DE19539471A1 - Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe - Pneumatischer Schaltservo - - Google Patents
Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe - Pneumatischer Schaltservo -Info
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- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für
Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Bei derartigen Schaltvorrichtungen dient die Drehbewe
gung der Schaltstange zur Vorwahl der einzelnen Schaltgas
sen und erfordert im allgemeinen keine hohen Schaltkräfte.
Die axiale Längsbewegung der Schaltstange dient zum Ein
legen des gewünschten Ganges und erfordert insbesondere bei
Getrieben für schwere Fahrzeuge und solchen Fahrzeugen,
deren Fahrersitz vom Getriebe entfernt angeordnet ist, grö
ßere Schaltkräfte.
Heutige Nutzfahrzeuge, wie Omnibusse und Lastkraft
wagen, weisen mit ihrer Frontlenker-Bauweise räumliche Ge
gebenheiten für den Einbau des Getriebes auf, bei denen das
Getriebe zwangsläufig weit vom Fahrersitz wegrückt. Beson
ders weit wird die Entfernung bei Fahrzeugen mit Unterflur-
oder Heckmotoren. Durch das lange, bisweilen stramm lau
fende Schaltgestänge bei mechanisch geschalteten Getrieben
wird der exakte Gangwechsel oft erschwert.
Damit der Fahrer eines Kraftfahrzeuges seine Aufmerk
samkeit voll dem Straßenverkehr zuwenden kann, muß er in
allen Tätigkeiten, die zum Führen eines Kraftfahrzeuges
notwendig sind, so weit wie möglich entlastet und unter
stützt werden.
Jeder Kraftfahrer weiß, wie entscheidend die einwand
freie Bedienung des Schaltgetriebes in schwierigen Ver
kehrssituationen sein kann. Pneumatische Schalthilfen für
Nutzfahrzeuge aller Größenordnungen können hier Abhilfe
schaffen.
Es sind derartige pneumatische Schalthilfen in aufge
löster Bauweise bekannt, die aus einem mechanisch-pneumati
schen Steuerteil und einem separaten, pneumatischen Kraft
teil bestehen. Eine Schalthilfe in aufgelöster Bauweise ist
aus Loomann; Zahnradgetriebe; 2. Auflage; Springer Verlag;
1988; S. 225 bekannt. Der Steuerteil ist ein mechanisch be
tätigtes Steuerventil, das vom Schaltgestänge betätigt
wird. Die Übertragung der Wählbewegung beim Gangwechsel
geschieht dabei mechanisch direkt auf das Getriebe. Bei der
Übertragung der Schaltbewegung wird das Steuerventil betä
tigt und gleichzeitig die Handschaltkraft mechanisch über
einen Hebel auf das Getriebe übertragen. Die Handschalt
kraft wird dabei von einem Druckluftzylinder zusätzlich
pneumatisch unterstützt. Dieser Druckluftzylinder bildet
dabei als ein Zweistellungs-Zylinder mit integriertem
hydraulischem Dämpfer den pneumatischen Kraftteil. Eine
direkte proportionale Abbildung der Handschaltkraft wird
hier nicht erreicht. Die Wege zwischen Steuerteil und
Kraftteil sind lang und der Anbau ist platzraubend. Beschä
digungen der Druckluftleitungen zwischen Steuerteil und
Kraftteil können nicht vermieden werden.
Aus der DE-OS 22 23 881 ist eine Schaltvorrichtung
bekannt, die zur Schaltung von Zahnräderwechselgetrieben
von Kraftfahrzeugen Anwendung finden kann. Dabei ist ein
Schalthebel mit einer Steuerstange verbunden. Die Steuer
stange ist in der Kolbenstange eines pneumatischen Kraft
teils aufgenommen, das beidseitig druckbeaufschlagte Kolben
aufweist. Bei einer Axialverschiebung der Steuerstange sind
in der Kolbenstange Steuerventile betätigbar. Die Kolben
stange ist mit einer Verstelleinrichtung, bei der Verwen
dung zum Schalten von Kraftfahrzeugschaltgetriebe im allge
meinen mit einer Verstellgabel zum axialen Verschieben
einer Schiebemuffe einer Synchronisierung, verbunden. Aus
dieser Offenbarung ist keine in Abhängigkeit der Fahrer
schaltkraft ausgeübte Schaltkraft auf die Verstelleinrich
tung bekannt. Bei Entlüftung des Druckraums strömt die
nachfließende Druckluft aus dem Vorratsbehälter verzögert
nach. Weiterhin ist nicht vorgesehen, daß bei Ausfall der
Druckluftversorgung für die Schaltvorrichtung eine mechani
sche Betätigung noch möglich sein soll. Die mechanische
Übertragung der Handschaltkraft ist weder beschrieben, noch
aus der Zeichnung ersichtlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schalt
vorrichtung so weiterzubilden, daß sie klein und kompakt in
einer integrierten Bauweise die vom Fahrer ausgeübte
Schaltkraft proportional auf das Getriebe überträgt. Bis
herige Schaltvorrichtungen konnten eine Proportionalität
vom Handschalthebel bis zum Getriebe nicht übertragen.
Egal, wie hoch die Handschaltkraft war, die Kraft, die von
der Schaltvorrichtung erzeugt wird, fiel immer gleich hoch
aus.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine
Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausge
staltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bisherige Schaltvorrichtungen, die die Schaltkraft des
Fahrers unterstützten, wiesen ein Entweder-Oder-Verhalten
auf, ein sogenanntes Schwarz-Weiß-Verhalten. Dabei wurde
die volle Unterstützung der Servokraft auf die Synchroni
sierungen abgegeben. Deshalb mußten bisher alle Synchroni
sierungen auf die größtmögliche Belastung ausgelegt werden,
d. h. die Synchronisierungen waren im allgemeinen überdi
mensioniert, oder die Synchronisierungen hatten ständige
Überlastungen zu ertragen. Der Fahrer konnte auf dem
Schalthebel über eine längere Zeitdauer ständig einwirken
und damit eine Synchronisierung überlasten. Die erfindungs
gemäße Schaltvorrichtung weist ein Verhalten der unterstüt
zenden Schaltkraft auf, das im Verhältnis der in die
Schaltvorrichtung eingeleiteten Handkraft des Fahrers ent
spricht. Dadurch wird dem Fahrer eine derartige leichte
Unterstützung gewährt, wie er sie bei seinem Schaltvorgang
am Schalthebel anfordert. Schaltet der Fahrer entsprechend
schnell oder reißt er am Schalthebel so wird auch die
Schaltzeit im Getriebe entsprechend kurz ausfallen.
Bei einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung wird
das Steuerventil und der Kraftteil in einem Bauteil kombi
niert. Die Schaltkraft des Fahrers wird je nach Schaltkraft
verstärkt und wirkt entsprechend einem handgeschalteten
Getriebe. Der Fahrer verliert nicht das Gespür für die
Schaltung, sein Empfinden ob ein Gang eingelegt ist oder
wie lang die Synchronisationphase andauert kann er unmit
telbar spüren.
Nach der Erfindung soll die Schaltbewegung einer Ge
triebeschaltvorrichtung durch Druckluft als Hilfskraft
unterstützt werden, während die Wählbewegung mit der Hand
ohne Unterstützung ausgeführt wird.
Dadurch, daß nur ein Teil des Gangwechsels durch eine
Servokraft unterstützt wird, vereinfacht sich der Aufbau
der Schalteinrichtung gegenüber Voll-Servoschalteinrichtun
gen. Kosten und Anbauaufwand werden erheblich reduziert,
auch eine Nachrüstung ab bereits eingebauten Getrieben ist
problemlos möglich.
Der Fahrer kann weiterhin von Hand schalten, wenn der
Luftdruck durch einen Schaden in der Druckluft-Anlage zu
klein sein sollte oder gar ganz ausfallen sollte. Dazu sind
keine irgendwie gearteten Umschaltmaßnahmen erforderlich.
Die Bremsfähigkeit des Kraftfahrzeuges, sofern sie durch
das Getriebe geboten wird, bleibt gesichert.
Die Druckluftunterstützung steuert einen großen Teil
der beim Schalten aufzuwendenden Kraft bei - jedoch nur
soviel, daß dem Fahrer das Schaltgefühl erhalten bleibt.
Die manuell vom Fahrer aufzubringende Handkraft wird durch
eine pneumatische Schalthilfe auf einen Bruchteil der ins
gesamt erforderlichen Kraft reduziert. Synchronisierte
Nutzfahrzeug-Getriebe werden auch bei schweren Fahrzeugen
zu Leichtschaltgetrieben. Bei Fahrten auf Gefällstrecken
wird das Zurückschalten der Getriebe, insbesondere in den
unteren Gängen, außerordentlich erleichtert und dadurch
wird ein erheblicher Beitrag zur Steigerung der Unfall
sicherheit beigesteuert.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung findet ihren
Einsatzbereich bei allen Synchrongetrieben mit H-Schaltung,
Doppel-H-Schaltung und überlagerter H-Schaltung. Sie findet
auch für den Anbau am Getriebe im vom Fahrzeughersteller
stark eingeschränkten Bauraum ausreichend Platz. Bei einem
erforderlichen Tausch oder einer Nachrüstung sind die Aus
fallzeiten für den Fahrzeugbetreiber erfreulich kurz, da
die gesamte Schaltvorrichtung zusammen ausgetauscht bzw.
montiert werden kann, ohne daß spezielle Einstellungen vor
Ort am Fahrzeug vorgenommen werden müssen. Der Schaltweg
des Getriebes läßt sich durch die Anordnung der erfindungs
gemäßen Schaltvorrichtung auch verkürzt darstellen. Durch
entsprechende Auslegung der Hebelverhältnisse im Schaltge
stänge läßt sich für ein Standardgetriebe der Schaltweg
reduzieren. Der verkürzte Schaltweg wirkt sich am Schalt
hebel für den Fahrer positiv aus.
Ebenfalls hat der Fahrer während des Schaltvorganges
eine ständig spürbare Rückkopplung zum Schaltablauf im Ge
triebe. Über die vorhandene mechanische Verbindung zwischen
dem Schalthebel und der Synchronisierung im Getriebe spürt
der Fahrer wie bei einer mechanischen und nicht unterstütz
ten Schaltvorrichtung die Reaktionen des Getriebes. Somit
bleibt ihm die Eingriffsmöglichkeit in den Schaltablauf
jederzeit erhalten und er kann jederzeit den ablaufenden
Schaltprozeß abbrechen. Dem Fahrer bleibt bei einem Aus
fall der Druckluftunterstützung uneingeschränkt die Schalt
barkeit des Getriebes erhalten, so daß er in Notfällen das
Fahrzeug, wohl mit erhöhtem Kraftaufwand, doch aber sicher,
durch Änderungen der Übersetzung abbremsen kann.
Durch eine entsprechende Auslegung der Schaltvorrich
tung können die von ihr erzeugten Hilfskräfte zur Unter
stützung der Schaltung an die Schaltanlage zwischen Fahrer
und Getriebe angepaßt werden.
Die pneumatischen Schaltvorrichtungen zu verspürenden Nach
schlageeffekte beim Übergang von Entsperrvorgang zur Frei
flugphase entfallen bzw. werden von der Schaltvorrichtung
kompensiert. Im Gegensatz zu bisherigen Schaltvorrichtungen
wird durch eine schnelle Entlüftung dafür gesorgt, daß bei
einem abgebrochenen Schaltablauf kein Druck in der Schalt
vorrichtung mehr ansteht, der das gesamte Schaltsystem bis
zum Schalthebel hin noch unerwünscht beschleunigen könnte
und diesen Nachschlageeffekt hervorrufen könnte. Die
Schaltvorrichtung ist bei abgebrochenem Schaltablauf voll
ständig drucklos.
Durch die Proportionalität zwischen Handschaltkraft
und von der Schaltvorrichtung verstärkt abgegebener Kraft
erfährt die Handschaltkraft bei Bedarf auch nur eine
leichte Unterstützung. Das Gesamtsystem wird nicht, wie bei
unproportional verstärkten Vorrichtungen, unnötig beschleu
nigt. Der integrierte Aufbau der Schaltvorrichtung schafft
kleine Volumina, kurze direkte Wege und damit kleine Füll
zeiten. Ebenso wird aufgrund kleiner Massen eine schnelle
Reaktion der Bauteile erzielt.
Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltanlage;
Fig. 2 einen Schnitt der Schaltvorrichtung und
Fig. 3 einen Schnitt nach Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt in einer Skizze die Schaltanlage 2
eines Kraftfahrzeuges. Von einem Schalthebel 4 aus führt
eine Schaltstange 6 über eine Hebelumlenkung 8 zu einer
Schaltvorrichtung 10. Die Schaltvorrichtung 10 weist eine
Anschlußleitung 12 auf, die zu einem Vorratsbehälter 14
führt, aus dem die Schaltvorrichtung 10 mit Druckluft ver
sorgt wird. Die Hebelumlenkung 8 weist einen ersten
Hebel 16 auf, der mit der Schaltstange 6 vorzugsweise ge
lenkig verbunden ist. Die Hebelumlenkung 8 weist einen
zweiten Hebel 18 auf, der wiederum in eine Steuerstange 20
eingreift, die in der Schaltvorrichtung 10 angeordnet ist.
Weiterhin ist in der Schaltvorrichtung 10 eine Kolben
stange 22 vorgesehen, in die ein Hebel 24 eingreift, wel
cher über eine Drehwelle 26 mit einem Hebel 28 im Fahrzeug
getriebe 30 verbunden ist. Der Hebel 28 greift in eine
Schaltschiene 32 ein, durch die in bekannter Weise Überset
zungsverhältnisse des Getriebe geschaltet werden können.
Eine Bewegung des Hebels 24 wird über die Drehwelle 26 in
eine Bewegung des Hebels 28 übertragen, so daß der Hebel 28
die Schaltschiene 32 in eine axiale Bewegung versetzen
kann. Bei dieser Bewegung nimmt die Schaltschiene 32 vor
zugsweise drei Positionen ein, zwei axiale Endpositionen,
die je einem geschalteten Übersetzungsverhältnis entspre
chen und eine zwischen den Endpositionen liegende Mittel
position, die einer Neutralstellung des Getriebes ent
spricht.
Die Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung der erfin
dungsgemäßen Schaltvorrichtung 10. Die Fig. 3 zeigt einen
vergrößerten Ausschnitt der Darstellung nach Fig. 2. Die
Schaltvorrichtung 10 kann wie hier gezeigt in einem Teil
des Getriebes 30 eingefügt sein, oder sie ist separat außen
am Gehäuse angeordnet. Der Hebel 18 ist über die Dreh
welle 16 mit dem hier nicht gezeigten Schaltgestänge ver
bunden. Über dieses Schaltgestänge wird der Hebel 18 vom
Fahrer bewegt. In der axialen Fortsetzung der Welle 16 ist
die Drehwelle 26 vorgesehen, über die der Hebel 24 mit
weiteren hier nicht gezeigten Bauteilen des Getriebes zu
sammenwirkt.
Der Hebel 18 greift in die Steuerstange 20 ein, die sich
innerhalb einer Kolbenstange 22 befindet. Die Steuer
stange 20 weist eine axiale Bohrung 36 auf, von der aus
radiale Öffnungen 38, 40, 42, 46, 48 ausgehen. Die Steuer
stange 20 weist einen vorzugsweise kreisförmigen Quer
schnitt auf. Die Öffnungen können, an der jeweiligen axi
alen Position, auch anders als hier um jeweils 180° ver
setzt gezeigt, auf dem Umfang der Steuerstange 20 verteilt
sein. Es sind an der jeweiligen axialen Position auch mehr
als zwei Öffnungen möglich. Die axiale Öffnung 36 endet an
ihrem einen Ende in der Steuerstange 20 und ist an ihrem
gegenüberliegenden Ende durch eine Verschraubungen 50 ver
schlossen. Innerhalb der Kolbenstange 22 ist eine Gleit
lagerung 52 für die Steuerstange 20 vorgesehen. Desweiteren
wird die Steuerstange 20 innerhalb der Kolbenstange 22 von
einer Trennscheibe 58 abgestützt. Eine Scheibe 54 weist
einen Dichtring 56 auf, der die Steuerstange 20 umschließt.
Zwei Scheiben 60 und 62 sind ebenfalls auf der Steuer
stange 20 angeordnet. Die Trennscheibe 58 weist wenigstens
eine Öffnung 64 auf, die Scheiben 60 und 62 weisen je
wenigstens eine Öffnung 66 bzw. 68 auf. Zwischen den beiden
Scheiben 60 und 62, der Steuerstange 20 und einem Ring 70
ist ein Ringraum 72 gebildet. Die beiden Scheiben 60 und 62
sind an der Innenwand des Ringes 70 verschiebbar angeord
net. Dabei werden die beiden Scheiben 60 und 62 axial von
einer zwischen ihnen angeordneten Feder 74 auseinanderge
halten. Die Anordnung der Scheiben 60, 62 und der Feder 74
dient der Abstützung und Fixierung des Handschalthebels.
Durch die Öffnungen 66 und 68 wird sichergestellt, daß sich
in dem Ringraum 72 zwischen den Scheiben 60 und 62 kein
unerwünschter Druck bildet. Die axiale Bewegbarkeit der
Scheibe 62 wird einerseits durch die Feder 74 und anderer
seits durch eine Scheibe 76 begrenzt. An die Scheibe 76
schließt axial einerseits der Ring 70 an und auf der ande
ren Seite ein Sicherungsring 78, der innerhalb der Kolben
stange 22 angeordnet ist. Der Ring 70 wird axial auf seiner
anderen Seite von einem Steuerventilring 80 begrenzt, der
wiederum an der Trennscheibe 58 anliegt. Der Steuerventil
ring 80 ist radial innerhalb der Kolbenstange 22 angeord
net. Ein zwischen Scheibe 62, Verschraubung 50 und Gehäuse
116 gebildeter Raum wird durch eine Öffnung 77 an die Um
gebung entlüftet.
Im Bereich des Steuerventilrings 80 ist die Steuer
stange 20 von einem Ring 82 umgeben, der Öffnungen 84, 86,
88 und 90 aufweist. Die Öffnungen 84, 86, 88, 90 korrespon
dieren jeweils mit den Öffnungen 40, 42, 46 bzw. 48 in der
innenliegenden Steuerstange 20. Zwischen Ring 82 und
Steuerventilring 80 sind zwei axial verschiebbare Betäti
gungskolben 92 und 94 vorgesehen. Der Ring 82 wird an
seinen axialen Enden von Scheiben 83 und 85 begrenzt.
Scheibe 83 liegt an einer Kante der Steuerstange 20 an und
Scheibe 85 wird von einem Sicherungsring 87 auf der Steuer
stange 20 gehalten. Der Sicherungsring 87 hält ebenfalls
die Scheibe 60 über einen zwischen Scheibe 60 und Siche
rungsring 87 angeordneten Ring 89.
Die Betätigungskolben 92 und 94 weisen Nasen 96 bzw. 98
auf. Axial verschiebbar sind ebenfalls zwei Ventiltel
ler 100 und 102 auf dem Ring 82 angeordnet, die in axialer
Richtung von einer Feder 104 auseinandergehalten werden.
Dabei liegen die Ventilteller 100 und 102 dicht an Steuer
kanten 106 bzw. 108 an, die radial innerhalb des Steuerven
tilrings 80 liegen und axial einerseits von diesem Steuer
ventilring 80 und andererseits von Sicherungsringen 110
bzw. 112 begrenzt sind. Je nach Betätigung der Steuer
stange 20 durch den Fahrer erzeugt die zwischen Steuerkante
106, 108 und Ventilteller 100, 102 einströmende Druckluft
auf die Betätigungskolben 92, 94 eine entsprechend propor
tionale Gegenkraft zur Handschaltkraft. Dem entsprechend
füllt sich der jeweilige Druckraum 118, 120 und dementspre
chend verschiebt sich auch die Kolbenstange 22 und damit
die Schaltschiene 32.
Reaktionen aus dem Getriebe auf die Schaltschiene 32 werden
in entsprechender Weise zurückübertragen, d. h. je nach dem
wie stark aus dem Druckraum 118, 120 auf die Kontur der
Betätigungskolben zurückgedrückt wird, übeträgt sich dieser
Druck über die Steuerstange 20 auch auf den Schalthebel 4
und damit auf die Fahrerhand. Der Schaltablauf mit den
charakteristischen Schaltpunkten, beispielsweise Synchron
phase, Durchschaltphase, Feststellen, daß Gang eingelegt,
bleibt für den Fahrer spürbar. Er bekommt somit auch eine
Informationsrückführung durch hohe Synchronkräfte bei Fehl
schaltungsversuchen. Die Schaltabläufe sind jederzeit
korrigierbar bzw. abbrechbar.
Radial außerhalb der Kolbenstange 22 teilt ein Kol
ben 114 den Ringraum zwischen dem Gehäuse 116 der Schalt
vorrichtung 10 und der Kolbenstange 22 in zwei Druck
räume 118 und 120. Der Kolben 114 ist durch Scheiben 122,
123 und Sicherungsringe 124, 125 mit der Kolbenstange 22
verbunden. Das Gehäuse 116 weist eine Öffnung 126 auf, die
mit der Anschlußleitung 12 für die Zuführung von Druckluft
aus dem Vorratsbehälter 14 verbunden ist. Der Kolben 114
weist radial verlaufende Öffnungen 134 auf, die in Mittel
stellung der Schaltvorrichtung 10 mit der Öffnung 126 im
Gehäuse 116 sowie mit Öffnungen 136 in der Kolbenstange 22
und Öffnungen 138 im Steuerventilring 80 korrespondieren.
Die Kolbenstange 22 weist weitere Öffnungen 140 auf, die
mit Öffnungen 142 im Steuerventilring 80 korrespondieren.
Ein zwischen Steuerstange 20, Kolbenstange 22, Scheibe 54
und Trennscheibe 58 gebildeter Ringraum 144 weist eine Öff
nung 146 auf, die zu einem weiteren Ringraum 148 führt. Der
Ringraum 148 wird zwischen Gehäuse 116 und Kolbenstange 22
gebildet ist über eine Öffnung 150 mit der Außenumgebung
verbunden.
Die Anzahl der Öffnungen 134, 136, 138, 140, 142 und
146 ist nicht auf die hier gezeigte Anzahl von jeweils zwei
Öffnungen beschränkt, sondern es können jeweils mehrere
Öffnungen am Umfang des jeweiligen die Öffnungen aufweisen
den Bauteils verteilt angeordnet sein.
Aus der Mittelstellung der Schaltvorrichtung 10 wird
bei Betätigung des Schalthebels 4 durch den Fahrer über die
Schaltstange 6 und die Hebel 16 und 18 die Steuerstange 20
axial verschoben, beispielsweise in der Zeichnungsebene
nach rechts. In der Mittelstellung der Schaltvorrichtung 10
ist der Druckraum 120 über die Öffnungen 140, 142, 90, 48,
38, 146 und 150 mit der Außenumgebung verbunden und damit
entlüftet. Wird nun die Steuerstange 20 nach rechts ver
schoben, so stößt der Betätigungskolben 92 mit der Nase 96
an den Ventilteller 100 an und verschiebt diesen von der
Steuerkante 106 weg ebenfalls nach rechts. Dadurch kann
Druckluft aus dem Vorratsbehälter 14 über die Anschlußlei
tung 12 und durch die Öffnungen 126, 134, 136 und 138 an
der Nase 96 des Betätigungskolbens 92 vorbei und weiter
durch die Öffnungen 142 und 140 in den Druckraum 118 gelan
gen. Dort verschiebt die Druckluft den Kolben 114 nach
rechts. Der Kolben 114 verschiebt dabei mit Hilfe der
Scheibe 122 und des Sicherungsringes 124 die Kolben
stange 22 ebenfalls nach rechts. Die Kolbenstange 22 be
tätigt ihrerseits den Hebel 24 und damit über die Dreh
welle 26 den Hebel 28. Der Hebel 28 verschiebt in dem Fahr
zeuggetriebe die Schaltschiene 32 derart, daß aus der Neu
tralstellung in einen Gang geschaltet wird. Durch entspre
chend groß gestaltete Öffnungen in der gesamten Schaltvor
richtung 10, die keinerlei Drosselfunktionen erfüllen
sollen, erfolgt der Druckaufbau sehr schnell und verzöge
rungsfrei.
Durch die Bewegung der Kolbenstange 22 nach rechts
löst sich die Nase 96 des Betätigungskolbens 92 wieder vom
Ventilteller 100 und dieser wird im wesentlichen durch die
nachströmende Druckluft unter Unterstützung durch die
Feder 104 an die Steuerkante 106 zurückgedrückt. Der Druck
raum 118 wird über die Öffnungen 140, 142 an der Nase 96
des Betätigungskolbens 92 vorbei durch die Öffnungen 88, 46
in die Bohrung 36 der Steuerstange 22 hinein und von dort
durch Öffnungen 38, 146 und 150 an die Außenumgebung ent
lüftet. Durch entsprechend groß gestaltete Querschnitte der
Öffnungen erfolgt auch diese Entlüftung sehr schnell.
Soll nun der in der Schaltgasse gegenüberliegende Gang
geschaltet werden, so wird aus der rechten Stellung der
Schaltvorrichtung 10 bei Betätigung des Schalthebels 4
durch den Fahrer über die Schaltstange 6 und die Hebel 16
und 18 die Steuerstange 20 axial nach links in der Zeich
nungsebene verschoben. Der Betätigungskolben 94 stößt mit
der Nase 98 an den Ventilteller 102 an und verschiebt
diesen von der Steuerkante 108 weg ebenfalls nach links.
Dadurch kann Druckluft aus dem Vorratsbehälter 14 über die
Anschlußleitung 12 und durch die Öffnungen 126, 134, 1.36
und 138 an der Nase 98 des Betätigungskolbens 94 vorbei und
weiter durch die Öffnungen 142 und 140 in den Druckraum 120
gelangen. Dort verschiebt die Druckluft den Kolben 114 nach
links. Der Kolben 114 verschiebt dabei mit Hilfe der
Scheibe 123 und des Sicherungsringes 125 die Kolben
stange 22 ebenfalls nach links. Die Kolbenstange 22 betä
tigt ihrerseits den Hebel 24 und damit über die Dreh
welle 26 den Hebel 28. Der Hebel 28 verschiebt in dem Fahr
zeuggetriebe die Schaltschiene 32 derart, daß aus dem einen
Gang in den in der Schaltgasse gegenüberliegenden Gang ge
schaltet wird. Durch die Bewegung der Kolbenstange 22 nach
links löst sich die Nase 98 des Betätigungskolbens 94
wieder vom Ventilteller 102 und dieser wird an die Steuer
kante 108 zurückgedrückt. Der Druckraum 120 wird über die
Öffnungen 140, 142 an der Nase 98 des Betätigungskolbens 94
vorbei durch die Öffnungen 90, 48 in die Bohrung 36 der
Steuerstange 22 hinein und von dort durch Öffnungen 38, 146
und 150 an die Außenumgebung entlüftet. Durch entsprechend
groß gestaltete Querschnitte der Öffnungen erfolgt auch
diese Entlüftung sehr schnell.
Die gesamte Schaltvorrichtung ist durchflußoptimiert.
Eine Drosselung von Luftströmungen an den vorhandenen Öff
nungen findet nicht statt. Das führt zu einer schnellen
Belüftung und schnellen Entlüftung der Druckräume.
Bei Ausfall der Druckluft läßt sich das Getriebe wie
ein nicht unterstütztes Getriebe schalten. Die Handschalt
kraft des Fahrers wird über Schalthebel 4, Schaltstange 6,
Hebel 16 und 18 auf die Steuerstange 20 übertragen. Die
Steuerstange 20 bewegt beispielsweise bei einer Bewegung
nach rechts in der Zeichenebene den Betätigungskolben 92
nach rechts. Die Nase 96 stößt an den Ventilteller 100 an.
Je nach Auslegung der Federn 104 und 74 wird die Kolben
stange 22 ebenfalls nach rechts bewegt entweder über den
Ventilteller 102, Steuerkante 108, Sicherungsring 112,
Steuerventilring 80, Ring 70, Scheibe 76 und Sicherungs
ring 78 oder durch Sicherungsring 87, Ring 89, Scheibe 60,
Feder 74, Scheiben 62 und 76 und Sicherungsring 78. Die
Schaltbarkeit ist dadurch mechanisch ununterbrochen sicher
gestellt.
Übersteigt die erforderliche Handschaltkraft die
Federkräfte der Federn 104 und 74, so kann durch eine hier
nicht gezeigte Vorrichtung zwischen Hebelumlenkung 8 und
Drehwelle 26 ein Formschluß erzielt werden.
Im wesentlichen können alle Bauteile als einfach und
kostengünstig herzustellende Drehteile vorgesehen werden.
Gespritzte Kunststoffteile können aus Kostengründen, zur
verbesserten Dichtigkeit, und zur Vermeidung von Korrosion
für verschiedene Bauteile ebenfalls verwendet werden. Das
ermöglicht, daß sich die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung
als ein kompakt aufgebautes und kostengünstiges Ausrüstteil
und Nachrüstteil anbietet.
Bezugszeichenliste
2 Schaltanlage
4 Schalthebel
6 Schaltstange
8 Hebelumlenkung
10 Schaltvorrichtung
12 Anschlußleitung
14 Vorratsbehälter
16, 18 Hebel
20 Steuerstange
22 Kolbenstange
24 Hebel
26 Drehwelle
28 Hebel
30 Fahrzeuggetriebe
32 Schaltschiene
36-48 Öffnung
50 Verschraubung
52 Gleitlagerung
54 Scheibe
56 Dichtring
58 Trennscheibe
60, 62 Scheibe
64-68 Öffnungen
70 Ring
72 Ringraum
74 Feder
76 Scheibe
77 Öffnung
78 Sicherungsring
80 Steuerventilring
82 Ring
83, 85 Scheibe
84-90 Öffnungen
87 Sicherungsring
89 Ring
92, 94 Betätigungskolben
96, 98 Nasen
100, 102 Ventilteller
104 Feder
106, 108 Steuerkante
110, 112 Sicherungsring
114 Kolben
116 Gehäuse
118, 120 Druckraum
122, 123 Scheibe
124, 125 Sicherungsring
126-142 Öffnungen
144 Ringraum
146 Öffnung
148 Ringraum
150 Öffnung
4 Schalthebel
6 Schaltstange
8 Hebelumlenkung
10 Schaltvorrichtung
12 Anschlußleitung
14 Vorratsbehälter
16, 18 Hebel
20 Steuerstange
22 Kolbenstange
24 Hebel
26 Drehwelle
28 Hebel
30 Fahrzeuggetriebe
32 Schaltschiene
36-48 Öffnung
50 Verschraubung
52 Gleitlagerung
54 Scheibe
56 Dichtring
58 Trennscheibe
60, 62 Scheibe
64-68 Öffnungen
70 Ring
72 Ringraum
74 Feder
76 Scheibe
77 Öffnung
78 Sicherungsring
80 Steuerventilring
82 Ring
83, 85 Scheibe
84-90 Öffnungen
87 Sicherungsring
89 Ring
92, 94 Betätigungskolben
96, 98 Nasen
100, 102 Ventilteller
104 Feder
106, 108 Steuerkante
110, 112 Sicherungsring
114 Kolben
116 Gehäuse
118, 120 Druckraum
122, 123 Scheibe
124, 125 Sicherungsring
126-142 Öffnungen
144 Ringraum
146 Öffnung
148 Ringraum
150 Öffnung
Claims (6)
1. Schaltvorrichtung (10), insbesondere für Zahnräder
wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einer axial ver
schiebbaren, über ein Schaltgestänge (6, 8, 16, 18) mit
einem Schalthebel (4) zusammenwirkenden Steuerstange (20),
die innerhalb einer Kolbenstange (22) mit einem beidseitig
mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (114) vorge
sehen ist, wobei die Kolbenstange (22) mit Mitteln (24, 26,
28, 32) zum Schalten des Zahnräderwechselgetriebes zusamm
enwirkt, und wobei bei einer Axialverstellung der Steuer
stange (20) in der Kolbenstange (22) Steuerventile (100,
102, 106, 108) betätigbar sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei der Axialverstellung der
Steuerstange (20) Betätigungskolben (92, 94) aktivierbar
sind, die eine über Schalthebel (4) und Schaltgestänge (6,
8, 16, 18) auf die Steuerstange (20) ausgeübte Schaltkraft
über die Kolbenstange (22) auf die Mittel (24, 26, 28, 32)
zum Schalten des Zahnräderwechselgetriebes proportional
übertragen.
2. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Betätigungskol
ben (92, 94) innerhalb der Kolbenstange (22) angeordnet
sind.
3. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß auf der Steuer
stange (20) eine erste Scheibe (60), eine zweite Scheibe (62)
und eine dazwischen angeordnete Feder (74) einen Ring
raum (72) bilden zur Fixierung der Schaltgestänge (6, 8,
16, 18).
4. Schaltvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (36-48, 64-68, 77, 84-90, 126-142, 146,
150) der Schaltvorrichtung (10) derart groß ausgestaltete
Durchmesser aufweisen, daß das Druckmittel die Öffnungen
drosselungsfrei passieren kann.
5. Schaltvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Getriebe über den Schalthebel (4), das Schaltgestänge (6,
8, 16, 18), die Steuerstange (20), die Kolbenstange (22)
und die Mittel (24, 26, 28, 32) bei Ausfall des Druckmit
tels manuell schaltbar ist.
6. Schaltvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Getriebe über den Schalthebel (4), das Schaltgestänge (6,
8, 16), Drehwelle (26), eine Vorrichtung zur Bildung eines
Formschlusses zwischen Hebelumlenkung (8) und Dreh
welle (26) und die Mittel (28, 32) bei Ausfall des Druck
mittels manuell schaltbar ist.
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DE1995139471 DE19539471A1 (de) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe - Pneumatischer Schaltservo - |
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