-
Steuer- und Schaltgerät für eine kombinierte Getriebeschaltung, Drehzahlverstellung
und Motorabstellung Die Erfindung betrifft ein Steuer- und Schaltgerät für eine
kombinierte Getriebeschaltung und Drehzahlverstellung eines motorgetriebenen Fahrzeugs,
insbesondere Bootes, mit einem durch einen einzigen an einem Ende einer Welle angeordneten
Handhebel betätigbaren, Zug- und Druckkräfte übertragenden Getriebeschaltzug und
Drehzahlverstellzug.
-
Das Steuer- und Schaltgerät dient der Fernbetätigung von insbesondere
Schiffsmotoren, die von einem vom Motor entfernten Steuerstand aus bedienbar sein
müssen. Es sind verschiedene Fernbetätigungen in Form von Schaltgeräten und Steuergeräten
bekannt, mit denen die Gasbedienung, Getriebeschaltung, Regulierung von Verstellpropellern
oder Rudern von entfernten Steuerständen aus ermöglicht ist. Hierbei verwendet man
zur -Übertragung der Betätigungskräfte ein mechanisch-flexibles Fernbetätigungssystem,
mit dem Zug- und Druckkräfte durch nur einen einzigen Bedienungszug übertragbar
sind. Dieser Bedienungszug arbeitet nach dem Prinzip der flexiblen Zahnstange und
dadurch, daß auf einem im Querschnitt kreisrunden Kabel am äußeren Umfang eine Arbeitswicklung
aufgebracht ist, die mit entsprechend gezahnten Rädern in Eingriff gebracht werden
kann
und nierdurch in der Lage ist, sowohl Zug- als auch Druckkräfte über große Entfernungen
bei dreidimensionaler Verlegung zu übertragen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Einhebelschaltgerät
vorzuschlagen, mit welchem eine kombinierte Getriebeschaltung und Drenzahlverstellung
ermöglicht ist, die Drehzanlverstellung zweckmäßigerweise unabhängig von der Getriebeschaltung
vornehmbar ist und vorzugsweise außerdem die Möglichkeit gegeben ist, den Motor
unter Vermeidung eines zusätzlichen Stoppzuges mit dem gleicnen Hebel abzustellen.
-
Die Auf gabe ist erfindungsgemäß dadurcn gelöst, daß an dem freien
Ende der Welle ein Hebelarm befestigt ist, an den der Drehzahlverstellzug angeschlossen
ist, daß auf der Welle mitdrehbar eine Zahnseneibe mit Teilkreisveerzahnung angeordnet
ist, mit der ein Gegenzahnelement kämmt, an das der Getriebeschaltzug angeschlossen
ist und daß das Gegenzahnelement beidseitig der Verzahnung mit @e einer bogenförmigen
Ausnehmung versehen ist, deren Racius gleich dem Radius der Zahnscheibe ist. Hierdurch
ist ein einfaches, kleinbauendes Einhebelgerät geschaffen, das narrensicher bei
Hebelbetätigung zunächst eine Getriebeschaltung bewirkt und im weiteren Verstellbereich
die Gasbetätigung bis auf "Vollast" ermöglicht. Je nach Richtung der Hebelverstellung
aus der Null-Lage findet eine 'tVoraus"-oder "Zurück" -Schaltung des Getriebes statt.
-
In eder Richtung der Betätigung des Hebels wird die Drehzahlverstellung
in dem weiteren Verstellbereich vorgenommen. Hierbei gleitet der von Zähnen freie
Radius der Zahnscheibe in der Aus nehmung des Gegenzahnelements und sind die bei
der Getriebeschaltung kämmenden Zähne außer Eingriff. Durch diese Abstimmung wird
die gewahlte Getriebeposition beibenalten. Etwaige Getrieberückstellkräfte werden
aufgefangen und eine selbsttätige Verstellung zurück in die Null-Lage wird verhindert.
-
Vorzugsweise erstreckt sich der Hebelarm in der Null-Lage senkrecht
von der Welle parallel zum Handhebel in gleicher Richtung, ist die Zahnscheibe über
einen an der Welle befestigten Mitnehmer mit dieser drehbar und ist das Gegenzahnelement
ein Doppelhebel.Hierdurch wird eine baulich einfache auch bei geringem Platzbedarf
z.B. auf Segelyachten verwendbare Fernbetätigung bereitgestellt.
-
Um eine separate Drehzahlverstellung unabhängig von einer Getriebeschaltung
zu ermöglichen, ist in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen,
die Welle axial gegen den Druck einer Feder beweglich zu lagern, den Mitnehmer als
einen von der Welle abstehenden, in einen Schlitz der Zahnscheibe ausrückbar eingreifenden
Stift auszugestalten, der in eine den Stift umgreifende Genäuseausnehmung hereinragt,
die mit einem Schlitz versehen ist, durch den in der Null-Lage bei axialer Verstellung
der Welle der Stift außer Eingriff mit der Ge1auseausne'rnung gelangt. Will die
Bedienungsperson z.B.
-
zum Warmlaufenlassen des Motors im Stand eine Drehzahlverstellung
herbeiführen, zieht sie an der Handhebelbefestigung auf der Welle und bewegt hierdurch
die Welle gegen FederdrucK soweit axial, bis der Stift durch den Schlitz aus seiner
Ausnehmung im Gehäuse gelangt, wobei gleichzeitig die Mitnahmeverbindung zur Zannscheibe
ausgerückt ist. Bei einer Verstellung des Handhebels in beliebiger Richtung kann
nun eine Getriebeschaltung stattfinden, sondern wird allein die Drehzahlverstellung
betatigt.
-
Zur Vermeidung einer zusätzlichen Übertragungseinrichtung, die das
Abschalten des Motors ermöglicht, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Welle
in einer Buchse gelagert ist, die mit der Welle durch einen Querstift mitdrehbar
ist und die Zahnscheibe trägt und daß die Buchse mit einer zu ihrer Bohrung unter
einem Winkel verlaufenden Schrägbohrung vom Durchmesser der Welle versehen ist derart,
daß die Welle um den Querstift in
der Buchse schwenkbar ist. Wird
der Handhebel in der Null-Lage an seinem äußeren Ende gezogen, erfolgt eine Schwenkbewegung
der Übertragungswelle um den Querstift. Hierdurch wird die nutzbare Länge des Hebelarms
der Drehzahlverstellung verlängert, und zwar um den Bereich, der benötigt wird,
urn den Hebel am Motorregler über den Drehzahlverstellzug von "Leerlauf" in die
Stoppstellung zu bringen. Ohne eine zusätzliche Ubertragungseinrichtung kann damit
der Motor abgestellt werden.
-
Zur Sicherung der Welle in der Normalstellung kann zwischen Welle
und Buchse im Bereich der Schrägbohrung eine Federsicherung angeordnet werden, die
vorzugsweise aus einer in einer Ausnehmung der Welle angeordneten Druckfeder und
einer aufgesetzten Kugel besteht, welche an der Schrägbohrung unter Druck anliegt.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuer- und Schaltgerätes
schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt: Figur 1 das Steuer- und Schaltgerät
in einer Seitenschnittansicht, Stop-Stellung, Figur 2 das Steuer- und Schaltgerät
in einer Seitenschnittansicht, Leerlauf-Stellung, Figur 5 das Steuer- und Schaltgerät
in einer Schnittansicht und Gdriebe ausgerückt, und Figur 4 das Steuer- und Schaltgerät
in einer Ansicht von hinten.
-
Das Steuer- und Schaltgerät weist eine Grundplatte 1 auf, die der
tragende Körper für die verschiedenen Einzelteile ist und gleichzeitig vorgesehen
ist, beispielsweise an einer Konsole eines Bootes, einer Bordwand, einem Armaturenbrett
oder dergl.
-
befestigt zu werden. Eine solche Anbringung des Steuer- und Schaltgeräts
ist in Figur 1 und 2 der Zeichnung durch ein Holzbrett 29 angedeutet.
-
Das Steuer- und Schaltgerät stellt sich dem Benutzer in motiertem
Zustand derart dar, daß er auf einen aus dem Holzbrett 29 herausragenden Handhebel
10 blickt, der aus einer Hebelnabe 6 herausragt. Die Hebelnabe 6 ist beidseitig
mit Griffausnehmungen 30 (s.Fig.1 und 3) versehen, um ein Herausziehen des Hebels
aus dem Armaturenbrett oder dergl. zum Zwecke einer weiter unten beschriebenen Funktion
zu erleichtern.
-
Der Handhebel 10 sitzt auf einer Welle 5, die sich zentrisch durch
das gesamte Steuer- und Schaltgerät erstreckt. An dem dem Handhebel 10 gegenüber-liegenden
Ende der Welle 5 ist ein Hebelarm 9 in senkrechter Stellung zur Welle 5 und sich
in gleicher Richtung wie der Handhebel 10 erstreckend befestigt.
-
An dem Hebelarm 9 ist ein Drehzahlverstellzug 17 über ein Winkelgelenk
31 angeschlossen Die Welle 5 ist durch eine Druckfeder 8, die sich an dem Hebelarm
9 abstützt, belastet und gegen den Federdruck axial durch eine Bedienungsperson
herausziehbar.
-
Auf die Welle 5 ist eine zylindrische Buchse 4 aufgeschoben und durch
einen Querstift 21, der- sich durch die Buchse 4 und die Welle 5 erstreckt, mit
letzterer verbunden. Die Buchse 4 zeichnet sich durch eine Schrägbohrung 22 von
zumindest dem Durchmesser der Welle 5 aus, die unter einem Winkel zu der Buchsenbohrung
selbst verläuft. Die Schrägbohrung 22 ist in der Buchse 4 so angelegt, daß eine
Verschwenkung der Welle 5 um den Querstift 21, der eine Anlenkachse bildet, möglich
ist. Die Normallage der Welle 5 wird durch eine Federbelastung gesichert. Hierzu
ist in der Welle 5 ein Sackloch 25 ausgebildet, welches eine Druckfeder 24 mit aufgesetzter
Kugel 25 hält. Die Kugel 25 wird gegen die obere
Fläche der Schrägbohrung
22 gedrückt und hält auf diese Weise die Welle 5 in inrer axialen, unverschwenkten
Normallage, wenn nicht durch eine Bedienungsperson der Federdruck zur Verschwenkung
überwunden wird.
-
Am vorderen Ende der Welle 5 ist in einer in der Null-Lage senkrechten
Bohrung ein Mitnehmerstift 11 gepresst, der nach oben und unten vorspringt und in
eine Genauseausnehmung 14 eines Gehäuses 2 hereinragt, welches an die Grundplatte
1 angeschraubt ist. Das Gehäuse 2 ist ein im wesentlichen zylin-Drischer Rohrkörper,
dessen Wandung an der vorderen Seite mit der umlaufenden Ausnehmung 14 versehen
ist, wodurch angrenzend an die Hebelnabe 6 ein Bund 32 gebildet ist. Der Bund 32
ist oben und unten angrenzend an den Mitnehmerstift 11 in der Null-Lage mit Schlitzen
15 versehen, die ausreichend bemessen sind, um ein Herausziehen der Welle 5 in axialer
Richtung ermöglichen, wobei der Mitnehmerstift 11 aus der Gehäuseausnehmung 14 bis
vor den Bund 32 heraustritt.
-
Die mit der Welle 5 drehbewegliche Buchse 4 wird von einer rohrförmigen
Nahe 26 einer Zahnscheibe 3 umgriffen, welche über ein Gleitelement 3, mit Teflonbeschichtung
in das Gehäuse 2 mit ihrer Nahe 26 eingepaßt ist. Durch einen Seegering 34, welcher
auf der Nabe 26 sitzt und die umlaufende Gebäuseausnehmung 14 eingreift, ist die
Zahnscheibe 5 gegen axiale Verseniebung gesichert. Sie ist außerdem Gegenlager für
die Feder C, die sien mit ihrem anderen Ende an dem Hebelarm 9 abstützt.
-
In der Nabe 26 sind am vorderen Ende Schlitze 12 ausgespart, durch
welche der Mitnehmerstift 11 durchragt. Die Schlitze 12 sind nach vorne geöffnet,
um die axiale Verstellung der Welle beim Ziehen an der Hebelnabe 6 zu ermöglichen.
-
Die Zahnscheibe 7 ist kreisförmig und nur an ihrer einen Seite mit
einer Kleinen Zahl von Zähnen 18 versehen. Iar Radius beträgt R1.
-
Mit dieser Teilkreisveerzahnung 18 der Zahnscheibe 3 korrespondiert
eine Verzahnung 19 eines Doppelhebels 13, welcher auf einem Lagerbolzen 27 der Grundplatte
1 in Verbindung mit einem Gleitelement 28 gerührt ist. An dem Doppelhebel 15 ist
ein Getriebeschaltzug 16 angeschlossen. Beidseitig der Verzahnung 19 sind bogenförmige
Ausnehmungen 20 in dem Doppelhebel ausgebildet, deren Radius R dem Radius R1 der
Zahnscheibe entspricht ( s. Figur 4). Für die Fixierung der Leerlauf-Stellung dient
die Raste 7.
-
Das beschriebene Steuer- und Schaltgerät dient zur Regulierung der
Drehzahl von Bootsmotoren und zur Umsteuerung der Getriebe.
-
Außerdem kann mit dem Gerät noch der Motor abgestellt werden.
-
Ein zusätzlicher Soppzug entfällt. Sämtliche Funktionen werden unter
Betätigung des einen Handhebels 10 vorgenommen. Die Bedienungsperson, die beispielsweise
das Motorboot aus dem Stillstand in Fahrt setzen möchte, hat aus der Null-Lage des
Handhebels 10 heraus zunächst eine Schwenkung in Richtung Vorausfahrt vorzunehmen.
Hierzu wird gemäB Figur 4 der Zeichnung der Handhebel 10 nach links bewegt, wobei
die Welle 5 verdreht wird. Über den Mitnehmerstift 11 wird außerdem die Zahnscheibe
5 gedreht und vollführt der Doppelhebel 15 eine Hubbewegung, die dem Getriebeschaltzug
16 mitgeteilt wird. Es wird auf diese Weise die Getriebeschaltung für eine Vorwärtsfahrt
vorgenommen. Ist der entsprechende Gang des Getriebes eingelegt, befinden sich die
Verzahnungen 18 und 19 der Zahnscheibe 5 und des Doppelhebels 15 außer Eingriff.
-
Der Motor läuft mit Leerlaufdrehzahl.
-
Um Fahrt aufzunehmen, bewirkt eine weitere Verschwenkung des Handhebels
10 nach links gemäß Figur 4 der Zeichnung eine Drehzahlerhöhung, bei der die Ausnehmung
20 des Doppelhebels 15 auf dem unverzahnten Umfang der Zahnscheibe 5 aufgrund der
Gleichheit des Radius R mit dem Radius R1 gleitet. Durch diese Abstimmung wird die
gewählte Getriebeposition beibehalten, wobei Getrieberückstellkräfte nicht wirksam
werden können und eine selbsttätige
Verstellung zurück in die Null-Lage
verhindert ist.
-
Die Drehzahlverstellung erfolgt über den mit der Welle 5 verbundenen
Hebelarm 9, an den der Drehzahlverstellzug 17 angeschlossen ist. Der Hebelarm 9
steht in der Null-Lage in einer senkrechten Stellung parallel zu dem Handhebel 10.
Durch die Wahl dieser Null-Lage ergibt sich je nach Hebelausschlag rechts oder links
eine einheitliche abgehende Bewegungsrichtung.Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben,
trotz der wechselnden Hebelverstellung für die Getriebeschaltung auf "Voraus" und
"Zurück" in Jeder Getriebeschaltstellung die Motordrehzahl vom Leerlauf auf Vollast
zu regeln. In Figur 4 der Zeichnung ist dies nur hinsichtlich der "Voraus" -Schaltung
durch die Beschriftung links verdeutlicht. Eine gleiche Drehzahlverstellung ist
auch bei einer Rechtsverschwenkung des Handhebels 10 gegeben.
-
Will die Bedienungsperson den Motor des Bootes ohne Fahrt warmlaufen
lassen, zieht sie den Handhebel 10 an der Hebelnabe 6 in der Null-Lage in axialer
Richtung um einen gewissen Weg zu sich heran, wodurch die Welle 5 gegen den Druck
der Feder 8 axial verstellt wird. Der Mitnehmerstift 11 gleitet aus der Ausnehmung
14 durch die Schlitze 12 und 15 heraus, wodurch die Kupplung/Getriebe/Drehzahl aufgehoben
wird. Wird der Handhebel 10 nun nach rechts oder links geschwenkt, liegt der Mitnehmerstift
11 auf dem äußeren Bund 32 des Gehäuses 2 und findet ausschließlich eine Drehzahlverstellung
statt. Die beschriebene Trennung sowie die spätere Rückführung des Handhebels 10
in die Ausgangsposition kann nur in der Null-Lage des Handhebels 10 vorgenommen
werden. Die Feder 8 erleichtert diese Rückführung. Für eine bessere Handhabung sind
beidseitig an der Hebelnabe 6 die Ausnehmungen 50 vorgesehen.
-
Will die Bedienungsperson den Motor des Bootes abstellen, kippt sie
den Handhebel 10 in der Null-Lage, wodurch eine Schwenkbewegung der Welle 5 um den
Querstift 21 ausgelöst wird. Hierbei ist der Widerstand der Druckfeder 24 zu überwinden.
Die Verschwenkung der Welle 5 ist durch die Schrägbohrung 22 ermöglicht. Auch die
Anordnung des Mitnehmerstiftes 11 in bezug zu angrenzenden Gehäuseteilen ist derart,
daß eine einwandfreie Verschwenkung der Welle 5 möglich ist. Durch diese zusätzliche
Bewegung wird die nutzhare Länge des Hebelarms 9 der Drenzahlverstellung verlängert,
und zwar um den Bereich, der benötigt wird, um den hebel am Regier von "Leerlauf"
in die Stoppstellung zu bringen. Es erübrigt sich nierdurch eine zusätzliche Übertragungseinrichtung.
Beim Loslassen des Handhebels 10 gelangt durch die Wirkung der Druckfeder 24 die
Welle 5 wieder in ihre axiale Ausgangsposition.