anschliessend laufen die Mitnehmer --12-- auf die Schrägfläche--11--des Dornabsatzes --10-- auf und rasten unter Zurückdrücken des Anschlagringes-18-in die Innenringnut --14-- der Schaltfingernabe-5-ein, so dass wieder die starre Kupplung von Schaltfinger und Schaltwelle hergestellt ist. Dabei wirkt das Druckmittel weiter auf den Kolben-25--, so dass dieser nicht in die Grundstellung zurückkehren kann unddie Schaltgasse --a2-- beibehalten wird. Es kann also nicht vorkommen, dass fälschlich von der Schaltgasse --b1-- zur Schaltgasse --a2-- übergegangen wird.
Das weitere Abwärtsschalten zur Schaltgasse--al--muss dann gegen den Druck des Druckmittels erfolgen, wobei der Stössel--29--in die Stellung nach Fig. 3 und 4 gelangt und das zusätzliche Druckmittelsteuergerät--27-- die Entlüftung über die Leitung --28-- herbeiführt.
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wird. Ferner ist noch eine zusätzliche Steuereinrichtung vorgesehen, die die Aufgabe hat, die Verstellung der Druckmittelsteuergeräte --8 und 27-- nur bei nicht eingelegtem Gang zu sichern.
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