DE2157600B2

DE2157600B2 - Durch Handschalthebel betätigtes Gestänge für Getriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2157600B2
Application number: DE19712157600
Authority: DE
Inventors: Stig-Lennart Soedertaelje Dahlen; Tage Ernst Stockholm Soederberg
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-11-20
Publication date: 1980-09-25
Also published as: GB1326476A; SE348148B; DE2157600C3; NL7116069A; DE2157600A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein durch einen Schalthebel betätigbares Schaltgestänge für Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei denen der Fahrzeugrahmen, der von diesem getragene Fahrzeugantrieb mit dem Wechselgetriebe und der Fahrzeugaufbau auf Grund nachgiebiger Verbindungen Relativbewegungen gegeneinander ausführen können und der Schalthebel zur Verringerung seiner Relativbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau mit einem Arm gelenkig verbunden ist, der einerseits mit dem Fahrzeugantrieb und andererseits mit einem seitlichen Längsträger des Fahrzeugrahmens schwenkbar verbunden ist.

Ein derartiges Schaltgestänge wird in der US-Patentschrift 33 64 788 beschrieben. Dieses Schaltgestänge dient zum Betätigen eines Automatikgetriebes in einem Personenkraftwagen. Es besteht aus einem Arm, der drehbar und schwenkbar einerseits in einem seitlichen Längsträger des Fahrzeugrahmens und andererseits in einer Betätigungsgabel für den Gangwählschalter im Automatikgetriebe gelagert ist. Dieser Arm braucht zur Gangwahl nur verdreht zu werden und ist zu diesem Zweck über einen Winkelhebel und einen Lenker mit einem um die Lenksäule des Fahrzeugs herum angeordneten Schaltrohr verbunden. Durch Verdrehen des Schallrohrs mittels eines unterhalb des Lenkrades angeordneten Hebels wird über den Lenker der Arm verdreht, dieser verdreht entsprechend die Gabel zum Betätigen des Gangwählschalters. Durch die dreh- und schwenkbare Lagerung des Armos sowohl im Rahmenlängsträger als auch am Getriebe beeinflussen Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugantrieb und dem Fahrzeugrahmen und ggf, dem Fahrzeugaufbau nicht die Stellung des Gangwählhebels an der Lenksäule bzw. die Stellung des Gangwählschalters am Getriebe, Zum Betätigen eines von Hand geschalteten Wechselgetriebes in einem Kraftfahrzeug ist die bekannte Konstruktion jedoch nicht geeignet, da ein Betätigen des Getriebes nur in einer Bewegungsebene möglich ist

ίο Auch erscheint es fraglich, ob größere Relativbewegungen zwischen Aufbau und Fahrzeugrahmen bzw. Antrieb das bekannte Schaltgestänge unbeeinflußt lassen.
Bei Lastwagen, die bei Bauarbeiten oder in unwegsa-

men Gelände eingesetzt werden, ist es bekannt, den Motor und das Führerhaus am vorderen Teil einer Rahmenkonstruktion durch bewegungsdämpfende Mittel aufzuhängen. Dabei sind die bewegungsdämpfenden Mittel so angebracht und gestaltet, daß sie größere oder kleinere Relativbewegungen gestatten. Die rückwärtige Aufhängung des Motors ist im allgemeinen starrer als die vordere Motoraufhängung, während das umgekehrte häufig in bezug auf die Anbringung des Führerhauses gilt Der Motor wird am Fahrzeugrahmen in bekannter Weise mittels Gummiblöcken aufgehängt Der Hauptzweck der Blöcke ist dabei, das Maß zu verringern, in welchem Motorschwingungen auf den Fahrzeugrahmen übertragen weruen. Andererseits hängt die Art und Weise, in der das Führerhaus aufgehängt wird, von dem

JO Zweck ab, für den das Fahrzeug bestimmt ist.

Es ist bekannt, bei Fahrzeugen, die auf schlechten Straßen oder unebenem, rauhem Gelände verwendet werden sollen, mindestens die rückwärtige Aufhängung des Führerhauses so zu gestalten, daß die Roll-,

S5 Gier- und Nickbewegungen, die relativ zu einem verwindungsweich gestalteten Rahmen auftreten, gedämpft werden. Dadurch wird nur ein begrenzter Anteil der Bewegungen des Fahrzeugs, die auf den Fahrzeugrahmen übergehen, auf das Führerhaus übertragen.

Demnach hat dies gegenseitig.: Verlagerungen zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Führerhaus zur Folge und erfordert spezielle Erwägungen bei der Konstruktion der Schalt- und Steuermittel im Führerhaus und bei der Art und Weise, wie diese Schalt- und Steuermittel mit den Teilen verbunden werden, auf die sie einwirken sollen. Unter anderem ist es nötig, mehr Raum für einen Getriebeschalthebel zu schaffen, der.in üblicher Weise direkt oder indirekt mittels Drehlagern und Gelenken an den Motor angeschlossen ist, wobei hier und nachstehend das Getriebe als Bestandteil des Motors angesehen sei. Der Schalthebel wird üblicherweise so angeordnet, daß er durch den Boden des Führerhauses nach oben hindurchgeführt ist und sich in einer Stellung befindet, in der er vom Fahrzeugführer leicht erreicht werden kann, um die Getriebegänge zu wechseln, wobei der Schalthebel in verschiedene Betriebsstellungen von Hand bewegbar ist. Wird der Schalthebel am Motor oder Getriebe in der erwähnten üblichen Weise gelagert, so werden auf ihn die

w» Bewegungen übertragen, die der Motor relativ zum Führerhaus ausführt, wenn das Fahrzeug unebene Wegstrecken befährt. Der Schalthebel macht also Bewegungen relativ zum Führerhaus, weil dieses unter Zwischenschaltung von Mitteln aufgehängt ist, welche

^h'· die Relativbewcgungen zwischen Rahmen und Antrieb vom Führerhaus regelt. Infolgedessen ist der Raumbedarf für einen Schalthebel in einem Führerhaus, dessen Aufhängung so gestaltet ist. daß diese Bewegungen auf

das Fahrerhaus nur in stark gedämpftem Maße übertragen werden, wesentlich größer als der Raumbedarf für einen Schalthebel in einem Führerhaus, das starr am Fahrzeugrahmen angebracht ist.

Bei Fahrzeugen mit niedrigem Führerhaus ist es nötig, den Boden des' Führerhauses im Fahrzeug auf ein niedriges Niveau zu bringen, wobei der Sitzraum für den Fahrzeugführer auf der einen Seite des Motors, also neben dem Motor angeordnet wird Da die totale Breite des Fahrzeugs bestimmte, durch Gesetze des jeweiligen ι ο Landes vorgeschriebene Grenzen nicht überschreiten darf, ist die Breite des Raumes, der für den Fahrzeugführer zwischen der Motorhaube und der Seitenwand des Fahrzeugs zur Verfügung steht, sehr beengt, und es ist notwendig, den Führersitz in die is unmittelbare Nachbarschaft zur Motorhaube zu bringen. Der Schalthebel muß zwischen dem Führersite und der Motorhaube angeordnet werden, was bedeutet, daß in dem betrachteten Fall ungenügend Raum für einen Schalthebel zur Verfügung steht, der in der bisher üblichen Weise gelagert ist

Ausgehend von dem bekannten für ein Automatikgetriebe in einem Personenkraftwagen bestimmten Schaltgestänge, das Schaltbewegungen nur in einer Ebene gestattet, von Relativbewegungen zwischen Fahrzeugrahmen, Fahrzeugantrieb und Fahrzeugaufbau jedoch unbeeinflußt ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgestänge für geländegängige Frontlenkerlastkraftwagen zu schaffen, das zum Betätigen eines Handwechselgetriebes bestimmt ist und sich durch verringerte Bewegungen des Schalthebels relativ zum Führerhaus beim Rollen, Gieren und Nicken des Fahrzeuges auszeichnet, so daß trotz des geringen, tür den Schalthebel zur Verfügung stehenden Raumes klare und eindeutige Schaltbewegungen und Schalthebelstellungen möglich sind

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Schaltgestänge der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Arm mit dem Längsträger mindestens annähernd in der Mitte zwischen der rückwärtigen Aufhängung des Fahrzeugantriebs und der vorderen Aufhängung des Fahrzeugaufbaus am Fahrzeugrahmen verbunden ist und eis kardanische Lagerung für den über eine gesonderte Gangschaltstange mit dem Fahrzeugantrieb verbundenen Schalthebel dient.

Die Anordnung in der Mitte zwischen der rückwärtigen Aufhängung des Fahrzeugantriebs und der vorderen Aufhängung des Fahrzeugaufbaus ergibt eine Anlenkstelle mit sich, die von ihrer Lage her schon den 5u geringstmöglichen Bewegungsausschlag zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Längsträger mit dem Fahrzeugantrieb aufweist, so daß der Arm selber nur noch für einen verhältnismäßig geringen Bewegungsausgleich zu sorgen hat. Weiterhin erlaubt es die an « dieser Stelle angeordnete kardanische Lagerung des Schalthebels hiermit direkt eine Gangschaltstange zu verbinden, die sich sowohl in Achsrichtung verschieben als auch drehen läßt, so daß auf diese Weise die übliche Gangwahl in verschiedenen Ebenen erfolgen kann, ohne ίο daß hier eine Beeinflussung durch die Relativbewegungen eintritt.

Der Arm kann mit dem Längsträger über eine an beiden Enden mit Gelenken versehene Stützstrebe verblinden sein, die eine solche Länge hat, daß der Arm *>^r> mindestens annähernd horizontal liegt. Auf diese Weise läßt sich der Schalthebel verhältnismäßig hoch nebt.n dem Motor anordnen, so daß er in eine günstige Lage bezüglich des Fahrersitzes gebracht werden kann- Die horizontale Lage des Armes bewirkt dabei auf jeden Fall, daß die Relativbewegungen nur zu geringfügigen Bewegungen des Schalthebels führen.

Zu dieser Verringerung der Schalthebelbewegungen trägt auch bei, daß der Schalthebelarm in einem Punkt gelagert ist, der wenigstens annähernd in der Mitte zwischen dem Fahrzeugantrieb und der Stützstrebe liegt

Die Zeichnung veranschaulicht ein AusführungsbeispieL Es zeigt

F i g. t einen schematisch gehaltenen Querschnitt durch ein Fahrzeug nebst Führerhaus mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig.2 eine Ansicht des Schalthebels und seiner Lagerung von oben,

Fig.3 den Schalthebel und seine Lagerung in perspektivischer Darstellung und kleinerem Maßstabe und

Fig.4 eine schematisch gehaltene Ansicht des vorderen Fahrzeugteils von oben

In der schematischen Darstellung des vorderen Teils eines Fahrzeugs nach Fig.4 erscheint der Fahrzeugantrieb 1, der in üblicher Weise am Fahrzeugrahmen 2 mittels nicht gezeichneter Gummiblöcke aufgehängt ist.

Der Fahrzeugrahmen 2 besteht aus mindestens zwei Längsträgern 32 und 33, die durch eine Anzahl nicht gezeichneter Querträger miteinander verbunden sind. Diese dienen unter anderem als Stützen für den Fahrzeugantrieb 1. Von anderen Gesichtspunkten abgesehen ist die Konstruktion des Fahrzeugrahmens durch die verlangte Widerstandsfähigkeit gegen auf ihn wirkende Torsionsbeanspruchungen bestimmt. In dem hier als Beispiel gewählten Fall ist es wünschenswert daß der Fahrzeugrahmen 2 einen relati" hohen Grad von Deformation ohne Schaden auszuhalten vermag, wenn das Fahrzeug schlingert oder stampft. Diesem Umstand muß die Art und Weise, in der die Hauptkomponenten mit dem Fahrzeusrahnen 2 verbunden sind, beispielsweise der Fahrzeugantrieb 1 und ebenso das Führerhaus 3 angepaßt sein.

Die rückwärtige Aufhängung 30 des Fahrzeugantriebs 1 am Fahrzeugrahmen 2 ist im allgemeinen wesentlich starrer gestaltet als die vordere Aufhängung 31. Dies bedeutet, daß die Bewegungen des Motors, welche dieser beim Schlingern oder Stampfen des Fahrzeugrahmens 2 ausführt, von der Deformation des Fahrzeugrahmens im Bereich der rückwärtigen Aufhängung 30 abhängen.

Aus Sicherheitsgründen ist das Führerhaus 3 (Fi g. 1) widerstandsfähig gegen Deformationen konstruiert und deshalb selbst nicht in der Lage, Schlingerbewegungen des Fahrzeugs nachzugeben. Mit Rücksicht hierauf muß das Führerhaus 3 auf dem Fahrzeugrahmen 2 in einer Weise montiert werden, die Gewähr dafür gibt, daß Schlinger- unr¹ Stampfbewegungen des Fahrzeugs gedämpft werden. Im gezeichneten Beispiel besteht die vordere Aufhängung 34 aus mindestens einem Kipplager, während die rückwärtige Aufhängung 35 zwei Zapfenlager e.ithält. Dies gestattet relative Bewegungen zwischen dem Führerhaus 3 und dem Fahrzeugrahmen 2. Führt das Fahrzeug Schlingerbewegungen aus. so nimmt das Führerhaus 3 an den Bewegungen des vorderen Teiles des Fahrzeugrahmens 2 teil, sofern die rückwärtige Aufhängung nachgiebig ist. Dies bedeutet, daß dem Fahrzeugantrieb 1 als Ergebnis einer kleinen Verzerrung im Winkel eine Bewegung relativ zum Führerhaus 3 erteilt wird. Es is! unter anderem diese

Bewegung, die durch die bewegungsvermindernden Mittel nach der Erfindung mit bezug auf einen Schalthebel 10 kompensiert worden sollen, der in dem für den Fahrzeugführer vorgesehenen Raum 5 des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Schalthebel 10 ist in das Führerhaus 3 durch eine öffnung im Fahrzeugboden 6 eingeführt. Diese öffnung ist mit einer Kappe 8 abgedeckt, die den Schalthebel 10 umgibt und am Boden des Führerhauses mittels eines Rahmens 9 befestigt ist. Der Schalthebel 10 ist wie üblich so gestaltet, daß er in zwei verschiedenen Schaltrichtungen 11 bewegt werden kann, wobei die eine Bewegung die Gangwahl und die andere Bewegung das Einlegen des gewählten Ganges gestaltet. Um dies zu ermöglichen, ist das untere Ende 12 (F i g. 2 und 3) des Schalthebels 10 gegabelt und um eine Achse 13 gelenkig mit einem Kuppel- oder Haltestück 22 verbunden. Das Kuppel- oder Haltestück 22 ist seinerseits mittels eines Schwenkzapfens 23 gelenkig an einen Ann ί·τ ungesciiiu^eii. Dabei liegen der Schwenkzapfen 23 und die Achse 13 rechtwinklig zueinander. Der Arm 19 ist auf einer Achse 21 eines Bockes 20 schwenkbar gelagert. Der Bock 20 ist mittels einer Schraubverbindung fest auf dem Fahrzeugantrieb 1 montiert. Das andere Ende des Armes 19 ist gelenkig mit einer schwenkbaren Stützstrebe 24 verbunden, deren entgegengesetztes Ende gleichfalls gelenkig an ein Winkelstück 27 angeschlossen ist, das auf dem einen Längsträger 32 des Fahrzeugrahmens 2 befestigt ist.

Vermöge der Art und Weise, in welcher der Schalthebel 10 im Gesamtsystem montiert ist, vermag der Fahrzeugführer durch seitliche Bewegung des Schalthebels einen gewünschten Gang vorzuwählen, wobei gewisse Teile des Gestänges eine Drehung um den Schwenkzapfen 23 ausführen. Hierauf kann der Fahrzeugführer den Schalthebel 10 in die dem gewünschten Gang entsprechende Stellung einlegen, indem er den Schalthebel vorwärts oder rückwärts unter Drehung von Gestängeteilen um die Achse 13 bewegt.

Die vorstehend beschriebenen Bewegungen des Schalthebels 10 betätigen eine Gangschaltstange 14, die mit dem Schalthebel 10 gelenkig verbunden ist. Mit der Gangschaltstange 14 sind gelenkig zwei Reaktionsstangen 15 verbunden, von denen nur eine gezeichnet ist. Die entgegengesetzten Enden der Reaktionsstangen 15 sind gelenkig an das Gehäuse des Fahrzeugantriebes 1 angeschlossen. Die Gangschaltstange 14 mit den beiden Reaktionsstangen 15 führt eine pendelnde Bewegung aus, wenn dem Schalthebel 10 eine Drehung um den Schwenkzapfen 23 erteilt wird, und sie erfährt eine Verschiebung, wenn der Schalthebel 10 um die Achse 13 geschwenkt wird. Diese Art der Übertragung der Bewegung ist bekannt und erfordert daher hier zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung keine weitere Erklärung.

Bei Fahrzeugen mit beschränkter Höhe des Führerhauses ist es, wie oben bemerkt, notwendig, den Boden des Führerhauses relativ zum Motor und Getriebe tief zu legen, womit der Führersitz 4 dicht an die Motorhaube herangerückt werden muß. Als Folge hiervon ist der für den Schalthebel verfügbare Raum kleiner als bei anderen Fahrzeugtypen. Diesem Nachteil wird durch die Erfindung in erheblichem Maße

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Das bewegungsherabsetzende System nach der Erfindung kompensiert Relativbewegungen /wischen dem Führerhaus und dem Motor nebst Getriebe; es nutzt den für den Schalthebel verfügbaren Raum vorzüglich aus und gestattet es dabei, dem Schalthebel eindeutige und klar voneinander unterscheidbare Bewegungen zu erteilen.

Dieses Ergebnis wird in der bevorzugten Ausführung der Ei'tiiidung besonders gut durch die Tatsache erreicht, daß der Arm 19 am Längsträger 32 mittels der schwenkbaren Stützstrebe 24 gelenkig in einem Punkt befestigt ist, der mindestens annähernd in der Mitte zwischen der rückwärtigen Aufhängung 30 des Fahrzeugantriebes und der vorderen Aufhängung 34 des Führerhauses 3 liegt. Dadurch wird erreicht, daß vom Arm 19 herrührende Bewegungen des Schalthebels 10, die durch Schlingern oder Stampfen des Fahrzeugs hervorgerufen werden, auf ungefähr die Hälfte dessen heruntergesetzt werden, was mit üblichen, direkt auf dem Motor sitzenden Schalthebellagerungen erreicht wird.

Der Arm 19, der von der auf geeignete Länge eingestellten Stützstrebe 24 unterstützi wird, erstreckt sich im wesentlichen horizontal und unterstützt auf annähernd der Hälfte seiner Längsbewegung den Schalthebel 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Durch einen Schalthebel betätigbares Schaltgestänge far Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei Jenen der Fahrzeugrahmen, der von diesem getragene Fahrzeugantrieb mit dem Wechselgetriebe und der Fahrzeugaufbau aufgrund nachgiebiger Verbindungen Relativbewegungen gegeneinander ausführen können und der Schalthebel zur Verringerung seiner Relativbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau mit einem Arm gelenkig verbunden ist, der einerseits mit dem Fahrzeugantrieb und andererseits mit einem seitlichen Längsträger des Fahrzeugrahmens schwenkbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (19) mit dem Längsträger (32) mindestens annähernd in der Mitte zwischen der rückwärtigen Aufhängung (30) des Fahrzeugantriebs (1) und der vorderen Aufhängung (34) des Fahrzeugaufbaus (Führerhaus 3) am Fahrzeugrahmen (2) verbunden ist und als kardanische Lagerung (Achse 13 und Schwenkzapfen 23) für den über eine gesonderte Gangscha'tstange (14) mit dem Fahrzeugantrieb (1) verbundenen Schalthebel (10) dient

2. Schaltgestänge nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (19) mit dem Längsträger (32) durch eine an beiden Enden mit Gelenken versehene Stützstrebe (24) verbunden ist, die eine solche Länge hat, daß der Arm (19) wenigstens annähernd horizontal liegt.

3. Schaltgestänge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (10) auf dem Arm (19) in einem Punkt gHagert ist, der wenigstens annähernd in der Mitte zwischen dem Fahrzeugantrieb (1) und der Stützst'.ebe (?4) liegt.