DE1113620B - Vorwaehl- und Schaltvorrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents
Vorwaehl- und Schaltvorrichtung fuer ZahnraederwechselgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorwähl- und Schaltvorrichtung
für Zahnräderwechselgetriebe mit einer von Hand drehbaren und axial verschieblichen
Steuerwelle, deren eine Bewegung der Gangvorwahl und deren andere Bewegung der Gangschaltung
durch eine Schaltvorrichtung dient, wobei diese mit der Steuerwelle über ein Hebelgestänge mechanisch
verbunden ist.
Bekanntlich bestehen derartige Vorwähl- und Schaltvorrichtungen für Wechselgetriebe aus einem
von Hand zu betätigenden Schalthebel, der seinerseits mit einer Steuerwelle verbunden ist, sowie aus der
Schaltvorrichtung, die auf die einzelnen Schaltorgane des Wechselgetriebes unmittelbar einwirkt. Der
Gangwechsel des Getriebes wird hierbei in zwei verschiedene Bewegungen der Vorwähl- und Schaltvorrichtung
unterteilt, deren eine der Gangvorwahl dient und deren andere die eigentliche Gangschaltung
bewirkt. Das Einrücken der einzelnen Gänge ist infolge des der Bewegung der Schaltorgane des
Wechselgetriebes entgegenwirkenden Widerstandes mitunter nicht ohne weiteres durchführbar; oft erfordert
es einen beträchtlichen Kraftaufwand.
Es ist bei solchen Vorwähl- und Schaltvorrichtungen bekannt, zur mechanischen Übertragung der
Vorwähl- und Schaltbewegungen der Steuerwelle auf eine Schaltwelle einen Zwischenhebel vorzusehen.
Es ist auch bekannt, die Gangvorwahl auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Verdrehen der
Steuerwelle, vorzunehmen und die Gangschaltung in der Weise zu bewirken, daß durch axiales Verschieben
der Steuerwelle das Steuerglied eines die Gangschaltung ausführenden hydraulischen Hilfsmotors
betätigt wird.
Bei einer anderen bekannten Vorwähl- und Schaltvorrichtung
wird das Trennen der Bewegungen für Vorwählen und Schalten in Form von Drehen bzw.
Verschieben der Steuerwelle durch Handbetätigung ein und desselben Hebels in zwei zueinander senkrechten
Bewegungsebenen hervorgerufen. Auch hierbei erfolgt die Gangvorwahl auf mechanischem und
die Gangschaltung auf hydraulischem Wege.
Die bekannten Anordnungen sind mit beträchtlichem Raumbedarf verbunden, der insbesondere bei
Verwendung der Wechselgetriebe in Straßenfahrzeugen nachteilig ist. Auch sind bei Ausfall der
Druckmittelzufuhr derartige Schaltvorrichtungen unbrauchbar, da keine Möglichkeit vorgesehen ist,
die Gangschaltung auch auf mechanischem Wege zu bewirken.
Durch die Erfindung wird eine Vorwähl- und Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe ge-Vorwähl-
und Schaltvorrichtung
für Zahnräderwechselgetriebe
für Zahnräderwechselgetriebe
Anmelder:
Fabbrica Italiana Magneti Marelli,
Mailand (Italien)
Mailand (Italien)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Leithäuser, Patentanwalt,
Essen, Bertoldstr. 9
Essen, Bertoldstr. 9
schaffen, bei der infolge ihrer besonderen Ausbildung das erforderliche Maß an Betriebssicherheit und
zugleich Anpassungsfähigkeit an verschiedenartige Betriebsverhältnisse mit einem vergleichsweise geringen
Aufwand erreicht wird.
Diese Vorteile werden dadurch erzielt, daß die eigentliche Schaltvorrichtung aus einer wie die
Steuerwelle ebenfalls drehbaren und axial verschieblichen Schaltwelle besteht, deren eine Bewegung der
Gangvorwahl und deren andere Bewegung der Gangschaltung dient, wobei das die Steuerwelle mit der
Schaltwelle verbindende Hebelgestänge so ausgebildet ist, daß einer Drehung der Steuerwelle eine Axialverschiebung
der Schaltwelle zur Gangvorwahl und einer Axialverschiebung der Steuerwelle eine Drehung
der Schaltwelle zur Gangschaltung entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, der Vorwähl- und Schaltvorrichtung
eine gedrungene Bauform zu geben, so daß sie mit geringem Aufwand in Getriebe, z. B. von
Kraftfahrzeugen, eingebaut werden kann. Durch die Beschränkung auf ein einziges Ausführungsorgan für
die von der Steuerwelle ausgelösten verschiedenartigen Vorgänge des Vorwählens und Schaltens des
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Getriebes und durch eine mechanische Verbindung der handbetätigten Steuerwelle mit der eigentlichen
Schaltwelle des Getriebes wird gewährleistet, daß die Schaltvorrichtung auch bei Ausfall des Druckmittels
für einen das Schalten erleichternden Hilfsmotor betätigt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Steuerwelle und die Schaltwelle rechtwinklig zueinander
angeordnet, und das sie verbindende Hebelgestänge weist einen senkrecht auf der Steuerwelle
stehenden, starr mit dieser verbundenen Arm sowie einen senkrecht zur Schaltwelle an deren einem Ende
angeordneten, seinerseits an seinem oberen Ende abgewinkelten weiteren Arm auf, wobei die beiden
Arme mittels eines an ihren freien Enden über ein in einer Ebene bewegliches Gelenk und ein Kugelgelenk
angelenkten Querarmes miteinander verbunden sind. Hierdurch wird bewirkt, daß jede der
beiden verschiedenen Bewegungen der Steuerwelle auf die Schaltwelle übertragen wird.
In Anbetracht des für die Gangschaltung erforderlichen Kraftaufwands ist es zweckmäßig, in das Gestänge
zur Übertragung der der Gangschaltung dienenden Bewegung der Steuerwelle zur Schaltwelle
einen die zugehörige Bewegung der Schaltwelle unterstützenden druckmittelbetätigten, doppeltwirkenden
Hilfsmotor einzuschalten. Die die Gangschaltung bewirkende Bewegung der Steuerwelle wird auf diese
Weise durch einen motorischen Antrieb unterstützt, d. h., der Hilfsmotor liefert die zum Betätigen der im
Getriebe vorhandenen Schaltmittel bei der Gangschaltung erforderliche Kraft und entlastet damit die
Bedienungsperson. Von Bedeutung ist bei dieser Anordnung, daß die Möglichkeit der Einwirkung auf
die Schaltvorrichtung über die mechanische Verbindung der Steuerwelle mit der Schaltwelle nicht in
Fortfall kommt. So wird bei Ausfall der Druckmittelquelle des Hilfsmotors die Gangschaltung mit
Muskelkraft bewirkt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Querarm des Hebelgestänges, das die Steuerwelle
mit der Schaltwelle kraftübertragend verbindet, über einen Hebelarm mit dem Steuerglied des Hilfsmotors
derart verbunden, daß er nur bei der der Gangschaltung dienenden Bewegung der Steuerwelle das
Steuerglied beeinflußt. Der Hilfsmotor bleibt somit während der anderen Bewegung der Steuerwelle,
nämlich der die Gangvorwahl hervorrufenden Bewegung, in Ruhestellung.
Erfindungsgemäß ist das von dem Querarm des Hebelgestänges beeinflußte Steuerglied des Hilfsmotors
mit zwei gleichachsig angeordneten, mit einem Stößel schaltbaren Steuerventilen versehen,
wobei der Stößel an dem genannten Hebelarm des Hebelgestänges angelenkt ist. Die Anordnung ist
zweckmäßig so getroffen, daß bei Verwendung eines doppeltwirkenden Kolbenmotors beim Öffnen des
einen Ventils eine Entlüftung der anderen Kolbenseite stattfindet und umgekehrt. Entsprechend ist der
mit der Schaltwelle verbundene Arm des Hebelgestänges über einen Hebelarm mit der Kolbenstange
des druckmittelbetätigten Hilfsmotors verbunden.
In der Zeichnung ist die von einem nicht dargestellten Schalthebel betätigte Steuerwelle, die sich
sowohl drehen als auch längs ihrer Achse verschieben läßt, mit A bezeichnet. B ist die Schaltwelle, die
sowohl der Gangvorwahl als auch dem Ein- bzw. Ausrücken der Gänge dient. Ein mit der Welle A fest
verbundener Arm 1, ein zweiter Arm 2, der im Punkt O mit der Schaltwelle B verbunden ist, und
ein beide miteinander verbindender Querarm 3 bilden das die Steuerwelle A mit der Schaltwelle B verbindende
Hebelgestänge. Zwischen den Arm 1 und den Querarm 3 ist ein Kugelgelenk 4 geschaltet,
während der Querarm 3 an dem abgebogenen oberen Ende des Armes 2 über ein Scharniergelenk 5 angreift.
ίο Ein Hebelarm 3 α des Armes 3 greift mit seinem
freien Ende E in das Steuerglied eines Hilfsmotors ein. Der die beiden Steuerventile 10 und 11, welche
an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen sind, betätigende Stößel ist mit 8, 9 bezeichnet.
Die Ventile sind mit nicht im einzelnen dargestellten Auslaßleitungen verbunden. Mit 12 ist
der doppeltwirkende Arbeitszylinder des Hilfsmotors bezeichnet, dessen Kammern C und D mittels der
Leitungen 13, 14 mit den Ventilkammern 6, 7 verbunden sind. Im Zylinder 12 befindet sich der
Kolben 15, der mittels eines Gelenkes 16 mit dem Arm 2 α verbunden ist. Mit M1 bis M4 sind die vier
Vorwärtsgänge des Getriebes und mit RM der Rückwärtsgang bezeichnet.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorwahl- und Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe
ist folgende:
Durch Betätigen eines Schalthebels von Hand wird zunächst die Steuerwelle A gedreht, wodurch
sich gleichzeitig eine Verschiebung der Schaltwelle B ergibt. Danach wird die Steuerwelle A axial verschoben,
was eine Drehung der Schaltwelle B hervorruft.
Es sei angenommen, daß in der ersten Bewegungsphase, die dem Vorwählen der gewünschten Getriebeschaltstellung
dient, der Schalthebel so bewegt wird, daß eine Drehung der Steuerwelle A im Uhrzeigersinn
gemäß Pfeil f0 hervorgerufen wird. Der Arml
dreht sich dabei mit, da er mit der Steuerwelle A fest verbunden ist, und überträgt die Bewegung mittels
des Kugelgelenkes 4 und des Scharniers 5 auf die Arme 3 und 2 und somit auf die Schaltwelle B,
welche demgemäß nach rechts im Sinne des Pfeiles fd
verschoben wird. Diese Verschiebung bewirkt in bekannter Weise die Auswahl des Ganges.
In dieser Phase tritt der Hilfsmotor 12, 15 nicht in Tätigkeit. Desgleichen gelangt die pneumatische Einrichtung
nicht in Tätigkeit, wenn die Steuerwelle A im Gegenzeigersinn gemäß Pfeil fa gedreht wird.
Dieser Drehung der Steuerwelle A entspricht eine Verschiebung der Schaltwelle B nach links im Sinne
des Pfeiles /s.
Für die zweite Schaltphase, dem eigentlichen Umschalten des Ganges, sei nun angenommen, daß die
Steuerwelle A im Sinne des Pfeiles J1 verschoben
wird. Durch diese Verschiebung wird mittels der Gelenke 4, 5 eine Drehung der Schaltwelle B im
Gegenzeigersinn angestrebt. Der Widerstand, den die Schaltwelle B und somit der Arm 2 der Drehung
entgegensetzt, bewirkt eine gegensinnige Drehung des Armes 3 a um das Scharnier 5, wobei das untere
Ende des Armes 3 a den Stößelteil 9 der Ventilkammer 7 in Richtung auf die Ventilplatte 11 hin
bewegt und das Ventil 11 öffnet, wodurch der Ein-
6g tritt von Druckluft über die Leitung 14 in die Kammer D des Arbeitszylinders 12 bewirkt wird.
Die in die Kammer D eingelassene Druckluft verschiebt den Kolben 15 im Sinne des Pfeiles Z1', wobei
der Arm 2 α die Schaltwelle B im Gegenzeigersinn gemäß Pfeil /3 dreht und beispielsweise den Gang M1
einrückt. Die Einwirkung auf den Hilfsmotor 12, 15 erfolgt somit dermaßen, daß die Kolbenstange 15
auf das Gelenk 16 drückt und eine Drehung der Schaltwelle B hervorruft, die die auf die Gelenke 4, 5
ausgeübte Kraft der Steuerwelle A unterstützt.
Dabei ist bemerkenswert, daß die Drehung der Schaltwelle B eine Verschiebung des Scharniergelenkes
5 und somit eine Verschiebung des Endes E des Armes 3 σ im Sinne einer Rückführung in die
neutrale Mittellage hervorruft, so daß die Wirkung auf das Steuerventil 11 und somit die Wirkung des
pneumatischen Hilfsmotors auf das Gelenk 16 aufhört.
Diese Wirkung des Hilfsmotors bleibt hingegen bestehen, wenn die Bedienungsperson weiter auf die
Steuerwelle A einwirkt, indem das Gelenk 4 des Armes 1 unter Druck gehalten wird.
Die Wirkungsweise der Hilfseinrichtung bleibt offensichtlich die gleiche, wenn die Steuerwelle A in
entgegengesetzter Richtung im Sinne des Pfeiles f2
verschoben wird. In diesem Fall dreht sich der Arm 3 α in entgegengesetztem Sinn um das
Scharnier 5, bis sein Ende E auf den Stößel 8 der Ventilkammer 6 einwirkt, wodurch das Ventil 10 geöffnet
und die Druckluft durch die Leitung 13 in die Kammer C des Druckluftzylinders 12 eingelassen
wird. Der Kolben 15 wird im Sinne des Pfeiles /2' verschoben und verursacht eine Drehung des
Armes 2 und der Stange B im Uhrzeigersinn gemäß Pfeil /4, wobei beispielsweise der Gang M2 eingerückt
wird.
Die pneumatische HilfsSteuerung ist also in der beschriebenen Weise mit der Handsteuerung gekoppelt
und erleichtert das Betätigen des Schalthebels. Es ist dank der pneumatisch-mechanischen
Schaltvorrichtung möglich, die Gänge mit geringem Kraftaufwand, nämlich dem zum Betätigen der Hilfseinrichtung,
einzurücken.
Will man den Gang wechseln, so ist von einem bereits eingerückten Gang auszugehen. Zum Ausrücken
desselben ist erforderlich, die Steuerwelle A im Sinne der Pfeile Z1 bzw. /2 zu verschieben, wobei
gleichzeitig die pneumatische HilfsSteuereinrichtung, wie oben für das Einrücken beschrieben, ausgelöst
wird.
Das in der Zeichnung dargestellte Schema betrifft die Leerlaufstellung; in dieser ist die Schaltwelle B
mittels einer Feder F in die Auswahlstellung verschoben, in welcher die Gänge M3 und M4 vorgewählt
sind. Beim Einrücken der genannten Gänge ist es daher nicht erforderlich, durch Drehen der
Steuerwelle A die Gänge M3, M4 vorzuwählen,
sondern es kann sofort mittels des Schalthebels die Gangeinschaltung durch Verschieben der Steuerwelle
A vorgenommen werden.
Fällt aus irgendeinem Grund der die Gangschaltung unterstützende Hilfsmotor oder ein Glied der pneumatischen
Einrichtung aus, so wird die bestehende mechanische Verbindung von der Steuerwelle A zur
Schaltwelle B über das Hebelgestänge 1, 2, 3 davon nicht betroffen, vielmehr sorgt diese Verbindung
dafür, daß dann die Gangschaltung ohne weitere Maßnahmen auf mechanischem Weg vorgenommen
wird.
Außer den bereits erläuterten Eigenschaften ist noch hervorzuheben, daß die erfindungsgemäße
Vorwahl- und Schaltvorrichtung bei Zahnräderwechselgetrieben die vorhandene normale Schaltvorrichtung
ersetzen kann. Demgemäß können z. B. Fahrzeuge sowohl mit einer normalen mechanischen
Schalteinrichtung als auch mit einer pneumatischen Hilfsschalteinrichtung ausgerüstet werden, ohne daß
Änderungen am Wechselgetriebe vorgenommen werden müßten.
Claims (6)
1. Vorwähl- und Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe
mit einer von Hand drehbaren und axial verschieblichen Steuerwelle, deren eine Bewegung der Gangvorwahl und deren andere
Bewegung der Gangschaltung durch eine Schaltvorrichtung dient, wobei diese mit der
Steuerwelle über ein Hebelgestänge mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltvorrichtung aus einer ebenfalls drehbaren und axial verschieblichen Schaltwelle (B) besteht,
deren eine Bewegung der Gangvorwahl und deren andere Bewegung der Gangschaltung dient, wobei
die Steuerwelle (A) mit der Schaltwelle (B) in an. sich bekannter Weise durch einen Zwischenhebel
verbunden ist, und daß dieser Zwischenhebel als mehrteiliges Hebelgestänge (1, 2, 3) so ausgebildet
ist, daß einer Drehung der Steuerwelle (A) eine Axialverschiebung der Schaltwelle (B) zur Gangvorwahl
und einer Axialverschiebung der Steuerwelle (A) eine Drehung der Schaltwelle (B) zur
Gangschaltung entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (A) und die
Schaltwelle (B) rechtwinklig zueinander angeordnet sind und das sie verbindende Hebelgestänge
(1, 3, 2) einen senkrecht auf der Steuerwelle (A) stehenden, starr mit dieser verbundenen Arm (1)
sowie einen senkrecht zur Schaltwelle (B) an deren einem Ende (O) angeordneten, an seinem
oberen Ende abgewinkelten weiteren Arm (2) aufweist, wobei die beiden Arme (1, 2) mittels eines
an ihren freien Enden über ein in einer Ebene bewegliches Gelenk (5) und ein Kugelgelenk (4)
angelenkten Querarmes (3) miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gestänge zur
Übertragung der der Gangschaltung dienenden Bewegung der Steuerwelle (A) auf die Schaltwelle
(B) ein diese Bewegung der Schaltwelle (B) unterstützender, druckmittelbetätigter, vorzugsweise
doppeltwirkender Hilfsmotor (12, 15) eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querarm (3) des Hebelgestänges
(1, 3, 2) über einen Hebelarm (3 a) mit dem Steuerglied (6, 7) des Hilfsmotors (12, 15)
derart verbunden ist, daß er nur bei der der Gangschaltung dienenden Bewegung der Steuerwelle
(A) das Steuerglied beeinflußt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (6, 7) des Hilfsmotors
(12, 15) zwei gleichachsig angeordnete, mit einem Stößel (8, 9) schaltbare Steuerventile
(10, 11) aufweist, wobei der Stößel (8, 9) an dem
Hebelarm (3) des Hebelgestänges (1, 3, 2) angelenkt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Schaltwelle (B)
verbundene Arm (2) des Hebelgestänges (1, 3, 2) über einen Hebelarm (2 a) mit der Kolbenstange
(15) des druckmittelbetätigten Hilfsmotors (12, 15) verbunden ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 560 595, 727 185,
526.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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IT593205 | 1958-07-16 |
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