DE2546497C2 - Fernschaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernschaitvorrichiung

ίο nach dem Obergriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Fernschaltvorrichtung dieser Art DE-OS 21 59 195) ist ein HandschaKhebel sowohl mit einer an Motorblock oder Fahrerhaus des Kraftfahrzeuges durch ein eine die geometrische Schaltachse des

is Handschalthebels bildende Gelenkachse aufweisendes Gelenk aufgehängten Pendelschwinge als auch durch ein Kardangelenk mit zwei einen gemeinsamen Achsenschnittpunkt aufweisenden Gelenkachsen unmittelbar mit dem einen Wellenende einer mit ihrem anderen Wellenende an einer Getriebeschaltweile des Gangwechselgetriebes angelenkten Fernschaltwelle verbunden.

Bei der bekannten Vorrichtung ist die Pendelschwinge mit dem Motorblock kardanisch und mit dem Handschalthebel starr verbunden.

Die bekannte Vorrichtung ist so gestaltet, daß ein Aufspannstück zur Befestigung des Fernschaltbockes am Fahrzeugrahmen bzw. einem anderen festen Fahrzeugteil und ein Anschlußstück zum Anschließen der Schaltwelle zum Getriebe angeordnet und sowohl das Aufspannstück als auch das Anschlußstück mittels eines oberen und eines unteren Gelenkkreuzes in einem Lagerträger kardanisch gelagert und das Anschluß- und das Aufspannstück gegeneinander austauschbar sind.

Mit dieser Ausgestaltung soll erreicht werden, einen Fernschaltbock zu erstellen, der mit verschleißfesten Lagern bzw. Gelenken ausgestattet ist und keine Faltenbälge benötigt. Außerdem soll bei diesem Schaltbock durch unterschiedliche Montage gleicher Teile die Wähl- oder Schaltrichtung geändert werden können.

Eine andere bekannte Fernschaltvorrichtung (DE-PS 6 47 128) hx gattungsfremd, weil bei dieser der HandschaKhebel weder unmittelbar mit dem Wellenende der Fernschalttvelle durch ein Kardangelenk noch mit einer Pendelschwinge, sondern mit dem einen Hebelarm eines Doppelhebels verbunden ist, der seinerseits in seinem mittleren Bereich durch ein einachsiges Gelenk am Fahrzeugrahmen schwenkbar gelagert ist.

Die bekannte Fernschaltvorrichtung vermochte für die Erfindung keine Anregung zu geben, weil bei ersterer die zwei einachsigen Gelenke einer Pendelschwinge betreffenden kennzeichnenden Merkmale naturgemäß nicht vorhanden sind und auch die geometrische Wählachse der Fernschaltwelle nicht durch den Achsen-Schnittpunkt eines Kardangelenkes zwischen HandschaKhebel und dem vorderen Wellenende der Fernschaltwelle geht.

Bei dieser bekannten Fernschaltvorrichtung werden die Wählbewegungen des Handschalthebels durch einen gesonderten Parallellenker auf die Fernschaltwelle übertragen.

Schließlich ist auch eine weitere bekannte Fernschaltvorrichtung (DE-PS 9 38 526) gattungsfremd, weil weder deren Handschalthebel durch ein Kardangelenk mit dem vorderen Wellenende der Fernschaltwclle verbunden noch eine am Motorblock oder Fahrerhaus aufgehängte Pendelschwinge verwendet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fern-

schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzubilden, daß sie eigensteuerfrei arbeitet Ferner soll ein exaktes, geometrisches, H-förmiges Schalthebelkopf-Bahnenbild und das Gefühl des markierten Schalthebelkopf-Bahnenwechsels dem Fahrer ein Verschalten mit den Folgen eines Motorschadens verhindern helfen. Und schließlich soll sich diese Fernschaltvorrichtung für eine motorfeste Anlenkung des Schalthebels — d. h. also ohne Relativbewegungen — und aucb für eine fahrerhaus- oder rahmenfeste Anlenkung, d. h. mit Relativbewegungen, des Schalthebels eignen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst

Die Erfindung hat also den allgemeinen Gedanken zum Inhalt die Anlenkung des Schalthebels an der Fernsciialtwelle auf ein Kardangelenk und eine Pendelschwinge mit zwei einachsigen Gelenken zu verteilen, deren zwei Achsen in verschiedenen Ebenen liegen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung entsteht eine exakte Drehwellen-Charakteristik beim Wählvorgang mit einer großen wirksamen Wählhebellänge, die bei gegebenem Wählwinkel eine ausgeprägte Gassenbahnbreite schafft Es ergibt sich infolgedessen keine Längenänderung an der Fernschaltwelle. Die Verwendung einer Querkraft aufnehmenden kardanischen Schalthebelanlenkung baut alle aus Schaltbewegungen auftretenden Querkraftmomente in den Anlenkungen selbst ab. Die Fernschaltwelle ist frei von Pseudo-Schaltkräften. Sie wird nur auf Verdrehen — Wählvorgang — und Zug/Druck — Schaltvorgang — beansprucht Die kardanische 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 Schaltung.

Die Erfindung bevorzugt eine Lösung, wonach die geometrische Wählachse der Fernschaltwelle die sowohl den Achsenschnittpunkt des Kardangelenkes als auch die geometrische Schaltachse des Handschalthebels enthaltende Ebene senkrecht durchstößt Ebenso wird bevorzugt, wenn die geometrische Wählachse des Handschalthebels und die geometrische Wählachse der Fernschaltwelle und die Wählachse des Getriebeanschlusses in einer einzigen Achse zusammenfallen.

Hierdurch entsteht eine exakte Drehwellenschaltung mit einem noch präziseren Schaltkopfbahnenbild. Außerdem ergibt sich auf diese Weise eine symmetrische Aufteilung der Schaltwege von der mittleren Neutralstellung aus.

Es leuchtet ein, daß die geometrische Wählachse der Fernschaltwelle oft nur eine theoretische Achse ist, die sich in der Praxis nicht verwirklichen läßt. Die tatsächlich ausgeführte Fernschaltwelle — 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 geometrischen Wählachse anstreben, um die Massenkräfte klein zu halten. Ferner ist es oft erforderlich, das Bahnenbild des Schalthcbelkopfcs in eine für den Fahrer günstigere Ebene zu bringen, die keineswegs immer waagrecht sein muß, sondern auch gc'ieigt sein kann.

Zu diesem ZVeck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß gegenüber der geometrischen Wählachse der PernsehaltwellC sowohl die geometrische Wählaehse des Handschalthebels als auch die Wählaehse des Getriebeanschlusses in einer senkrechten Ebene geneigt sind (F i g. 2 und 3).

Bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt dies derart daß beide Achsen gegenüber der geometrischen Wählaehse nach oben abweichen. Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß gegenüber der geometrischen Wählaehse 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 Wählaehse an beiden Achsen gleich sind. Hierdurch wird eine Ungleichförmigkeit in der Schaltung vermieden.

Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die Wählaehse des Handschalthebels gegenüber der geometrischen Wählaehse der Fernschaltwelle in deren Horizontalebene seitlich verschwenkt ist. Hierbei muß darauf hingewiesen werden, daß es sich streng genommen nicht um eine »Horizontal«-Ebene handelt, sondern vielmehr um diejenige Ebene, welche die geometrische Wählaehse enthält und die senkrecht auf der ebenfalls die geometrische Wählaehse enthaltenden Vertikalebene steht Mit einer derartigen Ausbildung kann man Wählbahnverzerrungen des Schalthebelkopfes eliminieren. Dieser Vorschlag ist anwendbar bei einer einfachen Gabelgeleukanlenkung der FernschaltweHe am Getriebe bei um den Winkel ε abweichender Verdrehachse 28c.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigen
Fig. la und b das Aufbauschema (Darstellung in Strichmanier) einer Fernschaltvorrichtung in Seitenansicht und Draufsicht,

F i g. 2 und 3 zwei andere Ausführungsformen mit geneigten Achsen (Beugung) in derselben Darstellung,
Fig.4a—c das Aufbauschema einer Fernschaltvorrichtung für ein Getriebe mit senkrecht angeordneter Schaltdomwelle in Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht und

Fig.5 die motorseitige Anlenkung des Schalthebels an der Fernschaltwelle im Schnitt.

Nach F i g. 1 nimmt ein Handschalthebel 10 mit einem Gabelteil 11 an seinem unteren Ende ein Kardangelenk 12 auf, dessen beide Achsen sich schneiden. Am Kardankreuz 13 greift einerseits der Handschalthebel 10 an, während an der querliegenden Achse 14 dieses Kardankreuzes mittels einer Gabel 15 eine Fernschaltwelle 16 angreift. Der Gabelteil 11 läuft hier in ein Gelenk 17 aus, dessen Achse — die geometrische Wählaehse 18 des Handschalthebels 10 — durch den Achsenschnittpunkt des Kardangelenks 12 verläuft. Dieses Gelenk 17 ist in einer Pendelschwinge 19 aufgenommen und mittels eines Gelenkes 20 an einer auf einem Motorblock 21 befestigten Traverse 22 angelenkt. Die Achse dieses Gelenks 20 — die Schaltachse 23 des Handschalthebels 10 — und die Wählaehse 18 liegen in zwei verschiedenen Ebenen, und der Abstand zwischen diesen beiden Ebenen ist durch den gewünschten Schaltweg bedingt, d. h. er beeinflußt die Schalthebelübersetzung.

Im oberen Teil 24 des Getriebes liegt eine Drehwelle 25 für die Getriebeschaltung, wobei ein Drehen der

h5 Drehwelle 25 den Wählvorgang und ein Längsverschieben der Drehwelle 25 die Schaltbewegung bedeutet. Die Fernschaltwelle 16 ist mittels eines Kardangelenkes 26 mit der Drehwelle 25 verbunden. Die Anordnung ist

hier so getroffen, daß die geometrische Wählachse 27 — die durch die Achsenschnittpunkte der Kardangelenke 12 und 26 verläuft — und die Wählachse 18 und die Wählachse 28 des Getriebeanschlusses, d. h. also der Drehwelle 25, in einer gemeinsamen Achse zusammenfallen (Fig. la). Ferner ist die Pendelschwinge 19 so ausgebildet und angeordnet, daß die gemeinsame Ebene 29 für die Achse 14 des Kardangelenks 12 und die Schaltachse 23 des Gelenks 20 von der geometrischen Wählachse 27 senkrecht durchstoßen wird. Bei dieser Anordnung ergibt sich am Schalthebel 10 ein exaktes H-förmiges Schaltkopfbild, welches symmetrisch aufgebaut ist, d. h. die Schaltwege sind nach beiden Richtungen gleich lang und Wählbewegung und Schallbewegung stehen senkrecht aufeinander. Die Symmetrie der Schaltwege bezieht sich dabei auf eine Darstellung des Schaltschemas in einer zum Schallhebel 10 selbst senkrechten Ebene.

Wie die F i g. 1 zeigt, weicht die Fernschaltwelle 16 von der gemeinsamen Wählachse 27 ab, weil sie um Teile des Motorblocks 21 oder um andere Teile herumgeführt werden muß. Diese Abweichung ist so klein wie möglich zu halten, um Massenkräfte zu vermeiden. Nicht immer sind die Getriebeanschlüsse derart ausgebildet, daß sich die Lösung nach der F i g. 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. F i g. 2, wobei die Wählachse 28a und die Wählachse 18a mit der geometrischen Wählachse 27 bestimmte und zwar vorzugsweise gleiche Winke! bilden. Die Abweichungen erfolgen hier nach derselben Seite, d. h. wenn man die aufeinander zugerichteten Strahlen der Wählachse 18a und der Wählachse 28a betrachtei, so weichen beide gegenüber der geometrischen Wählachse 27 nach oben ab. Im übrigen gleicht die Ausbildung der beiden Anschlußstellen derjenigen nach der Fig. 1, mit dem einen Unterschied, daß nunmehr das Gelenk 17a nach vorn und nicht nach dem Getriebe hin gerichtet ist. Wirkungsmäßig besteht allerdings kein Unterschied.

Nach Fig.3 — die im übrigen eine ähnliche Winkelabweichung wie F i g. 2 zeigt und auch hinsichtlich der Ausbildung der Anschlußstellen selbst dieser Anordnung gleicht — erfolgt die Abweichung der Wählachse 18Z) und der Wählachse 286 gegenüber der geometrischen Wählachse 27 nach entgegengesetzten Seiten. Unter der Voraussetzung gleicher Winkel verlaufen die beiden Achsen 186 und 286 parallel zueinander.

Nach den Fig.4a—c verläuft ir. einem aufrecht stehenden Schaltdom 30 des Getriebes eine Schaltdomwelle 31, die in Längsrichtung bewegbar — Wählvorgang

— und um ihre eigene Achse drehbar — Schaltvorgang

— ist Die Schaltdomwelle 31 ist am oberen Ende L-förmig ausgebildet und durch ein Kugelgelenk 32 mit dem ebenfalls L-förmig ausgebildeten Ende 33 der Fernschaltwelle 16 verbunden, die im übrigen etwa die Form nach F i g. 1 hat Die Fernschaltwelle 16 ist am getriebeseitigen Ende mittels eines Kugelgelenkes 34 an einer Abstützstange 35 angelenkt, die ihrerseits durch ein Kugelgelenk 36 am Getriebegehäuse fest abgestützt ist

Zum Schalten wird die Femschaltwelle 16 nach vorn oder nach hinten bewegt, wobei sich das Gelenk 32 auf einem Kreisbogen um die Achse der Schaltdomwelle 31 bewegt, die dabei entsprechend gedreht wird. Auf einem entsprechenden Kreisbogen bewegt sich das Gelenk 34, so daß die Abstützstange 35 nicht nur in Längs-, sondern auch in Querrichtung geneigt wird. Wird nun zum Wählen die Femschaltwelle 16 um die gemeinsame Wählachse 27 gedreht, so wird dadurch das Gelenk 32 und auch die Schaltdomwelle 31 angehoben bzw. abgesenkt. Die Abstützstange 35 nimmt dabei das Moment auf und wird in Querrichtung geneigt. Da aber die geometrische Wählachse 27 zur Horizontalen geneigt ist, tritt bei dieser Wählbewegung infolge der L-förmigen Ausbildung am Ende 33 der Femschaltwelle 16 auch eine Längsbe-

K) wegung des Gelenkes 32 um einen geringen Beirag ein (Eigensteuerung infolge der Abweichung der Wählachse 27 zur Schaltdomvcrdrehachse 28c/ Dadurch würde sich eine gewisse Verzerrung des H-förniigen Schaltbildes ergeben (Η-Form nicht rechtwinklig).

!'s Die Anschlußstelle des Schalthebels 10 an der Femschaltwelle 16 ist gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ausgebildet, d. h. das Gelenk 17c ist nach vorn gerichtet. Um die beschriebene Verzerrung auszugleichen, ist allerdings die Wählachse 18c (siehe hierzu besonders Fig.4b) gegenüber der geometrischen Wählachse 27 in Querrichtung geneigt. Diese Neigung erfolgt in einer Ebene, die die geometrische Wählachse 27 enthält und senkrecht zu der durch diese Wählachse gehenden Vertikalebene steht. Infolge dieser Neigung wird das Schaltbild wieder zu einem fast exakt rechtwinkligen H ergänzt

F i g. 5 zeigt die Anlenkung des Schalthebels 10 an der Femschaltwelle 16 gemäß dem Prinzip der Fig. 1. Auf einer am Motorblock 21 befestigten bzw. von diesem gebildeten Konsole 37 ist ein Trägerteil 38 befestigt welches mit zwei aufwärts gerichteten Armen 39 einen Zwischenflansch 40 trägt der einerseits zur Befestigung einer Dichtungsmanschette 41 dient und andererseits mittels zweier Augen 42 einen Zapfen 43 trägt der die Schaltachse 23, d. h. also die Achse des Gelenkes 20 bildet Auf diesem Zapfen 43 ist die Pendelschwinge 19 schwenkbar gelagert, welche mit einem unteren augenartig ausgebildeten Teil 44 das Gelenk 17 aufnimmt. Diese Pendelschwinge 19 bildet mit den beiden Gelenken die Schaltachse 23 und die Wählachse 18.

Der Kandschaithebel 10 bildet am unteren Ende mit seinem Gabelteil 11 gewissermaßen ein geschlossenes Auge, da der Gabelteil 11 in das Gelenk 17 übergeht In diesem geschlossenen Auge befindet sich das Kardangelenk IZ wobei die aufwärts gerichteten Zapfen des Kardankreuzes 13 vom Gabelteil 11 des Schalthebels 10 umfaßt werden, während an dem waagrecht verlaufenden Zapfen mit der Achse 14 des Kardankreuzes die Femschaltwelle 16 auf beiden Seiten angreift Die Wählachse 18 verläuft durch den Schnittpunkt der beiden Achsen, des Kardangelenkes 12. Die Wirkungsweise dieser Anordnung wurde bereits in den vorstehenden Ausführungen erläutert

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fernschaltvorrichtung für das Gangwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, bei der ein Handschalthebel sowohl mit einer an Motorblock oder Fahrerhaus des Kraftfahrzeuges durch ein eine die geometrische Schaltachse des Handschalthebels bildende Gelenkachse aufweisendes Gelenk aufgehängten Pendelschwinge als auch durch ein Kardangelenk mit zwei einen gemeinsamen Achsenschnittpunkt aufweisenden Gelenkachsen unmittelbar mit dem einen Wellenende einer mit ihrem anderen Wellenende an einer Getriebeschakwelle des Gangwechselgetriebes angelenkten Fernschaltwelle verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gelenk (20) zur Aufhängung der Pendelschwinge (19) einachsig und der HandschaKhebel (10) an der Pendelschwinge (19) durch ein weiteres einachsiges Gelenk (17 bzw. 17a bzw. Mc) angelenkt ist, dessen die geometrische Wählachse (18 bzw. 18a bzw. 18t bzw. iSc) des Handschalthebels (10) bildende Gelenkachse durch den Achsenschnittpunkt (13, 14) des Kardangelenkes (12) verläuft, und daß die beiden Gelenkachsen (18 und 23) der einachsigen Gelenke (17 und 20) der Pendelschwinge (19) sich weder schneiden noch parallel zueinander liegen und die durch die Anlenkpunkte der Wellenenden der Fernschaltwelle (16) verlaufende geometrische Wählachse (27) ebenfalls durch den Achsenschnittpunkt (13, 14) des Kardangelenkes (12) verläuft.

2. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) die sowohl den Achsenschnittpunkt (13, 14) des Kardangelenkes (12) als auch die geometrische Schaltachse (23) des Handschalthebels (10) enthaltende Ebene (29) senkrecht durchstößt.

3. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Wählachse (18) des Handschalthebels (10) und die geometrische Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) und die Wählachse (28) des Getriebeanschlusscs in einer einzigen Achse zusammenfallen.

4. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der geometrischen Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) sowohl die geometrische Wählachse (18a; des Handschalthebels (10) als auch die Wählachse [2Sa) des Getriebeanschlusses in einer senkrechten Ebene geneigt sind (F i g. 2 und 3).

5. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Achsen (18a, 28a,/ gegenüber der geometrischen Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) nach oben abweichen (F i g. 2).

6. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der geometrischen Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) die eine Achse (Hb) nach oben, die andere (28i>; nach unten abweicht (Fig. 3).

7. Fernschaltvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungswinkel gegenüber der geometrischen Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) an beiden Achsen gleich sind.

8. Fernschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet.

daß die Wählachse (18c; des Handschalthebels (10) gegenüber der geometrischen Wählachse (27) der Fernschaltwelle (16) in deren Horizontalebene seitlich verschwenkt ist (F i g. 4b).