DE276790C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Patentschrift

- M 276790 ■-KLASSE 63 c. GRUPPE

Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Motorfahrzeugen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Juli 1913 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltvorrichtungen für die Getriebe von Motorfahrzeugen, bei welchen die Umschaltung des Getriebes mittels eines auf einem mit dem Einstellmechanismus in Verbindung stehenden Kolben einwirkenden Druckmittels erfolgt.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltvorrichtung, welche es ermöglicht, die Einstellung eines beliebigen Getriebes vorzunehmen, ohne dadurch das zur Zeit eingeschaltete Getriebe ausrücken zu müssen und das Einschalten des neu eingestellten Getriebes jederzeit augenblicklich lediglich durch Vor- und Rückbewegen des Betätigungsorganes vor-

•■5 nehmen zu können.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein zur Betätigung der Maschinenkupplung und des Druckniittelventils dienendes Organ unter Zuhilfenahme einer verlorenen Bewegung mit dem Ventil zur Steuerung der mit den Getriebeschaltstangen kuppelbaren und ein Steuerelement für diese tragenden Kolbenstange verbunden.ist.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen in der besonderen Ausbildung des Steuerventils und in der Anordnung der die Kolbenstange mit den Getriebeschaltstangen kuppelnden Knagge, sowie in der Möglichkeit, die Kolbenstange mit den Getriebeschaltstangen direkt oder mit oberhalb derselben verschiebbar gelagerten, durch Stirnräder in Antriebsverbindung mit denselben stehenden Zahnstangen

verbinden zu können, um durch Bewegen des Kolbens in einer Richtung eine Verschiebung der eigentlichen Schaltstangen in derselben oder entgegengesetzten Richtung bewirken zu können.

Schließlich betrifft die Erfindung noch die Anordnung einer Platte auf der Kolbenstange zum Zurückbringen der Schaltorgane in die neutrale Lage, sowie eine derartige Ausbildung dieser Platte, daß nach erfolgter Schaltbewegung und der dadurch bewirkten Vorwärtsbewegung der Platte ein Hebel in die Bahn eines vom Betätigungsorgan beeinflußten Ansatzes bewegt wird, um zu bewirken, daß die durch die Schaltung vorwärts bewegten Teile vor jeder neuen Schaltung in die neutrale Lage zurückbewegt werden.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und esist:

Fig.· ι eine Seitenansicht des Gesamtmechanismus,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus,

Fig. 3 eine Einzelansicht, die Anordnung der Knagge und der Steuerplatte veranschaulichend,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Steuerventils und der damit verbundenen Teile in vergrößertem Maßstabe,

Fig. 4a die gleiche Schnittansicht des Steuerventils bei anderer Kolbenstellung,

Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4_;

Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie 6-6 der

Fig· A, . . . :

Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht der Knagge und
Fig. 8 ein Schnitt durch das Steuerventil.

Bei der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist die Maschine mit io und das auf der Maschinenwelle 12 sitzende Schwungrad mit ii bezeichnet. In der Nähe des Schwungrades ii ist eine Kupplung 13 und auf der quer zur Maschinenwelle sich erstreckenden horizontalen Achse 16 ein durch den Boden 17 reichendes Pedal 15 vorgesehen, an dessen Welle 16 sich der mit der die Kupplung betätigenden Stange 14 verbundene Arm 18 befindet.

Die durch Universalgelenk 19 mit der Maschinenwelle 12 gekuppelte Welle 20 erstreckt sich in den Getriebekasten 21 und ist mit einem Triebrad 22 ausgerüstet (Fig. 2). Innerhalb des Gehäuses 21 lagert die Zwischenwelle 23, deren Zahnrad 24 mit dem Triebrad 22 dauernd in Eingriff steht. Auf der Welle 23 sitzen ferner noch die Räder 25, 26, 27, von denen das letztere mit einem Rade 28 kämmt. In dem Gehäuse 21 ist in der Verlängerung der Welle 20 die Welle 29 gelagert, auf welcher die Zahnräder 30, 31 verschiebbar, jedoch gegen Drehung mit Bezug auf die Welle gesichert angeordnet sind. Die Welle 29 kann mit der Welle 20 gekuppelt werden, um eine direkte Übertragung der Antriebskraft von der Maschinenwelle auf die Treibwelle, zu bewirken. Die verschiebbaren Räder 30 und 31 tragen Bunde, vermittels deren sie durch Gabeln 32, 33 von Schaltstangen 34 und 35 aus bewegt werden können. Diese Stangen besitzen einstellbare Ringe 36, um ihre Bewegung in der einen oder anderen Richtung zu begrenzen. Es erhellt, daß durch Bewegung der Stangen 34, 35 die Räder 30, 31 in Eingriff mit den Rädern 25, 26, 28 und Rad 31 außerdem mit der- Welle 20 gebracht werden können, um das gewünschte Getriebe zu erhalten.

Um die Stangen 34 und 35 verschieben zu können, sind sie nach der Antriebsmaschine zu verlängert und an dem verlängerten Teil mit einer Verzahnung 37 und an dem Ende der Verlängerung mit einer Nut 38 versehen. Am Gehäuse 21 ist auf der der Maschine zugekehrten Seite der Block 39 befestigt, durch dessen öffnungen 40 die verzahnten Enden der Stangen 34,35 (siehe Fig. 4 und 5) hindurchreichen. In den Öffnungen selbst befinden sich auf der Spindel 43 die Räder 41, 42 drehbar gelagert, welche mit der Verzahnung der Stangen 34 und 35 sowie mit oberhalb in dem Block 39 angeordneten, an den Enden eine Nut 46 tragenden Zahnstangen 44, 45 in Eingriff stehen.

Die Nuten 46 der Stangen 44, 45 entsprechen den Nuten 38 der Stangen 34, 35, und sind alle Stangen so angeordnet, daß die Nuten radial mit ihrer Öffnung einwärts gerichtet verlaufen. Die Stangen 44, 45 sind parallel zur Bewegungsrichtung der Stangen 34, 35 verschiebbar, und ist das Gehäuse 21 mit Öffnungen 47 versehen, um auch den erstgenannten Stangen ein freies Hin- und Herbewegen zu gestatten. Der Block 39 trägt an seinem oberen Teil einen Ansatz 48 zum Tragen des Ventilgehäuses 49 und des Zylinders 50, und ist der. Ansatz zweckmäßig in einem Stück mit dem Ventilgehäuse und Zylinder hergestellt. Der Deckel 51 des Zylinders 50 ist in letzteren eingeschraubt. Von dem Ventilgehäuse 49 erstrecken sich die Kanäle 52 und 53 nach den Enden des Zylinders, in welchem sich der mit einem Ring 55 ausgerüstete Kolben 54 hin und her bewegt, dessen Stange 56 durch die Enden des Zylinders hindurchgeht. Auf dem zwischen Zylinder und Getriebekasten befindlichen Teil der Stange 56 ist die Platte 58 gelagert, die eine einseitige Nabe 59 und einen seitlich vorstehenden Arm 60 trägt, welcher mit einer abgeschrägten Fläche 61 ausgerüstet ist (Fig. 4 und 6). Kurz vor dem Ende der Stange 56 besitzt diese eine nur teilweise in dieselbe reichende Bohrung 62, die mit einer durch die Nabe 59 verdeckten Keilnut 63 ausgerüstet ist. Die Platte 58 wird an einer seitlichen Verschiebung auf der Stange 56 durch den Ring '56' gehindert und ist auf der Stange lose befestigt, so daß letztere mit Bezug auf die Platte rotieren kann. In der Bohrung 62 lagert eine Knagge 64, dessen Ansatz 65 in die Nute 63 greift, nachdem der zylindrische Teil der Knagge in die Bohrung 62 der Stange 56 eingesetzt worden ist. Der zylindrische Knaggenteil besitzt eine Bohrung 66 zur Aufnahme einer Feder 67, welche sich gegen den Boden der Bohrung 62 der Stange 56 legt und bestrebt ist, die Knagge 64 nach auswärts zu drücken. Die Knagge wird jedoch durch den Nabenteil 59 der Platte 58 an einem vollständigen Heraustreten gehindert. Das aus der Bohrung herausragende Ende der Knagge ist mit einem abgerundeten Teil 68 und einer Abflachung 69 versehen; und ist letztere der Platte 58 gegenüberliegend angeordnet (Fig. 4, 6 und 7).

Um ein Drehen der Platte 58 auf und mit der Stange 56 zu verhindern, jedoch eine Längsverschiebung derselben mit der Stange 56 zu gestatten, ist die Platte mit einer Nut 70 und der Träger 48 des Blockes 39 mit einer Längsrippe 71 versehen, welche in besagte Nut 70 der Platte 58 greift (siehe Fig. 6).

Auf dem der Antriebsmaschine zugekehrten Ende der Welle 56 ist ein Rad 72 vorgesehen, welches mit einem Zahnsegment 73 kämmt. Das Zahnrad 72 wird breiter als das Segment 73 ausgeführt, um eine Längsverschiebung der Stange 56 zu gestatten, ohne daß das Zahnrad

72 außer Eingriff mit dem Segment 73 kommt, wobei die Längsbewegung der Stange 56 durch den Hub des Kolbens 54 bestimmt ist.

Das die Bewegung des Kolbens 54 im Zylinder 50 kontrollierende Ventil besteht aus der Ventilkammer 74, in welcher ein Ventil drehbar gelagert ist. Letzteres besteht aus einer mittleren, eine Scheidewand bildenden und die Kammer in zwei Abteile teilenden Scheibe 75.

Eins der Abteile ist mit dem Auspuff 76 und das andere mit der Einlaßöffnung 'j'] versehen. An der. Scheibe ist der in das mit dem Auspuff versehene Abteil ragende vorstehende Teil 78 befestigt. Letzterer ist mit den Kanälen 79 und 80 versehen, welche von der Oberfläche desselben ausgehend sich durch die Scheibe 75 erstrecken und in das mit dem Einlaß versehene Abteil münden. Die Kanäle 79 und 80 werden bei entsprechender Drehung des Ventils mit den Kanälen 52 bzw. 53 in Verbindung gebracht, und sind die erstgenannten Kanäle so angeordnet, daß, wenn einer der Kanäle 52 oder 53 mit dem ihm entsprechenden Kanal verbunden ist, der andere Kanal für den Auspuff durch Kanal 76 frei ist. Die Zuleitung des Druckmittels erfolgt durch Leitung 81 und Öffnung jy. Um das Ventil zu drehen, ist dasselbe auf der Welle 82 befestigt oder mit derselben in einem Stück hergestellt, und letztere im Ventilgehäuse 49 drehbar gelagert. Die Welle erstreckt sich durch das Gehäuse hindurch, wobei der vorstehende Teil . mit einem Arm 83 versehen ist. Mit letzterem ist die Stange 84 verbunden und diese mit einem Schlitz 85 ausgerüstet, durch den der Stift 86 des Armes hindurchgeht. Das andere Ende der Stange 84 ist mit dem Pedal 15 beweglich verbunden.

Die Röhre 81 führt nach dem das unter Druck befindliche Fluidum enthaltenden Behälter 87, und ist in der Leitung 81 das Einlaßventil 88 vorgesehen. ' Letzteres trägt einen Arm 89 zum Öffnen und Schließen des Ventils. Der Arm 89 steht unter der Wirkung einer

4-5 an einem geeigneten festen Punkt 90 befestigten Feder 91, so daß letztere bestrebt ist, den Arm 89 zu drehen und das Ventil zu öffnen. Am ■ Arm 89 ist ferner die durch eine Führung 93 gehende Stange 92 befestigt. Auf der Stange 92 ist der Ring 94 vorgesehen, und liegt das freie Ende der Stange 92 normal gegen einen Arm 95, welcher mit dem Pedal 15 aus einem Stück gebildet oder auf der durch das Pedal betätigten Welle 16 befestigt ist.

Um die Kolbenstange 56 zu drehen, ist auf der Welle 96 das mit dem Zahnrad 72 kämmende Zahnradsegment 73 und ein mit dem Rad 98 der Welle 99 in Eingriff stehendes Kegelrad 97 vorgesehen, wobei sich die Welle durch die Steuer hülse 100 erstreckt und am oberen Ende mit einem Indikatorarm 101 versehen ist. Auf einem feststehenden Teil ist in geeigneter Weise eine Skala angebracht, um die verschiedenen Getriebe anzeigen zu können. Beim Bewegen des Armes 101 wird die Stange 56 gedreht, bis die Knagge 64 sich in einer Stellung befindet, in welcher dieselbe einer der Nuten der Zahnstangen 34, 35 oder 44, 45 gegenüberliegt (siehe Fig. 6, punktiert gezeichnete Knagge), wobei die Stellungen zwischen den angezeigten Lagen neutral sind, so daß die Knagge 64 nur dann mit einer der Stangen 34, 35, 44, 45 in Eingriff kommen kann, wenn dieselbe vorher in die dem angezeigten Ge triebe entsprechende Lage gebracht worden ist.

Um zu bewirken, daß vor Vornahme einer Getriebeschaltung die vorbewegten Teile erst in ihre neutrale Lage zurückbewegt werden, ist eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen, welche aus einer bei 104 gelagerten Stange 103 besteht. Das eine Ende der Stange 103 trägt einen vorstehenden Teil 105, welcher mit einer mit der schrägen Fläche 61 des Armes 60 der Platte 58 in Berührung stehenden Schrägfläche 106 ausgerüstet ist. Das Pedal 15 oder dessen Welle 16 ist mit einem Arm 107 ausgerüstet. Das Ende 108 des Hebels 103 ist an der oberen Fläche abgeschrägt, so daß, wenn der Hebel sich in der einen Endlage befindet, der Arm 107 das Ende der Stange 108 passieren kann. Um den Hebel 103 in den jeweiligen Lagen zu halten, ist der an dem Vorsprung 105 sich anschließende Hebelteil mit einer Feder 109 versehen, welche sowohl an dem Hebel als auch, an einem feststehenden Punkt no befestigt ist. Die Feder ist bestrebt, das Ende der Stange nach abwärts zu ziehen und das andere Ende der Stange nach aufwärts in die Bahn des Armes 107 zu bringen. Die Platte 58 muß zuerst in ihre neutrale Stellung gebracht werden, wie solche auf den Zeichnungen veranschaulicht ist, nachdem sie durch Vorwärtsbewegen des Kolbens 54 nach vorn gedrückt worden ist, bevor ein anderer Getriebewechsel ausgeführt werden kann, da, wenn die Platte 58 in ihrer vorderen Stellung ist, das benachbarte Ende des Hebels 103 durch die Feder 109 nach abwärts gezogen und das andere Ende nach aufwärts bewegt worden ist, damit der Arm 107 eine Bewegung des Pedals nach vorwärts nur so weit gestattet, bis die Platte 58 erst in ihre neutrale Stellung zurückgebracht worden ist.

Es ist ersichtlich, daß die Vorwärtsbewegung der Stange 56 und des Kolbens 54 im Zylinder 50 nur dazu dient, um die Stangen 34 und 35 nach erfolgter Kupplung durch die Knagge 64 in die verschiedenen Arbeitsstellungen zu bringen. Durch Bewegung der Stange 56 in der umgekehrten Richtung werden alle Teile durch die Platte 58 in ihre neutrale Stellung zurückgeführt und gleichzeitig wird die Knagge

64, wenn sie nicht mit einer der Schaltstangen 34, 35 oder 44, 45 in. Eingriff ist, 'mit der dem eingestellten Getriebe entsprechenden Stange in Eingriff gebracht, wobei die Knagge infolge ihrer nachgiebigen Lagerung in der Stange mit Bezug auf die Stange 56 niedergepreßt wird und hierbei dieselbe mit ihrer abgerundeten Kante über das Ende der Stange, mit welcher dieselbe gekuppelt werden soll, geführt wird, und die Verkupplung mit der gewünschten Stange stattfindet. Der Raum zwischen zwei Getriebestellungen der Skala ist eine neutrale Stellung, und muß die Knagge auf der Skala genau eingestellt werden, um sie mit der gewünschten Getriebeschaltstange kuppeln zu können.

Die Schaltvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:
Angenommen, der mit der Schaltvorrichtung ausgerüstete Kraftwagen fährt mit einer gewissen, einem eingeschalteten Getriebe entsprechenden Geschwindigkeit und es soll eine Umschaltung des Getriebes vorgenommen werden. Zu dieser Zeit befindet sich der Kolben 54 nahe dem aufgeschraubten Zylinderdeckel 51 und die Steuerplatte 58 mit einer der vorwärts bewegten Getriebeschaltstangen 34, 35, 44, 45 nahe, dem Zylinder, während die Schrägfläche 106 des Hebelarmes 103 sich längs der entsprechenden Schrägfläche 61 des seitlichen Steuerplattenarmes 60 verschoben und der Hebel 103 durch die Wirkung der Feder 109 abwärts und der Hebelarm 108 aufwärts bewegt hat. Bei der durch Drehen des Zeigers 101 bewirkten Einstellung des gewünschten Getriebes wird durch die Stange 99, Getriebe 98, 97 und Getriebe 73, 72 die Kolbenstange 56 gedreht, so daß die Knagge 64 der Kolbenstange 56 außer Eingriff mit der bei der letzten Getriebeschaltung vorgezogenen Stange gelangt und genau in der verlängerten Linie der Schaltstange zu liegen kommt, mit welcher die Knagge später gekuppelt werden soll, um die Umschaltung des derzeitigen Getriebes in das gewünschte Getriebe bewirken zu können. Soll nun zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt die neue Getriebeschaltung bewirkt werden, so ist hierzu lediglich ein Nieder- und Aufbewegen des Pedals erforderlich. Es sei noch erwähnt, daß vor dem Bewegen des Pedals der Stift 86 des Ventilarmes 83 sich gegen das rechte Ende des Langloches 85 legt (Fig. 4a). Während der ersten Hälfte der Niederbewegung des Pedals findet zunächst ein Lösen der in unmittelbarer Verbindung damit stehenden Maschinenkupplung statt. Hierbei bewegt sich die Ventilstange 84 nach rechts (siehe Fig. 1 und 4). Inzwischen ist das Einlaßventil 88 geöffnet worden, so daß das Druckmittel in das vordere Zylinderende treten kann, um den Kolben nach rückwärts und damit die Steuerscheibe und die etwa vorgezogen gewesene Schaltstange in j die neutrale Lage zu bewegen. Hierbei erfolgt Auspuff vom hinteren Zylinderende aus durch Kanal 52 und Auspuffkanal 76. Bei der Zurückj bewegung des Kolbens bzw. der Kolbenstange 56 trifft die Knagge 64 auf die Schaltstange, mit welcher die Kolbenstange nunmehr gekuppelt werden soll, und zwar geschieht dies mit dem abgerundeten Teil 68 der Knagge. Dabei wird dieselbe entgegen der Wirkung ihrer Feder 67 einwärts gedrückt, so daß sie über das Stangenende hinweggeleiten kann, um bei Erreichung einer der Nuten 38 bzw. 46 in diese einzuschnappen. Bei Erreichung der neutralen Lage ist auch der Hebel 103 entgegen der Wirkung seiner Feder 109 in die betreffende Endlage zurückgekehrt, so daß beim weiteren Abwärtsbewegen des Pedals der auf seiner Welle befestigte Arm 107 sich über die abgeschrägte Kante 108 des Hebels 103 hinwegbewegen kann und dadurch ein vollständiges Herunterdrücken des Pedals möglich ist. Der Stift 86 kommt nunmehr gegen die linke Seite des Langloches 85 zu liegen, und findet gegen Ende der Niederbewegung des Pedals eine Verstellung des Ventils 78 statt, derart, daß die Mündung des Kanals 80 mit dem Kanal 52 zusammenfällt, wodurch das Druckmittel hinter den Kolben 54 tritt und der Auspuff vom vorderen Zylinderende aus' durch Kanal 53 und Öffnung 76 erfolgen kann , den Kolben 54 samt der Kolbenstange und der mit ihr gekuppelten Getriebeschaltstänge vorwärtsbewegt und die Einschaltung des gewünschten Getriebes bewirkt wird. Beim Abheben des Fußes von dem Pedal und der dadurch erfolgten Rückkehr des unter Federwirkung stehenden Pedals erfolgt die Wiedereinrückung der Maschinenkupplung und die Rückbewegung des Ventils 78, so daß die Kanäle 79 und 53 wieder ineinander münden. Es erhellt, daß die Anzahl der schaltbaren Getriebe beliebig erhöht werden kann.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Motorfahrzeugen, bei welcher die Umschaltung des Getriebes mittels eines auf einen mit dem Einstellmechanismus in Verbindung stehenden Kolben einwirkenden Druckmittels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Betätigung der Maschinenkupplung und des Druckmittelventils dienendes Organ unter Zuhilfenahme • einer verlorenen Bewegung mit dem Ventil zur Steuerung der mit den Getriebeschaltstangen kuppelbaren und ein Steuerelement für diese tragenden Kolbenstange verbunden ist, um nach erfolgtem Einstellen eines beliebigen Getriebes dasselbe äugen-

   blicklich und lediglich durch Vor- und Rückbewegen des Betätigungsorganes einschalten zu können.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steuerventils durch eine auf einer Drehspindel (82) des Steuerventils sitzende Scheibe (75) in zwei Kammern geteilt ist, von denen die eine mit einem Einlaß (77) für das Druckmittel und die andere mit einem Auspuff (76), sowie mit nach den Zylinderenden führenden Kanälen (52, 53) versehen ist, welche mit durch die Scheibe j und das an derselben innerhalb der zweiten Kammer befindliche Ventil (78) gehenden Kanälen (80,79) in Verbindung gebracht werden können.
3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange eine unter Federwirkung stehende Knagge (64) vorgesehen ist, welche mit den Getriebeschaltstangen (34, 35) direkt oder mit oberhalb derselben verschiebbar gelagerten, durch Stirnräder (41, 42) in Antriebsverbindung mit denselben stehenden Zahnstangen (44, 45) verbunden werden können, um durch Bewegen des Kolbens in einer Richtung eine Verschiebung der Schaltstangen in derselben oder entgegengesetzten Richtung. bewirken zu können.
4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zurückbringen der Schaltorgane in die neutrale Lage dienende, auf der Kolbenwelle (56) lose sitzende Platte (58) durch eine in die Aussparung (70) derselben greifende Rippe (71) des Schaltstangengehäuses an einer Drehung mit der Kolbenwelle gehindert, in der Längsrichtung jedoch mit derselben verschiebbar ist.
5. 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (58) zum Zurückbewegen der Schaltorgane in die neutrale Lage mit einem auswärts gerichteten Ansatz (60) versehen ist, dessen Schrägfläche (61) mit einer entsprechenden, an dem gekröpften Ende eines unter Federwirkung stehenden Hebelarmes befindlichen Fläche (106) in Berührung steht, so daß nach erfolgter Schaltbewegung und der dadurch bewirkten Vorwärtsbewegung der Platte dieser Hebelarm durch die Wirkung der Feder (109) nach abwärts und der andere Hebelarm aufwärts in die Bahn eines auf der Pedalwelle (16) befestigten Armes (107) bewegt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.