-
Fremdkraftschaltvorrichtung für ein durch Druckluft schaltbares Wechselgetriebe,
insbesondere für Heckmotorkraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Fremdkraftschaltvorrichtung
für ein durch Druckluft schaltbares Wechselgetriebe, insbesondere für Heckmotorkraftfahrzeuge,
bei dem mehrere die Schaltgabeln od. dgl. betätigende, in Schaltzylindern geführte
Kolben über Schaltventile eines von einem Handschalthebel aus betätigbaren und mit
seinem Druckraum an die Druckluftquelle angeschlossenen Hauptsteuerventils steuerbar
sind, wobei die Steuerung der Schaltventile über im Gehäuse des Hauptsteuerventils
gelagerte und vom Handschalthebel aus über eine Schaltwelle drehbare Nockenscheiben
und die Betätigung eines der Leerlaufeinstellung dienenden Schaltventils durch eine
dieser Nockenscheiben selbsttätig zwischen allen Gangstufen erfolgt.
-
Pneumatisch schaltbare Wechselgretriebe verwendet man vor allem bei
schwereren Kraftfahrzeugen mit Heck- oder Unterflurmotoren, da einfache Gestänge
über längere Verbindungswege - und insbesondere dann, wenn sie an federnd
gelagerte Antriebsaggregate anschließen - zu Schwingungen und Schaltschwierigkeiten
führen. Bei einem bekannten, pneumatisch schaltbaren Viergang - Wechselgetriebe
weist das Hauptsteuerventil vier von einer zentralen, axial verschiebbaren Betätigungsstange
radial nach außen führende Schaltventile auf, die um die Betätigungsstange herum
gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Speisung der verschiedenen Schaltventile
mit Druckluft erfolgt von einem einerseits der Schaltventile angeordneten Ringkanal
aus, der die Schaltstange konzentrisch umgibt. Außerdem muß die Druckluft dem Ringkanal
noch über eine besondere Auslösevorrichtung zugeführt werden, damit auch zwischen
den Gangstufen jeweils eine Leerlaufeinstellung möglich ist. Diese verhältnismäßig
verwickelte Konstruktion der Schaltvorrichtung wird noch komplizierter und unübersichtlicher,
wenn es sich um ein Wechselgetriebe mit mehr als vier Gängen handeln sollte. Schließlich
benötigt das bekannte Wechselgetriebe auch zwischen dem Handschalthebel und dem
Hauptsteuerventil noch eine pneumatische Betätigungsvorrichtung, weil das Hauptsteuerventil
des als Vorwahlgetriebe ausgebildeten und jeweils die zusätzliche Betätigung eines
Kupplungspedals notwendig machenden Wechselgetriebes an einer vom Handschalthebel
abgelegenen Stelle des Fahrzeuges angeordnet ist.
-
Bei einem ähnlichen Wechselgetriebe, von welchem bei der vorliegenden
Erfindung ausgegangen ist, dient zur Steuerung von insgesamt sechs Gangstufen (einschließlich
Leerlauf und Rückwärtsgang) ein schwenkbarer Flügelkolben und ein axial verschiebbarer
Kolben, die zusammen einen Schaltfinger betätigen und deren Einstellung über ein
zylindrisches Hauptsteuerventil erfolgt. Im Gehäuse dieses Hauptsteuerventils sind
zwei Nockenscheiben gelagert, die mit entlang dem zylindrischen Umfang des Ventilinnenraumes
angeordneten einzelnen Schaltventilen zusammenwirken. Von den gemeinsam auf einer
drehbaren Schaltwelle befestigten Nockenscheiben weist die eine einen Nocken auf,
der beim Drehen der Schaltwelle die Schaltventile für den Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang
aufeinanderfolgend betätigt. Die zweite Nockenscheibe weist vier Nocken auf, die
während der Drehung der Schaltwelle sämtlich mit dem Schaltventil für die Leerlauf-Gangstufe
aufeinanderfolgend zusammenwirken, und zwar auch bei allen solchen Stellungen der
Schaltwelle, bei denen sich die Nocken der anderen Nockenscheibe zwischen den zugeordneten
Schaltventilen befinden. Nachteilig ist bei einer solchen ausschließlich radialen
Anordnung der einzelnen Schaltventile, daß bei verschiedenen Wechselgetriebeausführungen
jedesmal auch die Leerlauf-Nockenscheibe geändert werden muß. Außerdem fällt das
Hauptsteuerventil durch die große Zahl der in radial--r Richtung nach außen anschließenden
Schaltventile recht umfangreich aus, was
gerade bei den gedrängten
Platzverhältnissen in Kraftfahrzeugen ungünstig ist.
-
Es ist ferner eine Druckluft-Fremdkraftschaltvorrichtung bekannt,
deren Hauptsteuerventil entlang des Umfangs verteilte, achsparallele Schaltventile
aufweist. Diese werden durch eine drehbare Schaltwelle betätigt, deren Drehbewegung
im Hauptsteuerventil über Auflaufflächen in axiale Verschiebungen umgewandelt werden.-Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel zu vermeiden und ein
solches Hauptsteuerventil zu schaffen, welches trotz einer Auslegung für sechs Vorwärts-Gangstufen
und je eine Leerlauf- und Rückwärts-Gangstufe einfach und wenig Raum in Anspruch
nehmend aufgebaut und leicht an geänderte Getriebeausführungen anpaßbar ist, und
welches schließlich auch bezüglich seiner Betätigung besonders vorteilhaft an einfache,
sinnfällige Schaltbewegungen des mit seiner Betätigungswelle gekuppelten Handschalthebels
angeglichen ist.
-
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den
Druckraum des Hauptsteuerventils entlang dessen Umfang sieben Schaltventile anschließen,
von denen vier, zur Steuerung der Vorwärts-Gangstufen und der Rückwärts-Gangstufe
dienende Schaltventile in an sich bekannter Weise vom Boden des Gehäuses aus etwa
achsparallel anschließen und weitere zwei, zur Steuerung einer zwischen zwei Gruppen
der Vorwärts-Gangstufen umzuschaltenden Reduktionsstufe des Wechselgetriebes dienende
Schaltventile in an sich bekannter Weise vom Umfang des Gehäuses etwa radial ausgehen,
während das letzte, zur Steuerung der Leeerlauf-Gangstufe dienende Schaltventil
vom Deckel des Gehäuses aus ebenfalls etwa achsparallel nach außen anschließt, wobei
die S#haltwelle des Hauptsteuerventils zugleich längsverschiebbar ist und von drei
auf ihr befestigten Nockenscheiben die eine zur Steuerung des Schaltventils für
die Leerlauf-Gangstufe in der einen axialen Verschieberichtung der Schaltwelle,
die zweite zur Steuerung der Schaltventfle für die Reduktionsstufe in radialen Richtungen
beim Drehen der Schaltwelle und die dritte zur Steuerung der Schaltventile für die
Vorwärts-Gangstufen und die Rückwärts-Gangstufe in der anderen axialen Verschieberichtung
der Schaltwelle nach deren Drehen in die neue Schaltstellung wirksam werden.
-
Ein solches Hauptsteuerventil, das an seinem Umfang trotz der vorgesehenen
sechs Vorwärts-Gangstufen lediglich zwei der Schaltung der Reduktionsstufe dienende
Schaltventile aufweist und dessen Leerlauf-Nockenscheibe als einfache Sektorscheibe
ausgebildet sein kann, benötigt nur einen kleinen Raum, wobei seine Wirkungsweise
durch die axial gegenüberliegende Anordnung des Schaltventils für die Leerlauf-Gangstufe
und der Schaltventile für alle übrigen Gangstufen auch sehr einfach und insbesondere
einer sinnfälligen Bedienung des mit ihm gekuppelten Handschalthebels günstig angepaßt
ist. Bei Änderung der Getriebeausführung braucht lediglich die von der Änderung
betroffene Nockenscheibe ausgewechselt zu werden und die axiale Gesamtstärke der
Nockenscheiben kann leicht so bemessen werden, daß bei einer axialen Verschiebung
der Nockenscheiben im Sinne einer Betätigung des Leerlauf-Schaltventils die axial
gegenüberliegende Nockenscheibe für die den verschiedenen Gangstufen zugeordneten
Schaltventile gerade so weit von diesen Ventilen abgerückt wird, daß keines dieser
Ventile mehr eingeschaltet bleiben kann.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind bei einer
an sich bekannten Ausbildung jedes Schaltventils als Doppelventil mit zwei untereinander
verbundenen und zwischen sich mit der vom Schaltventil ausgehenden Rohrleitung in
Verbindung stehenden sowie einerseits die Verbindung zum Druckraum und anderseits
zur freien Atmosphäre steuernden Ventilkörpern die beiden Ventilkörper entgegen
einer Federkraft teleskopisch zusammenschiebbar. Hierdurch ist erreicht, daß der
grundsätzlich erwünschte Zeitraum, bei dem die vom Schaltventil ausgehende Druckleitung
zur Venneidung von Schaltstößen auch während der Ein- und Auskupplung zunächst noch
kurzzeitig mit der freien Atmosphäre bzw. dem Druckraum in Verbindung bleibt, beliebig
kurz gewählt werden kann, ohne daß dadurch etwa der öffnungshub des vom Druckraum
ausgehenden Ventilkörpers verkleinert werden müßte. Verluste an Druckmittel, die
bisher bei jeder Betätigung von als Doppelventile ausgebildeten bekannten Schaltventilen
mit starrer Verbindung der beiden Ventilkörper durch unnötiges Abströmen von Druckmittel
an die Atmosphäre eintraten, sind dadurch vermieden, obgleich eine sehr weiche Schaltung
gewährleistet bleibt.
-
Andere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weitere konstruktive
Einzelheiten des Hauptsteuerventils und dessen Anordnung in einem Kraftfahrzeug.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigt Fig. 1 in schematisch gehaltener Darstellung ein Sechsgang-Wechselgetriebe
(im Schnitt) und ein zur pneumatischen Schaltung des Getriebes dienendes Hauptsteuerventil
(in Draufsicht), Fig. 2 das Hauptsteuerventil in einem axialen Schnitt nach der
Linie II-11 von Fig. 1 (bei der Darstellung wurde ein hinter der Betätigungswelle
des Ventils befindliche Schaltventil, um 90' nach links gedreht, (dargestellt),
Fig. 3 bis 5 je eine Nockenscheibe des Hauptsteuerventils gemäß Fig.
2 in einer Ansicht von oben, Fig. 6 die Anordnung des zur Schaltung des Wechselgetriebes
dienenden Handschalthebels an der Lenksäule des das Getriebe aufweisenden Kraftfahrzeuges,
Fig. 7 einen den Handschalthebel aufnehmenden Schaltsektor in einem schematisch
gehaltenen Schnitt nach der Linie VII-VII von Fig. 6,
Fig. 8 das am
unteren Ende der Lenksäule befindliche Lenkgehäuse mit dem daran befestigten Hauptsteuerventil
in einer Seitenansicht.
-
Das in Fig. 1 dargestellte pneumatisch schaltbare Wechselgetriebe
mit sechs Vorwärts-Gangstufen und einer Rückwärts-Gangstufe entspricht einer üblichen,
mit einer Reduktionsstufe versehenen Ausführung, wobei zur Schaltung des Wechselgetriebes
vier an der einen Stirnseite des Getriebes nebeneinander angeordnete Schaltzylinder
55, 56, 57 und 66 dienen.
-
Während die drei Schaltzylinder 56, 57 und 66 je
einen
Kolben 63, 64 bzw. 66a steuern, weist eine in den Schaltzylinder
55 ragende Kolbenstange 60 innerhalb des Zylinders beiderseits eines
Bundes 60 a je
einen Kolben 58 auf, wodurch diese Kolbenstange
über zwei weitere Bunde in drei verschiedene Stellun-"en verbracht werden kann,
von denen die mittlere zur Leerlaufeinstellung dient und die anderen beiden
jeweils
zur Einschaltung der 1. und IV. sowie der 11.
und V. Gangstufe dienen.
Der Schaltzylinder 55 weist zu diesem Zweck drei Rohrleitungsanschlüsse auf,
die in nachstehend noch beschriebener Weise an ein Hauptsteuerventil 1 angeschlossen
sind. Der im Schaltzylinder 56 befindliche, Kolben 63 dient über seine
Kolbenstange 61 zur Ein- und Ausschaltung der Rückwärts-Gangstufe, während
der im Schaltzylinder 57 geführte Kolben 64 über seine Kolbenstange
62
zur Einschaltung der III. und IV. Vorwärts-Gangstufe (gemäß Fig.
1) nach rechts und zur Einschaltung aller übrigen Gangstufen nach links verschoben
wird. Der im Schaltzylinder 66 befindliche Kolben 66a dient schließlich über
seine Kolbenstange 66b zur Ein- und Ausschaltung der Reduktionsstufe des
Wechselgetriebes, die während der drei niedrigen Vorwärtsgangstufen (einschließlich
der Leerlauf- und Rückwärts-Gangstufe) eingeschaltet und während der drei höheren
Gangstufen ausgeschaltet ist. Auch die Schaltzylinder 56, 57 und
66 stehen mit dem Hauptsteuerventil 1 in nachstehend noch näher beschriebener
Weise über Rohrleitungen in Verbindung.
-
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, besteht das Hauptsteuerventill
im wesentlichen aus einem Gehäuse2, einem Decke13, einer Betätigungswelle4, drei
Nockenscheiben 6, 7, 8 und sieben Schaltventilen 10 bis
13 sowie 75 bis 77. Das im wesentlichen zylindrische Gehäuse2
schließt einen Druckraum9 ein, der über eine Anschlußstelle 17 (Fig.
1) an eine Druckluftquelle angeschlossen werden kann. Der Deckel
3 ist mit dem Gehäuse 2 über sechs Schrauben 20 (vgl. Fig. 2) fest und zugleich
luftdicht verbunden. In den durch den Deckel 3 abschließbaren Druckraum
9 ragt die Schaltwelle 4 durch den Deckel 3 hindurch hinein, wobei
sie gegenüber dem Deckel durch zwei Dichtringe 19 abgedichtet ist, die in
zwei in der entsprechenden Bohrung des Deckels 3
mit Abstand nebeneinander
befindliche Ringnuten eingelegt sind. Die Nockenscheiben 6, 7 und
8 sind auf der Schaltwelle 4 mittels eines Einlegekeils 21 undrehbar und
mittels zweier Sprengringe 22 axial unverschiebbar festgelegt.
-
Die sieben Schaltventile sind am Hauptsteuerventil 1 um den
Druckraum 9 herum angeordnet, wobei vier zur Steuerung der Vorwärts-Gangstufen
1
bis VI und der Rückwärts-Gangstufe Z dienende Schaltventile 10, 11, 76,
77 vom Boden des Gehäuses 2 aus etwa achsparallel anschließen und weitere zwei
zur Steuerung der Reduktionsstufe R des Wechselgetriebes dienende Schaltventile
12 (Fig. 1),
75 vom Umfang des Gehäuses 2 etwa radial ausgehen, während
das letzte, zur Steuerung der Leerlauf-Gangstufe N dienende Schaltventil
13 vom Deckel 3 aus ebenfalls etwa achsparallel nach außen, jedoch
in entgegengesetzter Richtung wie die Schaltventile 10, 11, 76 und
77, anschließt.
-
Jedes nachstehend noch näher beschriebene Schaltventil steht einerseits
mit dem Druckraum 9 und andererseits mit einer Rohrleitung in Verbindung,
die zu einem der Schaltzylinder 55 bis 57 und 66 führt. Außerdem
ist jedes Schaltventil noch mit einer zur freien Atmosphäre führenden Austrittsöffnung
versehen. Wie aus Fig. 1. hervorgeht, steht das Schaltventil 10 über
die Rohrleitung 72 mit dem getriebeseitigen Ende des Schaltzylinders
55, das Schaltventil 11 über die Rohrleitung 78 mit dem äußeren
Ende des Schaltzylinders 56, das Schaltventil 12 über die Rohrleitung
67 mit dem äußeren Ende des Schaltzylinders 66, das Schaltventil
13 über die Rohrleitung 54 und von dieser abzweigende Leitungen
79, 81 und 82 mit einer mittleren Stelle des Schaltzylinders
55
sowie mit dem äußeren Ende des Schaltzylinders 57
und dem getriebeseitigen
(inneren) Ende des Schaltzylinders 56 in Verbindung. Das Schaltventil
75 steht über die Rohrleitung 65 mit dem getriebeseitigen Ende des
Schaltzylinders 66, das Schaltventil 76 über die Rohrleitung
80 mit dem getriebeseitigen Ende des Schaltzylinders 57 und schließlich
das Schaltventil 77
Über die Rohrleitung 83 mit dem äußeren Ende des
Schaltzylinders 55 in Verbindung.
-
Die Schaltventile 10 bis 13 und 75 bis
77 sind alle gleichartig aufgebaut. Ihre Konstruktion und ihre Wirkungsweise
wird nachstehend an Hand des in Fig. 2 geschnitten dargestellten Schaltventils
13 näher erläutert. Jedes Schaltventil ragt mit einem Stift 15,
über
den es in nachstehend noch beschriebener Weise von der zugehörigen Nockenscheibe
6, 7 oder 8 aus betätigt wird, in den Druckraum 9 hinein. Anderseits
des Stiftes 15 schließt axial ein Ventilkörper 25 an, der bei nicht
betätigtem Stift 15 abdichtend gegen einen auf einem Ventilsitzring
27 angeordneten Gummidichtring 26 aufruht. Dabei wird der Ventilkörper
25 gegen den Ventilsitzring 27 durch eine Schraubenfeder
32 vorgespannt, die anderseits an einer in die freie Atmosphäre ausmündenden
Düse 29, die zugleich als Federteller für die Feder 32
dient, abgestützt
ist.
-
Die nach dem Ventilkörper 25 hin mit einer Gummidichtung
30 versehene Düse 29 kann durch einen weiteren Ventilkörper
31 des Schaltventils abgeschlossen werden, der im Ventilkörper
25 teleskopisch verschiebbar geführt ist und durch eine im Ventilkörper
25 befindliche axiale Schraubenfeder 34 normalerweise bis: in seine am weitesten
aus dem Ventilkörper 25 herausragende Stellung vorgespannt ist. Diese aus
Fig. 2 ersichtliche Stellung reicht jedoch bei in seiner Schließstellung befindlichem
Ventilkörper 25 nicht zu einem Abschluß der Düse 29 aus.
-
Wird der Stift 15 von der zugehörigen Nockenscheibe
- das Schaltventil 13 also von der Leerlauf-Nockenscheibe
6 aus - gegen den Ventilkörper 25
verschoben, so gelangt dabei
die im Druckraum 9 befindliche Druckluft durch einen Verbindungskanal des
Ventilsitzringes 27 bis in einen Raum 75a, an den die dem Schaltventil zugeordnete
Rohrleitung - im Falle des Schaltventils 13 die Rohrleitung 54
-
über einen üblichen Anschlußnippel angeschlossen ist. Der Raum
75 a steht außerdem über einen Verbindungskanal 35 ständig mit dem
den Ventilkörper 31
umgebenden Raum in Verbindung, so daß die mit dem Schaltventil
verbundene Rohrleitung bei in seiner Schließstellung befindlichem Ventilkörper
25
zugleich über die Düse 29 mit der freien Atmosphäre in Verbindung
steht. Wenn also der Stift 15 von der zugehörigen Nockenscheibe her betätigt
wird und den Ventilkörper 25 vom Ventilsitzring 27 - bzw. von dem
darauf ruhenden Gummidichtring 26 - abhebt, so gelangt die Druckluft aus
dem Druckraum 9 im ersten Augenblick der Ventilöffnung nicht nur in die zugehörige
Rohrleitung (vgl. Pfeilrichtung 23 in Fig. 2), sondern zugleich auch durch
den Verbindungskanal 35 und die Düse 29 in die freie Atmosphäre (vgl.
Pfeilrichtung 24). Erst beim weiteren öffnungshub des Ventilkörpers 25 gelangt
derVentilkörper 31 in seine Schließstellung, bei der er die Düse
29 abschließt.
Diese Wirkungsweise bringt den Vorteil mit
sich, daß in der Rohrleitung (z. B. 54) zu Beginn der Ventileinschaltung nur ein
sanfter Druckanstieg erfolgt, der erst nach Abschluß der Düse 29 durch den
Ventilkörper 31 und mit Erreichen des vollen Luftdruckes beendet wird. Infolgedessen
erfolgt auch die Verschiebung des zugehörigen Kolbens - bzw. im Falle des
Schaltventils 13 der zugehörige Kolben 58 - sanft und ohne
eine ruckartige oder geräuschvolle Bewegung. Umgekehrt ist durch diese Ausbildung
der Schaltventile auch eine sanfte Entlastung der zugehörigen Kolben erreicht, wenn
der Stift 15
von der zugehörigen Nockenscheibe wieder freigegeben wird. Bevor
nämlich die zugehörige Rohrleitung (z. B. 54) wieder an die freie Atmosphäre angeschlossen
wird, steht sie im Verlaufe des Rückhubes der Ventilkörper 25 und
31 auch nach öffnen der Düse 29 zunächst noch mit dem Druckraum
9 in Verbindung, wodurch etwas Druckluft sowohl aus dem Druckraum
9 als aus der zugehörigen Rohrleitung durch die Düse 29 in Richtung
des Pfeiles 24 ausströmen kann. Die völlige Entlastung der genannten Rohrleitung
ist erst dann erreicht, wenn der Ventilkörper 25 die Verbindung zum Druckraum
9
unterbrochen hat.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Leerlauf-Nockenscheibe
6 als eine Sektorscheibe ausgebildet, die bei allen nachstehend noch näher
erläuterten Winkelstellungen der Schaltwelle 4 mit dem Stift 15
des zugehörigen
Schaltventils 13 zusammenwirken kann. Dabei erfolgt die Einschaltung des
Schaltventils 13 durch Anheben der Nockenscheibe 6, was durch eine
entsprechende Axialverschiebung der Schaltwelle 4 bewirkt wird. Gemäß Fig. 2 schließt
unterhalb der Nockenscheibe 6 die Nockenscheibe 7 an, die in der aus
Fig. 4 hervorgehenden Weise in radialer Richtung mit den Stiften 1.5 der
Schaltventile 12 und 75 (vgl. Fig. 1) zusammenwirkt. Unterhalb der
Nockenscheib-- 7 ist schließlich die Nockenscheibe 8 zur Schaltung
der verschiedenen Gangstufen auf der Schaltwelle 4 festgelegt. Diese Nockenscheibe
weist in der aus Fig. 5 hervorgehenden Weise für die Rückwärts-Gangstufe
und für die sechs Vorwärts-Gangstufen je einen radialen Ansatz auf, der mit
einem zugeordneten Stift 15 der vier senkrecht zur Scheibenebene verlaufenden
Schaltventile 10, 11, 76
und 77 zusammenwirken kann. In Fig.
5 sind die sieben äußeren Ansätze der Nockenscheibe 8 durch die zugehörigen
Gangstufen-Bezeichnungen Z, 1,
11 ... VI bezeichnet. Bei der
aus den Fig. 1 und 5
hervorgehenden Zuordnung der Nockenscheibe
8 zu den Schaltventilen 10, 11, 76 und 77 ergibt sich, daß
in jeder der in üblicher Aufeinanderfolge schaltbaren Gangstufen lediglich der dieser
Gangstufe (z. B. Rückwärtsgang Z) zugeordnete Ansatz (Z) ein entsprechendes Schaltventil
(z. B. 11) betätigt.
-
Aus den Fig. 6 bis 8 ist ersichtlich, wie die Schaltwelle
4 von einem Handschalthebel 44 aus betätigbar ist. Am oberen Ende der Lenksäule
41 des die Schaltvorrichtung und das Wechselgetriebe aufweisenden Fahrzeuges ist
an einer unmittelbar unterhalb des Lenkrades 39 gelegenen Stelle ein Schaltsektor
42 über eine Konsole 40 befestigt. Der Schaltsektor 42 weist eine sektorförmige
Ausnehmung auf, innerhalb der der Hand'schalthebel 44 schwenkbar ist.
-
Der Handschalthebel 44 ist gemäß Fig. 7 als zweiarmiger Hebel
ausgebildet, der mittels einer auf ihm drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar
gelagerten Kugel 46 in einer kreisbogenförmigen Führung 47 des Schaltsektors 42
geführt ist. An seinem dem Handgriff gegenüberliegenden Ende weist der Handschalthebel
44 einen Gabelkopf 45 auf, über den er mit dem oberen Ende 4' der Schaltwelle 4
gelenkig verbunden ist. Dabei steht das obere Ende 4' mit der übrigen Schaltwelle
4 über ein Verbindungsrohr 52 in Verbindung, das an seinen beiden Enden jeweils
mit der Schaltwelle 4 bzw. mit dessen oberem Ende 4' über je ein Kardangelenk
51 gekuppelt ist. Außerdem ist der obere Endteil 4' der Schaltwelle 4 unterhalb
des Schaltsektors 42 noch von einer Schraubenfeder 68 umgeben, die oben am
Schaltsektor 42 und unten an einem äußeren Bund des Endteils 4' abgestützt ist.
Dadurch wird die Schaltwelle 4 nachgiebig federnd stets in ihre aus Fig. 2 ersichtliche
untere Endstellung vorgespannt, bei der der Handschalthebel 44 in eine der aus Fig.
6 ersichtlichen oberen Rasten des Schaltsektors 42 eingerastet ist.
-
Das Hauptsteuerventil 1- ist gemäß Fig. 8 über eine
Halteplatte 49 und zwei Befestigungssehrauben 50
am Lenkgehäuse 48 der Lenkvorrichtung
festgelegt.
-
Der Schaltsektor 42 weist gemäß Fig. 6 an der Oberseite seiner
Sektorausnehmung eine Anzahl über den Sektor verteilter Rastnuten auf. In axialer
Richtung ist die Sektorausnehmung so groß bemessen, daß der von seinem Handgriff
aus nach unten gekippte Handschalthebel 44 außerhalb der verschiedenen Rasten ungehindert
über den ganzen Winkelbereich der Sektorausnehmung bewegt werden kann. Nach dem
Loslassen rastet der Handschalthebel 44 jedoch - durch die Kraft der Feder
68 - stets wieder in eine der oberen Rastnuten ein, von denen je eine
den sechs Gangstufen, eine der Leerlauf-Gangstufe N und eine der Rückwärts-GangstufeZ
zugeordnet und entsprechend bezeichnet ist.
-
Das beschriebene Wechselgetriebe wird wie folgt geschaltet: Befindet
sich der Handschalthebel 44 beispielsweise in der aus Fig. 6 hervorgehenden
Stellung, bei der die III. Gangschaltstufe eingeschaltet ist, so werden vom Hauptsteuerventil
1 aus die Schaltventile 75 und 76 betätigt. Folglich befindet
sich der Kolben 66a des Schaltzylinders 66 in der aus Fig. 1 hervorgehenden
Stellung, bei der die Reduktionsstufe noch eingeschaltet ist, während sich der Kolben
64 des Schaltzylinders 57 in seiner äußeren (in Fig. 1 rechten) Endstellung
befindet, bei der die Antriebswelle des Wechselgetriebes unmittelbar mit der Reduktionsstufe
gekuppelt ist. Da jede Gangstufe nur nach vorübergehendem Ausrasten des Handschalthebels
44 aus einer anderen Rastnut - und entsprechendes vorübergehendes Einschalten
der Leerlauf-Gangstufe N - eingeschaltet werden kann, befindet sich die Kolbenstange
60 bei der 111. Gangstufe ebenfalls in der aus Fig. 1 hervorgehenden
Lage, bei der die Vorgelegewelle mit keinem der beiden ständig von der Antriebswelle
angetriebenen Zahnradpaare gekuppelt ist.
-
Soll aus der III. Gangstufe die Leerlaufgangstufe N
eingeschaltet
werden, so braucht zu diesem Zweck der Handschalthebel 44 zunächst nur nach unten
gekippt zu werden. Dadurch gelangt Druckluft über das Schaltventil 13, die
Rohrleitung 54 und deren Zweigleitungen 79, 81 und 82 in die Schaltzylinder
55, 56
und 57, während gleichzeitig - durch das aus Fig.
2 ersichtliche Anheben der Schaltwelle 4 - die Nockenscheibe 8 aus
dem Bereich der Stifte 15 der unteren
Schaltventile
10, 11, 76 und 77 herausgelangt. Es wird somit gleichzeitig mit der
Einschaltung des Schaltventils 13 das jeweils vorher -eingeschaltete, einer
Gangstufe zugeordnete Schaltventil ausgeschaltet, wodurch im vorliegenden Falle
das Schaltventil 76 ausgeschaltet und die Rohrleitung 80 mit der Atmosphäre
verbunden wird. Dies hat in Verbindung mit der gleichzeitigen Beschickung des Schaltzylinders
57 durch die Zweigleitung 81 zur Folge, daß die Kolbenstange
62 wieder in die aus Fig. 1 ersichtliche getriebeseitige Endstellung
gelangt, bei der die Antriebswelle von der Reduktionsstufe abgekuppelt ist.
-
Bei der nach unten gedrückten Stellung des Handschalthebels 44 läßt
sich dieser parallel zur Lenkradebene über den ganzen Schaltsektor 42 verschieben,
wobei sich an der Wechselgetriebeeinstellung zunächst nichts ändert. Man kann das
Wechselgetriebe bei dieser Leerlaufeinstellung des Handschalthebels in jede beliebige
Gangstufe einschalten. Soll die Leerlauf-Gangstufe N aber beibehalten bleiben,
so rastet man den Handschalthebel 44 in die aus Fig. 6 hervorgehende Rastnut
N ein, in der er daraufhin durch die Kraft der Feder 68 selbsttätig
verbleibt. Da sich die den Gangstufen zugeordnete Nockenscheibe 8 hierbei
in der aus Fig. 5 hervorgehenden Lage befindet, wird in dieser Stellung keines
der vier den Gangstufen zugeordneten Schaltventile 10, 11, 76 und
77 betätigt.
-
Statt in die Leerlauf-Gangstufe N, könnte das Wechselgetriebe
selbstverständlich auch in jede beliebige andere Gangstufe eingeschaltet werden,
wozu der Handschalthebel 44 vor seinem Loslassen oder Wiederanheben lediglich vor
die der einzuschaltenden Gangstufe entsprechende Rastnut des Schaltsektors 42 zu
bringen ist. Mit der entsprechenden Schwenkbewegung des Handschalthebels 44 ist
zugleich eine entsprechende Schwenkung der Nockenscheiben 6, 7, 8
im Gehäuse
2 des Hauptsteuerventils 1 verbunden, so daß bei jeder Gangstufe (außer Leerlauf)
eines der den Gangstufen zugeordneten Schaltventile 10, 11,
76, 77
eingeschaltet ist. Soll z. B. die 1. Vorwärts-Gangstufe eingeschaltet werden,
so wird der - zunächst nach abwärts gedrückte - Handschalthebel 44
entlang der Ebene des Schaltsektors 42 zunächst vor die Rastnut I für die
1. Gangschaltstufe verbracht, woraufhin er beim Wiederanheben - oder
nach seinem Loslassen durch die Kraft der Feder 68 - in diese Rastnut einrastet.
Selbstverständlich kann der Lenker des Fahrzeuges die Hand vorsorglich stets so
lange am Handschalthebel 44 belassen, bis er sich von dem richtigen Einrasten des
Hebels überzeugt hat.
-
Durch das Einrasten des Handschalthebels 44 in die Rastnut I des Schaltsektors
42 (vgl. Fig. 6) betätigt der äußere Ansatz I (vgl. Fig. 5) der Nockenscheibe
8 das Schaltventil 10, wodurch Druckluft entsprechend der bereits
an Hand von Fig. 2 gegebenen allgemeinen Funktionsbeschreibung der Schaltventile
über das Schaltventil 10 durch die Rohrleitung 72 zu dem getriebeseitigen
Ende des Schaltzylinders 55 gelangt. Da nur das eine, den Gangschaltstufen
zugeordnete Schaltventil 10 betätigt ist, sind alle von den übrigen, den
Gangschaltstufen zugeordneten Schaltventilen 11, 76 und 77 ausgehenden
Rohrleitungen 78, 80 und 83 über diese Ventile mit der Atmosphäre
verbunden, so daß die Kolbenstange 60
über den (gemäß Fig. 1) linken
Kolben 58 bis in seine rechte Endstellung verschoben und dadurch die Vorgelegewelle
des Wechselgetriebes über den (gemäß Fig. 1) rechten antriebsseitigen Radsatz
an die Antriebswelle gekuppelt wird. Die - noch von der vorhergehenden Leerlaufeinstellung
her - in der aus Fig. 1 hervorgehenden Lage befindlichen Kolben
63
und 64 verbleiben in ihren Stellungen, so daß die Antriebsübertragung nur
von der Antriebswelle über die iVorgelegewelle und über die Reduktionsstufe zur
Abtriebswelle des Wechselgetriebes erfolgen kann.
-
Wie schon angeführt, ist das Wechselgetriebe so ausgebildet, daß die
Reduktionsstufe R während der ersten drei Vorwärts-Gangstufen eingeschaltet und
bei allen höheren Vorwärts-Gangstufen ausgeschaltet ist. Dementsprechend ist die
aus Fig. 4 ersichtliche Nockenscheibe 7 für die Reduktionsstufe so ausgebildet,
daß in den unteren drei Vorwärtsgängen (einschließlich der Leerlauf- und der Rückwärts-Gangstufe,
was jedoch für die richtige Funktion des Getrieb#es nicht ausschlaggebend ist) von
den beiden der Reduktionsstufe zugeordneten Schaltventilen 12, 75
lediglich
das Schaltventil 75 eingeschaltet ist und sich der Kolben 66a des der Reduktionsstufe
zugeordneten Schaltzylinders 66 bei allen diesen Gangstufen in der aus Fig.
1 ersichtlichen Lage befindet. Soll jedoch eine höhere Gangstufe eingeschaltet
werden, d. h. eine der Gangstufen IV bis VI, so wird bei der entsprechenden
Schwenkung des Handschalthebels 44 zwischen der 111. und der IV. Gangstufe
das Schaltventil 75 über die Nockenscheibe 7 ab- und das Schaltventil
12 zugeschaltet, wodurch der Kolben 66a nunmehr in seine getriebeseitige Endstellung
gelangt und die Reduktionsstufe ausschaltet.
-
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Nockenscheibe 7
so breit
bemessen, daß sie die Schaltventile 12, 75
unabhängig von der jeweiligen axialen
Stellung der Schaltwelle 4 stets lediglich in Abhängigkeit von der Winkelstellung
des Handschalthebels 44 entlang dem Schaltsektor 42 schaltet. Bei der Ausschaltung
der Reduktioasstufe wird von den beiden mit den abtriebsseitigen Zahnrädern der
Vorgelegewelle gekuppelten Zahnrädern der Abtriebswelle das (gemäß Fig.
1) rechte Rad von der Abtriebswelle ab- und zugleich das andere Rad nuninehr
direkt mit der Abtriebswelle gekuppelt.
-
Die Einschaltung der V. und Vl. Vorwärts-Gangstufe erfolgt sinngemäß
entsprechend der bereits beschriebenen Handhabung des Handschalthebels 44, wobei
die Reduktionsstufe ausgeschaltet bleibt.
-
Bei einer Einschaltung der Rückwärts-Gangstufe verbleiben die Betätigungsstangen
60, 62 und 66b in der aus Fig. 1 ersichtlichen Leerlaufeinstellung.
Lediglich die Betätigungsstange 61 für die Einschaltung der Rückwärts-Gangstufe
wird vom Kolben 63
her (gemäß Fig. 1) nach links verschoben, wodurch
die Vorgelegewelle über ein zusätzliches (in Fig. 1
nicht sichtbares) Zwischenrad
mit einem auf der Antriebswelle befindlichen Rückwärtsgang-Zahnrad gekuppelt wird.
Infolgedessen wird auch die Drehrichtung der Vorgelegewelle und damit auch
- über das abtriebsseitige Zahnradpaar der Vorgelegewelle und die Reduktionsstufe
- die Drehrichtung der Abtriebswelle umgekehrt.
-
Das in Fig. 1 dargestellte Wechselgetriebe läßt sich mit dem
beschriebenen Schaltmechanismus, der gegenüber allen bisher bekannten pneumatisch
arbeitenden Schaltmechanismen wesentlich einfacher aufgebaut und auch verhältnismäßig
billig herstellbar ist, sehr weich und elastisch in alle Gangstufen einschalten.
Aus jeder Gangstufe kann unmittelbar die Leerlaufeinstellung und aus der Leerlaufeinstellung
unmittelbar
auch jede beliebige Gangstufe eingeschaltet werden. Man kann schließlich womöglich
doch noch hörbare Schaltgeräusche der Schaltkolben dadurch vollständig vermeiden,
daß man die Kolben an ihren Stirnflächen noch mit je einem Dämpfungspolster,
z. B. einer anvulkanisierten Gummischeibe, versieht.