DE2546497A1

DE2546497A1 - Drehwellen-fernschaltung fuer kraftfahrzeuge, insbesondere fuer nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE2546497A1
Application number: DE19752546497
Authority: DE
Inventors: Josef Merkle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1977-04-21
Also published as: NL7610675A; FR2327882A1; IT1073412B; FR2327882B1; DE2546497C2; ATA761976A; SE7611482L; AT344019B; SE421891B

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Da im 10 586/4

Stuttgart 10.10.1975

Drehwellen-Fernschaltung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Drehwellen-Fernschaltung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Nutzfahrzeugen, wobei der Schalthebel am Motorblock oder am Fahrerhaus gelenkig gelagert und mittels eines ggf« ausziehbaren Gestänges mit dem Schaltorgan des Wechselgetriebes verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernschaltung der obigen Art so zu verbessern, daß sie eigensteuerfrei arbeitet. Ferner soll ein exaktes, geometrisches, H-förmiges Schalthebelkopf-Bahnenbild und das Gefühl des markierten Schalthebelkopf-Bahnenwechsele dem Fahrer ein Verschalten mit den Folgen eines Motorschadens verhindern helfen. Und schließlich soll sich diese Fernschaltung für eine motorfeste Anlenkung des Schalthebels - d. h. also ohne Relativbewegungen - und auch für eine fahrerhaus- oder rahmenfeste Anlenkung, d. h. mit Relativbewegungen, des Schalthebels eignen.

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Fernschaltungen gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schalthebel mittels eines ersten Kardangelenkes mit sich schneidenden Achsen am Gestänge angelenkt ist, daß der vom Schalthebel gebildete, das erste Kardangelenk aufnehmende Gabelteil in einen Wählzapfen ausläuft, der mittels eines Zwischenstücks über ein zweites Kardangelenk am Motorblock oder am Fahrerhaus gelagert ist, daß beim zweiten Kardangelenk die erste Achse

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die Wählzapfenachse ist und die zweite Achse - die Schaltachse - in einer anderen Ebene im Abstand dazu liegt, daß die erste Achse des zweiten Kardangelenkes - die Wählzapfenachse - durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenks geht und der Abstand der Ebenen von Wählzapfenach·· und Schaltachse vom Schaltweg bestimmt ist, und daß die gemeinsame Wählachse von Schalthebelanlenkung und Gestängeanschluß am Getriebe durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenkes geht. Die Erfindung hat also den allgemeinen Gedanken zum Inhalt, die Anlenkung des Schalthebels am Gestänge auf zwei Kardangelenke zu verteilen, deren eines zwei Achsen in verschiedenen Ebenen aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung entsteht eine exakte Drehwellen-Charakteristik beim Wählvorgang mit einer großen wirksamen Wählhebellänge, die bei gegeben«« Wählwinkel eine ausgeprägte Gassenbahnbreite schafft· Es ergibt sich infolgedessen keine Längenänderung an der Wähl- und Schaltwelle· Die Verwendung einer Querkraft aufnehmenden kardanisehen Schalthebelanlenkung baut alle aus SchaItbewegungen auftretenden Querkraftmomente in den Anlenkungen selbst ab. Das Dreh- und Schaltwellengestänge ist frei von ^seudo-Sehaltkräften. Es wird nur auf Verdrehen - Wählvorgang - und Zug/ Druck - Schaltvorgang - beansprucht. Die kardanisehe Schalthebelanlenkung mit der vorgeschlagenen Aufteilung der Wähl- und Schaltbewegungen in verschiedene Drehachsen, die zur jeweiligen Bewegungsrichtung senkrecht stehen, markiert dem Fahrer ganz exakt den Schaltkopfbahnen-Wechsel. Er hat infolgedessen das Gefühl einer ganz exakten Scheltung·

Die Erfindung bevorzugt eine Lösung, wonach die gemein·««· Wählachse die durch die Schaltachse des ersten Kardangelenkes und die Schaltachse des zweiten Kardangelenke· bestimmte Ebene senkrecht durchstößt* Ebenso wird*·· bevorzugt, wenn die erste Achse des zweiten Kardangelenkes ■* die Wählzapfenachse - und die gemeinsame Wählach·· und die Wählachse des Getriebeanschlusses in einer einzigen Achse zusammenfallen.

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Hierdurch entsteht eine exekte Drehwellenschaltung mit einem noch präziseren Schaltkopfbahnenbild. Außerdem ergibt sich auf diese Weise eine symmetrische Aufteilung der Scheltwege von der Mittleren Neutralstellung aus.

Es leuchtet ein, daß die gemeinsame Wählachse oft nur eine theoretische Achse ist, die sich in der Praxis nicht verwirklichen läßt. Die tatsächlich ausgeführte Schaltstange - meist rohr- oder wellenförmig ausgeführt - muß meist auf dazwischen liegende Teile Rücksicht nehmen und um diese herumgeführt werden. Hierbei wird man natürlich möglichst geringe Abweichungen von der theoretischen gemeinsamen Wählachse anstreben, um die Massenkräfte klein zu halten. Ferner ist es oft erforderlich, das Bahnenbild des Schalthebelkopfes in eine für den Fahrer günstigere Ebene zu bringen, die keineswegs immer waagerecht sein muß, sondern auch geneigt sein kann.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß gegenüber der gemeinsamen Wählachse sowohl die Wählzapfenachse am zweiten Kardangelenk als auch die Wählachse des Getriebeanschlusses in einer senkrechten Ebene geneigt sind. Bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt dies derart, daß beide Achsen gegenüber der gemeinsamen Wählachse nach oben abweichen. Eine andere Aueführungsform sieht vor, daß gegenüber der gemeinsamen Wählachse die eine Achse nach oben, die andere Achse nach unten abweicht. Die Größe der Winkel bei dieser Abweichung kann den jeweiligen Verhältnissen entsprechend verschieden gewählt werden, jedoch bevorzugt die Erfindung eine Lösung, wonach die Abweichungswinkel gegenüber der gemeinsamen Wählachse an beiden Achsen gleich sind. Hierdurch wird eine UngMchfönnigkeit in der Schaltung vermieden.

Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die Wählzapfenachse gegenüber der gemeinsamen Wählachse in deren Horizontalebene seitlich verschwenkt ist. Hierbei muß darauf

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hingewiesen werden, daß es sich streng genommen nicht um eine "Horizontal"-Ebene handelt, sondern vielmehr um diejenige Ebene, welche die gemeinsame Wählachse enthält und die senkrecht auf der ebenfalls die gemeinsame Wählachse enthaltenden Vertikalebene steht. Mit einer derartigen Ausbildung kann man Wählbahnverzerrungen des Schalthebelkopfes eliminieren. Dieser Vorschlag ist anwendbar bei einer einfachen Gabelgelenkanlenkung der Fernschaltwelle am Getriebe bei um den Winkel S abweichender Verdrehachse 28c.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt

Fig. la u. b das Aufbauschema (Darstellung in Strichmanier) einer Drehwellen-Fernschaltung in Seitenansicht und Draufsicht,

Fig. 2 u. 3 zwei andere Ausführungsformen mit geneigten Achsen (Beugung) in derselben Darstellung,

Fig. ka. - c das Aufbauschema einer Fernschaltung für ein Getriebe mit senkrecht angeordneter Sehaltdomwelle in Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht und

Fig. 5 die motorseitige Anlenkung des Schalthebels am Gestänge im Schnitt.

Nach Figur 1 nimmt der Schalthebel 10 mit einem Gabelteil an seinem unteren Ende ein erstes Kardangelenk 12 auf, dessen beide Achsen sich in der üblichen Art und Weise schneiden. Am Kardankreuz 13 greift einerseits der Schalthebel 10 an, während an der querliegenden Achse l4 dieses Kardankreuzes mittels einer Gabel 15 das Schaltgestänge l6 angreift, dessen Ausbildung im einzelnen hier nicht interessiert. Der Gabelteil 11 läuft hier in einen Wählzapfen 17 aus, dessen Achse

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- die Wählzapfetmchse l8 - durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenks 12 verläuft. Dieser Wählzapfen 17 ist in einem Zwischenstück 19 aufgenommen und mittels eines zweiten Kardangelenks 20 an einer auf dem Motorblock 21 befestigten Traverse 22 angelenkt. Die beiden Achsen dieses zweiten Kardangelenks 20 - die Wählzapfenachse l8 und die Schaltachse 23 - liegen in zwei verschiedenen Ebenen, und der Abstand zwischen diesen beiden Ebenen ist durch den gewünschten Schaltweg bedingt, d. h. er beeinfluß die Schalthebelübersetzung.

Im oberen Teil 2k des Getriebes liegt eine Drehwelle 25 für die Getriebeschaltung. Durch diese Drehwelle 25 wird in nicht näher dargestellter und für die Erfindung auch nicht interessanter Art und Weise das Getriebe geschaltet, wobei ein Drehen der Drehwelle 25 den Wählvorgang und ein Längeverschieben der Drehwelle 25 die Schaltbewegung bedeutet. Die Schaltstange l6 ist mittels eines Kardangelenkes 26 mit der Drehwelle 25 verbunden. Die Anordnung ist hier so getroffen, daß die gemeinsame theoretische Wählachse 27 - die durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenkes 12 verläuft - und die Wählzapfenachse l8 und die Wählachse 28 des Getriebeanschlusses, d. h. also der Drehwelle 25 zu einer gemeinsamen Achse zusammenfallen. Ferner ist das Zwischenstück 19 so ausgebildet und angeordnet, daß die gemeinsame Ebene 29 für die Schaltachse l4 des ersten Kardangelenks 12 und die Schaltachse 23 des zweiten Kardangelenks 20 von der gemeinsamen Wählachse 27 senkrecht durchstoßen wird. Bei dieser Anordnung ergibt sich am Schalthebel 10 ein exaktes H-förmiges SchaItkopfbild, welches symmetrisch aufgebaut ist, d. h. die Schaltwege sind nach beiden Richtungen gleich lang und Wählbewegung und Schaltbewegung stehen senkrecht aufeinander. Die Symmetrie der Schaltwege bezieht sich dabei auf eine Darstellung des Schaltschemas in einer zum Schalthebel 10 selbst senkrechten .Ebene.

Wie die Figur 1 bereits erkennen läßt, weicht die Schaltstange 16 von der gemeinsamen Wählachse 27 naturgemäß ab,

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weil sie um Teile des Motorblocks 21 oder um andere Teile herumgeführt werden muß. Es wurde bereits vorstehend erwähnt, daß diese Abweichung naturgemäß so klein wie möglich zu halten ist, um unnötige Massenkräfte zu vermeiden. Nicht immer liegen aber die Getriebeanschliisse so bzw. sind derart ausgebildet, daß sich diese sehr einfache vorteilhafte Lösung nach der Figur 1 verwirklichen läßt. Um dennoch verzerrungsfreie Schaltungen und exakte Schaltbilder zu bekommen, muß man Anordnungen wählen, bei denen andere, aber ganz bestimmte vorher ermittelte Lagen der Achsen zueinander eintreffen. Eine solche Anordnung zeigt z. B. Figur 2, wobei die Wählachse 28a und die Wählzapfen*ehee 18a mit der gemeinsamen Wählachse 27 bestimmte und zwar vorzugsweise gleiche Winkel bilden. Die Abweichungen erfolgen hier nach derselben Seite, d. h. wenn man die aufeinander zugerichteten Strahlen der Wählzapfenachse l8a und der Getriebewählachse 28a betrachtet, so weichen beide gegenüber der gemeinsamen Wählachse 27 nach oben ab. Im übrigen gleicht die Ausbildung der beiden Anschlußstellen derjenigen nach der Figur 1, mit dem einen Unterschied, daß nunmehr der Wählzapfen 17« nach vorn und nicht nach dem Getriebe hin gerichtet ist. Wirkungsmäßig besteht allerdings kein Unterschied.

Nach Figur 3 - die im übrigen eine ähnliche Winkelebweichung wie Figur 2 zeigt und auch hinsichtlich der Ausbildung der Anschlußstellen selbst dieser Anordnung gleicht - erfolgt die Abweichung der Wählzapfenachse l8b und der Wählachse 28b gegenüber der gemeinsamen theoretischen Wählachse 27 nach entgegengesetzten Seiten. Unter der Voraussetzung gleicher Winkel verlaufen also die beiden Achsen l8b und 28b parallel zueinander.

Nach den Figuren 4a - c verläuft in einem aufrecht stehenden Schaltdom 30 des Getriebes eine Schaltdömwelle 31, die in Längsrichtung bewegbar - Wählvorgang - und um ihre eigene Achse drehbar - Schaltvorgäng - ist. Die Schaltdomwelle 31 ist am oberen Ende L-förmig ausgebildet und durch ein Kugelgelenk 32 mit dem ebenfalls L-förmig ausgebildeten Ende 33

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der Schaltetange l6 verbunden, die im übrigen etwa die Form nach Figur 1 hat. Die Schaltstange l6 ist am getriebeseitigen Ende mittels eines Kugelgelenkes 3^ an einer Abstütz stange 35 angelenkt, die ihrerseits durch ein Kugelgelenk 36 am Getriebegehäuse fest abgestützt ist.

Zum Schalten wird die Schaltstange l6 nach vorn oder nach hinten bewegt, wobei sich das Gelenk 32 auf einem Kreisbogen um die Achse der Schaltdomwelle 31« die dabei entsprechend gedreht wird. Auf einem entsprechenden Kreisbogen bewegt sich das Gelenk 3^» so daß die Abstützstange 35 nicht nur in Längs-, sondern auch in Querrichtung geneigt wird. Wird nun zum Wählen die Schaltstange l6 um die gemeinsame Wählachse 27 gedreht, so daß dadurch das Gelenk 32 und auch die Schaltdomwelle 31 angehoben bzw. abgesenkt wird. Die Abstützstange 35 nimmt dabei das Moment auf und wird in Querrichtung geneigt. Da aber die gemeinsame Wählachse 27 zur Horizontalen geneigt ist, tritt bei dieser Wählbewegung infolge der L-förmigen Ausbildung am Ende 33 der Schaltstange l6 auch eine Längsbewegung des Gelenkes 32 um einen geringen Betrag e ein (Eigensteuerung infolge der Abweichung der Wählachse zur Schaltdomverdrehachse 28c). Dadurch würde sich eine gewisse Verzerrung des H-förmigen Schaltbildes ergeben (H-Form nicht rechtwinklig).

Die Anschlußstelle des Schalthebels 10 an der Schaltstange l6 ist gemäß der Ausführungsformen nach Figur 2 und 3 ausgebildet, d. h. der Wählzapfen 17c ist nach vorn gerichtet. Um die beschriebene Verzerrung auszugleichen, ist allerdings die Wählzapfenachse l8c (siehe hierzu besonders Fig. 4 b) gegenüber der gemeinsamen Wählachse 27 in Querrichtung geneigt. Diese Neigung erfolgt in einer Ebene, die die gemeinsame Wählachse 27 enthält und senkrecht zu der durch die gemeinsame Wählachse gehenden Vertikalebene steht. Infolge dieser Neigung wird das Schaltbild wieder zu einem fast exakt rechtwinkligen H ergänzt.

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Figur 5 zeigt die Anlenkung des Schalthebels 10 an der Schaltstange l6 gemäß dem Prinzip der Figur 1. Auf einem am Motorblock 21 befestigten bzw. von diesem gebildeten Konsol 37 ist ein Trägerteil 38 befestigt, welches mit zwei aufwärts gerichteten Armen 39 einen Zwischenflansch kO trägt,

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der einerseits zur Befestigung einer Dichtunpmanschette 4l dient und andererseits mittels zweier Augen 42 einen Zupfen 43 trägt, der die Schaltachse 23» d. h. also die zweite Achse des zweiten Kardengelenks bildet. Auf diesem Zapfen 43 ist das Zwischenstück 19 schwenkbar gelagert, welches mit seinem unteren augenartig ausgebildeten Teil 44 den Wählzapfen 17 aufnimmt. Dieses Zwischenstück 19 bildet mit seinen beiden Achsen der Schaltachse 23 und der Wählzapfenachse 18 das zweite Kardangelenk.

Der Schalthebel 10 bildet am unteren Ende mit seinem Gabelteil 11 gewissermaßen ein geschlossenes Auge, da. der Gabelteil 11 in den Wählzapfen 17 übergeht. In diesem geschlossenen Auge befindet sich das erste Kardangelenk 12, wobei die aufwärts gerichteten Zapfen 13 vom Gabelteil 11 des Schalthebels 10 umfaßt werden, während an dem wangerecht verlaufenden Zapfen l4 des Zapfenkreuzes die Schaltstange l6 auf beiden Seiten angreift. Die Wählzapfenachse l8 verläuft durch den Schnittpunkt der beiden Achsen des ersten Kardangelenkes Die Wirkungsweise dieser Anordnung wurde bereits in den vorstehenden Ausführungen erläutert.

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Claims

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Da im1er-Benz Aktiengesellschaft Stuttgart

Ansprüche

Drehwellen-Fernschaltung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Nutzfehrzeugen, wobei der Schelthebel ab Motorblock oder em Fahrerheus gelenkig gelagert und mittels eines ggf. ausziehbaren Gestänges mit dem Schaltorgan des Wechselgetriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel mittels eines ersten Kardangelenks mit sich schneidenden Achsen am Gestänge angelenkt ist, daß der vom Schalthebel gebildete, das erste Kardangelenk aufnehmende Gabelteil in einen Wählzapfen ausläuft, der mittels eines Zwischenstückes über ein zweites Kardangelenk am Motorblock bzw* Fahrerhaus gelagert ist, daß beim zweiten Kardangelenk die erste Achse die Wählzapfenachse ist und die zweite Achse

- die Schaltachse - in einer anderen Ebene im Abstand dazu liegt, daß die erste Achse des zweiten Kardangelenks

- die Wählzapfenachse - durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenks geht und der Abstand der Ebenen von Wählzapfenachse und Schaltachse vom Schaltweg bestimmt ist und daß die gemeinsame Wählachse von Schalthebelanlenkung und Gestängeanschluß am Getriebe durch den Achsenschnittpunkt des ersten Kardangelenks geht.

2. Fernschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ~

daß die gemeinsame Wählachse (27), die durch die Schaltachse (l4) des ersten Kardangelenks (12) und die Schaltachse (23) des zweiten Kardangelenks (20) bestimmte Ebene (29) senkrecht durchstößt.

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3· Fernschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse des zweiten Kardangelenks (20) - die Wählzapfenachse (l8) - und die gemeinsame Wählachse (27) und die Wählachse (28) des Getriebeanschlusses in eine einzige Achse zusammenfallen.

4. Fernschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnt, daß gegenüber der gemeinsamen Wählachse 27 sowohl die Wählzapfenachse (l8a) am zweiten Kardangelenk als auch die Wählachse (28a) des Getriebeanschlusses in einer senkrechten Ebene geneigt sind (Figur 2 und 3)·

5. Fernschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Achsen (l8a, 28a) gegenüber der gemeinsamen Wählachse (27) nach oben abweichen (Figur 2).

6. Fernschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der gemeinsamen Wählachse (27) die eine Achse (l8b) nach oben, die andere (28b) nach unten abweicht (Figur 3)·

7. Fernschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungswinkel gegenüber der gemeinsamen Wählachse (27) an beiden Achsen gleich sind.

8. Fernschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählzapfenachse (l8c) gegenüber der gemeinsamen Wählachse (27) in deren Horizontalebene seitlich verschwenkt ist (Figur 4b).

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