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Mit Druckmittel arbeitende Hilfskraftschaltvorrichtung für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Druckmittel arbeitende Hilfskraftschaltvorrichtung
für Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einem eine Schwenkung um eine Drehachse unter
der Wirkung des Hilfskraftmotors und eine Längsverschiebung in Richtung dieser Drehachse
ausführenden, die Schaltelemente des Wechselgetriehes betätigenden Schaltglied sowie
mit einem um die nämliche Drehachse schwenkbaren und entlang dieser axial verschiebbaren,
zum Schwenken und Verschieben mit dem Handschalthebel verbundenen Steuerglied, wobei
das beim Verschieben des Steuergliedes von diesem mitgenommene Schaltglied in Schwenkrichtung
mit dem Steuerglied verbunden ist, das Steuerglied einen Steuerschieber einer Nachführsteuerung
für den Hilfskraftmotor über eine Mitnahmevorrichtung verstellt, und das Schaltglied
in Schwenkrichtung spielfrei, in der Verschieberichtung mit Spiel mit der Kolbenstange
des Hilfskraftmotors verbunden ist.
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Es ist bereits eine Hilfskraftschaltvorrichtung im wesentlichen dieser
Art bekanntgeworden, bei der die Wählbewegung des hierzu unmittelbar mit dem Steuerglied
verbundenen Schaltgliedes nicht durch Verschieben in Richtung der Schwenkachse für
die Schaltbewegung, sondern durch eine weitere Schwenkbewegung senkrecht zur Schwenkbewegung
beim Schalten erfolgt. Die bekannte Vorrichtung weist ein Schaltglied auf, das über
eine Nut in einer Hebelverbindung zum Hilfskraftmotor in der Schaltrichtung schwenkbar
ist. Das Schaltglied ist in der Schaltrichtung mit Spiel mit einem hebelarmartigen
Steuerglied schwenkbar verbunden, das seinerseits vom Handschalthebel betätigt wird
und als Verlängerung des in einem Kugelgelenk allseits schwenkbaren Handschalthebels
über die Schaltkugel hinaus nach unten ausgebildet ist. Zum Auswählen des zu betätigenden
Schaltelements ist das Steuerglied mittels der Schaltkugel in einer zur ersten Richtung
senkrechten Richtung schwenkbar, wobei es ohne Spiel das Schaltglied mitnimmt. Das
Steuerglied ist über eine Mitnahmevorrichtung mit dem Steuerschieber für den Hilfskraftmotor
verbunden, wobei ein besonderes Hebelgestänge der Mitnahmevorrichtung mit der Kolbenstange
des Hilfskraftmotors verbunden ist und gleichzeitig eine Nachführbewegung des Hilfskraftkolbens
gegenüber dem Steuerglied ermöglicht. Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil
auf, daß der Steuerschieber gesondert in einem entsprechenden Gehäuse außerhalb
des Hilfskraftmotors und dessen Bewegungsbereiches angeordnet ist, wobei das Steuerschiebergehäuse
seitlich auf den Hilfskraftzylinder aufgesetzt ist. Die bekannte Vorrichtung erfordert
einerseits einen erheblichen Raumaufwand und andererseits eine verhältnismäßig große
Anzahl von Bauteilen mit einer entsprechend komplizierten Gestaltung der Vorfichtung,
insbesondere verhältnismäßig viele Gelenkstellen und Hebelverbindungen, weil das
Steuerschiebergehäuse die Bewegungen des Hifskraftkolbens nicht mitmacht.
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Es ist ferner eine Flilfskraftschaltvorrichtung bekanntgeworden, die
einen axial in der Kolbenstange des Hilfskraftmotors gelagerten Steuerschieber aufweist,
der mit einem Spiel gegenüberdern Schaltglied in dessen Drehrichtung versehen ist.
Dabei ist ein mit dem Schaltglied verbundener Hebel mit Spiel in seiner Schwenkrichtung
mit einem auf einem Bolzen befestigten Mitnehmerorgan verbunden, das durch feste
Verbindung mit dem Steuerschieber diesen mitnimmt. Es sind jedoch bei dieser bekannten
Vorrichtung für die Verschiebung des Schaltgliedes getrennte Organe vorgesehen,
so daß das Steuerglied im Sinne der eingangs erwähnten Vorrichtung nur die Schaltbewegung,
also einen Teil der vorzunehmenden Steuerbewegung, steuert. Auch diese bekannte
Vorrichtung ist verhältnismäßig aufwendig und umfangreich. Diese bekannte Vorrichtung
weist eine Steuerventileinrichtung auf, bei der auf dem im Hilf-skraftkolben beweglichen
Teil des Steuerschiebers federbelastete Ringventile längsverschiebbar angeordnet
sind, die mit Sitzen in der Bohrung des Hilfskraftkolbens zusammenwirken.
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Auch bei einer anderen bekannten Hilfskraftschaltvorrichtung, bei
der die Schwenkung des
Schaltgliedes von Hand zur Auswahl der Schaltgassen
und dessen Verschiebung unter Wirkung der Hilfskraft zum Einlegen des Ganges dienen,
ist eine komplizierte Ventilsteuerung mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von
Ventilteilen erforderlich. Ein von einem Steuerglied verstellbarer Steuerschieber
für den Hilfskraftmotor im Sinne der eingangs geschilderten Vorrichtung findet bei
der bekannten Vorrichtung keine Anwendung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Hilfskraftschaltvorrichtung
der eingangs angegebenen Art zu vereinfachen und die Abmessungen der Gesamtvorrichtung
zu verringern.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in eine Mitnehmernut
des in an sich bekannter Weise in der Kolbenstange des Hilfskraftkolbens axial gelagerten
und diesem gegenüber relativ verschieblichen Steuerschiebers der mit seinem einen
Ende an den Hebelarmen des Steuergliedes spielfrei gelenkig gelagerte Mitnehmer
mit seinem anderen Ende eingreift.
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Dadurch wird der Vorteil eines gedrängten, Platz und Bauteile sparenden
Aufbaus der Hilfskraftschaltvorrichtung erzielt. Der Schaltvorgang selbst und seine
Steuerung werden vereinfacht und können sicherer und in geringerer Schaltzeit als
bisher durchgeführt werden.
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In der Zeichnung ist ein nachfolgend erläutertes Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Schaltvorrichtung, teilweise im Schnitt,
mit Betätigung des Schaltgliedes direkt durch einen Schalthebel, F ig.2 den Schnitt
nach der Linie 11-11 von F i g. 1,
F i g. 3 eine Teilansicht
von F i 1-. 21, in Richtung der Pfeile III-111 gesehen, F i g. 4 den
Schnitt nach der Linie IV-IV von F i g. 1,
F i g. 5 eine Teilansicht
einer Schaltvorrichtung im wesentlichen entsprechend F i g. 1, jedoch mit
Fernbetätigung, und F i g. 6 die Ansicht der Schaltvorrichtung nach F i
g. 5, in Richtung des Pfeils in F i g. 5 gesehen. Nach F i
g. 1 ist eine Welle 1 in Augen 2 eines Getriebegehäusedeckels
3 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Ein Handschalthebel 4 weist gegen
sein unteres Ende hin eine nach innen von beiden Seiten konisch verengt verlaufende
Bohrung 80 auf und ist mittels der Auflageringfläche 81 auf der Welle
1 gelagert. Zwei in Augen 82 des Gehäusedeckels 3 angeordnete
Bolzen 84 (F i g. 4) greifen in beidseitige Schlitze 85 des Hebelauges
86 am Handschalthebel 4 ein. Sie lassen eine Schwenkbewegung des Handschalthehels
4 um die Achse der Welle 1
sowie in Längsrichtung der letzteren zu, verhindern
aber eine Drehbewegung des Handschalthebels 4 um seine eigene Achse. Das kugelförmige,
untere Ende 6
des Handschalthebels 4 greift beweglich in eine Bohrung
7 eines mit der Welle 1 fest verbundenen Hebels 8 ein. Die
Welle 1 kann hier mittels des Handschalthebels 4 sowie axial verschoben wie
gedreht werden.
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Als Steuerglied sind zwei zueinander parallele Hebel 10 mittels
der Bolzen 12 fest mit der Welle 1
verbunden und lassert'zwischen sich einen
Spalt frei. Sie weisen an ihren unteren freien Enden miteinander fluchtende, zur
Welle 1 parallele Bohrungen auf, durch die ein Bolzeii14 gesteckt ist. Ferner
weisen die Hebel 10 weiter zur Welle 1 zu jeweils zum Spalt hin offene
seitliche Bohrungen 15 auf, in denen sich unter dem Einfluß von Federn
16 stehende Kugeln 17
befinden. Auf dem Bolzen 14 ist ein U-förmig
ausgebildeter, mit einem Finger 20 versehener Mitnehmer 21 angeordnet, der mit seinen
beiden U-Schenkeln die Hebel 10 umfaßt. Die Aufnahmebohrungen für den Bolzen
14 befinden sich an den freien Enden der U-Schenkel.
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Im Spalt zwischen den beiden fest mit der Welle 1
verbundenen
Hebeln 10 ist der Schaltfinger 23 als Schaltglied lose vorgesehen,
der mit seinem einen Ende frei schwenkbar auf der Welle 1 gelagert ist, und
mit seinem freien anderen Ende in die Schaltgasse der Schaltgabeln eingreift, wofür
an ihm Nocken 26 vorgesehen sind. Dieser Schaltfinger weist etwa in seiner
Mitte ein sich in Schwenkrichtung erstreckendes Langloch 24 sowie Nocken
25 zwischen dem Langloch 24 und dem Nocken 26 auf. Gegen die Mitte
hin sind am Schaltfinger 23 Ausfräsungen 22 für den Eingriff der Kugeln
17 angebracht. Mit 27,
28 und 29 sind Schaltstangen für
die Gänge bezeichnet mit den Schaltgabeln 30, weiche die Schaltgasse bildende
Ausfräsungen 31 aufweisen und zusammengefaßt die eigentlichen Schaltelemente
bilden.
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Am Getriebegehäusedeckel 3 befindet sich parallel zu den Schalistangen
27, 28, 29 und senkrecht zur Welle 1 ein Stufenzylinder
32 (F i g. 2). Dieser wird durch eine Zwischenwand 33 in die
beiden Teilzylinder 34 und 35 mit verschiedenen Bohrungsdurchmessern unterteilt.
Im Stufenzylinder 32 ist der Stufenkolben 36, 37, 38 verschiebbar
angeordnet. Er besteht zur Hauptsache aus dem Arbeitskolben 36
großen Durchmessers,
der Kolbenstange 37 und dem Teilkolben 38 kleineren Durchmessers und
ist durch Dichtungen 39 gegen das Zylindergehäuse 32 abgedichtet.
Der Arbeitskolben 36 unterteilt den Teilzylinder 34 in die beiden Räume 41
und 42. Die Kolbenstange 37 mit Teilkolben 38 weist in ihrem Innern
die im Durchmesser unterschiedlichen Hohlräume 43 und 44 auf. Der linke Endteil
des Hohlraumes 43 ist durch den mit der Kolbenstange 37, 38
fest verbundenen
Einsatz 46 auf die Bohrung 47 verengt. Der Einsatz 46 ist außerhalb seines Flansches
48 aJs sich in Achsrichtung erstreckende plattenfönnige Verlängerung 45 ausgebildet,
die an ihrem linken Endteil Ausnehmungen 49 für den Nocken 25 des Schaltfingers
23 und 50 für den Finger 20 des Mitnehmers 21 aufweist. In der Ausnehmung
50 kann sich der Finger 20 begrenzt in Axialrichtung des Stufenzylinders
32 bewegen. Ein Steuerschieber 51 ist in der Axialbohrung
52 des Einsatzes 46 dichtend geführt. Er weist an seinem linken Endteil eine
Ausnehmung 54 auf, in die axialspielfrei der Finger 20 eingreift. Der Steuerschieber
51 besitzt einen am rechten Ende geschlossenen axialen Längskanal
55 mit radialen Entlüftungskanälen 56 und 57
sowie innere Ventilsitze
58 und 59.
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Auf der Eindrehung 62 zwischen den inneren Ventilsitzen
58 und 59 des Steuerschiebers 51 sind zwei gleichartige Ventile
63 und 64 in Längsrichtung verschiebbar spiegelbildlich angeordnet. Eine
Feder 66 ist bestrebt, die Ventile 63, 64 mit ihren Dichtungen
67, 68 gegen die äußeren Ventilsitze 70 und 71 an den Stufen
zwischen dem Hohlraum 43 und den Hohlräumen 44 und 47, die voneinander geringeren
Abstand haben als die Ventilsitze 58 und 59,
zu pressen. Die Hohlräume
47 und 44 werden durch
die Ventile 63 und 64 vom mittleren
Hohlraum 43 getrennt und stehen über die Bohrungen 72 bzw. 73
in der
Kolbenstange 37 und im Teilkolben 38 mit den Räumen 41 bzw. 42 des
Teilzylinders 34 in Verbindung.
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Der Raum 75 links vom Steuerschieber 51, in den der
Längskanal 55 austritt, ist durch eine Öffnung 76
mit der Atmosphäre
verbunden. Das Druckmittel tritt durch eine Bohrung 77 im Teilzylinder
35, die Anfräsung 78 und die Bohrung 79 am Teilkolben
38
in den Raum 43 ein.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 1
bis 4 ist wie
folgt: Durch Verschwenkung des Handschalthebels 4 in Längsrichtung der Welle
1 wird diese über den Hebel 8 axial in den Lagern 2 verschoben und
durch Mitnahme des Schaltfingers oder Schaltgliedes 23 die gewünschte Schaltstange
vorgewählt. Es sei angenommen, die Welle 1 werde z. B. nach rechts verschoben,
so daß der Nocken 26
des Schaltfingers 23 (F i g. 1) von der
mittleren in die rechte Stellung innerhalb der Schaltgasse gebracht wird. Nachdem
nun die gewünschte Schaltstange entsprechend dem einzuschaltenden Gang vorgewählt
ist, wird die Welle 1 verschwenkt, beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn bezogen
auf F i g. 2. Die Hebel 10 werden dabei ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn
verschwenkt und der Mitnehmer 21 wird über den Bolzen 14 nach rechts verschoben.
Der Schaltfinger 23 bleibt dabei in seiner Mittelstellung, während der Bolzen
14 entsprechend dem rechten Spiel s (F i g. 2) von seiner Mittelstellung
nach rechts bis zum Anschlag an die Langlochwandung 24 des Schaltfingers
23 verschoben wird. Der Finger 20 des Mitnehmers 21, welcher in die Ausnehmung
54 eingreift, verschiebt zunächst den Steuerschieber 51 nach rechts, bis
der innere Ventilsitz 58 zum Aufsitzen auf das Ventil 63 kommt. Bei
weiterer Drehung der Welle 1
verschiebt der Mitnehmer 21 den Steuerschieber
51
ebenfalls weiter nach rechts und hebt das Ventil 63
vorn äußeren
Sitz 70 ab. Das Druckmittel tritt nun von dem unter Arbeitsdruck stehenden
Hohlraum 43 in den Hohlraum 47 und gelangt über die Leitung 72
in den Raum
41, wo es die linke Seite des Arbeitskolbens 36 beaufschlagt. Da die plattenförmige
Verlängerung 45 über die Kolbenstange 37 mit dem Arbeitskolben
36 verbunden ist, wirkt die Servokraft über den Nocken 25, welcher
sich in der Ausnehmung 49 befindet, auf den Schaltfinger 23 und verschiebt
die Schaltgabel 30 über den Nocken 26 in die gewünschte rechte Endstellung,
in der der betreffende Gang eingestellt ist.
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Wird nach Vorwählung der gewünschten Schaltstange die Welle
1 mit den Hebeln 10 z. B. im Uhrzeigerdrehsinn verschwenkt, so verschiebt
der Mitnehmer 21 mittels des Fingers 20 den Steuerschieber 51
nach links,
bis der innere Ventilsitz 59 zum Aufsitzen auf das Ventil 64 kommt. Der Schaltfinger
23 bleibt dabei in seiner Mittelstellung, während der Bolzen 14 entsprechend
dem linken Spiel s von seiner Mittelstellung nach links bis zum Anschlag
an die Langlochwandung 24 verschoben wird. Bei weiterer Drehung der Welle
1 im Uhrzeigerdrehsinn verschiebt der Mitnehmer 21 den Steuerschieber
51 ebenfalls weiter nach links und hebt das Ventil 64 vom äußeren Sitz
71 ab. Das Druckmittel kann nun vom Hohlraum 43 in den Hohlraum 44 treten
und strömt von hier über die Leitung 73 in den Raum 42, wo es die rechte
Seite des Arbeitskolbens 36 beaufschlagt und die mit dem Arbeitskolben
36 fest verbundene Verlängerung 45 nach links verschiebt. Dadurch wird der
Schaltfinger 23 im Uhrzeigersinn verschwenkt und der Nocken 26 verschiebt
die Schaltgabel 30 in die gewünschte linke Endstellung.
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Hört der Druck des Fahrers auf den Handschalthebel 4 auf, so nimmt
der Schaltfinger 23 gegenüber den Hebeln 10 unter dem Einfluß der
unter Federkraft stehenden Kugeln 17 stets seine Mittellage wieder ein. Dadurch
wird der innere Ventilsitz 58
bzw. 59 vom Ventil 63 bzw. 64
abgehoben. Gleichzeitig wird das Ventil 63 bzw. 64 durch die Feder
66
auf seinen äußeren Sitz 70 bzw. 71 gedrückt und die Druckmittelzufuhr
unterbrochen. Der Raum 41 bzw. 42 wird über die Leitung 72 bzw.73, Hohlraum
47 bzw. 44 und Leitung 55 entlüftet.
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Die Einrichtung nach F i g. 5 und 6 ist für Fernschaltung
des Wechselgetriebes vorgesehen.
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Am Getriebegehäuse 90 ist der Winkelhebel 91, 92
angeordnet.
Vom Hebelarm 91 führt die Stange 93
zum nicht dargestellten Handschalthebel.
Der Nocken 94 des Hebelarmes 92 greift in die Ausfräsung 95 der Welle
96, welche der Welle 1 des oben beschriebenen Beispiels entspricht.
Der Hebel 98 ist fest mit der Welle 96 verbunden. Am Hebel
98
greift die Stange 99 an und führt ebenfalls zum bereits erwähnten,
nicht dargestellten Handschalthebel.
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Vom Handschalthebel aus kann entsprechend dem Beispiel nach F i
g. 1 die Welle 96 sowohl axial verschoben wie in Umfangsrichtung gedreht
werden.
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Anspruch 2 ist ein reiner Unteranspruch und hat nur in Verbindung
mit Anspruch 1 patentrechtliche Bedeutung.