DE2502578B2 - Stellungs-gangschalter zur schaltung elektrohydraulisch gesteuerter getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen StelUmgs-Gangschalter zur Schaltung elektrohydraulisch gesteuerter Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solchei Stellungs-Gangschalter wird vorzugsweise in Baufahrzeugen, schweren Nutzfahrzeugen und Omnibussen angewendet.

Beispielsweise können mit dem Ganghebel eines solchen Stellungs-Gangschalters in einer ersten Schwenkebene Vorwärtsgänge und in der dazu parallelen Schwenkebene Rückwärtsgänge geschaltet werden. Außerdem läßt sich ein solcher Stellungs-Gangschalter auch als Wählschalter für ein automalisches Getriebe verwenden, wobei der Wählhebel in einer einzigen fortlaufenden Bewegungsbahn mit parallel versetzten Abschnitten geführt wird.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist ein Gangschalter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, der sich durch einfachen Aufbau, wenige unkomplizierte und unempfindliche Teile sowie kostengünstige Herstellmöglichkeit und geringen Raumbedarf auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch einen Gangschalter mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Das in Anspruch 1 angegebene Rastsystem mn einem federnden Rastkörper am Ende des Gangschalthebels entgegengesetzt zum Bedienungsknauf und mil einem Rastenblech, das doppelreihig angeordnete Rastverliefungen auf einer zylindrisch geformten Innenfläche aufweist, ist sehr einfach im Aufbau, wirkt mit nur einem Rastkörper in allen vorkommenden Bewegungsrichtungen und ergibt eine kräftige Rastierung bei geringen Platzaufwand. Zwischenstellungen lassen sich durc! schmale Stege zwischen den Rastvertieiungen mi ausreichender Sicherheit vermeiden.
Bei dem Stellungsgangschalter nach der Erfindung is ferner eine im Gehäuse angeordnete Schaltwelle, di< zur Lagerung des Gangschalthebels und Übertragunj von Schaltbewegungen innerhalb der ersten ode zweiten Bewegungr.ebene dient, mit dem Gangschalthe ίο bei über ein weich-elastisches Ringelement (Gummila ger) spielfrei verbunden. Dadurch werden Rastgeräu sehe und -erschütterungen vermindert und gleichzeitig ein wartungsfreies Kardangelenk gebildet, das in Platzbedarf gut mit dem Rastsystem harmoniert unc kostengüngstig herstellbar ist.

In den Fällen, in denen je nach den Bctriebsbedingun gen des Fahrzeuges ein diagonales Schalten, d. h. eir Schwenken des Gangschalthebels in einer Schwenkebene und gleichzeitig quer zu dieser, mit Sicherhei

ausgeschlossen werden muß, isi eine Ausfuhrung gemäl: Anspruch 2 vorteilhaft, bei welcher beim Rastenblech ar den Kreuzungspunktender/wischenden Rastvertiefun gen liegenden Stege (jeweils in der Mitte zwischen viei ein Viereck bildenden Rastvertiefungen) Sperrnocker angeordnet sind. Diese .Sperrnocken können beispielsweise durch im Rastenblech befestigte Nietköpfe gebildet werden und zwingen den Schalthebel, die diagonale Bewegungsrichtung zu umgehen.

Durch die DT-AS 14 80b70 ist es bekannt. Rasivor-Sprünge auf einer zylindrisch um den Schwenkmittelpunkt des Gangschalthebels geformten Innenfläche des Schaltgehäuses anzuordnen. Als Rastvorsprünge dienen vorspringende Zähne eines mit der betreffenden Gehäusewand einstückigen Zahnsegmentes. Dieses bekannte Rastsystem läßt eine geradlinige Schaltbewegung zwischen zwei Schaltstellungen nicht zu, sondern erzwingt s'ets einen Umweg iber eine parallel liegende Ebene. Dieses System erfordert zur einwandfreien Funktion eine Vielzahl mechanischer Teile.

Eine allseits winkelbewegliche Lagerung eines Gangschallhebel:, in einer Verlängerung des Getriebegehäuses ist durch die US-PS 32 69 208 bekannt, bei welcher der Gangschalthebel in einem Kugelkörper aus Gummi gelagert werden kann. Da die sphärische Außenfläche des Gummielements in einem hohlkugelig ausgebildeten Gehäuseabschnitt gleiten kann, tritt eine Verformung des Gummielementes bei Schaltbewegungen nicht ein, so daß das Gummielement keine Schaltbewegungen durch innere Verformung ermöglicht.

Durch die GB-PS 11 79 202 ist es bekannt, an Kreuzungspunkten zwischen den Rastvertiefungen zusätzliche Vertiefungen anzubringen. Diese Vertiefungen sind geeignet, den Schalthebel beim Loslassen stets in eine bevorzugte Stellung zu überführen, z. B. die

5s Mittelstellung, sie sind jedoch — im Gegensatz zu den Sperrnocken nach Anspruch 2 — nicht geeignet, ein diagonales Schalten zu verhindern.

Eine Schalteinrichtung mit mehreren nebeneinanderliegenden Schaltebenen ist durch die GB-PS 13 27 040 bekannt. Diese bekannte Einrichtung weist jedoch innerhalt'der Schaltebenen keine Rastvertiefungen auf. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 bis 12 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Stellur.gs-Gangschalter in räumlicher Ansicht mit eingetragenen Bewegungsrichtungen des Gangschalthebels,

Fig. 2 ein Schema der Schaltkulisse dieses Gangschalters für ein Lastschaltgetriebe mit je vier

Vorwärts- und Rückwärtsgängen und Begrenzung der Reversierung auf die beiden unteren Gänge und Neutralstellung,

F i g. 3 ein anderes Schema einer Schahkulisse ähnlich F i g. 2, jedoch mit nur zwei Rückwärtsgängen, Reversierung nur über Neutralstellung möglich,

Fig.4 ein weiteres Schema einer Schaltkulisse, geeignet für einen Vorwahl-Gangschaltei für Artomatik-Getriebe,

F i g. 5 ein weiteres Schema einer Schaltkulisse,

Fig.6 einen Schnitt etwa am Gangschalthebel entlang durch das Gehäuse des Gangschalters nach Fig. 1.

F i g. 7 eine Draufsicht auf diesen Gangschalter bei teilweise entferntem Gehäuse,

F i g. 8 einen Schnitt durch den elektrischen Abschnitt dieses Schaltergehäuses mit gestrichelt eingezeichnetem Verlauf der leitenden Bahnen der Leiterplatte,

F i g. 9 ein Rastenblech mit doppelreihig angeordneten Bohrungen als Rastvertiefungen,

Fig. 10 ein ähnliches Rastenblech wie in Fig. 9, mit Sperrnocken, die jeweils in der Mitte zwischen vier ein Viereck bildenden Rastvertiefungen angeordnet sind,

F i g. 11 einen anderen Stellungs-Gangschalter mit elektromagnetischer Kugelsperre, Schnittverlauf ist in der nachfolgend beschriebenen F i g. 12 gekennzeichnet,

F i g. 12 diesen Stellungs-Gangschalter, Schnittverlauf etwa am Gangschalthebel entlang.

Der Gangschalter besteht im wesentlichen aus dem Gangschalthebel 1, dem Schaltergehäuse 2 mit Schallergehäuse-Oberteil 3 und -Unterteil 4, einer Lagerplatte 5 zwischen beiden Schaltcrgehäuseteilen, einer Leiterplatte 6, einer Schaltwelle 7, die eine mit Nocken 8 versehene Schaitwalze 9 trägt und in der Lagerplatte 5 drehbar gelagert ist, und fünf nachfolgend mit Mikroschalter bezeichnete elektrische Schaltelemente 10 bis 14 mit kleinem Bauvolumen zum Schalten von Steuerströmen.

Das Schaltergehäuse-Oberteil 3 ist als Befestigungsträger zum Befestigen des Gangschalters ausgebildet und wird durch eine Lagerplatte 5 abgeschlossen. In dem so gebildeten Raum ist der mechanische Teil des Gangschalters untergebracht. Das Schaltergehäuse-Unterteil 4 wird ebenfalls von der Lagerplatte 5 abgeschlossen und enthält den elektrischen Teil des Gangschalters.

Mit dem in einem weich-elastischen Ringelement 15 (Gummilager) kardanisch aufgehängten Gangschalthebel 1 lassen sich je 5 leicht unterscheidbare Schaltstellungen (Gänge, Fahrstufen) in 2 Ebenen (Gassen) A- B so und C-D einstellen. Je 1 Gasse ist für die Voiwärts- bzw. Rückwärts-Fahrtrichtung.

Eine Schalterausführung für 6 Schaltstellungen in 2 Ebenen (Gassen) ist bei gleicher Gehäusegröße möglich.

Der Schalthebel 1 wird in einer im Gehäuse-Oberteil 3 eingegossenen Kulisse 16, die in F i g. 2 dargestellt ist, geführt. Die Schaltstellungen sind auf dem Oberteil gut sichtbar markiert (aufgegossen). Eine Lampenanzeige oder ähnliches kann damit entfallen.

Die kräftige Rastierung des Schalthebels 1 sowohl in ho den Schaltstellungen als auch in den beiden Gassen erfolgt durch den Druck einer gefederten Kugel 17 in einem doppelreihig gelochten Rastenblech 18. Zwischenstellungen sind infolge der schmalen Stege 19 zwischen den Rastlöchern 20 kaum möglich.

Das Rastenblech 18 weist an den Kreuzungspunkten der Stege zwischen den Rastlöchern 20 Sperrnocken 31 auf, die beim Stanzvorgang als warzenförmige Ausprägungen erzeugt worden sind und eine diagonale bzw. schräge Schalthebelbewegung verhindern.

Bei Schaltung der nach Fig. 1 unteren Gasse C-D wird durch ein Segment 21 am Schalthebe! Ϊ mittels eines Druckbolzens 22 ein Mikroschalter i0 betätigt (Umschaltung V/R).

Die 5 Schallhebelstellungen werden auf vier Mikroschalter 11 bis 14 übertragen, welche radial um die mit Nocken versehene Schaltwalze 9 angeordnet sind.

Die Verbindungsweile 7 zwischen Schalthebel 1 und Schaltwalze 9 sowie der Druckbolzen 22 für die Betätigung des Mikroschalters 10 sind in Buchsen auf der Lagerplatte 5 zwischen Gehäuse-Ober- und Unterteil 3 und 4 gelagert. Hierdurch entsteht ein wartungsfreies Kreuzgelenk. An der Lagerplatte 5 ist auch das Rastenblech 18 befestigt (Punktschweißung).

Alle Mikroschalter 10 bis 14 sind auf der Leiterplatte 6 aufgelötet. Die elektrische Verbindung erfolgt durch die in Fig.8 gestrichelt eingezeichneten Leiterbahnen auf der Leiterplatte.

Der elektrische Anschluß geht über eine Kabelverbindung 28 mit einem Anschluß an das Bordneu und einem Anschluß an das Getriebe (Ele^romugne'.-Venti-Ie). Die Befestigung der Kabelverbindung 28 erfolgt dadurch, daß eine flanschartige Aufweitung 38 am Ende des Kabelschlauches zusammen mit einem Dichtring 39 zwischen dem Gehäuseboden und der Leiterplatte 6 festgespannt ist. Eine besondere Kabelverschraubung ist deshalb nicht notwendig, was sich günstig auf die Herstellkosten auswirkt.

Die Leitungen der Kabelverbindung sind direkt in die Leiterplatte eingelötet.

Einzelheiten des Rastsystems und der Schalthebel-Lagerung in dem weich-elastischen Ringelement 15 werden nachstehend erläutert.

An dem Ende 23 des Gangschalthebels 1, das dem Bedienungsknauf 24 gegenüberliegt, ist die Kugel 17 als Rastkörper federnd angeordnet. Das mit der Kugel 17 zusammenwirkende Rastenblech 18 weist auf einer zylindrisch geformten Innenfläche 25 doppelreihig angeordnete Rastlöcher 20 auf, je fünf für die Vorwärts- und Rückwärtsganghebelstellungen. Die geometrische Achse des Zylinders, nach dem die Innenfläche 25 geformt ist, geht durch den Schwenkmittelpunkt 26 des Gangschalthebels und fällt mit der Mittelachse der Schahwelle 7 zusammen. Dadurch hat jedes der Rastlöcher 20 etwa gleichen Abstand vom Schwenkmittelpunkt 26 des Gangschalthebels, was für gleichmäßige Rastkräfte erforderlich ist.

Der Gangschalthebel 1 ist in seinem Abstützbereich, d. h. am Schwenkmittelpunkt, ringförmig gestaltet, wobei dieser ringförmige Abschnitt 27 die Schaltwelle 7 konzentrisch umgibt, so daß zwischen diesen Teilen 1 und 27 und 7 ein Ringraum verbleibt. Dieser Ringraum wird von dem weich-elastischen Ringelement 15, das in diesem Fall aus Gummi besteht, spielfrei, d. h. mit einer leichten Vorspannung, ausgefüllt. Dieses Ringelement 15 aus Gummi ergibt eine Verbindung zwischen dem Gangschalthebel 1 und der Schallwelle 7, die sehr gut radiale Kräfte, z. B. die Raslkräfte oder Bedienungskräfte, übertragen kann und dennoch winkelbeweglich genug ist, um die Aufgabe eines Kardangelenkes übernehmen zu können. Nicht zuletzt aber wirken sich die Dümpfungseigenschaften des Ringelementes 15 positiv auf Erschütterungen und Geräusche des Rastsystems aus.

Es kann in besonderen Fällen günstig sein, als zusätzliche Sicherungsmaßnahme den ringförmigen

Abschnitt 27 des Gangschalthebels I durch einen (nicht gezeichneten) Stift mit der Schallwelle 7 zu verbinden, um im Falle einer Alterung des Gummis des Ringelementcs 15 die Mitnahme der Schallwelle 7 beim Schwenken des Gangschalthcbels sicherzustellen. Dieser Stift geht dann quer zur Längsachse des Gangschalthebels durch den Schwenkmittelpunkt hindurch und erzeugt mit dem ringförmigen Abschnitt 27 und der Schallwelle 7 ein Kardangelenk, das allerdings durch das Guinmi-Ringelement 7 kräftemäßig so weil entlastet ist, daß es wartungsfrei ist und der Stift nur relativ dünn im Vergleich zu einem herkömmlichen Kardangelenk zu sein braucht und die Lagerflächen auf ein geringes Maß reduziert werden können.

Der beschriebene Gangschalter ^;st für solche Getriebe verwendbar, welche entsprechend ihrem Einsatzgebiet für schnelles und häufiges Reversieren während der Fahrt ausgelegt sind und keine Rückschaltsperre erfordern.

Es ist aber auch möglich, den Siellungs-Gangschalier mit einer einfachen Rückschaltsperre auszustatten, die elektro-magnetisch betätigt wird. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig. Il und 12 dargestellt. Der Aufbau dieses Gaagschalters stimmt in vielen Punkten mit dem zuerst beschriebenen Gangschaltcr überein, so daß nur die Rückschaltspcrre selbst näher erläutert wird.

Eine Schaltwelle 7, die mit dem Gangschalthcbel 1 in Verbindung steht, trägt als Sperrkörper eine Sperrscheibe 32, die am äußeren Rand kreisförmig ausgerundete Ausnehmungen 33 aufweist. Eine Kugel 34 ist in einer Bohrung radial zur Schaltwelle 7 beweglich zugeführt und wirkt mit den Ausnehmungen zusammen. Ein Schieber 36. der über einen Elektromagneten 38 bewegt werden kann, weist eine umlaufende Ausnehmung 40 und einen zylindrischen Abschnitt 41 auf. Infolge der Verschiebbarkeit des Schiebers 36 kann

ίο wahlweise entweder der zylindrische Abschnitt 41 oder die Ausnehmung 40 des Schiebers 36 in den Bereich der Kugel 34 gebracht werden.

Wenn der zylindrische Abschnitt 41 des Schiebers 36 der Kugel 34 gegenüberliegt, so ist diese in der Ausnehmung 33 der Sperrscheibe 32 festgehalten und diese mit dem Gangschalthebel hierdurch arretiert. Ist dagegen die umlaufende Ausnehmung 40 des Schiebers 36 in einer der Kugel 34 gegenüberliegenden Lage, so erhält die Kugel 34 so viel zusätzlichen Bewegungsspielraum, daß sie aus der Ausnehmung 33 der Sperrscheibc 32 herausbewegt werden kann, wodurch die Schaltsperre aufgehoben ist. Die Form der Ausnehmungen 33 und 40 ist so gewählt, daß die Kugel 34 je nach dem Schaltzustand des Schiebers 36 jeweils selbsttätig die entsprechende Lage in einer der Ausnehmungen 33 oder der umlaufenden Ausnehmung 40 einnimmt, ohne sich zu verklemmen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steliungsgangschaller zur Schaltung elektrohydraulisch gesteuerter Getriebe mit einem in mehreren Ebenen schwenkbaren Gangschalthebel, der nach jedem Schalten in der jeweiligen Schaltstellung durch eine Rastung festgehalten wird, wozu am unteren bzw. dem Bedienungsknauf entgegengesetzten Ende des Gangschalthebels ein Rastkörper federnd angeordnet ist, der mit Rastvertiefungen zusammenwirkt, die auf einer zylindrisch um den Schwenkmittelpunkt des Gangschalthebels geformten Innenfläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei parallelen Bewegungsebenen (A-B und C- D) des Gangschalthebels (!) Gänge geschaltet werden und dem entsprechend in beiden Ebenen Schaltstellungen einrastbar sind und als zugeordnete Rastvertiefungen in einer doppelten Reihe Bohrungen (20) in einem zylindrisch geformten Rastenblech (18) angeordnet sind, in die der Rastkörper (17) formschlüssig einrastbar ist, und daß zur Lagerung des Gangschalthebels (1) dieser mit einer Schaltwelle (7), die Schaltbewegungen in beiden Ebenen (A-B und C— D) überträgt, über ein weich-elastisches Ringelement (15) verbunden ist, um Bewegungen des Handsehalthebels quer /u beiden Ebenen allein durch innere Verformung des weich-elastischen Ringelementes in spielfreier Weise zu ermöglichen.

2. Stellungsgangschaiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rastenblech (18) an den Kreuzungspunkten (30) der zwischen den Rastvertiefungen (20) liegenden Stege (19) Sperrnocken (31) angeordnet sind.