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Gangwählschalt er für Eraftfahrzeug-Wechselgetriebe Die Erfindung
betrifft einen Gangwählschalter für traftfahrzeug-Wechselgetriebe, beispielsweise
Getriebe mit elektrohydraulisch betätigten Kupplungen.
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Es ist bereits bekannt ein durch mechanische Lamellenkupplungen schaltbares
Kraftfahrzeuggetriebe mit einem an der Lenksäule befeatigten elektrischen Gangwählschalter
zu. betätigen. Der Gangwählschalter ist über eine Steuereinrichtung an ein Doppelrelais
für AuI- und Abwärtsschaltung angeschlossen, welches den Hau.ptstrom für einen Elektromotor
einschaltet. Der Elektromotor treibt eine mit mehreren Nu.ten versehene Schaltwalze
an, in welche zum Öffnen oder Anlegen der Lamellenkupplungen eine entsprechende
Anzahl von Schaltstangen geführt sind. Das Ausschalten des Elektromotors erfolgt
durch eine in der Steuereinrichtung enthaltene zweigeteilte Steuerscheibe, welche
von der Schaltwalze angetrieben. und an Federkontakten vorbeigeführt wird. Der dem
Doppelrelais über die Steuerscheibe einen Einschaltstrom zuleitende Gangwählschalter
besteht au.s einem Schalthebel, der über ein Schrittschal'twerk einen Kontaktfinger
verstellt. Dieser gleitet über eine der Gangzahl entsprechende^ADza'hl im Halbkreis
angeordneter Schleifkontakte.
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Die genannte Gangschalteinrichtung ist aufwendig gebaut und daher
teuer. Es hat sich außerdem gezeigt, dass die gontakte im Gangwählschalter du.rch
ihre Neigung zum Verschmoren störanfällig sind.
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Der Erfindung liegt die aufgabe zu.grunde, einen Gangwählschalter
mit verhältnismäßig einfachem Aufbau und hoher Betriebssicherheit zu schaffen, der
verschiedenen Getriebeausführungen leicht angepaßt werden kann.
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Die Erfindung besteht aus einem an sich bekannten aus Antriebsklinken
und Zahnscheibe bestehenden Schrittschaltwerk, einem die Schaltklinken aus einer
Mittelstellung in beiden Richtungen bewegenden Schalthebel, einer durch die Zahnscheibe
in einzelne Rast-Stellungen bewegbaren Schaltwalze und durch die Schaltwalze betätigbare
elektrische Sprungschalter für die Magnetventile.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindung besteht darin, dass
eine von einem Elektromagneten betätigbare, in den Klinkenantrieb des Schrittschaltwerks
eingreifende Sperreinrichtung vorhanden ist, wobei der Elektromagnet in Abhangigkeit
von der Drehzahl des Fahrzeugmotors erregt wird und bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt
mit überhöhter Motordrehzahl åeweils die Abwärtsschaltbewegung des Schalthebels
gesperrt ist.
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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und in der Zeichnung
anhand eines Ausführungsbeispiels näher erlnu.-tert: Es zeigte Fig. 1 eine Draufsicht
auS'den Gangwählschalter; Fig. 2 einen verkleinerten Längsschnitt nach der Linie
II-II in Fig. 1, jedoch um 90o verdreht gezeichnet; Fig'. 3 einen Querschnitt nach
der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 ,,eine verkleinerte Ansicht gemäß Fig. 2 bsi
weggelassenem Schaltergehäuse; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie VV in Fig. Fig.
4, um 90° verdreht;
Fig. 6 einen Schnitt nach aer iinie,VI-VI in
Fig. 4, um 900 verdreht, in welchem die Rückstelleinrichtung für den Schalthebel
und das Schalter-Oberteil der übersichtlichkeit halber weggelassen sind; Fig. 7
einen ScIitt nach- der linie VII-VII in Fig. 4, um 900 v"erdreht; Fig. 8 eine Ånsicht
in Richtung X der Fig. 4 ebenfalls um 900 verdreht gezeichnet.
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Der in Fig. 1-4 dargestellte Gangwählschalter besteht aus einem Schalter-Oberteil
1 und einem Scbalter-Gehäu-se 2. Sämtliche Baugruppen sind mittels Montageboizen
3 am Schalter-Oberw teil 1 angebaut. Die Befestigung des Ganwähl.schaltexs im Falle
zeug erfolgt durch drei Augen 4 unter Verwendung von Schwingmetallpuffern.
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Der Schalthebel 6 ist mit dem einen Ende einer im Schalter Oberteil
1 waagrecht gelagerten Welle 7 verbunden, deren anderes Ende einen Schaltfinger
8 mit einem Kugelkopf 9 trägt.
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Dieser greift in eine mit einem Antriebsblech 10 verbundene Gabel
II (Fig'. 5) ein. Gabel 11, Antriebsblech 10 und ein Segment 12 mit Antriebsklinken
13, 13a (Fig. 6) sind antreibende Bauteile des Schrittschaltwerkes und auf einer
Antriebswelle 14 befestigt. Ein weiteres zum Schrittschaltwerk gehörendes abtreibendes
Bauteil besteht aus einer auf einer Abtriebswelle 16 montierten Zahnscheibe 17.
Antriebswelle 14 und Abtriebswelle 16 sind mittels eines Lagerzapfens 18 ineinander
gelagert.
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Das Antriebsblech 10 ist mit dem die Antriebsklinken 13, 13a tragenden
Segment 12 verschrautt und hat gegenüberliegende Schrägflächen 19, 19a (Fig. 5),
die beim Schalten mit auf Hebeln 20, 20a gelagerten Rollen 21, 21a zusammenwirken.
Die Hebel 20, 20a sind an diametral einander gegenüberliegenden Anlenkbolzen 22,
22a einer Montageplatte 23 befestigt und an
ihrem freien Ende durch
Zugfedern 24, 24a gegeneinander verspannt, so dass die Rollen 21, 21a das An.triebsblech
1.0 in' einer Mittelstellung halten.. Die Rollen 21, 21a liegen. dabei in Rasten
26, 26a.
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Eine Blattfeder 27 drückt die Antriebsklinken 13, 13a gegen die Zalinscheibe
17. Zum Ausheben jeweils einer der Antriebsklinken 13 oder 13å aus der Zahnscheibe
17 beim Zurückfedern des Äntriebsbleches 10, sind in die genannten Rntriebsklinken
Bolzen 28, 28a eingelassen, die an einer Kurvenscheibe 31 entlanggleiten können.
Diese ist mittels Stehbolzen 42, 42a an einer Montageplatte 29 angeschrautt.
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Auf der Abtriebswelle 16 ist eine Schaltwalze 32 befestigt in deren
Mantelfläche .33 eine Anzahl Kerbnägel 34 eingeschlagen sind zum Betätigen von auf
Montageplatten 30 und 48 aufgebauten Sprungschaltern 35-41. Die Sprungschalter 35-38
dienen zum Einschalten der Magnetventile für die, Gänge eins bi.s vier bei Vorwärts-
und Rückwärtsfahrt; es sind hierzu. zwei Reihen von je vier Kerbnägeln 34 auf dem
Umfang der Schaltwalze 32 angeordnet, wobei jeweils entsprechend der Drehrichtung
der Schaltvlze die Kerbnägel einer Reihe nacheinander die Sprungschalter 35-38 betätigen.
Die Sprungschalter 39, 40 sind als Doppelschalter ausgebildet und werden in der
Nullstellung (Getriebeleerlauf) durch einen Kerbnagel 34a (Fig. 2 und 4) betätigt,
so dass nur in dieser Stellung der Motor angelassen werden kann.
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Der Sprungschalter 41 dient zum Umschalten von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt.
Bei Rückwärtsfahrt ist der Sprungschalte 41 in sämtlichen Gängen duch vier hintereinander
in einer Ebene liegende Kerbnägel 34b gedrückt, wobei die auf der Rückseite der
Schaltwalze 32 angeordnete Reihe von Kerbnägeln die Sprungschalter 35-38 drücken.
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Zwischen einer weiteren Montageplatte 30 und der Platte 29 ist eine
auf der Abtriebswelle 16- feste Rastenscheibe 43
(Fig. 7) vorgesehen,
in welche zwei an Hebeln 44, 44a gelagerte Rollen 45, 45a eingreifen.. Diese Hebel
44, 44a sind an einander diametral gegenüberliegenden Bolzen 46, 46a der Montageplatte
29 angelenkt und durch Zugfedern 47, 47a in Richtung auf die Rastenscheibe 43 vorgespannt;
Die Abtriebswelle 16 mit der Schaltwalze 32 ist somit in den einzelnen Gang stellungen
genau. fixiert.
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Mit der Abtriebswelle 16 fest verbunden ist ein Zahnrad 50, das über
ein Zwischenrad 51 ein auf einer Welle 53 befestigtes Zahnrad 52 antreibt (Fig.
2). Auf der Welle 53 ist drehfest aber axial verschieblich ein Sperrstück 54 gelagert.
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Ein durch die Sprungschalter 39, 40 einschaltbarer Elektromagnet 56
mit Betätigungsbolzen 57 ist unterhalb ein.er um einen Drehzapfen 58 schwenkbaren
Wippe 59 angeordnet. Diese weist Blechlappen 60, 60a mit in eine Nu.t 61 des Sperrstückes
54 eingreifenden Mitnehmern 62, 62a au.f (Fig. 5). Bei abgeschaltetem Elektromagnet
56 drückt eine Feder 63 (Fig. 2) das dem Sperrstück 54 zugekehrte Teil der Wippe
59 nach unten. Das Sperrstück 54 kann. gegen einen Anschlag 25 der Welle 53 verschoben
werden und mit einem kreissegmentförmigen Bund 64 (Fig. 5) in eine etwa halbkreisförmige
Aussparung 66 des Antriebsbleches 10 eingreifen, so dass letzteres entweder in einer
oder in beiden Schwenkrichtungen gesperrt ist. In der Nuilstellung haben das Sperrstück
54, 64 und das Antriebsblech 10 eine gemeinsame Symmetrieachse 65 (Fig. 5).
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Die Welle 53 trägt einen Zeiger 67 der beim Gangwechsel über einem
durch eine Lampe 55 durchleu.chteten Ganganzeigeglas 68 schwenkt (Fig.- 1 und 2).
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Der Stromkreis eines der Nuilstellungs-Sprungschälter 39, 40 enthält
einen von Hand m.u. betätigenden Drücker 69 durch welchen bei Getriebeleerlauf über
einen Schalter 75 der Elektromagnet 56 (Neu.tralsperre) abgeschaltet werden-kaan.
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In den Gangwählschalter ist außer der Schaltwalze 32 eine auf einer
Welle'70 befestigte und durch einen Kneberl 71 verstellbare Nebenschaltwalze 72
eingebaut (Fig'. 2j. Diese betätigt einen Sprungschalter 73 zum Ein- oder Ausschalten
des Magnetventils des Gruppengetriebes, sowie einen Sprungschalter 74 einer Gangschaltau.tomatik
(nicht dargestellt). Die Gang schaltautomatik kann als gesondertes Bau,-teil an
der Montageplatte 48 befestigt werden. Wie-aus Fig. 7 ersichtlich, ist die Nebenschaltwalze
72 durch eine federbelastete Kugelrast 76 in vier Schaltstellungen fixierbar. Als
Drehbegrenzungen dienen Anschläge 77, 77a. Die am Knebel 71 einstell- und ablesbaren
Schaltstellungen, (Fig. 1) A für automatische und M.
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für manu.elle Gangschaltung, sind zweifach für Straße und Gelände
vorhanden. In der Stellung M oder A -Gelände- ist zusätzlich die Getriebegruppe
geschaltet.
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An der Schaitwalze 32 ist eine Aushebescheibe 78 (Fig. 2 und 8) mit
einer Rolle 79 befestigt. Ein um einen Drehzapfen 80 schwenkbarer und durch eine
Feder 81 belasteter Sperrhebel 82 ist einerseits in der Aushebescheibe 78 geführt
und greift andererseits in Abhängigkeit von der Stellung, der Schaltwalze 32 in
eine mit der Nebenschaltwalse 72 feste Sperrscheibe 83 ein. Diese ist mit vier den
Einstellungen des Knebels 71 ent-.
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sprechenden Rasten 84-87 versehen, wobei die nebeneinander liegenden
Rasten 85, 86 je eine geneigte Flanke 95 bzw. 96 aufweisen.
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Zum Anschluß des Gangwählschalters an Bordnetz und Getriebe aind
Steckdosen 88, 89 vorgesehen.
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Die erforderlischen Leitungen und elektrischen Anschlüße, im Gangwähls'cha,lter
si,nd in der Zeichnung der Ubersichtli,ch-,' keit halber weggelassen.
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Der Gangwählschalter wirkt wie folgt: Der Schalthebel 6 wird zum
Aufwärtsschalten jeweils in Fahrtrichtung und zum Abwärtsschalten entgegen der Fahrtrichtung'bewegt.
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In Fig. 5 ist das Antriebsbleoh 10 und das Sperrstück 54 mit dem
segmentförmigen Bund 64 in der Schaltstellung für Leerlauf gezeichnet.
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Soll von Leerlauf (Schalthebel gegen unbeabsichtigtes Betätigen blockiert)
in den. ersten Gang -Vorwärts- geschaltet werden, drückt der Fahrer zunächst auf
den Drücker 69 (Fig. 1 und 2), so dass der Stromkreis des in Nullstellung durch
die Schaltwalze 32 gedrückten Sprungschalters 40 unterbrochen ist.
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Der Elektromagnet 56 ist somit stromlos und das Sperrstück 54, 64
durch die Wippe 59 nach unten (in Fig. 5 au.s der Zeichenebene nach oben) verschoben.
Der segmentförmige Bund 64 des Sperrstückes liegt daher außerhalb der halbkreisförmigen
Aussparung 66 des Antriebsbleches 10. Dies ist nunmehr frei beweglich und der Schalthebel
6 kann nach vorn (in Fahrtrichtung) bewegt werden. Hierbei wird das Antriebsblech
10 mit dem Segment 12 entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 5 und 6-) geschwenkt und
die mit der Abtriebswelle 16 verbundene Zahnscheibe 17 durch die Antriebsklinke
13 mitgenommen. Die Abtriebswelle 16 -ist in der neu.en Stellung durch die in, die
Rastenscheibe 43 eingreifenden Rollen 45, 45a festgelegt, während das Antriebsblech
10 zusammen mit dem Schalthebel 6 durch die gefederten Rollen 21, 21a in die Mittelstellung
zurückgeführt wird. Während des Zurückfederns des Antriebsbleches 10 gleitet die
Antriebs klinke 13a mit dem Bolzen 28a entlang der Kurvenscheibe 31, wobei die ,mtriebskli.nke
solange von der Zahnscheibe 17 abgehoben bleibt bis das Antriebsblech 10 etwa die
gezeichnete Mittelstellung wieder einnimmt. Die Antriebsklinke 13 dagegen gleitet
über die Verzahnung der Zahnscheibe 17 hinweg. Die Schaltwalze 32 ist jetzt so verstellt,
dass der Sprungschalter 35 des ersten Ganges betätigt ist. Die Doppelschalter 39,
40
für Getriebe-Leerlauf sind abgeschaltet. Die Drehbewegung der
Abtriebswelle 16 wird durch das Zahnradgetriebe 50, 51, 52 gleichsinnig auf die
Welle 53 übertragen, deren Zeiger 67 über dem Ganganzeigeglas 68 in die Stellung
- 1 Vorwärts -schwenkt. Gemeinsam mit der Schaltwalze 32 hat sich auch das auf der
Welle 53 feste Sperrstück 54 mit dem Bund 64 um einen Schaltschritt au.s der in
Fig. 5 gezeichneten Leerlaufstellung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Beim Aufwärtsschaten
in.
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den zweiten und jeden weiteren Gang wiederholen sich die beschriebenen
Bewegungen des Gangwählschalters und das Sperrstück 54, 64 dreht sich jeweils um
einen Schritt weiter.
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Abwärtsschalten bei zu. hoher Mo'tordrehzahl: Fährt das Fahrzeug z.B.
im dritten Gang mit hoher Geschwindigkeit, so betätigt ab einer bestimmten Drehzahl
ein auf der Abtriebswelle des Getriebes angeordneter Bliehkraftregler einen Schalter
(nicht azeichnet), welcher dem Elektromagneten 56 (Fig. 2) Strom zuführt. -Bei einem
Getriebe mit vorgeschaltetem Drehmomentwandler wird zum Einschalten des Elektromagnets
der drehzahlabhängige Staudru.ck des Turbinenrads auf einen Dru.ckschalter gegeben.-
Der Elektromagnet drückt über die Wippe 59 das Sperrstück 54 nach oben bis an den
Anschlag 25. Das Sperrstück 54 liegt nunmehr m'it seinem Bund 64 in der Aussparung
66 des Antriebsbleches 10. Da bei geschaltetem dritten Gang der kreissegnentförmige
,Bund 64 entgegen dem Uhrzeigersin au.s der in Fig. 5 gezeichneten Mittelstellung
heraus in das untere Viertel der Au.s.sparung 66 verdreht ist, kann das Antriebsblech
10 nicht im Uhrzeigersinn geschwenkt werden, was einer Schalthebelbewegung nach
hinten entsprLoht. Das Abwärtsschalten in den zweiten Gang ist daher gesperrt.
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Ein Aufwärtsschalten in den vierten Gang ist dagegen möglich, da
der Bund 64 ein Schwenken des Antriebsbleches entgegen dem Uhrzeigersinn nicht behindert.
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Sobald das Fahrzeug langsamer geworden ist, wird der oben genannte
Schalter durch den Fliehkraftregler bzw. den verminderten Stau.dru.ck abgeschaltet,
so dass der Elektromagnet 56 keinen Strom mehr erhält. Das Sperrstück 54 gleitet
nach unten und das Antriebsblech 10 ist wieder in beiden Richtungen bewegbar.
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Zum Aufwärtsschalten für Rückwärtsfahrt wird der Schalthebel 6 bei
Nullstellung des Zeigers 67 nach hinten (gleich Fahrtrichtung) bewegt. Das Sperrstück
54 dreht sich dabei im Uhrzeigersinn au.s der in Fig. 5 gezeichneten Leerlaufstellung
um jeweils einen Schaltschritt. Dadurch ist bei Uberschreiten der zulässigen Motordrehzahl
eine Bewegung des Antriebsbleches 10 entgegen dem Uhrzeigersinn gesperrt. Diese
Drehrichtung entspricht der Schaltbewegung des Schalthebels nach vorn, die bei Rückwärtsfahrt
das Abwärtsschalten bewirkt. Das Sperrstück 54 wird also, stets so bewegt, dass
das Abwärtsschalten bei Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt mit über höhter Motordrehzahl
verhindert wird.
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Die Nebenschaltwalze 32 kann von einer in die andere M -Stellung
(Umschalten der Getriebegru.ppe) nur dann gedreht werden, wenn sich die Schaltwalze
32 in der Stellung (Zeiger 67) befindet. Ebenso muß die Schaltwalze 32 zuerst in
die 0-Stellung zurückgedreht werden, wenn von A nach M geschaltet werden soll. Ein
Umschalten von M nach A ist dagegen jederzeit möglich.
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In Fig. 1 ateht der Knebel 71 auf M - Straße - und der Zeiger 67
auf null. Der Sperrhebel 82 (Fig. 8) ist daher durch die Rolle ,79 der Sperrscheibe
83 aus der Rast 86 ausgehoben uad die Nebenschaltwalze 72 frei einstellbar.
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Angenommen der Fahrer schaltet bei Yorwärtsfahrt aufwärts,.eo dreht
sich die Aushebescheibe 78 mit der Schaltwalze 32 in Fig. 8 gegen den Uhrzeigersinn
jeweils um einen Schaltschritt
weiter, d.h. die Rolle 79 gleitet
vom Sperrhebel 82 herunter, der in die Rast 86 fällt. Die Nebenschaltwalze 72 kann
jetzt zwar infolge der geneigten Blanke 96 aus der Rast 86 heraus in die Stellung
A - Straße - verdreht werden, wobei der Sperrhebel in die Rast 87 eiaschnappt; es
ist jedoch nicht möglich von M - Straße - auf M - Gelände - also die Nebenschaltwalze
72 im Uhrzeigersinn aus der Rast 86 heraus zu verdrehen. Hierzu muß die Schaltwalze
32 erst wieder in ihre Nullstellung gebracht werden, in welcher der Sperrhebel 82
aus der Rast 86 ausgehoben ist. Liegt der Sperrhebel 82 in der Rast 87 entsprechend
A - Straße - und soll die Nebenschaltwalze 72 gegen den Uhrzeigersinn (Fig. 8) in
eine andere Stellung gedreht werden, 90 muß die Schaltwalze 32 ebenfalls auf null
gestellt werden.
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Beim Aufwärtssohalten bei Rückwärtsfahrt, dreht sich die Aushebescheibe
78 aus der in Fig. 8 gezeichneten Stellung im Uhrzeigersinn, so dass der Sperrhebel
82 wiederum in die Rast 86, oder je nach Stellung der Nebenschaltwalse 72 in eine
andere Rast fällt. Das Umschalten der Nebenschaltwalze 72 ist hierbei genauso von
der Stellung der Schaltwalze 32 abhängig wie bereits für Vorwärtsfahrt angegeben.