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Schaltvorrichtung für Räderwechselgetriebe, insbesondere für Krafträder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für Räderwechselgetriebe,
bei denen das Schalten der einzelnen Gänge durch schrittweise Bewegung eines die
Schaltgabel des Wechselrades steuernden Schaltgliedes in der Weise erfolgt, daß
der Schalthebel nach jeder Schaltbewegung unabhängig von der Schaltgabel selbsttätig
in seine Grundstellung zurückkehrt. Derartige Schaltvorrichtungen, die in erster
Linie an Krafträdern und Kleinkraftwagen vorgesehen sind, weisen zwischen Schalthebel
und Schaltgabel üblicherweise ein besonderes Schrittschaltwerk mit mehreren Schaltgliedern
auf. Sie haben deshalb einen verwickelten, sperrigen Aufbau, der leicht zu Störungen
Anlaß gibt und das Getriebe kostenmäßig stark belastet.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß die Ausführung
so getroffen, daß der Schalthebel und die Schaltgabel der Schaltvorrichtung über
fest mit ihnen verbundene Schaltglieder in Verbindung stehen und Steuerkurven und
Rasten des einen Teiles mit Führungs- und Sperrkörpern des anderen Teiles in der
für Schrittschaltwerke an sich bekannten Weise zusammenwirken. Diese Ausführung
macht den Schalthebel und die Schaltgabel selbst zu Teilen des Schrittschaltwerkes.
Sie vermindert dadurch die Anzahl der Einzelteile der Schaltvorrichtung, die auf
diese Weise einfacher und billiger als bisher herstellbar ist und bei in sich geschlossenem,
raumsparendem Aufbau eine größere Betriebssicherheit erhält.
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Zweckmäßig wird zwischen dem Schalthebel und der Schaltgabel eine
endlose Steuerkurve vorgesehen, welche mit schräg zur Bewegungsrichtung des Schalthebels
verlaufenden Steuerflächen die Schaltbewegungen der Schaltgabel herbeiführt, mit
quer zur Bewegungsrichtung der Schaltgabel verlaufenden Verbindungsflächen die Bewegung
des Schalthebels gegenüber der Schaltgabel zuläßt und mit Rasten zur Sicherung der
Schaltgabel in ihren Schaltstellungen zusammenwirkt. Eine solche Steuerkurve übernimmt
in Verbindung mit der gesteuerten Bewegung von Schalthebel und Schaltgabel alle
Funktionen des sonst üblichen zusätzlichen Schrittschaltwerkes. Sie läßt sich bei
entsprechender Ausbildung und Führung der Schaltgabel an drehbar, schwenkbar oder
verschiebbar angeordneten Schaltgliedern ohne Schwierigkeiten anbringen.
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Das die Steuerkurve aufweisende Schaltglied kann entweder mit dem
Schalthebel oder mit der Schaltgabel einen Bauteil bilden, wobei dann der andere
Bauteil die für das Zusammenwirken mit der Steuerkurve und ihren Sicherungsrasten
bestimmten Führungs- und Sperrkörper trägt, die vorteilhaft als federnd gelagerte
Stifte ausgebildet werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Schaltvorrichtung und Fig. 2 die Schaltwalze
in perspektivischer Ansicht, Fig. 3 einen Schnitt durch die Schaltwalze und die
Schaltgabel nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig. 4 bis 6 weitere Querschnitte der
Schaltwalze, Fig. 7 eine Abwicklung der Walze und Fig. 8 ein Schema des Schaltbildes.
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Nach Fig. 1 ist die Schaltwalze 1 mit dem Schalthebel 2 durch die
Schaltwelle 3 starr verbunden, die drehbar, jedoch gegen achsiale Verschiebung gesichert,
im Getriebegehäuse gelagert ist. Eine am Ansatz 6 der Schaltwalze angreifende Haarnadelfeder
4 stützt sich an einem Ansatz 5 des Gehäuses ab und hält die Walze 1 und damit den
Schalthebel 2 in der gezeichneten Grundstellung. Die Schaltgabel ? umgreift mit
ihrer Muffe die Walze 1, wird durch das nicht mit dargestellte Wechselrad des Getriebes.
gegen Drehung auf der Walze gesichert und ist mit einem Führungsstift 8 und einem
Sperrstift 9 ausgestattet, die beide unter der Wirkung von Federn 10 bzw. 11 stehen.
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Für den Eingriff des Führungsstiftes 8 weist die Schaltwalze 1 eine
endlose Steuerkurve auf, die sich aus den schräg zur Drehrichtung der Walze verlaufenden
Steuerflächen 12 bis 15 und den senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schaltgabel
7 verlaufenden Verbindungsflächen 16 bis 19 zusammensetzt. Die diese Flächen bestimmenden
Vertiefungen sind in der Weise in die Schaltwalze eingearbeitet, daß sie mit ihren
Grundflächen in bezug auf die Achse der Walze in voneinander abweichender Höhe liegen.
Das ist in
der Abwicklung gemäß Fig.7 durch die Schraffur angedeutet,
nach welcher die Grundflächen 20 und 21 in ihrer Tiefe übereinstimmen, die Grundfläche
22 jedoch tiefer liegt. Dadurch werden auch die Steuerflächen 12 und 15 der Höhe
nach gebrochen. Im Bereich der Verbindungsflächen 16 und 19 sind die Grundflächen
20 und 21 mit der Grundfläche 22 durch schräge Auflaufflächen 23 und 24 verbunden.
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Der Sperrstift 9 wirkt zur Sicherung der Schaltgabel 7 in ihren dem
Leerlauf und den einzelnen Gängen des Getriebes entsprechenden Stellungen mit Rasten
zusammen, die hier als Längsnuten in die Mantelfläche eingearbeitet sind. Die Raste
25 bestimmt die Leerlaufstellung der Gabel 7, während die Rasten 26, 27, 28 den
Stellungen zugeordnet sind, welche die Gabel nach der Einschaltung des 1., 2. und
3. Ganges relativ zur Walze 1 einnimmt. Für die Grundstellung, in welche die Walze
nach jedem Schaltvorgang selbsttätig zurückkehrt, geben die in Fig. 7 eingetragenen
Achsen OF und OSP die Lage der Steuerkurve und der Sicherungsrasten zum Führungsstift
8 und zum Sperrstift 9 im Leerlauf und nach den einzelnen Schaltvorgängen an.
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In der Leerlaufstellung des Getriebes liegt der Sperrstift 9 in der
Raste 25 und der Führungsstift 8 an derjenigen Stelle der Steuerkurve, an der deren
Grundfläche 22 in die Auflauffläche 23 übergeht. Zur Einschaltung des ersten Ganges
wird der Schalthebel im Uhrzeigersinne bewegt. Dadurch kommt, während die Rast 25
sich unter dem Sperrstift 9 entlang verschiebt, die Walze 1 mit ihrer Steuerfläche
12 zunächst am Führungsstift 8 zur Anlage. Der Schräglauf dieser Steuerfläche erzwingt
bei der Weiterschwenkung des Steuerhebels im gleichen Sinne über den Führungsstift
8 eine Verschiebung der Schaltgabel ? und damit des Wechselrades des Getriebes,
wobei der federnd gelagerte Sperrstift in die Rast 26 überspringt. Die Drehung der
Schaltwalze wird durch den Übergang der Steuerfläche 12 in die Verbindungsfläche
16 begrenzt. Wird der Schalthebel in dieser Grenzstellung freigegeben, so führt
die Spannung der Feder 4 die Walze 1 und den Schalthebel 2 in die Grundstellung
zurück, in der der über die Auflauffläche 23 gleitende Führungsstift 8 sich in der
Achse OF auf die Grundfläche 21 aufsetzt und an die Steuerfläche 14 anlegt.
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Bei der Schwenkung des Schalthebels 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verschiebt
die Steuerfläche 14 die Schaltgabel 7 mit Hilfe des Führungsstiftes 8 in die dem
zweiten Gang entsprechende Stellung, die durch das Überspringen des Sperrstiftes
9 über die Rast 25 in die Rast 27 und das Anliegen des Führungsstiftes 8 an der
Verbindungsfläche 18 der Steuerkurve bestimmt ist. Die bei der Freigabe des Schalthebels
erfolgende Rückdrehung der Walze 1 läßt dann den Führungsstift 8 auf die tiefer
als die Grundfläche 21 liegende Grundfläche 22, und zwar wiederum in der Achse OF,
gelangen.
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Auch die Einschaltung des dritten Ganges erfolgt durch eine Schwenkung
des Schalthebels aus der Grundstellung heraus entgegen dem Uhrzeigersinn. Dabei
gelangt unter der Einwirkung der Steuerfläche 15 der Führungsstift 8 an der Verbindungsfläche
19 zur Anlage und der Sperrstift 9 zum Eingriff in die Rast 28. Die Rückkehr der
Schaltwalze in ihre Grundstellung bringt den Führungsstift an die Stelle des Übergangs
der Auflauffläche 24 in die höher liegende Grundfläche 20.
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Das Heraufschalten aus dem Leerlauf unmittelbar in den zweiten Gang
ergibt sich unter Vermittlung der Auflauffläche 23 durch Drehung der Walze 1 entgegen
dem Uhrzeigersinn. Der unmittelbare Übergang aus dem Leerlauf oder dem ersten Gang
in den dritten Gang wird dagegen durch diese Auflauffläche in Verbindung mit den
Sicherungsrasten unmöglich gemacht.
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Das Herunterschalten aus dem dritten und zweiten Gang in den ersten
Gang oder den Leerlauf erfolgt mit Hilfe der Steuerflächen 13 und 12 durch Drehung
der Walze im Uhrzeigersinn. Aus dem ersten Gang bringt die entgegengesetzt dazu
gerichtete Drehung der Walze die Gabel 7 in die Leerlaufstellung.
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Wenn die Schaltvorrichtung in der Zeichnung in der Ausbildung für
eine Dreigangschaltung gezeigt ist, so schließt das nicht aus, daß sie bei entsprechender
Abänderung der Steuerkurve auch für Getriebe mit mehr oder weniger als drei Schaltstufen
Anwendung finden kann.
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Für Zweigangschaltungen würde eine Verkürzung der Steuerkurve auf
den in der Abwicklung nach Fig. 7 zwischen den Rasten 26 und 27 liegenden Teil ausreichen,
wobei die Grundflächen 21 und 22 der Kurve die gleiche Tiefenlage besitzen können.
Die Verlängerung der Steuerkurve nach Fig.7 um ein oder mehrere Teilstücke, die
dem zwischen den Rasten 27 und 28 befindlichen entsprechen, macht die Schaltvorrichtung
zur Anwendung an Getrieben mit jeweils einem weiteren Gang geeignet.
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Eine weitere Abänderung des Ausführungsbeispiels kann im Rahmen der
Erfindung dadurch erfolgen, daß man die Sicherungsrasten in die Steuerkurve selbst
verlegt oder auch an dem Gehäuse bzw. einem sonstigen ortsfesten Teil des Getriebes
anbringt. In diesem letzteren Fall können an Stelle der Längsnuten einfache Rastlöcher
Verwendung finden. Statt der Schaltwalze 1 kann in allen Fällen ein Gleitschieber,
eine drehbare Schaltscheibe oder ein sonstiges mit der Steuerkurve nach der Erfindung
ausgestattetes Schaltglied dazu dienen, die Schaltgabel oder ein ihr entsprechendes,
zur Umschaltung des Wechselrades bestimmtes Zwischenglied zu steuern. Auch die Umstellung
des Ausführungsbeispiels auf die Steuerung mehrerer Wechselräder ist ohne besondere
Umstände z. B. dadurch möglich, daß man für deren Schaltgabeln mehrere der in Fig.
2 und 7 dargestellten Steuerkurven an einem Schaltglied vereinigt und gegebenenfalls
gegenläufig zueinander anordnet.